Полимерная композиция

 

(19),ж: (ii) 1ийиз А (51) 5 С L23 39 С68Л11 04

cow совктских софвпиатйщскях и."спт ипж ййзЖм спщкнок пмкнтнок вкдомсни ссюв <гостйтигг сей>

OIIHCAHHE:: H305PЕТЕ

К AST0PCKOM7 .СВ ТЕЛЬСТВУ

- (2 )ЗжВОЗ/а (73) а к кohскоe сйеЦиаййюжконструкторско-тех= нРлогищсюе боре МашприборппаСтик

P2) йевет EC„ Мингапеев NC„ .Бунакова ЮГ„Бухeiiio CM; кон 83„ Носалевич ИМ„. Шпосарь (64) ПОЛИМЕРНАЯ КОМЙОЭИЦ34Я

1005442

Изобретение относится к производству полимерных материалов и может быть использовано для получения гранулированных материалов и изделий из вторичного термопластичного сырья — окисленного полиэтилена.

Известно, что в процессе эксплуатации изделий полиэтилен окисляется.

Полученный плавлением отходов вторичный полиэтилен по химической структуре отличается от первичного полиэтилена содержанием нерастворимого остатка (гель-фракции) в пределах 10 — 50 и значительного количества карбоксильных, эфирных, гидроксильных, карбонильных группировок, степенью разветвленности, образовавшихся в результате окисления материалов в процессе эксплуатации. Степень окисления вторичного полиэтилена количественно характеризуется числом омыления, которое составляет 5 — 35.

Существенное изменение химического состава вторичного полиэтилена по сравнению с первичным выражается в изменении ряда физико-механических показателей расплава, определяющих его формуемость, а именно уменьшения текучести, уменьшении степени вытяжки, увеличении степени разбухания струи.

Подобное изменение указанных показателей ухудшает формуемость расплава и затрудняет его переработку в изделия;

Известна полимерная композиция, содержащая окисленный полиэтилен и катализаторы гидролиза сложных эфиров, Добавка к окисленному полиэтилену катализаторов гидролиэа сложных эфиров повышает текучесть расплава в 1,2 — 1,5 раза, однако при этом степень вытяжки его увеличивается незначительно, также незначительно уменьшается степень разбухания струи.

В результате данная композиция позволяет улучшить формуемость окисленного полиэтилена не в достаточной мере.

Кроме того, достижение эффекта требует в ряде случаев подбора специальных режимов переработки композиции, что ограничивает возможности ее применения.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является полимерная композиция, содержащая окисленный полиэтилен и технологическую добавку — раствор дисульфидалкил фенолята бария в веретенном масле.

Указанная композиция по сравнению с предыдущей отличается лучшей формуемостью, так как добавка к окисленному полиэтилену дисульфиддиалкилфенолята бария в веретенном масле повышает текучесть расплава в 1,5-2,5 раза.

Недостатком композиции является то, что остальные физико-механические показатели расплава, определяющие ее формуемость (степень вытяжки, степень разбухания струи), не улучшаются, так как известная низкомолекулярная технологическая добавка, состоящая из 97 веретенно10 ro масла и 3 дисульфиддиалкилфенолята бария, главным образом играет роль пластификатора; увеличивая лишь текучесть расплава.

При этом недостаточная степень вытяжки расплава приводит K разрыву заготовки в процессе формования, а высокая степень разбухания струи — к получению раэнотолщинных заготовок с дефектами на поверхности.

20 Кроме того, веретенное масло обладает низкой термической стойкостью, вследствие чего в условиях переработки отходов полиэтилена выделяются газообразные продукты, также ухудшающие качества за25 готовок, вызывающие обрыв струи, дефектность расплава и т,д, Укаэанные недостатки обусловливают уменьшение скорости формования отходов полиэтилена по сравнению с первичным

З0 материалом в 1,5 — 2 раза (снижение производительности), ухудшение качества получаемых из композиций изделий.

Цель изобретения — повышение физикомеханических показателей расплава компо 5 зиции.

Указанная цель достигается тем, что .полимерная композиция, включающая окисленный полиэтилен и технологическую добавку, содержит в качестве технологиче40 ской добавки вещество, выбранное из группы, включающей органические спирты с алкильным радикалом С1О-Сго, органические кислоты с алкильным радикалом CioCro, натриевые или калиевые соли

45 укаэанных кислот, стеараты бария, кальция, цинка, полиорганосилоксаны, содержащие в качестве заместителей кремния метил, атил, фенил и водород, диэтиленгликоль, антрацен. сернистый молибден и графит, при

50 следующем соотношении компонентов, . мас. :

Окисленный полиэтилен 97 — 99,8

Технологическая добавка 0,2-3

В отличие от прототипа, где использует55 ся добавка, полностью растворяющаяся в полимере и тем самым снижающая межмолекулярное взаимодействие что ведет к увеличению текучести, не улучшая при этом степени вытяжки расплава и степени разбухания его струи (эффект пластификации), 5 1005442 6 алкильным радикалом. С1о.— Czo; стеаратов бария, кальция, цинка; полиорганосилоксанов, содержащих в качестве заместителей кремния метил, атил, фенил и водород; диэтиленгликаля; антрацена; сернистого мобавками при различном соотношении компонентов. Состав композиций и физико-механические свойства расплава приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемая композилибдена; графита — ниже 0,2 вес.ч. не дает ция по сравнению с прототипом отличается комплексом улучшенных физико-механических показателей ее расплава, обусловливазаметного эффекта улучшения формуемо-. сти вторичного полиэтилена.

С -другой стороны; при .увеличении содержания органичеСких спиртов, кислот, ющих лучшую формуемость композиции.

Из таблицы:видно, что показатель текучести предлагаемой композиции в среднем или их натриевых или калиевых солей с алкильным радикалом .Cjp — С о; стеаратов - находится на уровне прототипа, но при этом бария, кальция; цинка; полиорганосилоксастепень вытяжки расплава увеличивается в

t,4 — 2,0 раза, степень разбухания струи уменьшается в 2-2,5 раза. нов; содержащих в качестве заместителей кремния метил, атил, фенил и водород; диэЭто позволяет увеличить в 1,2-1,6. раза тиленгликоля; антрацена; сернистого мо- 40 либдена; графита — выше 3 вес..ч. наблюдается эффект наполнения.или пластификации.

П р и м е. р 1. Изношенную. полиэтилескорости формования композиции в процессах зкструзионной переработки (гранулирование - отходов полиэтилена, производство профильно-погонажных из45 делий, труб), а также в процессах церерановую пленку, применявшуюся для укрытия ботки пневмоформаванием. Скорость культивационных сооружений, измельчают переработки предлагаемой композиции в роторном измельчителе пластмасс при одновременной подаче в дробилку воды (соотношение полиэтилен — вода 1;15). Затем практически находится на уровне первичного полиэтилена, Кроме того, благодаря улучшению комизмельченную пленку отмывают от.загряз- 50 нений в непрерывно действующем шнеко- плекса физико-механических показателей вом annapai e, отмывку производят расплава и отсутствию газовйделения в проточной водой при комнатной температу- процессе формования (все добавки являютре; Затем отходйотжимаютна центрифуге ся термостойкими), улучшается качество до остаточной влажности 8-10Я, и сушат 55 получаемых изделий. Так, например, увепри температуре 55-65ОС s течение 3 — 4 ч до личение степени вытяжки расплава выостаточной влажности 0,1-0,27., ражается в увеличении в 1;3 — 2,5 раза относительного удлинения материала (см. табл.}; значительное уменьшение степени

Подготовленные таким образом отходы полиэтилена, имеющие показатель текучести 0,5 г/10 мин; в количестве 99,8 вес.ч. разбухания струи и отсутствие газовыделепредлагаемые добавки в указанных ко- смешивают с 0,2 вес.ч. смеси фракций спирличествах играют роль межструктурной тов с алкильным радикалом C>o-Cgo отече"смазки", При этом они не снижают межмо-. ственная промышленность производит не лекулярйого взаимодействия, благодаря че- отдельные фракции, например,-спирты с раму при формовании- клубки цепей 5 дикалом(СН2) 10или(СН2) 11, и смесьфракполимерной макромолекулы развертывают- ций. Аналогично для кислот и их натриевых ся уменьшая когезионные силы, возникаю- . и калиевых солей при комнатной темперащиепритрениивслояхполимереиадгезию туре и экструдируют при 160 С. При этом полимера. к формующему инструменту. В: показатель текучести расплава составляет результате, нарядуcóâåëè÷åíèåìтекучести 10 0,6 г/10 мин, степень вытяжки расплава— наблюдается увеличение степени вытяжки 260, степень разбухания струи pacnnaea— расплава и уменьшение степени разбуха- 1,8 — 2,0. ния егр струи,. Это уменьшает вероятность разрывов заготовок в процессе формова- - . Скорость формования заготовки по . ния, причем, получаемые заготовки отлича- : 15 сравнению. с прототипом увеличилась а 1,1 ются равнотолщинностью и бездефектной раза. Физико-механические показатели маповерхностью, что в конечном итоге свиде- териала следующие: тельствует об улучшенной формуемости - - относительное удлинение при разрыве— композиции. 80 ОА, Предельные концентрации технологи- 20 разрушающее напряжение при растяческих добавок в предлагаемой полимерной жении — 107 кГс/см2. комйозиции обусловлены тем, что уменьше- Аналогично готовят композиции на ние содержания органических спиртов, кис- основе окисленного полиэтилена с другилот, йли их натриевых или калиевых солей c . . ми предлагаемыми технологическими до1005442

Относит. скорость формоаания (по отношению к прототип

Покаэат. текучести расплава при

Р"-5 rK. т/10 мин

Состав композиций

Степень вытяжки расплава.

Степень разбухания струи расплава

Относит. удлинен. hpe разры ве,$

Разрушающее напряжение при растяжении. кгс/см э

1. Полиэтилен изношенной

250 пленки (ПЭ) 2. 99т, пэ + 17, цидтим-339 (композиция-прототип}

3. 99.8 ПЭ+ 0,27, смеси

2.0-2.4

106

0.9-!.0

1,2

150-200

2,5-3.5

102 фракций спиртов с алкильным радикалом Сто-Сзо

0,6

1.8-2,0

107

4. 99т, пз+ тт, смеси фракций спиртов с алкильным

1,2-1.5

140 радикалом С1о Сто

5. 977. РЭ+3 смесифрак-.

1, 4

360 ций спиртов с алкильным радика lOM С!о-Сзо

В. 99.8! ПЭ+ 0.2 ф смеси фракций кислот с алкиль! 3-1,4

2,1

310

106

1.2

0.6

1,8.2.0

270 ным радикалом С1о-Сзо

7. 99 !(ПЭ + 1ф смеси фрак107

1,05 ций кислот с алкильным радикало1л Сто-Сто

В. 97т, ПЭ + 3 д смеси фракций кислот с элкильным

0,9

1.4-1,7

330

120

1.3

114 1,3-1.4 радикалом СнкС о

9. 99,87, ПЭ .0.2!(, натриееых

2,0

320

1.2

108 солей смеси фрэ«ций кислот с алкильным радикалом Сlо Сто

10. 992, ПЭ 1т, натриевык солей смеси фракций кислот с алкильным радика80

2,0-2,15

0.6

110 !10

1.2

1,6-1,8

0,8

310!.8

1.4-1.6

130

220

1 з3-2.0

I I0

0.7

1,3-1,5

I.0

410

380

145

1.2 1,4

110

1.4!.4 рия !

5. 99.8!ь пэ+ 0.25(полиз280

112

1.25

1.6-1,8

110

0,7 тилтидросилоксэна! б. 99,2зь па+ 0.87, полиз380

116

1,2-1.4

1.2 тилтидроксилоксэна

17. 97» ПЭ л 35, полизтил320

1.6

1 1-1.3

110

1.4 ти осилоксана ния способствуют получению равнотолщинных изделий; беэ дефектов на поверхности.

Возможность получения равнотолщинных, с бездефектной поверхностью изделий на основе предложенной композиции суще ственное значение будет иметь в процессах переработки пневмоформованием, в особенности, при получении изделий достаточно глубоких, сравнительно большого диаметра и тонкостенных, лом С1о.Сто те1. 971(, ПЭ*3т, натриевых солей смеси фракций кислот с алкильным С1о-Сео

12. 99.8т, ПЭ+0,22, сгереата бария

13. 987(.ПЭ t 27л стеэРэта бария

14. 97тл ПЭ + 37Ь стеаоата бэ.

Зкономический эффект от использования предлагаемого изобретения обусловлен повышением производительности перерабатывающего оборудования и улучшением

5 качества получаемых иэ композиции иэделий, (56) Авторское свидетельство СССР

М 590969, кл. С 08 1 23/30, 1975, Авторское свидетельство СССР

10 N 677443, кл. С 08 L23/30, 1977. f005442

Предо л ион ил таблици

8. 99,8»AS 0.2» пол диметилсилоксана

19. 99,2» ПЭ+О.В» поли диметилсилоксана

20. 97» ПЭ + 3» полидиматилсилоксана

21. 99.8 ПЭ + О 2» полиднатилсилоксена

22. 99,2» ПЭ+ 0,8» полидиэтилсилоксана

23. 97» пэ+ 3» полидиэтилсилоксана

24. 99.8» па+02» полнметилфаиилснлоксана

25. 99.2» @a+0,8» поли. метилбенилосилокса на

26. 97» ПЭ+3» полиметил-

: фемилсилоксана

27; 99,8» па+0.2» диэгилен- . гликолл

28, 99.5» ПЭ+ 05» диэти- . ленглмкола

29. 97» ПЭ+ 3» дйэтиленгпиколл

30. 99.8» ПЭ+02» антра. цена

31. 98+ ПЭ + 2;О внтрацена

M. 97»- ПЭ+ 3» антрацена

33. 99.8» ПЭ + 0.2» сернистоге молибдена

34. 98» ПЭ+ 2» сернистого молибдена 35, 97»-ПЭ.+3» сернистого . молибдена

36. 99.8» ПЭ+ 0,2» графита

37. 98» ПЭ+2» графита

38. 97 ПЭ+3 г ига

1;2

110

1 7-1,8

115

1 3-1.4

140

1,35

310

I.1-1,2

110

1,3

1.6-1 8

110

1,25-1.4

1!5

150

370

1.6

110

320

1,4!.7-19

0,7

1I0

1.2-1,4

I.5

150

370

t1О, I10

320

1,1-1.2

0.6

107

B5

270

1.9-2.2

1.6-1.8

107

1,5-1.7. 1.7

270

1 9-2.05

1.5-1.6 .!.5-1.8

0.5

О.75

0,85

1.1 .

4.3

1,2

1 06

105

290 85

270

1 8-2.0

1.3-.1.4

1,5

320

115. 1,4

1,05

1;4 .1.3

1.3-1,4

1;8-2.0 I.4-1,5

-1.4-1,5

B0.

90 .

1.1

0.5 .

06 .

0.9

106. 1lt

110

295

Составитель

Техред M.Моргентал

Редактор M.Ëåíèíà

Корректор. Н,Милюкова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Ра шская наб. 4

Заказ 3189 у, /5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул.Гагарф1на, 101

Ф о.Рм Ул а изобРетениЯ -: . кильным радикалом С!о - Сго, натриевые

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содер-: - или калиевые соли указанных.кислот, стеа. жащая полиэтилен и. технологическую до- 40 раты бария,.кальция, цинка. полиорганосибавку, отличающаяся тем;. что,-. с целью: . локсаны; содержащие - - в качестве повышения физико-механических показа-..заместителей кремния метил, атил, фенил телей расплава композиции, она содержйт и водород, дизтиленгликоль, антрацен, в качестве технологической добавки веще- сернистый молибден и графит, при следуство, выбранное из группы, включающей 45 ющем.соотношении компонентов, мас.ч,: органические спирты с алкильным радика- Окисленный полиэтилен 97 - 99,8 лом С10 - Сгь, органические кислоты с ал- Технологическая-добавка 0,2 - 3