Полимерная композиция

 

(в) Sll ва Ц311ОЬ (5i) C И COS 3.3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

КОСУДАРСТВЕНИОЕ ПАЖИ%МОЕ .ВЩОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

К АВТОРСКОМУ СВНДВИИЬСТВУ

3 (24) 367ЫЗЗ/23 фЩ96Л233 (4ЩЗОЛ6% Sen. Ив39-40

6Щ Харьковское сйециапьиое конструаерао-технологическое бюро "МашприберипастиК

p2) йеаии ВС„. Калитина Ай; Лемаан ВК; Неелов

ИП (64) ПОЛИМЕРНАЯ ИОМПОЗИЦИЯ

1131210

Изобретение относится к области регенерации пластмассовых отходов и может быть использовано для получения гранулированных материалов и изделий из отходов полиэтилена (вторичный полиэтилен).

Известна полимерная композиция, со. держащая вторичный полиэтилен и технологическую добавку — катализаторы гидролиза сложных эфиров. Добавка к отхо дам полиэ1 иленэ катализаторов гидролиза сложных эфиров повышает текучесть расплава в 1,2-1,5 раза, облегчая тем самым последующую его переработку.

Недостатком композиции является. то, что данная технологическая добавка не позволяет получить пригодный к дальнейшей переработке материал из вторичного полиэтилена, содержащего перекисные и гидроперекисные соединения {полиэтиленовой пленки, использовавшейся в качестве подложки для предварительного формования изделий из стеклопластика и загрязненной вследствие этого неотвержденной полиэфирной смолой содержащей перекись дикумила или бензоила).

Особенностьа указанного вида вторичного сырья является то, что после отмывки поверхностных загрязнений в отхЪдах полиэтиленовой пленки остаются перекисные соединения (перекись дикумила или бензоилэ), которые диффундировэли в полиэтилен за период эксплуатации пленки.

Переработка этих отходов в гранулированный материал и изделия методом экструзии, литья и т.д, практически невозможна в виде образования в процессе переработки трехмерной сшитой структуры материала с прак. тически полной потерей текучести его расплава. Кроме того, достижение эффекта требует в ряде случаев подбора специальных режимов переработки композиции, что ограничивает возмбжности ее применения, Наиболее близкой по технической сущности к предложенной композиции является полимерная композиция, содержащая вторичный полиэтилен и технологическую добавку — вещество, выбранное из группы, включающей органические спирты с алкильным радикалом С1о-С2в, органические кислоты. с алкильным радикалом Си>-С о, .натриевые или калиевые соли указанных кислот, стеараты бария, кальция, цинка, полиорганосилоксаны, содержащие в качестве заместителей кремния метил, атил, фенил и водород, диэтиленгликоль, антрацен. сернистый молибден и графит. Указанйые добавки играют роль межструктурной смазки, повышая текучесть расплава вторичного полиэтилена в 1,5-2.5 раза, вслед.ствие чего данная композиция по сравнению с предыдущей отличается лучшей перерабатываемостью.

Недостатком композиции является то, что указанная добавка. не повышает текучесть расплава вторичного полиэтилена, содержащего перекисные и гидроперекисные соединения. Такие отходы полиэтилена имеют настолько низкуе текучесть расплава, что совершенно не пригодны к перера10 ботке и не использугатся.

Цель изобретения — повышение текучести расплава вторичного полиэтилена, сшитого перекисью.

Указанная цель достигается тем, что

15 полимерная композиция, содержащая вторичный полиэтилен и технологическую добавку, в качестве технологической добавки содержит тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас, :

20 Вторичный полиэтилен 97,0-99,8

Тиосул ьфат натрия 0,2-3,0

Вторичный полиэтилен представляет собой смесь отходов полиэтилена и перекиси бензоилэ илидикумила, которые диффун25 дировали в полиэтиленовую пленку в процессе ее эксплуатации в качестве подложки для предварительного формирования изделий из композиций на основе полиэфирных олигомерных смол и стекловолок30 нистого наполнителя. В процессе переработки таких отходов известными методами (экструзии, литья под давлением) при температуре переработки (выше температуры плавления) происходит химическая

35 сшивка полиэтилена с образованием трехмерной структуры. Содержание гель-фракции (нерастворимого остатка) достигает в нем 85, При этом полиэтилен практически полностью теряет текучесть расплава и его

40 формование в изделия становится невозможным.. Добавка известных модификаторов, улучшающих текучесть расплава вторичного полиэтилена, например смазок по прототипу, не эффективна в связи с тем, 45 что трехмерная структура при этом сохраняется.

У

При введении во вторичный полиэтилен, содержащий перекисные и...,гидроперекисные соединения, тиосульфата натрия по

50 классическому механизму должна была произойти дополнительная пространственная сшивка.полиэтилена содер>кащейся в нем двухвалентной серой. Однако наблюдается неожиданный эффект — значительное сни55 жение пространственной сшивки полиэтилена в процессе его переработки зэ.счет взаимодействия тиосульфата натрия с продуктами окисления полиэтилена. Исследование ИК-спектроскопией установлено, что сернистые соединения входят в состав мэк1131210 ромолекул полиэтилена при снижений в ней П риме р2. Загрязненную изношенную перекисных группировок, образуя сополи- полиэтиленовую пленку, использовавшуюмер, обладающий специфическими свойст- ся в качестве подложки для предварительвами. В процессе последующей обработки ного формоввния. изделий - из изделия рост гель-фракций практически не 5 стеклопластика и содержащую неотвержнаблюдается благодаря стерическим эф- деннуюполиэфирнуюсмолуистекловолокфекта макромолекул нового строения.. нистый наполнитель в количестве 10%, Введение в отходы полиэтилена, содер- измельчают s присутствии воды на роторжащие перекисные и гидроперекисные сое- ном измельчителе пластмасс, отделяют от динения, менее 0,2 мас.% тиосульфата "0 загрязнений в ванне. дополнительно пронатрия не вызывает заметного эффекта flo- мывают в вертикальном высокоскоростном вышения текучести их расплава, а более 3,0 роторном. аппарате и сушат в течение 2-3 ч мас,% нецелесообразно, так как не приво- при 60-70 С, а затем вводяттиосульфат надит к дальнейшему росту текучести. трия -в количестве 1,8 мас.% на 98,2 мас.% . Пример 1. В вертикальный аппарат 15 отходов и экструдируют при температуре

- роторного типа с мощностью привода 100: 130-150 С непосредственно в изд, --щ или кВт, диаметром рабочей камеры 900 мм и в гранулированный материал. скоростью ротора, снабженного ножами, Показатель текучести расплава пол1000 об/мин загружают в течение 4 мин: ученноговторичногоматериала,егопрочнозагрязненную изношенную полиэтилейо- 20 сть при.разрыве, относительное удлинение ,вую пленку, использовавшуюся в качестве . " при разрыве и относительная скорость.форподложки для предварительного формова- мования.указанйв таблице.

- ния изделий йз стеклопластика и содержа- . Пример.З. Загрязненную изношенную щую неотвержденную полиэфирную смолу .. полиэтиленовую пленку, использовавшуюи стекловолокнистый наполйитель в количе- 25 ся в качестве яодложки для предварительстве 10%. Одновременно с загрузкой мате-. - ного формования изделий из риала в течение 4 мин подают 520 л воды.;: стеклопластика и содержащую неотвержЗа время загрузки отходы измельчаютоя и . - денную полиэфирную смолу и стекловолокпромываютеяотзагрязнений.Поокончании . нистый наполнитель в количестве 10%; стадий измельчения и отмывки прекращают 30 измельчают и промывают от загрязнений в подачу промйвочйой воды. Затем в течение . вертикальном, аппарате роторного типа по

15.мин осуществляют отжим и сушку: мате- примеру 1, после чего в этом же аппарате риала в этомжеаппарате. Послесушкима- - осуществляют. отжим и сушку материала, в териала температура его. возрастает до процессе которой вводят тиосульфат.натрия . 95-100 C и начинается процесс аламера- 35 в количестве 3,0 мас.% на 97,0 мас.% отхоции, который сопровождается уаеличвнием: дов. По окончании сушки материала темпепотребляемоймощностиисплавлениемча- ратура его возрастает до 95-100 С и . стиц материала. На стадии начала агломера- . начинается процесс агломерации, после коции вводят тиосульфат натрия в количестве. - торой агломерировайный продукт перераО;2 мас.% на 99,8 мас.% .отходов. Агломери-- 40 батывают также по примеру 1. Показатель рованный продукт перерабатывают непос- - текучести расплава полученного вторичного . редственно в изделия или в материала, его прочность при разрыве, отг1 йнулированный материал методом экс- . носительное удлинение при разрыве и отнотр Йии при 130-150 С или в изделия лить-:: . сительная скорость формования указаны в ем пад. давлением при 170-.210 C. В 45 таблице. представленной таблице приведены.зна- Из приведенный .таблицы видно, что ченйя . показателя текучести полученного вторичный полиэтилен, содержащий пере- . вторичного материала, его прочности при кисные и гидроперекисные соединения, разрыве, относительно удлинения при имеет черезвычайно низкие показатель текуразрыве. содержания гель-фракции и от- 50 чести расплава — 0,02 при P=5 г/10 мин и. .носительной скоростй формования.(отно- скорость формования, в 10 раз нйже износительно немодифицироваиной . шенной полиэтиленовой пленки, вследстизношенной полиэтиленовой пленки). вие чего практически не формуются

Скорость формования определялась как методами экструзии и литья под давлением. скорость формования трубчатой заготовки 55 Введение известных добавок, напри- . с последующим ее охлаждением и коэффи- мер смазок (стеарата бария), не приводит к циентом вытяжки трубы 1,1 до разрыва росту показателя текучести расплава, заготовки. Скорость формования немоди- . Введение во вторичный полиэтилен, фицированного вторичного полиэтилена сшитый перекисью, 0.2 — 3,0 мас,% тиосуль. принята эа единицу. фата натрия позволяет избежать в процессе

1131210 последующей переработки образования в полиэтилене трехмерной пространственной структуры, о чем свидетельствуют следующие показатели: снижение в десятки раз содержания гель-фракции; увеличение в 20-30 раз показателя текучести расплава.

Скорость формования вторичного полиэтилена возрастает в 8-10 раз, что делает возможным их переработкутрадиционными методами литья под давлением и экструзии.

Физико-механические показатели мате иала

Материал

Еодержание гельфракции, ОтносиОтноси= тельная

Показатель текучести

Прочнопп тельное разрыве, МПа скорость формираудлинение при расплава при Р

"-5 г/10 разрыве, о вания

0,35

10,3 .

0,7

10,5

1,5

11,8 .

0,1

0,02

0,025

0,1

11,8

0,8

О,S

0,4

14;0

0.,8

190

0,4

13,0 с ль ата нат ия

Полиэтилен изношенной пленки (ПЭ),98% ПЭ+2% стеарата бария

3. ПЗ, содержащий перекисные и гидроперекисные соединения

98% ПЭ; содержащего перекисные и гидроперекисные соединения, + 2

%, стеарата бария (смазка по прототипу)

ПЭ, содержащий перекисные: и гидроперекисные соединения, + тиосульфат натрия

5 1. 99,8 % П Э+0,2 % тиосульфата натрия

5.2. 98,2 ПЭ+1.8 % тиосульфата натрия

5.3. 97 ПЭ+3% тиоТаким образом; использование изобретения позволит перерабатывать ранее неперерабатываемый бросовый материал, что обусловливает зкОномический эффект в сум5 ме 110 руб иа 1 т вторичного полиэтилена, . сшитого перекисью. (56) Авторское свидетельство СССР

И 590969, кл, С 08 L 23/30, 1975. l0 Амар@кое свидетельство СССР

М t005442, кл. С 08 1 23/30, 1981.

Составитель В.Романова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М. Керецман

Редактор

Тираж . . Подписное .

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-36, Раушская наб.. 4/5

Заказ 3190

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

9 11

Формула изобретения

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая вторичные полиэтилен и технологическую добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения текучести расплава вторичного полиэтилена, сшитого перекисью, 31210 10 композиция содержит в качестве технологической добавки тиосульфвт натрия при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:, Вторичный полиэтилен 92,0 - 99,8

Тиосульфат натрия . 0,2 - 3,0