Полимерная композиция

 

Использование: для изготовления гибких шлангов, работающих в условиях транспортировки сред под пониженным давлением. Сущность изобретения: композиция содержит сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 24 - 30% и показателем текучести расплава 50 - 200 г/10 мин 0,5 - 8,0% , сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 10,5 - 14,0% и показателем текучести расплава 1 - 10 г/10 мин 92,0 - 99,5%. Сополимеры смешивают на вальцах при 100 ± 5°С, линейной скорости вращения валков 25 + 5 см/с, фрикции 1:1,2 в течение 10 мин. По окончании процесса материал снимают с валков в виде полотна. Характеристика свойств: 1% секущий модуль упругости 0,87 - 0,95 МПа, предел выносливости при переменном изгибе 50 - 68 тыс. перегибов. 2 табл.

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к полимерным композициям, применяемым для изготовления гибких шлангов, работающих в условиях транспортировки сред под пониженным давлением.

Известны полимерные композиции на основе смеси сополимеров этилена с винилацетатом. Одна из таких композиций содержит сополимер этилена с 22-30% винилацетатных групп в количестве 75-90% и второй сополимер с 25-40% винилацетатных групп в количестве 10-25% [1]. Она характеризуется улучшенной теплостойкостью, гибкостью, но не выдерживает по модульным характеристикам для применения в виде шланга в условиях транспортировки сред под пониженным давлением (шланг сминается). Такая композиция применима для изготовления трубок медицинского назначения (возможна стерилизация и транспортировка жидкости под избыточным давлением).

Ближайшей по технической сущности является композиция на основе смеси сополимеров. Один из сополимеров с индексом расплава 0,05-3,00 г/10 мин и содержанием винилацетатных групп 3,5-10,0%, а второй сополимер - с индексом расплава 0,1-100 г/10 мин и содержанием винилацетатных групп 20-60%. Содержание в смеси сополимера этилена с пониженным содержанием винилацетатных групп составляет 99,5-92,0% [2]. Однако такая смесь сополимера также не имеет высокого модуля упругости, что не позволяет ее применять для изготовления гибких шлангов. Она рекомендуется для оболочки электрических кабелей, где модульные характеристики не имеют значения.

Целью изобретения является создание полимерного композиционного материала с высоким пределом выносливости при переменном изгибе 1% секущим модулем упругости.

Поставленная задача достигается тем, что полимерная композиция, включающая сополимер этилена с винилацетатом с массой долей винилацетатных групп 24-30% и сополимер этилена с винилацетатом с меньшей долей винилацетатных групп, содержит в качестве первого сополимера сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 24-50% и показателем текучести расплава 50-200 г/10 мин, а в качестве второго сополимера - сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 10,5-14,0% и показателем текучести расплава 1-10 г/10 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 24-30% и показателем текучести расплава 50-200 г/100 мин 0,5-8,0 Сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей
винилацетатных групп
10,5-14,0% и показателем
текучести расплава 1-10 г/10 мин 92,0-99,5
В предлагаемой смеси двух сополимеров увеличение содержания винилацетатных групп приводит к повышению модульных характеристик с высоким уровнем предела выносливости. Уровень 1% секущего модуля упругости более 0,8 МПа позволяет шлангу толщиной 1 мм и диаметром 40 мм из такого материала выдерживать разрежение, создаваемое в бытовых электропылесосах, а при случайном смятии - восстанавливать форму.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Композиции по примерам 1-8 получают смешением сополимеров на вальцах при 100-5^оС, линейной скорости вращения валков 25±5 см/с, фракции 1:1,2 в течение 10 мин. По окончании процесса материал снимают с валков в виде полотна, из которого прессуют пластины толщиной (0,3±0,03) (2,0±0,2) (3,0±0,3) мм в пресс-формах по ГОСТ 12019-66.

Предел выносливости определяют на вырезанных образцах размером (100±1)х(15±0,1)х(0,3±0,03) мм путем многократного переменного изгиба образца под углом 180^о при нагрузке 0,5 кг на приборе Д-5. Число перегибов образца до полного разрушения в месте изгиба является пределом выносливости.

1% секущий модуль упругости определяют на образцах в виде лопаток типа 1 по ГОСТ 11262-80 или в виде полосок размером (100±5)х(10±0,5)х(2±0,2) мм, вырубленных из прессованных пластин. Испытание проводят на разрывной машине при скорости испытания 100 мм/мин.

Прочность при разрыве определяют по ГОСТ 11262-80 вырубленных образцах в виде лопаток типа 1 при скорости испытания 100 мм/мин.

Теплостойкость по Вика определяют на прессованных образцах толщиной 3 мм по ГОСТ 15065-69 при нагрузке 10Н.

Состав и свойства композиции из сополимера этилена с винилацетатом приведены в табл.1 и 2.

Как видно из табл. 2, смеси сополимеров этилена с винилацетатом по примерам 5-7 имеют 1% секущий модуль упругости выше, чем значения этого показателя для индивидуальных сополимеров (примеры 2 и 3). В то же время предел выносливости имеет достаточный уровень для промышленной применимости данного композиционного материала из смеси сополимеров в гибких шлангах бытовых электропылесосов. Повышение содержания винилацетатных групп более 14% приводит к снижению 1% секущего модуля упругости.

Формула изобретения

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 24 - 30% и сополимер этилена с винилацетатом с меньшей массой долей винилацетатных групп, отличающаяся тем, что композиция содержит в качестве сополимера этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 24 - 30% - сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 24 - 30% и показателем текучести расплава 50 - 200 г/10 мин, в качестве сополимера этилена с винилацетатом с меньшей массовой долей винилацетатных групп- сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 10,5 - 14,0% и показателем текучести расплава 1 - 10 г/10 мин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 24 - 30% и показателем текучести расплава 50 - 200г/10 мин - 0,5 - 8,0
Сополимер этилена с винилацетатом с массовой долей винилацетатных групп 10,5 - 14,0% и показателем текучести расплава 1 - 10 г/10 мин - 92,0 - 99,5

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2