Способ модификации термопластичных полил1еров
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
23II08 союз Советских
Социалистических
Ресоублин
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 39Ь, 22/06
Заявлено 27.1V.1966 (№ 1072670/23-5) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 15.Х1.1968. Бюллетень № 35
Дата опубликования описания 17.П1.1969
«..,; :.й
df
МПК С 081
УДК 678.073.944-9(088.8) Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
С. Я. Пшежецкий и В. К. Милинчук
Заявитель
Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова
СПОСОЬ МОДИФИКАЦИИ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Известен способ модификации термопластичных полимеров путем фотохимического хлорирования.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что термопластичные полимеры после фотохимического хлорирования обрабатывают аммиаком.
Существо предлагаемого способа состоит в том, чтобы придать полупроводниковые свойства только поверхности полимерного материала, не изменяя физических и механических свойств его объема.
Это достигается следующим образом.
Полимеры в виде пленок, волокон или готовых изделий облучают светом в атмосфере хлора. Поскольку хлор в основном находится в контакте с поверхностью полимера, в результате происходит фотохимическое хлорирование поверхности. Изменяя температуру, при которой производится освещение, длительность облучения, концентрацию хлора в реакционном сосуде, можно провести хлорирование на различную глубину, полимера и до различной степени. Затем хлорированный полимер вне среды хлора обрабатывают аммиаком, при этом происходит дегидрохлорирование полимеров и одновременное образование сопряжен. ных двойных связей, которые придают полимерам полупроводниковые свойства, Хлорирование и дегидрохлорирование происходят в поверхностном слое полимера, толщина которого меньше толщины образца. Механическая обработка для придания необходимой формы и размеров производится до нанесения опи5 санным методом полупроводникового слоя.
Пример 1. Пленку поливинилхлорида толщиной 45 мк помещают в ампулу из стекла, которую заполняют газообразным хлором и
10 при комнатной температуре облучают суммарным светом ксеноновой лампы ДКСШ-1000 (ток лампы 15 а) через водяной фильтр в течение 45 иин. Во время облучения ампулу вращают со скоростью 2 об/мин. После освещения полиэтиленовуто пленку промывают в четыреххло рис т ом углероде, этиловом спирте и высушивают. После такой обработки в ИКспектре полиэтилена появляются новые линии в области частот 600 — 800 см — т, которые приписывают С вЂ” С1-связями. Затем пленку помещают в стеклянную ампулу, заполняют аммиаком и выдерживают при комнатной температуре 2 — 3 час. Полимер становится темнокоричневого цвета. Методом ИК спектроско25 пии в полиэтилене было зарегистрировано интенсивное поглощение в области сопряженных двойных связей — полосы 1630 и 2800—
3600 см <. С помощью конденсаторного мето да на обработанной таким образом полиэтп30 леновой пленке была зарегистрирована фото231108
Таблица
Предел прочности при растяжении, кг/смУдлинение, Т, "-С
Поливинилхлорид
39
180
2,5
0,5
0,2
Иходный
Необработанный
250
180 35
2,7
0,5
0,2
250
Хлорированный
Предмет изобретения
250
Хлорированный и обработанный аммиаком
2,4
1,8
Составн гель А. Кулакова
Редактор Л. Г. Герасимова Техред Л. Я. Левина Корректор И. Л. Кириллова
Заказ 287/18 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2 э. д. с., что свидетельствует о приобретении материалом полупроводниковых свойств.
Прим ер 2. Фотохимическое хлорирование пленки поливинилхлорида толщиной 45 мк проводят как в примере 1. Затем эту пленку помещают в аммиак и выдерживают при комнатной температуре в течение 2 — 3 час. Пленка приобретает черный цвет. В ИК-спектре появляются линии поглощения в области 1630 и 2800 — 3600 см 1, которые относят к сопряженным двойным связям. В этой пленке конденсаторным методом зарегистрирована фотоэ. д. с. Поверхностное сопротивление таким образом обработанной пленки уменьшается по сравнению с исходной на трн порядка и составляет 101а ом см. Механические свойства пленки не ухудшаются.
Из таблицы видно, что только хлорирование не улучшает физико-механических показателей поливинилхлорида при повышенных температурах. Однако последующая обработка аммиаком хлорированного поливинилхлорида существенным образом улучшает прочностные ха5 рактеристики изделия при этих температурах.
Таким способом можно модифицировать как пластифицированный, так и непластифицированный поливинилхлорид.
Элементарный анализ хлорированной поли10 винилхлоридной пленк.; толщиной 60 мк показал, что фотохимически дополнительно вводится 4,5,(, хлора (61,3>/в вместо 56,8 /о в исходном).
Скорость обработки пленки аммиаком рас15 тет с повышением температуры. Так, при комнатной температуре ча обработку пленки тратят 210 мин. Такую же обработку при 40 C можно провести за 50 мин, а при 60 С вЂ” в течение 30 мин. Степень обработки контроли20 руют элементарным анализом. Так как при фотохимической обработке хлорированию,подвергается толька поверхность изделия, поэтому в общем случае прочность изделия (пленки нли волокна) после обработки аммиаком
25 определяется его толщиной. Так, у пленки толщиной 27 мк при 200 С прочность на разрыв составляет 32 кг/см-, а пленка толщиной
130 мк выдерживает 11 кг/см2. Аналогично поливинилхлориду обработку проводят и для
30 полиэтилена и полипропилена. В результате получают полимеры с полупроводниковыми свойствами.
Способ модификации термопластичных полимеров, например полиэтилена, или полипропилена, или поливинилхлорида, путем фото40 химического хлорирования, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств при повышенных температурах и придания полупроводниковых свойств, указанные,полимеры после хлорирования обрабаты45 вают аммиаком.
