Одностадийный способ получения добавки-прооксиданта к полиолефинам

Изобретение относится к химической и нефтехимической отрасли, а именно к способу получения прооксидантов - оксобиоразлагаемых добавок для полимерных материалов с регулируемым сроком службы. Описан способ получения добавки-прооксиданта к полиолефинам, включающий взаимодействие соли металла переменной валентности с натриевым мылом жирной кислоты либо натриевыми мылами, полученными на основе жирных кислот, выделенных из соапстоков светлых растительных масел. Способ осуществляют одностадийно в двухшнековом экструдере, выполняющем одновременно функцию реактора для взаимодействия натриевого мыла жирной кислоты (смеси жирных кислот) с солью или оксидом металла переменной валентности и функцию экструдера для создания добавки-прооксиданта на основе полиолефина и полученного карбоксилата металла. Время нахождения материала в реакционном объеме экструдера составляет 4 - 6 минут при температуре 190 - 200 °С. В качестве соли или оксида металла переменной валентности применяют соли или оксиды кобальта, железа или меди, в качестве полиолефина для получения добавки-прооксиданта применяют полиэтилен. Мольное соотношение натриевого мыла жирной кислоты и соли или оксида металла переменной валентности равно 2 : 1, содержание полиолефина в добавке-прооксиданте составляет 85 - 95 мас.ч, содержание карбоксилата металла переменной валентности в добавке-прооксиданте составляет 5 - 15 мас.ч. Технический результат - усовершенствование и упрощение технологии производства добавок-прооксидантов к полиолефинам, снижение негативного воздействия на окружающую среду, повышение технико-экономических показателей производства. 2 табл., 32 пр.

 

Изобретение относится к химической и нефтехимической отрасли, а конкретно к способу получения прооксидантов - оксобиоразлагаемых добавок для полимерных материалов с регулируемым сроком службы.

Добавки – прооксиданты на рынке оксибиоразлагаемых материалов представлены в основном зарубежными продуктами, как, например, добавка D2W®, выпускаемая фирмой Symphony Environmental Technologies plc., присутствует на рынке многих стран для производства изделий из полиэтилена и полипропилена, известно, что в качестве активатора деструкции полимерных цепей она содержит органические соли переходных металлов (кобальта, железа, марганца, меди, цинка, церия, никеля). Оксо-биоразлагающая добавка фирмы EPI ENVIRONMENTAL PRODUCTS INC содержит стеарат кобальта, лимонную кислоту и дополнительно может включать оксид кальция [US 5854304 A, опубл. 29.12.1998].

Большинство известных способов получения добавок, инициирующих ускоренную оксодеструкцию полимеров, включают, по меньшей мере, две стадии получения: на первом этапе осуществляется синтез компонента, являющегося активатором деструкции (например, синтез карбоксилата металла переменной валентности путем проведения реакции между натриевой солью карбоновой кислоты и солью металла переменной валентности), на втором этапе реализуется получение добавки – прооксиданта в виде мастербатча, т.е. композиции базового полимера и активатора деструкции, в которой активатор деструкции сконцентрирован для последующего введения в конечный продукт (пленки, пакеты и проч.) в малых долях.

Между тем, технологически и экономически выгодным является проведение процесса в одну стадию при непосредственном взаимодействии полимерной основы добавки-прооксиданта и компонентов, входящих в состав активатора деструкции.

Известен способ [Пат. CA 2821357 A1, опубл. 05.07.2012] получения композиционной добавки, не содержащей природных компонентов, сообщающей полиолефиновым материалам свойство биоразлагаемости после окончания срока их полезного использования. Добавка включает прооксидант (15-30 масс. %), в качестве которого используют один или несколько стеаратов металлов, выбранных из группы, включающей марганец, железо и кобальт, один или несколько фенольных антиоксидантов (10-20 масс. %), наполнитель - карбонат кальция и/или диоксид титана и полимерную основу (полиэтилен или полипропилен). Добавку вводят в базовый полимер в количестве 1-5 масс. %.

Указанный способ требует предварительного получения стеаратов металлов переменной валентности, с последующим получением добавки-прооксиданта на основе базового полимера.

Известен способ получения многослойной пленки [US 20060280923 А1, опубл. 14.12.2006], один из слоев которой выполнен из полиолефина, содержащего 0,1-10 масс. % деградирующей добавки - карбоксилата металла и, по меньшей мере, одной алифатической полигидроксикарбоновой кислоты. Недостатком способа является многостадийность изготовления.

Известна добавка для ускорения биоразложения полиолефинов [US 3797690 А, опубл. 19.03.1974], содержащая 2-этилгексаноат кобальта. Добавку наносят на поверхность полимера в составе покрытия, которое может содержать или быть смешано с другими компонентами. Для проявления оксо-разлагающего действия добавка должна проникнуть из наружного слоя в толщу полимера, способствуя ускорению его разрушения под воздействием природных факторов. Недостатком является необходимость нанесения покрытия на полимер, а также сложность механизма оксобиоразложения.

Известен способ получения [Пат. RU 2540273, опубл. 10.02.2015] оксо-разлагающей добавкаи к полиолефинам, которая включает карбоксилаты металлов или смеси карбоксилатов металлов, нанесенные на инертный носитель в среде органического растворителя, в качестве карбоксилатов металлов используют, например, 2-этилгексаноаты цинка и циркония, в качестве инертного носителя может быть использован карбонат кальция.

Недостатком указанного способа является сложность технологии получения, так как необходимо осуществить целый ряд последовательных операций: получение карбоксилата металла, нанесение карбоксилата металла на инертный носитель в среде органического растворителя, отгонка растворителя, сушка и измельчение активатора деструкции, получение мастербатча на основе базового полимера и активатора деструкции.

В качестве прототипа взят способ [Пат. RU 2336286, опубл. 20.10.2008] получения добавки для создания термопластов, характеризующихся контролируемым разложением, в котором соль металла подвергают взаимодействию с С824 жирной кислотой либо производным С824 жирной кислоты в условиях образования жирорастворимого соединения металла, способ предусматривает промывку жирорастворимого соединения металла с использованием водного раствора пероксида водорода, диспергацию в водном разбавленном растворе пероксида водорода при 35-55°С в течение от 1 до 3 ч, промывку с использованием воды и высушивание в конвекционной сушилке, а также добавление некоторого количества воска для связывания продукта в твердые комки, которые не вызывают пылеобразования.

Недостатком прототипа является многостадийность и длительность технологического процесса, необходимость использования дополнительных стадий диспергации, промывки, просушки и окамкования, и как следствие удорожание конечного продукта.

Технической задачей изобретения является усовершенствование и упрощение способа получения добавки-прооксиданта к полиолефинам за счет проведения процесса в одну стадию в двухшнековом экструдере, выполняющем одновременно функцию реактора для проведения процесса взаимодействия соли или оксида металла переменной валентности и натриевого либо калиевого мыла жирной кислоты с получением карбоксилата металла, и функцию экструдера для получения добавки-прооксиданта на основе базового полимера и карбоксилата металла; кроме того, в задачу изобретения входит повышение экологичности производства за счет отсутствия стадий продувки и промывки карбоксилата металла, являющихся источником образования отходящих газов и сточных вод, а также повышение технико-экономических показателей производства.

Использование двухшнекового экструдера в качестве реактора для взаимодействия компонентов добавки-прооксиданта позволяет интенсифицировать химические превращения за счет проведения процесса в расплаве при более высоких температурах, в отличие от жидких сред.

При осуществлении заявляемого одностадийного способа получения добавки-прооксиданта к полиолефинам рекомендуется применение двухшнекового двухкаскадного экструдера, позволяющего повысить время взаимодействия компонентов добавки-прооксиданта, и интенсифицировать процесс гомогенизации.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в способе получения добавки-прооксиданта к полиолефинам, включающем взаимодействие соли металла с С824 жирной кислотой либо производным С824 жирной кислоты, с последующим созданием добавки на основе полиолефина и полученного карбоксилата металла, новым является то, что процесс проводят одностадийно в духшнековом экструдере, выполняющем одновременно функцию реактора для взаимодействия натриевого или калиевого мыла жирной кислоты (смеси жирных кислот) с солью или оксидом металла переменной валентности, и функцию экструдера для создания добавки-прооксиданта на основе полиолефина и полученного карбоксилата металла; процесс проводят при температуре 190 ÷ 200 °С, при этом время нахождения материала в реакционном объеме экструдера составляет 4 ÷ 6 минут; в качестве натриевых или калиевых мыл жирной кислоты (смеси жирных кислот) применяют, в том числе, мыла, полученные на основе жирных кислот, выделенных из соапстоков светлых растительных масел, в качестве соли или оксида металла переменной валентности применяют соли или оксиды кобальта, железа или меди, в качестве полиолефина для получения добавки-прооксиданта применяют полиэтилен; мольное соотношение натриевого или калиевого мыла жирной кислоты и соли или оксида металла переменной валентности равно 2 : 1, содержание полиолефина в добавке-прооксиданте составляет 85 ÷ 95 мас.ч, содержание карбоксилата металла переменной валентности в добавке-прооксиданте составляет 5 ÷ 15 мас.ч.

Технический результат изобретения заключается в усовершенствовании и упрощении способа получения добавки-прооксиданта к полиолефинам за счет проведения процесса в одну стадию в двухшнековом экструдере, повышении экологичности производства, снижении стоимости продукта.

Способ получения добавки-прооксиданта к полиолефинам осуществляют следующим образом.

В приемный бункер двухшнекового экструдера, снабженного зонами дегазации, подают с помощью дозаторов необходимое количество натриевого или калиевого мыла жирных кислот, соль или оксид металла переменной валентности, выбранного из ряда: кобальт, железо, медь (при этом мольное соотношение натриевого или калиевого мыла жирной кислоты и соли или оксида металла переменной валентности равно 2 : 1) и полиэтилен в качестве основы добавки-прооксиданта, далее проводят процесс экструзии при температуре 190 ÷ 200 °С, в течении 4 ÷ 6 минут. Готовый продукт – дабавку-прооксидант к полиолефинам – получают в виде гранул.

Следует отметить, что переработка в экструзионном оборудовании заявляемой добавки-прооксиданта проводится при высоких температурах и критических напряжениях сдвига, а наличие активных каталитических соединений в виде карбоксилатов металлов переменной валентности способствует развитию структурных превращений в полимерной матрице. При изучение реологического поведения заявляемой добавки-прооксиданта с различным содержанием карбоксилата металла переменной валентности при температуре 190 °С и в диапазоне скоростей сдвига от 100 до 250 с-1 установлено, что устойчивое течение отмечается при содержании карбоксилата металла переменной валентности до 15 мас.ч. Режим устойчивого течения сопровождается образованием гладкой поверхности и однородностью цвета экструдата. При повышении содержания карбоксилатов металлов переменной валентности в добавке-прооксиданте до критического значения (более 15 мас.ч) наблюдается нарушение термостабильности расплава и проявление режима неустойчивого течения, характеризующего искажением поверхности экструдата при течении через формующий канал инструмента.

В таблице 1 представлены значения показателя текучести расплава (ПТР) добавки-прооксиданта с различным содержанием стеаратов металлов переменной валентности, отмечено значительное снижение ПТР при повышении содержания стеаратов железа, меди, кобальта.

Таблица 1

Показатель текучести расплава добавки-прооксиданта с различным содержанием карбоксилатов металлов переменной валентности

Содержание
карбоксилата металла переменной валентности в добавке-прооксиданте,
мас. ч.
ПТР ( г /10 мин) при температуре 190 оС и нагрузке 2,16 кг
Стеарат
железа
Стеарат
меди
Стеарат
кобальта
0 2,41 2,41 2,41
5,0 2,28 2,25 2,30
10,0 5,87 2,93 2,84
15,0 9,75 3,98 4,32

Таким образом, не рекомендуется превышать содержание карбоксилата металла переменной валентности в добавке-прооксиданте более 15 мас.ч.

Слишком малое содержание металла переменной валентности, являющегося инициатором оксодеструкции, в добавке-прооксиданте снижает ее целевое назначение, заметно увеличивая сроки разложения конечных изделий в окружающее среде, в связи с этим, не рекомендуется снижать содержание карбоксилата металла переменной валентности в добавке-прооксиданте менее 5 мас.ч.

В способе получения добавки-прооксиданта к полиолефинам используют:

- натриевое или калиевое мыло жирных кислот (ТУ 9145-012-00333693-99), в том числе, полученное на основе жирных кислот, выделенных из соапстока светлых растительных масел (ТУ 10-10-04-02-80-91),

- соли Co, Cu, Fe, или их оксиды (ГОСТ 4467-79  Реактивы. Кобальт (II, III) оксид, ГОСТ 16539-79 Реактивы. Меди (II) оксид),

- полиэтилен в качестве основы добавки-прооксиданта (ТУ 2211-145-05766801-2008).

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1 (прототип)

В реакторе расплавляли 2,180 кг (7,66 моль) стеариновой кислоты. Скорость подачи воздуха регулировали, выдерживая равной приблизительно 200 мл воздуха в минуту, а температуру реактора регулировали, выдерживая равной 120°С. 600 г (2,22 моль) гексагидрата хлорида железа(III) растворяли в 600 мл воды и получали приблизительно 900 мл водного раствора хлорида железа(III). Через одну из загрузочных воронок в раствор хлорида железа(III) при скорости подачи 20 мл в минуту добавляли расплавленную стеариновую кислоту. Добавление водного раствора хлорида железа(III) регулировали таким образом, чтобы количество дистиллированной воды и хлорида водорода соответствовало бы количеству подаваемого водного раствора хлорида железа(III). Непрерывная подача воздуха и добавление водного раствора пероксида водорода с концентрацией 3% при скорости подачи 2 мл в минуту через другую загрузочную воронку обеспечивали поддержание степени окисления (III) для ионов железа(III). После завершения добавления водного раствора хлорида железа(III) смесь кипятили и перегоняли при непрерывном добавлении воздуха и добавлении водного раствора пероксида водорода с концентрацией 3% при скорости подачи 5 мл в минуту до тех пор, пока хорошо определенную желтую окраску водного раствора хлорида железа(III) больше нельзя было наблюдать. После этого получаемый в виде продукта стеарат железа выпускали через донный вентиль в 10 литров водного раствора пероксида водорода с концентрацией 3%. Когда последующее выделение газа было близко к своему завершению, получаемый в виде продукта стеарат железа отфильтровывали от жидкой фазы и тщательно промывали с использованием воды с целью удаления любых остаточных количеств хлорида железа(III). После этого получаемый в виде продукта стеарат железа диспергировали в водном растворе пероксида водорода с концентрацией 1% при 45°С в течение 2 часов, облегчая протекание процесса при помощи рейки для диспергирования. Диспергированный получаемый в виде продукта стеарат железа отфильтровывали от жидкой фазы, тщательно промывали с использованием воды и высушивали в конвекционной сушилке при 50°С.

Далее 10% растворимого в жире железосодержащего продукта из комбинировали с 90% ЛПЭНП, относящегося к типу 0230 (сополимера этен/октен; Exxon) в двухчервячном экструдере (Clextral) при 130°С и при времени пребывания в диапазоне 60-70 секунд.

Образцы для испытаний в виде пленок подвергали ускоренному старению в соответствии с ISO 4892-3. Прибором для испытаний являлся прибор для испытаний на погодостойкость Atlas UVCON (Atlas Inc., США), оснащенный флуоресцентными лампами UVA 340. Цикл испытаний состоял из 4 часов облучения УФ-излучением во время проведения нагревания до 60°С в сухих условиях, 30 минут разбрызгивания воды при 10-12°С и 3 часов 30 минут конденсации при 40°С.

Пример 2

В приемный бункер двухшнекового экструдера, снабженного зонами дегазации, подавали с помощью дозаторов 4,750 кг полиэтилена (ПЭ), 0,245 кг стеарата натрия (C17H35СООNa), 0,030 кг оксида кобальта (CoO) и проводили процесс экструзии при температуре 190 °С, в течении 5 минут. Добавку-прооксидант к полиолефинам, полученную в виде гранул, использовали при получении оксиразлагаемой полиэтиленовой пленки, добавляя 1 мас.% добавки-прооксиданта к полиэтилену марки ПВД-10803-020. Пленку подвергали ускоренному старению под действием УФ- излучения при температуре 25 єС в течении 96 часов; показателями эффективности оксиразложения были выбраны максимальный предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве, испытания проводили по ГОСТ 11262-80.

Пример 3

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 2, но количество полиэтилена составляло 4,500 кг, количество стеарата натрия 0,490 кг, количество оксида кобальта 0,060 кг.

Пример 4

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 2, но количество полиэтилена составляло 4,250 кг, количество стеарата натрия 0,735 кг, количество оксида кобальта 0,090 кг.

Пример 5

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 2, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 2 мас.%.

Пример 6

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 3, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 2 мас.%.

Пример 7

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 4, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 2 мас.%.

Пример 8

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 2, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 3 мас.%.

Пример 9

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 3, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 3 мас.%.

Пример 10

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 4, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 3 мас.%.

Пример 11

В приемный бункер двухшнекового экструдера, снабженного зонами дегазации, подавали с помощью дозаторов 4,750 кг полиэтилена (ПЭ), 0,243 кг стеарата натрия, 0,032 кг оксида меди (CuO) и проводили процесс экструзии при температуре 190 °С, в течении 5 минут. Добавку-прооксидант к полиолефинам, полученную в виде гранул, использовали при получении оксиразлагаемой полиэтиленовой пленки, добавляя 1 мас.% добавки-прооксиданта к полиэтилену марки ПВД-10803-020. Пленку подвергали ускоренному старению под действием УФ- излучения при температуре 25 ºС в течении 96 часов; показателями эффективности оксиразложения были выбраны максимальный предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве, испытания проводили по ГОСТ 11262-80.

Пример 12

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 11, но количество полиэтилена составляло 4,500 кг, количество стеарата натрия 0,486 кг, количество оксида меди 0,063 кг.

Пример 13

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 11, но количество полиэтилена составляло 4,250 кг, количество стеарата натрия 0,730 кг, количество оксида меди 0,095 кг.

Пример 14

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 11, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 2 мас.%.

Пример 15

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 12, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 2 мас.%.

Пример 16

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 13, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 2 мас.%.

Пример 17

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 11, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 3 мас.%.

Пример 18

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 12, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 3 мас.%.

Пример 19

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 13, но содержание добавки- в оксиразлагаемой пленке составляло 3 мас.%.

Пример 20

В приемный бункер двухшнекового экструдера, снабженного зонами дегазации, подавали с помощью дозаторов 4,750 кг полиэтилена (ПЭ), 0,246 кг стеарата натрия, 0,029 кг оксида железа (FeO) и проводили процесс экструзии при температуре 190 °С, в течении 5 минут. Добавку-прооксидант к полиолефинам, полученную в виде гранул, использовали при получении оксиразлагаемой полиэтиленовой пленки, добавляя 1 мас.% добавки-прооксиданта к полиэтилену марки ПВД-10803-020. Пленку подвергали ускоренному старению под действием УФ- излучения при температуре 25 ºС в течении 96 часов; показателями эффективности оксиразложения были выбраны максимальный предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве, испытания проводили по ГОСТ 11262-80.

Пример 21

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 20, но количество полиэтилена составляло 4,500 кг, количество стеарата натрия 0,492 кг, количество оксида железа 0,058 кг.

Пример 22

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 20, но количество полиэтилена составляло 4,250 кг, количество стеарата натрия 0,738 кг, количество оксида железа 0,087 кг.

Пример 23

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 20, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 2 мас.%.

Пример 24

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 21, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 2 мас.%.

Пример 25

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 22, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 2 мас.%.

Пример 26

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 20, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 3 мас.%.

Пример 27

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 21, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 3 мас.%.

Пример 28

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 22, но содержание добавки в оксиразлагаемой пленке составляло 3 мас.%.

Результаты испытаний по примерам 2 – 28 представлены в таблице 2.

Пример 29

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 20, но время проведения процесса экструзии составляло 3 минуты.

При этом наблюдалось неравномерное распределение компонентов в расплаве, характеризующееся неоднородностью экструдата.

Пример 30

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 20, но время проведения процесса экструзии составляло 4 минуты.

При этом наблюдалось равномерное распределение компонентов в расплаве без дефектов внешнего вида и структуры.

Пример 31

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 20, но время проведения процесса экструзии составляло 6 минут.

При этом наблюдалось равномерное распределение компонентов в расплаве без дефектов внешнего вида и структуры.

Пример 32

Получали добавку-прооксидант аналогично примеру 20, но время проведения процесса экструзии составляло 7 минут.

При этом наблюдались дефекты внешнего вида и структуры экструдата (потемнение цвета, разрыв стренг, неровность поверхности).

Таким образом, время получения добавки - прооксиданта методом экструзии рекомендуется принимать в диапазоне 4 ÷ 6 минут.

Таблица 2

Результаты испытаний пленочных образцов,

содержащих различное количество добавки-прооксиданта

(средние показатели по 5 опытным образцам)

№ примера Содержание карбоксилата металла переменной валентности в добавке-прооксиданте,
мас.ч.
Содержание добавки-прооксиданта
в пленке, мас.%
Данные по примерам
Максимальный предел прочности при растяжении [МПа] Относительное удлинение при разрыве [%]
до
облучения
после 96
часов облучения
до облучения после 96
часов
облучения
1 прототип
ПЭ: С17Н35COONa : СоО
2 5 1 12,5 3,4 550 150
3 10 1 12,5 3,2 550 135
4 15 1 12,5 2,9 550 125
5 5 2 12,5 2,9 550 120
6 10 2 12,5 2,5 550 110
7 15 2 12,5 2,0 550 95
8 5 3 12,5 2,2 550 70
9 10 3 12,5 1,8 550 65
10 15 3 12,5 1,5 550 55
ПЭ: С17Н35COONa : СuО
11 5 1 12,5 3,9 550 205
12 10 1 12,5 3,7 550 195
13 15 1 12,5 3,5 550 170
14 5 2 12,5 3,4 550 165
15 10 2 12,5 3,1 550 150
16 15 2 12,5 2,7 550 135
17 5 3 12,5 2,7 550 130
18 10 3 12,5 2,5 550 115
19 15 3 12,5 2,2 550 105
ПЭ: С17Н35COONa : FeО
20 5 1 12,5 4,8 550 340
21 10 1 12,5 4,6 550 325
22 15 1 12,5 4,5 550 315
23 5 2 12,5 4,4 550 310
24 10 2 12,5 4,3 550 295
25 15 2 12,5 4,1 550 285
26 5 3 12,5 4,0 550 255
27 10 3 12,5 3,8 550 245
28 15 3 12,5 3,7 550 230

Как видно из таблицы 2 заявляемый одностадийный способ получения добавки-прооксиданта к полиолефинам позволяет создать добавку, инициирующую фотоокислительную деструкцию полиолефиновых цепей, при этом наиболее выраженный эффект деструкции наблюдается при использовании в качестве металла переменной валентности кобальта.

Предложенный одностадийный способ получения добавки-прооксиданта к полиолефинам позволяет:

- усовершенствовать и упростить технологию производства добавок-прооксидантов к полиолефинам;

- снизить негативное воздействие на окружающую среду;

- повысить технико-экономические показатели производства;

- заменить импортные оксибиоразлагающие добавки для полимерных материалов на российском рынке отечественными аналогами.

Способ получения добавки-прооксиданта к полиолефинам, включающий взаимодействие соли металла с С824 жирной кислотой либо производным С824 жирной кислоты, с последующим созданием добавки на основе полиолефина и полученного карбоксилата металла, отличающийся тем, что процесс проводят одностадийно в двухшнековом экструдере, выполняющем одновременно функцию реактора для взаимодействия натриевого мыла жирной кислоты (смеси жирных кислот) с солью или оксидом металла переменной валентности и функцию экструдера для создания добавки-прооксиданта на основе полиолефина и полученного карбоксилата металла; процесс проводят при температуре 190 - 200 °С, при этом время нахождения материала в реакционном объеме экструдера составляет 4 - 6 минут; в качестве натриевых мыл жирной кислоты (смеси жирных кислот) применяют, в том числе, мыла, полученные на основе жирных кислот, выделенных из соапстоков светлых растительных масел, в качестве соли или оксида металла переменной валентности применяют соли или оксиды кобальта, железа или меди, в качестве полиолефина для получения добавки-прооксиданта применяют полиэтилен; мольное соотношение натриевого или калиевого мыла жирной кислоты и соли или оксида металла переменной валентности равно 2 : 1, содержание полиолефина в добавке-прооксиданте составляет 85 - 95 мас.ч, содержание карбоксилата металла переменной валентности в добавке-прооксиданте составляет 5 - 15 мас.ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полимерной композиции, в том числе сшиваемой полимерной композиции, применяемой для изоляции в силовых кабелях, в частности кабелях высокого напряжения (ВН) и сверхвысокого напряжения (СВН).

Изобретение относится к армированной волокном композиции, предназначенной для изготовления вспененных изделий для автомобильной промышленности. Композиция содержит гетерофазный сополимер полипропилена (НЕСО), полимер пропилена, стекловолокно и полярный модифицированный полипропилен в качестве усилителя адгезии.

Изобретение относится к сшиваемой композиции для ротационного формования, а также к изделиям, полученным путем ротационного формования. Композиция содержит, по меньшей мере, один полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), по меньшей мере, один линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), по меньшей мере, один сшивающий агент, выбранный из органических пероксидов, и, по меньшей мере, один со-сшивающий агент, выбранный из аллильных соединений.
Изобретение относится к технологиям создания оксо- и биоразлагаемых полимерных материалов, в частности к добавкам, повышающим способность полиолефинов к оксо- и биоразложению (прооксидантам), и может быть использовано для создания материалов и изделий из них, способных подвергаться ускоренному оксо- и биоразложению в природных условиях.

В изобретении раскрыты формованное изделие из вспененной смолы, которое имеет превосходную ударостойкость и жесткость и которое почти не разрушается, даже когда подвергается воздействию сильного удара, и способ его изготовления.

Изобретение относится к способу изготовления смеси железокобальтовых карбоксилатов, в частности к универсальным добавкам, повышающим способность полиолефинов к окислению или гидролитической диссоциации под воздействием внешних факторов окружающей среды с последующим биоразложением, и может быть использовано для создания материалов и изделий из них, способных подвергаться ускоренному биоразложению в природных условиях.

Изобретение относится к полиэтиленовой композиции, подходящей для изготовления крышек и колпачков, которая обладает плотностью, равной 950-960 кг/м3, значением ИРС(1/100), равным 4-12, индексом расплава ИР2, равным от 0,2 до 2 г/10 мин, и характеризуется взаимосвязью между значением спирального потока "СП" (измеренным в миллиметрах при 250°С/1000 бар/100 мм/с) и значением СРНС "С" (измеренным в часах), описывающейся соотношением С>200-СП, или, альтернативно, которая обладает плотностью, равной 950-960 кг/м, значением ИРС(1/100), равным 4-12, индексом расплава ИР2, равным от 0,2 до 2 г/10 мин, и характеризуется взаимосвязью между значением спирального потока "СП", значением СРНС "С" и индексом расплава "ИР2" (измеренным в г/10 мин в соответствии со стандартом ISO 1133 при 190°С и нагрузке, равной 2,16 кг), описывающейся соотношением С>(9800-36×СП - 1000×ИР2)/60.

Изобретение относится к способам получения полиолефинов и контролирования характеристик получаемых полиолефинов. Один или более конкретных вариантов реализации указанных способов в общем случае включают введение олефинового мономера, выбранного из С2-С3 олефинов, в первую реакционную зону в первых условиях полимеризации с получением первого полиолефина; удаление потока промежуточного продукта из указанной первой реакционной зоны, где указанный поток промежуточного продукта включает первый полиолефин и непрореагировавший олефиновый мономер; введение указанного потока промежуточного продукта, сомономера, выбранного из С4-С8 олефинов, и дополнительного олефинового мономера во вторую реакционную зону во вторых условиях полимеризации с получением продукта второго реактора; поддержание, по существу, постоянного отношения сомономер:олефиновый мономер во второй реакционной зоне; и удаление по меньшей мере части указанного продукта второго реактора, где указанный продукт второго реактора содержит бимодальный полиолефин.

Изобретение относится к технологии изготовления лопасти ветрогенератора из сэндвич-структур. Описан композиционный материал для сэндвич-структур для изготовления облегченных лопастей ветрогенератора, включающий волокна сверхвысокомолекулярного полиэтилена и волокна стекла, пропитанные полимерным связующим, в котором полимерное связующее модифицировано нанонаполнителями.

Изобретение относится к составу полиолефина, содержащему этиленпропиленовый сополимер и этиленпропиленовый-1-бутеновый терполимер, пригодному для создания пленок, в частности двухосноориентированных пленок, обладающих улучшенными свойствами в части поверхностного натяжения после обработки в коронном разряде.
Изобретение относится к технологиям создания оксо- и биоразлагаемых полимерных материалов, в частности к добавкам, повышающим способность полиолефинов к оксо- и биоразложению (прооксидантам), и может быть использовано для создания материалов и изделий из них, способных подвергаться ускоренному оксо- и биоразложению в природных условиях.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к составам биоразрушаемых пластиков, и может быть использовано для изготовления формованных изделий различного назначения, в том числе пищевого.

Изобретение относится к области создания биоразлагаемых полимерных композиционных материалов, имеющих долгосрочный энерго- и ресурсосберегающий эффект, используемых для изготовления пластмассовых изделий с регулируемыми сроками эксплуатации.

Изобретение относится к области технологии создания оксо-разлагаемых полимерных материалов, в частности к полимерной композиции на основе полиолеофинов и наполнителя, содержащего соли переходных металлов.

Изобретение относится к получению биоразлагаемых полимерных композиций, содержащих синтетические и природные полимеры, и может найти применение в производстве тары и упаковки, упаковочных и сельскохозяйственных пленок, других товаров потребительского назначения с коротким сроком использования, способных к биодеструкции под воздействием факторов окружающей среды.

Изобретение относится к технологии, используемой в производстве пленочных полимерных материалов различного назначения, а именно к способу получения композиционных биоразлагаемых пленок.

Изобретение относится к получению биоразлагаемых полимерных материалов, содержащих смесь крахмала с поливиниловым спиртом, применяемых в производстве упаковочных термоформованных изделий и пленок, способных к биодеструкции под действием климатических факторов и микроорганизмов.

Изобретение относится к порошку, который может использоваться, в частности, в качестве буровой добавки. Порошок содержит гидролизуемые полимерные частицы, которые не проходят сквозь сито, имеющее отверстия размером 500 мкм, в количестве, составляющем 50 мас.% или более, при этом имеет угол естественного откоса 51° или более и объемную плотность, составляющую от 0,30 до 0,54 г/мл.
Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается волокон и нитей с окклюдирующей функцией. Нить содержит формованное изделие, содержащее полимерную композицию, включающую полимер и по меньшей мере одно активное вещество, выбранное из группы, состоящей из активного вещества, создающего окклюзию, в частности из активного вещества, создающего внутреннюю окклюзию, или из активного вещества, создающего внешнюю окклюзию, увлажняющего активного вещества, активного вещества, снижающего боль или зуд, и их смесей.

Изобретение относится к способу получения биоразлагаемых композиционных материалов, выполненных на основе полимеров и дополнительно содержащих высокопористые алюмосиликатные микросферы, пропитанные сахарным сиропом или патокой.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения функционализированного оксида алюминия с модифицированной поверхностью включает получение композиции, содержащей оксигидроксид алюминия, оксид алюминия, гидроксид алюминия или их смеси.

Изобретение относится к химической и нефтехимической отрасли, а именно к способу получения прооксидантов - оксобиоразлагаемых добавок для полимерных материалов с регулируемым сроком службы. Описан способ получения добавки-прооксиданта к полиолефинам, включающий взаимодействие соли металла переменной валентности с натриевым мылом жирной кислоты либо натриевыми мылами, полученными на основе жирных кислот, выделенных из соапстоков светлых растительных масел. Способ осуществляют одностадийно в двухшнековом экструдере, выполняющем одновременно функцию реактора для взаимодействия натриевого мыла жирной кислоты с солью или оксидом металла переменной валентности и функцию экструдера для создания добавки-прооксиданта на основе полиолефина и полученного карбоксилата металла. Время нахождения материала в реакционном объеме экструдера составляет 4 - 6 минут при температуре 190 - 200 °С. В качестве соли или оксида металла переменной валентности применяют соли или оксиды кобальта, железа или меди, в качестве полиолефина для получения добавки-прооксиданта применяют полиэтилен. Мольное соотношение натриевого мыла жирной кислоты и соли или оксида металла переменной валентности равно 2 : 1, содержание полиолефина в добавке-прооксиданте составляет 85 - 95 мас.ч, содержание карбоксилата металла переменной валентности в добавке-прооксиданте составляет 5 - 15 мас.ч. Технический результат - усовершенствование и упрощение технологии производства добавок-прооксидантов к полиолефинам, снижение негативного воздействия на окружающую среду, повышение технико-экономических показателей производства. 2 табл., 32 пр.

Наверх