Композиционный материал на основе вторичного полиэтилентерефталата



Владельцы патента RU 2751941:

Липкин Михаил Семенович (RU)
Шишка Василий Григорьевич (RU)
Пожидаева Светлана Александровна (RU)
Стрельников Виктор Владимирович (RU)
Данюшина Галина Алексеевна (RU)

Изобретение относится к области переработки отходов полимеров, в частности при получении композиционных материалов с применением вторичного сырья - полиэтилентерефталата, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Описан композиционный материал на основе вторичного полиэтилентерефталата, в качестве функциональных добавок использованы низкомолекулярный полиизобутилен и базальтовая мука, дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%: 70 вторичный полиэтилентерефталат, 15 низкомолекулярный полиизобутилен, 10 базальтовая мука, 5 дисульфид молибдена. Технический результат - разработка состава композиционного материала на основе вторичного полиэтилентерефталата для получения материала с улучшенными физико-механическими свойствами, такими как коэффициент трения, износостойкость, твердость, за счет введения модифицирующих функциональных добавок. 1 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к области переработки отходов полимеров, в частности, получению композиционных материалов с применением вторичного сырья - полиэтилентерефталата, и может быть использовано в различных отраслях промышленности (строительстве, машиностроении и др.).

Мировое производство полимерных материалов и их использование в качестве тары и упаковки ежегодно возрастает. Все это сопряжено с накоплением отходов, в которых значительную долю занимает использованная тара из полиэтилентерефталата (ПЭТФ). В последнее время появилось много предложений по разработке технологий рециклинга отходов ПЭТФ, которые подразделяют на три основных направления, получивших наиболее широкое промышленное применение: механический, химический, термический.

В основном в России ПЭТФ перерабатывается по технологии механического рециклинга, т.к. этот способ переработки не требует дорогостоящего специального оборудования и может быть реализован на любом месте накопления отходов. Химический рециклинг является перспективным и относится к более наукоемким производствам и позволяет получать продукты высокого качества. С помощью химической деструкции можно получать исходное сырье, используемое в качестве добавок для композиционных материалов.

Известен способ рециклинга (патент US №5503790) при производстве изделий из ПЭТФ с использованием вторичного сырья в котором предлагается в массу формуемого материала вводить 40÷90% отходов. Эта технология предусматривает получение изделий из смеси исходного ПЭТФ и вторичного сырья. Переработку такой массы осуществляют при 290-340°С под вакуумом с целью удаления паров из формуемой массы. Полученные по предлагаемой технологии листы используются для изготовления различной тары для технических целей.

Рассматриваемый способ отличается сложностью технологического процесса и требует введения дополнительной операции вакуумирования массы, а соответственно и дополнительного оборудования. Материалы, полученные данным способом, отличаются повышенной хрупкостью, низкой прочностью на изгиб, повышенным коэффициентом трения и износом. Все эти недостатки связаны с повышенным содержанием влаги и частичной деструкцией, окислением материала при термическом воздействии в процессе переработки.

Получить качественные изделия из вторичного сырья без дополнительной модификации поверхности ПЭТФ не удается. Поэтому для повышения пластичности материала проводится модификация отходов, вводятся функциональные добавки во вторичное сырье ПЭТФ, что способствует улучшению свойств получаемого композиционного материала. Модификация поверхности отходов путем обработки различными реагентами значительно расширяет возможности их использования за счет придания совершенно новых свойств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав (патент RU №2623754), в котором предлагается смесь для получения композиции. Смесь включает измельченные предварительно термомеханически обработанный вторичный полиэтилентерефталат (ВПЭТФ) и вторичный полипропилен (ВПП), сополимер этилена и винил-ацетата, тонкодисперсный наполнитель, модифицированный сополимер Этатилен EVA-g-GMA, тонкодисперсный наполнитель с содержанием карбонатов кальция и магния не менее 80% и дополнительно - коротковолокнистый хризотил с характеристическим отношением длины к диаметру 300÷400. Смесь получена термомеханической обработкой ВПЭТФ плавлением при 280°С с последующим охлаждением расплава в воде, сушкой при 80°С и измельчением, с последующим плавлением при 210÷240°С, введением в расплав измельченного ВПП в соотношении, мас. %: ВПЭТФ 73,7 и ВПП 26,3, а затем указанных сополимера, наполнителя и хризотила при следующем соотношении компонентов, мас. %:

ВПЭТФ и ВПП 19÷38
наполнитель 60÷80
сополимер 1÷2
хризотил 0÷3,5.

Изделия из предлагаемого материала обладают повышенной твердостью, а истираемость составляет 0,09÷0,04 г/см2. Однако к недостаткам данного состава следует отнести высокое содержание в наполнителе вторичного сырья (60÷80%), что приводит к снижению механической прочности (растрескиванию, охрупчиванию) изделий, и снижению пластичности, вызывающей сложности при экструзии. Также наличие большого количества компонентов наполнителя, требующего предварительной подготовки, усложняет технологический процесс. Кроме того, применяемый хризотил -гидросиликат магния (асбест) относится к канцерогенным материалам, запрещенным к применению в большинстве стран.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка состава композиционного материала на основе вторичного ПЭТФ для получения материала с улучшенными физико-механическими свойствами (коэффициент трения, износостойкость, твердость) за счет введения модифицирующих функциональных добавок.

Указанный технический результат в предложенном композиционном материале на основе вторичного полиэтилентерефталата достигается введением в качестве функциональных добавок низкомолекулярного полиизобутилена, базальтовой муки и дисульфида молибдена, при следующем соотношении компонентов, взятых, масс %:

ВПТФ - 65÷75;
низкомолекулярный полиизобутилен - 10÷15;
базальтовая мука - 10÷15;
дисульфид молибдена - 8÷10.

Использование в качестве добавки дисульфида молибдена способствует значительному улучшению антифрикционных характеристик за счет его смазывающего действия. Низкомолекулярный полиизобутилен при переработке методом экструзии не образует с ПЭТФ химическую связь, но значительно повышает пластичность разработанного композиционного материала и упрощает его переработку. Полученные волокна из таких композиций имеют высокую пластичность и не ломаются, в то время как из композиций, не содержащих полиизобутилен, волокна получаются хрупкими.

Существенным и новым является то, что в предложенном композиционном материале на основе вторичного полиэтилентерефталата используют в качестве функциональных добавок низкомолекулярный полиизобутилен, базальтовую муку и дисульфид молибдена в определенном соотношении компонентов, взятых, масс %: ВПТФ - 65÷75; низкомолекулярный полиизобутилен - 10÷15; базальтовая мука - 10÷15; дисульфид молибдена - 8÷10.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении материала с улучшенными физико-механическими свойствами, а именно: снижается коэффициент трения; повышаются износостойкость и твердость, позволяющие улучшить прочностные и эксплуатационные характеристики.

Сущность изобретения поясняется примерами, сведенными в Таблицу.

Процесс получения композиционного материала на основе вторичного полиэтилентерефталата состоит из следующих стадий: дробление, очистка, смешение, экструзия, формование. В качестве вторичного сырья использовалась пластиковая тара - бутылки из-под различных напитков. Вторичное сырье ПЭТФ измельчали на флексы (10÷5 мм) с помощью дробилки с ножами типа «ласточкин хвост». Полученные флексы очищали от грязи, клея и этикеток. Очистку проводили при температуре 18÷25°С с использованием щелочных растворов при постоянном перемешивании, а затем промывали проточной водой. Для удаления влаги очищенные флексы сушили в сушильном шкафу при температуре 70÷80°С в течение 4÷5 часов.

Из подготовленных таким образом флексов и функциональных добавок составляли композиции, основные составы которых представлены в Табл., и смешивали с выбранными добавками в специальном смесителе в течение 30÷40 минут. Переработку предлагаемых композиций осуществляли методом экструзии, при этом температура не превышала 210÷220°С.

Испытания были проведены для композиций, содержащих вторичный полиэтилентерефталат (ВПТФ), низкомолекулярный полиизобутилен, базальтовую муку и дисульфид молибдена при различном соотношении компонентов в соответствии с описанной выше технологией. Исследована зависимость свойств полученного композиционного материала от состава компонентов. Составы и свойства полученных композиционных материалов представлены в Табл.

Формование образцов для осуществления физико-механических испытаний проводили в смазанных пресс-формах. Образцы для испытаний представляли собой шайбу диаметром 22÷23 мм и высотой 10 мм. В ходе испытаний определяли коэффициенты трения, линейный износ (износостойкость), твердость по Бринеллю. Испытания проводили на торцевой машине трения при скорости относительного скольжения 0,075 м/с и нагрузках 0,5÷5 МПа без наличия смазки. Линейный износ определяли после шестичасовой работы при нагрузке 3 МПа.

Результаты испытаний показали, что введенные функциональные добавки положительно влияют на коэффициент трения и износ, даже, несмотря на то, что введение дисульфида молибдена несколько снижает твердость. В целом эксплуатационные характеристики, предлагаемого композиционного материала, остаются достаточно высокими. Таким образом, можно сделать вывод, что выбранные функциональные добавки в соответствии с предлагаемыми соотношениями компонентов помогают улучшить эксплуатационные свойства материала, расширяя сферы его промышленного использования.

Композиционный материал на основе вторичного полиэтилентерефталата, отличающийся тем, что в качестве функциональных добавок содержит низкомолекулярный полиизобутилен и базальтовую муку, дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вторичный полиэтилентерефталат 70
низкомолекулярный полиизобутилен 15
базальтовая мука 10
дисульфид молибдена 5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к поглощающей кислород композиции для контейнеров. Поглощающая кислород композиция для контейнеров включает по меньшей мере один компонент на основе сложного полиэфира, катализатор на основе переходного металла, поглотитель кислорода и растительное масло.

Изобретение раскрывает поглощающие кислород композиции для контейнеров (варианты), один из вариантов указанной композиции дополнительно содержит диоксид титана, а также изобретение раскрывает преформу, пленку, лист, изготовленные из указанных композиций, двуосноориентированный контейнер, изготовленный из упомянутых преформ.

Настоящее изобретение относится к полимерной композиции для изготовления технической тары методом литья под давлением на основе вторичного полиэтилена низкого давления, содержащей одну из следующих добавок: 10 вес.% вторичного полиэтилентерефталата; 10 вес.% полиэтилена высокого давления; 3 вес.% термостабильной добавки; 10 вес.% полиэтилена высокого давления и 3 вес.% термостабильной добавки.

Изобретение относится к полимерной композиции для изготовления теплонагруженных изделий трибологического назначения на основе полиариленэфиркетона и полиарилата, образующейся в результате смешения вышеуказанных компонентов и последующей переработки полученной смеси при высокой температуре и повышенном давлении, отличающейся тем, что в качестве полиариленэфиркетона используют аморфный полимер формулы (I) или формулы (II) где n=100-240, где n=95-190,в качестве полиарилата используют кардовый аморфный полимер формулы (III) где n=65-155,или его смесь с аморфным полимером формулы (IV) где n=65-155,в которой массовое соотношение III:IV составляет от 20:80 до 80:20, при этом полиариленэфиркетон и полиарилат смешивают при массовом соотношении от 10:90 до 40:60, а переработку смеси проводят при температуре 280-330°C и давлении 2,5-4,0 МПа.

Изобретение относится к полимерной композиции на основе вторичного термопластичного сырья, предназначенной для дальнейшей переработки методом литья под давлением, на основе вторичного полистирола, содержащего вторичный полиэтилентерефталата, при следующем соотношении компонентов: вторичный полистирол 80-90 мас.%, вторичный полиэтилентерефталат 10-20 мас.%.

Настоящее изобретение относится к полимерным композициям на основе вторичного термопластичного сырья, предназначенным для дальнейшей переработки методом литья под давлением, на основе вторичного поликарбоната, содержащего 10-20 вес.% вторичного полиэтилентерефталата, при следующем соотношении компонентов: вторичный поликарбонат 80-90 мас.%, вторичный полиэтилентерефталат 10-20 мас.%.

Изобретение относится к композициям покрытий контейнеров на основе смол сложных полиэфиров. Описана жидкая композиция покрытия для нанесения на поверхность контейнера для пищевых продуктов или напитков или его часть, которая по существу не содержит бисфенола А и его производных, при этом композиция покрытия содержит: (А) от 70 до 90 массовых процентов смолы гидроксилфункционального сложного полиэфира, полученной из: (i) от 1 до 8 молярных процентов альфа,бета-этиленненасыщенной дикарбоновой кислоты, содержащей от 4 до 5 атомов углерода, (ii) от 10 до 30 молярных процентов нафталиндикарбоновой кислоты, в том числе ее низших алкиловых сложных эфиров, (iii) от 10 до 30 молярных процентов ароматической дикарбоновой кислоты, отличной от (ii), (iv) от 40 до 60 молярных процентов алифатического диола, содержащего разветвленные алкильные группы, и (v) от 0,2 до 4 молярных процентов триола, при этом уровни молярного процентного содержания получают при расчете на совокупные моли для (i)-(v); (B) от 5 до 25 массовых процентов аминопластового отвердителя и (С) от 0,1 до 20 массовых процентов фосфатированного сложного полиэфира, где (А), (B) и (С) растворены в органическом растворителе, при этом уровни массового процентного содержания (А), (В) и (С) получают при расчете на массу твердого вещества смолы в композиции покрытия.

Настоящее изобретение относится к технологии получения древесно-полимерных композиций. Описан способ получения теплоизоляционного материала на основе древесных и термопластичных отходов, включающий смешение наполнителя, связующего и химической добавки, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют древесную технологическую щепу толщиной 4±2 мм, в качестве связующего используют термопластичные пластмассы, состоящие из полиэтилентерефталата (ПЭТ), полистирола (ПС), полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и полиэтилена высокого давления (ПЭВД) полимеров, в качестве химической добавки используют вспенивающий агент азодикарбонамид (ADC), предварительно смешанный со связующим, при этом смешение наполнителя и связующего с химической добавкой осуществляют при температуре 215±15°C, при соотношении всех компонентов смеси, масс.%: ПЭТ 11-13, ПС 12-14, ПЭНД 11-13, ПЭВД 10-13, азодикарбонамид 1-2, технологическая щепа 55-45, после смешения всех компонентов полученную смесь заливают в формы, формы закрывают крышкой, фиксируют запорами и выдерживают в течение 20-30 мин.

Настоящее изобретение относится к промежуточному носителю для переноса, который содержит биарилполикарбонат. Описан промежуточный носитель для переноса, содержащий несущую подложку полиимида, полиамидимида, простого полиэфиримида или их смесей, и слой из смеси проводящего компонента, полисилоксана и биарилполикарбоната, при этом биарилполикарбонат представлен формулой/структурой, в которой m составляет около 20 мол.% и n составляет около 80 мол.%, и в котором биарилполикарбонат имеет среднечисловую молекулярную массу от около 5000 до около 100000 и среднемассовую молекулярную массу от около 8000 до около 300000 и где носитель для переноса воспринимает ксерографическое изображение и где носитель для переноса обладает модулем упругости от около 2500 до около 5000 мегапаскалей и прочностью на разрыв от около 70 до около 150 мегапаскалей, и где полисилоксан представляет собой полидиметилсилоксан, при этом проводящий компонент представляет собой углеродную сажу и соотношение углеродной сажи, биарилполикарбоната и полидиметилсилоксана составляет 12,8/87/0,2.
Изобретение относится к получению износоустойчивого материала из модифицированной политетрафторэтиленовой смолы. Материал получают посредством достаточного смешивания полимера поли(фенил-п-гидроксибензоата), применяемого в качестве модификатора, с политетрафторэтиленовой смолой в определенном весовом соотношении.

Настоящее изобретение относится к адгезионному составу для сцепления пропитанного графитового материала с кремниевым материалом, который содержит 60-63 вес.% эпоксидного мономера, 25-28 вес.% оксетанового мономера, 6-8 вес.% усилителя адгезии на основе силана и эпоксидной смолы, 0,4-0,6 вес.% сенсибилизатора для повышения чувствительности в УФ и видимом диапазоне излучения и 4-5 вес.% фотоинициатора, активируемого излучением и температурой.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2020-07-17 2021-07-22T13:20:53
Наверх