Способ сшивания полиэтилена

 

СПОСОБ СШИВАНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА путем облучения ионизирующими лу- Чами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса сшивания и улучшения физико-механических свойств полиэтилена, последний дополнительно облучают ультрафиолетовым светом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ()1) (я) 4 С 08 J 3/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 1315890/23-05 (22) 31.03.69 (46) 23.07.86. Бюл. )) 27 (72) С.Я.Пшежецкий, В.К.Иилинчук, :Э.P.Êëèíøïîíò и В.Н.Элина (53) 678.742.2.029.44 (088.8) (54) (57) СПОСОБ СШИВАНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА путем облучения ионизирующими лу (ами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса сшивания и улучшения физико-механических свойств полиэтилена, последний дополнительно облучают ультрафиолетовым светом.

1 3

Изобретение касается технологии сшивания полимеров, широко применяемых в различных отраслях техники, в частности в электротехнической промышленности для изоляционных покрытий.

Известен способ сшивания полиэтилена облучением его иониэирующими излучениями. Образование межмолекулярных связей (сшивок) происходит с участием свободных радикалов, образующихся под действием излучений.

Однако радикалы, стабилизированные в кристаллических областях полимера, легко реагируют с кислородом воздуха,. в результате чего происходит образование перекисных радикалов, которые не участвуют в образовании межмолекулярных связей и способствуют окислению полимеров, что ухудшает их физико-химические свойства. Поэтому полимеры приходится облучать большими дозами (10—

100 Мрад). Для уменьшения доз облучения в них вводят добавки — сенсибилизаторы радиационного сшивания, что однако ухудшает физико-химические свойства полимеров. Кроме того, при этом методе образуются двойные связи, так же способные окисляться. Итак, известный способ получения полимеров характеризуется значительными энергетическими затратами на облучение, необходимостью введения специальных добавок и радиационным окислением полимера.

Для интенсификации процесса сшивания и улучшения физико-механических свойств полиэтилена последний

I дополнительно облучают ультрафиолетовым светом. При этом. радикалы алкильного типа СН -СН-СН=СН-СН, образующиеся под действием ионизирующих излучений (g — излучение,. быстрые .электроны), поглощают свет и превращаются.в алкильные радикалы

СН, -СН-СН, которые могут мигрировать как по макромолекуЛе, так и между макромолекулами. При встрече двух алкильных радикалов, находящихся на соседних цепях, происходит их рекомбинация с образованием межмолекулярной связи (сшивки), Продуктом рекомбинации разных радикалов (алкильного с аллильным) также является межмолекулярная связь. Сшивки могут образоваться так же при взаимодействии свободной валентности с

28728 2 двойной связью, принадлежащей сосед5

10 бательной энергии, которая снижает

20

4S ней молекуле. При этом происходит регенерация свободной валентности.

Алкильные радикалы, образующиеся из аллильных, с большой вероятностью расходуются на образование межмолекулярных связей, чем внутримолекулярных (двойных) связей, что вызывается наличием у них избыточной колепотенциальные барьеры для перемещения свободнорадикального центра между разными молекулами. Кроме того, алкильные радикалы могут фотоионизироваться, .что приводит к дополнительному образованию радикалов, рекомбинация которых дает сшивки. Радикалы в кристаллической фазе полиэтилена под действием света рекомбинируют также легко, как и в аморфной части, что приводит к однородному сшиванию полимера в кристаллической.и аморфной фазе. Рекомбинация радикалов в кристаллической фазе с помощью света защищает эту часть полимера от окисления-образования гидроперекисей и карбоксильных групп. От кислородсодержащих групп особенно необходимо избавиться при эксплуатации изделий в условиях кратковременных перегревов, чтобы избежать быстрой термической деструкции полиэтилена. В естест= венных условиях эксплуатации старению меньше подвергается полиэтилен, который не содержит кислородных групп. В ряд изделий, например тару из полиэтилена для пищевых продуктов, нельзя вводить химические примеси. Предлагаемый способ исключает введение сенсибилизаторов, позволяет существенно интенсифицировать процесс сшивания полиэтилена, значительно снизив энаргетические затраты на радиационную обработку полимеров. Расходы, связанные с использованием для освещения ламп ультрафиолетового света, меньше стоимости больших доз ионизирующего излучения и сенсибилизирующих добавок.

Пример 1. Полиэтилен низкого давления в виде пленки толщиной

40 мк помещают в ампулы из кварцевого стекла и в атмосфере гелия облучают f --лучами Со дозой 5 Мрад при 25 С. Затем облучают в течение о

10-15 мин суммарным светом лампы ДРШ250 до полного исчезновения радикалов, о концентрации которых судят по то случае гельфракция вообще не образуется.

Из приведенных в таблице данных видно, что после действия света коли-2р чество гель-фракции увеличивается в

2-2,5 раза.

Пример 2. Образцы полиэтилена, приготовленные способом, описанным в примере 1, облучают одновре- 25 менно 1-излучением (доза 5 Мрад) и суммарным светом ртутной лампы ДРШ250 при 25 С. Во время облучения температура образцов не повышается,что достигается интенсивным обдуванием Зр ампулы воздухом. В образцах, подвергнутых одновременному облучению светом,и ионизирующими излучениями, выход гель-фракции составляет 25Гель-фракция, Ж

Пример полиэтилен, облученный

g лучами и затем полиэтиполиполиэ ти лен,, облученный одновременно

$-лучами и светом этилен облученный

К-лучами лен, облученный светом светом

30

10 0

20

РедактоР П.ГоРькова ТехРед и.Попович

Корректор С.Шекмар

Заказ 4033/2 Тираж 470

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 328728 4 интенсивности спектров электронного ЗОЖ, т.е. в 3-3 5 раза больше, чем парамагнитного резонанса. Содержание в образце, облученном только 1 -лугельфракции определяют экстрагирова- чами. нием полиэтилена ксилолом в течение - Пример 3. В образцах поли-. о

20 ч при 120 С. Для удаления следов g этилена, облученных светом после ксилола нерастворившуюся часть поли- 3 -облучения или одновременно с деймера откачивают до вакуума 10 тор ствием 5 -лучей методом инфракрасв течение нескольких часов. Резуль- ной спектроскопии, карбоксильные таты приведены в таблице. Для сравне- (полоса !725 см"") и гидроксильные ния часть g-облученных образцов не 10 (полоса 3400 см ) группы йе наблюподвергают действию света, а нагре- даются .. В 1 -облученном полиэтилене о

1 вают в течение 8 ч при 80 С до пол- радикалы уничтожаются термически на ного исчезновения радикалов. воздухе, и в нем в заметном количестКроме того, часть образцов поли- ве имеются кислородсодержащие групэтилена облучают только ультрафиоле- f5 пы.

1 вым светом в течение 3 ч. В этом