Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая полипропилен, синтетический каучук, минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью ювышения прочности получаемого из композиции материала при работе его в кислых и солевых водных растворах в условиях высоких температур и ударных нагрузок, она содержит в качест-ве синтетического каучука этиленпропиленовый или иэопреновый каучук, а в качестве минерального наполнителясернокислый барий и гидроксид бария при следующем соотношении компонентов , мае.ч.: Полипропилен100 ЭтиленпрОпиленовый или изопреновый каучук2,5-40 Сернокислый барий 2,5-20 Гидроксид бария 0,5-10 @

69I 61) СООЗ СОВЕТСКИХ

ХВИЛЮ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPI3IOMY СВИДЕТВЪСУВМ

2,5-40

2,5-20

0,5-10 6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21)3472084/23-05 (22}14.07.82 (46)15 ° 12.83. Бюл..46 (72) Н.д. Полосмак,ВЪ.д. Федоров, В.Е. Старжинскнй и С.С. Слуцкий, (71) Институт механики металлополимерных систем AH БССР (53)678.742.3.046.34(088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР Ф 749861, кл. С 08 Ь 23/02, 1978.

2. Патент CtQA 9 4211690, кл. С 08 L 53/00, опублик. 1980 (прототип). (54)(57) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая полипропилен, синтетический, каучук, минеральный наполнитель, о тл и ч а в щ а я с я тем, что, с целью

М59 С 08 Ь 23 12» С 08 K 3 24 повышения прочности получаемого иэ композиции материала при работе его в кислых и солевых водных растворах в условиях высоких температур и ударных нагрузок, она содержит в качест ве синтетического каучука этиленпропиленовый или иэопреновый каучук, а в качестве минерального наполнителя- сернокислый барий и гидроксид бария при следуиицем соотношении компонентов, мас.ч.:

° Полипропилен 100

Этиленпропиленовый или иэопреновый каучук

Сернокислый барий

Гидрокснд бария

1060647

Изобретение относится к получениют композиций на основе полипропилена, каучуков и наполнителей, которые могут быть использованы для работы в условиях совместного действия ударных,нагрузок, высоких температур, кис5 лых и солевых водных растворов.

Известны композиции, которые, с целью повышения ударной прочности, содержат полипропилен (ПП) и синтетические каучуки 0,5-5 мас.Ъ из группы, включающей этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, поЛиизобутилен, бу-. тадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластопласт, бутадиенстирольный каучук и силоксановый каучук j1) .

Однако эти композиции характеризуются резким понижением ударной прочности при работе деталей .в водных . кислых средах, так как силоксановый каучук недостаточно стоек в водных 20 кислых средах и образует дефектную границу между ПП и каучуком, что ускоряет процесс проникновения ионов: среды и образования трещин.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к пред> агаемои является полимерная композиция, содержащая, мас.ч.г полипропилен 100, синтетический каучук

40-150,(coroëèìåð этилена с пропиле- 30 ном, а также минеральный наполнитель — карбонат кальция или талька

5-120 с диаметром частиц 0,8-0,11 мкм.

Композиция имеет высокую ударную прочность и модуль упругости j2) . 35

Недостатком данной композиции являет ся значительное уменьшение ударной прочности в растворе серной кислоты и хлористого цинка при температурах до 80 С вследствие растворения напол-40 нителя, его последующего вымывания и роста микротрещин.

Пель изобретения — повышение прочности получаемого из композиции ма« териала при работе его в кислых и 45 солевых водных растворах в условиях высоких температур и ударных нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая полипропилен, синтетический каучук, минеральный наполнитель, содержит в качестве синтетического каучука этилен пропиленовый или изопреновый каучук, в качестве наполнителя - сернокислый барий и гидроксид бария, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Полипропилен 100

Синтетический каучук 2,5-40

Сернокислый барий 2, 5-20 60

Гидроксид бария 0,5-10

Для полипропилена и сополимера этилена с полипропиленом многокомпонентная среда — раствора серной кислоты и соли хлористого цинка, явля- 65 ется физически активной средой, в которой они практически не набухают даже при высоких температурах, происходит адсорбция среды на поверхности и диффузия в объеме по механизму объемного заполнителя Микропор.

Полагают, что для таких сред адсорбционный эффект играет превалирующую роль в понижении прочности полимера в результате процесса растрескивания и роста микротрещин. Разрушение полимеров в физически активных средах при действии ударных нагрузок и растягивающих напряжений идет по известным механизмам, но только ускоряется адсорбцией и диффуэией среды. Применение в предлагаемой композиции наполнителя — смеси сернокислого бария и гидроксида бария, позволяет значительно уменьшить адсорбцию и диффузию среды и в результате нейтрализации гидроксидом бария, проникших ионов S04 залечивать поверхностные микропоры, образовавшимся сернокисльм барием и приостановить разрушение материала.

Композиционный материал получают на основе полипропилена

МРТУ 6-05-1105-67 марки 04П10/010 и 05П10/020, каучуков - CK3II - Сополимер этилена с пропиленом и СКИизопреновйй.

Пример 1. Сернокислый барий смешивают с гидроксидом бария и затем на экструдере при 100 С смешивают их с сополимером этилена с пропиленом и с полипрбпиленом. Композицию экструдируют при 190-220 С., Состав композиции приведен в табл.1, а свойства полученного материала в табл. 2.

Пример 2. Приготавливают

40%-ный раствор изопренового каучука в бензине и смешивают его с сернокислыи барием и гидроксидом бария.

Эту смесь НаНосаТ на .,гранулированный полипропилен, композицию сушат при

80 С и эксурудируют при 190-220 С.

Состав композиции приведен в табл. 3, а свойства полученного ма.териала - в табл. 4.

В табл. 2 и 4 приведены физикомеханические свойства композиций образцов (соответственно по табл. 1 и 3}, не подвергнутых воздействию агрессивной среды, и образцов после выдержки в среде -.водный раствор серной кислоты к хлористого цинка при Т = 80oC t 15 в течение 100 сут.

Стандартные образцы выдерживают в растворе: 20%-ной серной кислоты и 25%-ного хлористого цинка при

80ВС в течение 100 сут по ГОСТУ 12020-72,.

После этого опредечяют механичесжие свойства образцов предел прочности . при сжатии (ГОСТ 11262-68/ и растяжении (ГОСТ 4651-68), а также мо1060647

Компоненты

Прототип

Содержание компонентов, мас.ч.

Полипропилен марка 04П10/010

100

Полипропилен марка 05П10/020

100

Сополнмер этилена р прапиленом (СКЭП) 2",0 2,5 25 40

30 50

Сернокислый барий

0,3 0 5 . 5 10

8 15

Гидроксид бария

Тальк

Таблица 2

Прототип

Свойства

1 1 °

Предел прочности при растяжении, кгс/cM 80 С, исходный

260 280 300 280 260 380 240

200 260 275 265 250 295 215 после 100 сут

Ударная вязкость с надрезом, кгс см/см

5 1 6

1,9 4,5

4,9 исходная после 100 сут

2,9 2,1,4,7 4,8

135 140 130

Модуль упругости при растяжении, кгс/мм,исходный после f00 сут

123 110 -118

108

122 115 108 92

102 110 98

2,1 2,7 2,7

Набухание,Ъ

4 1 1,9

2,2 2,0 дуль упругости при растяжении (ГОСТ 9550-71) и ударную вязкость (ГОСТ 4647-69) .

Как видно иэ табл. 2 и 4, механические,свойства материалов иэ предлагаемых композиций выше чем у прототипа.

Предлагаю ые композиции характеризуются повышением механических свойств композиции при работе в агрессивных средах и ударных нагрузках, увеличением срока -службы деталей в 2 раза.

Разработанный композиционный материал планируется использовать для изготовления звездочек цепных передач и корпусных деталей, работающих в агрессивных средах.

Т а б л и ц а 1

Предлагаемые композиции

1 )1 1

1 2 3 4 5 6

100 100 100 100 - 100

1,5 2,0 . 10 20 12 25

Предлагаемые композиции .2 3 4 5

5,5 5,3 5,3 3,5 5,1

1060647

Таблица 3

Прототип

Компоненты

Полип ропилен марка 04П10/010

100 100

100

100

100

100

Изопреновый каучук

CKH

50

2,0

2,5

1,5

20

2,0

Сернокислый барий

15

0,3

0,5

Гидроксид бария

Тальк

Сополимер этилена с пропиленам

Таблица 4

Свойства Прототип (5

305

280

285 270

245

275 260

280

260

220

Ударная BH3KocTb с надрезом, кгс см/см исходная

6,2

5,1

5 4 5,4 . 4,9 4,8

5,8

5,1

4,8

4,4 после 100 сут

2 1

5,2

Модуль упругости, кгс/мм

135 130

140

110

115 110 . 100 исходный после 100 сут

100

118

125

1,2

4,1

14 10

0,9

Набухание,В

1 7

Составитель В. Балгин

Техред Т.Маточка

Редактор М. Товтин

Корректор A.Ильин

Заказ 9964/27 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Предел прочности при растяжении от вре мени пребывания в среде при 80 С.исходный- 240 д после 100 сут

Предлагаемые композиции, мас.ч.

1 . 2 3 4 5

Предпагаемое композиции (2. (3 4