Способ хлорсульфирования пленки из полиэтилена низкой плотности

Способ хлорсульфирования пленки из полиэтилена низкой плотности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ХЛОРСУЛЬФИРОВАНИЯ ПЛЕНКИ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ обработкой смесью хлора и сернистого ангидрида под действием ультрафиолетового облучения/ отличающийся тем, что, с целью снижения проницаемости пленки по органическим растворителям, обработку ведут при температуре от -15 до .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) С 08 Р 8/38, С 08 У 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ вЂ” с ъ:.

Д

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а (21 ) 3482134/23-05 (22) 05.08.82 (46) 23.01.84, Бюл. )) 3 (72) А. Н. Бантыш, E. С. Клепиков, И. С. Кызин и В. Б. Савельев (53) 678.742.2.026(088.8) (56) 1. Патент CttlA )) 2889259, кл. 204-159.18, опублик. 1959.

2. YamadaS. u Nakagewa. Modification of permeation and wetness in

polyethilene film Ъу photoclorsulfonation. J. Appl. Ро1утп. Sci., 1972, 16, р. 535-538 (прототип).

Г, (54) (57) СПОСОБ ХЛОРСУЛЬФИРОВАНИН

ПЛЕНКИ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ обработкой смесью хлора и сернистого ангидрида под действием . ультрафи. летового облучения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения проницаемости пленки по органическим растворителям, обработку ведут при температуре от -15 до

-30 С.

1068443

Изобретение относится к высокомо. лекулярным соединениям, а именно к получению пленок хлорсульфированного полиэтилена, и может быть использовано при изготовлении тары, упаковочных материалов и изолирующих устройств иэ пленочных материалов.

Известен способ хлорсульфирования полиэтилена (ПЭ), заключающийся в .. том, что тонкий порошок ПЭ обрабатывают в псевдоожиженном слое газообразной смесью хлора и сернистого ангидрида при 50-80 С, после чего из порошка хлорсульфированного полиэтилена ХПСЭ формуют иэделия. Условия . проведения реакции обуславливают хи- 15 мическую модификацию всего объема

ПЭ 511 .

Продукты хлорсульфирования в отличие от исходного ПЭ имеют улучшенные адгезионные свойства и повышен- 20 .ную огнестойкость, однако получаемые пленки имеют высокую проницаемость по газам и жидкостям.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб хлороульфирования ПЭ пленки, в соответствии с которым пленка из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) обрабатывают газообразной смесью хлора и сернистого ангидрида г.объемная доля хлора равна 0,5) при комнатной температуре в течение .1.-3 ч под действием ультрафиолетового УФ-облучения L 21.

В известном способе хлорсульфирование ПЭ проводят с целью получе- 35 ния малопроницаемой пленки. Достигается уменьшение газопроницаемости по кислороду по сравнению с исходной пленкой в 25 раз. Однако проницаемость по органическим жидкостям сни- 40 жается недостаточно.

Целью изобретения является снижение проницаемости пленки по органическим растворителям.

Поставлен.ная цель достигается тем,45 что согласно способу хлорсульфирования пленки из полиэтилена низкой плотности обработкой смесью хлора и сернистого ангидрида под действием ультрафиолетового облучения, обработку ведут при температуре от -15 до -30 С.

Хлорсульфирование по предлагаемому способу обеспечгивает более рав номерное, в отличие от известного способа распределение прививаемых функциональных групп в поверхностном слое ПЭ пленки. Предел понижения температуры находится около -30 С, вблизи температуры компенсации газообразного хлора. Воздействие жидкого хлора93 на ПЭ пленку приводит к повышению ее проницаемости по органическим растворителям по сравнению с пленкой, обработанной газообразными реагентами. Оптимальная объемная доля хлора в газовой смеси равна 0,5 (таблица).

Оптимальное время хлорсульфирования

120-180 мин (таблица . Проницаемость хлорсульфированной пленки по отноше- нию к неполярным растворителям по сравнению c известным способом умень шается на 2,5-4 десятичных порядка, по отношению к полярным растворителям — в 3-5 раза. По сравнению с немодифицированной ПЭ пленкой уменьшение проницаемости хлорсульфированной

ПЭ пленки по неполярным растворителям на 4-5 десятичных порядков, по полярным растворителям — в 5-20 раз (таблица . Столь большое различие в проницаемости модифицированной по предлагаемому способу ПЭ пленки по сравнению с известным способом по органическим жидкостям обусловлено существенным различием в характере модификации поверхностного слоя пленочного ПЭ при комнатной теглпературе и при пониженной температуре, приближающейся к температуре стеклования полиэтилена -20 С

Способ осуществляют следующим образом.

Пленку ПЭНП промышленного производства толщиной 100 мкм помещают в кварцевый термостатированный сосуд, который откачивают до остаточного давления 2 10 Па, после чего продувают газообразной смесью хлора и сернистого ангидрида (в,определенном соотношении) в течение определенного времени. Кварцевый сосуд облучают УФсветом. В качестве источника УФ-света используют ртутную лампу. По окончании хлорсульфирования ПЭ пленку промывают водой и высушивают на воздухе при комнатной температуре. Хлорсульфирование НЭ пленок проводят при разных .режимах, которые отличаются временем облучения, содержанием хлора в смеси и температурой. Результаты испытаний на проницаемость по органическим растворителям немодифицированной и модифицированной при разных режимах ПЭ пленок приведены в таблице . Пленка, модифицированная в течение 90 мин при 25 С, рассматривается как известная. В этой же таблице, приведены результаты испытаний на проницаемость модифицированных при

-30 С .в течение 20 мин и 120 мин ПЭ пленок спустя 4 года. после их хлорсульфирования. В течение этих лет пленки хранились при комнатной температуре. Обозначение в таблице для этих пленок — (хр. 4r ).

1068443

Время, мин

С Нв. ССФ

С Н < СР< Этилаце тат

6,3

130 39,7 36,2.90 25

0,38 4,8

5,4

5 3

0,5

0 06 0,069 7,4

5,2

0,66

-30

0,0012 0,0010 1,9

0,5

1,3

-30

0,3

0,0024 0,0019 2,9

1,6

-30

0,05 0,032 5,8

4,8

0,2

-30

0,03 0,12 1,7

0 4,6

0,5

-15.

1,6

2,1

0,007 0,01

0,5

0,003 0,0045 1,8

3,2.

0,5

-30

20,20 (хр. 4г) -30

3,7

0,0037

0,5

0,5

0,0010 0,0010 1 9

1,3

120 -30 (хр. 4г) -30

0,0013

0,5

1,6

0,0011 0,001 0 1,8

0,0017 0,0015 2,2

1,3

180

-30

0,5

0,5

1,7

-30

240

240

0;82 6,6

6,0

5,8

0,5

- Известный способ по условиям модификации.

Условие хлорсульфирования

Температу- Объемная дооС ля в смеси

Немодифицированная пленка

Из таблицы видно, что проницаемость хлорсульфированных пленок ПЭ .по неполярным растворителям уменьшается по сравнению с проницаемостью известных на 2,5-4 десятичных порядка, по полярным — в 3-4 раза. Столь существенное различие в проницаемости пленок, модифицированных по предлагаемому способу по сравнению с проницаемостью по известному способу, обусловлено существенными различиями в химической структуре поверхностного. слоя пленки, модифицированной при пониженной и комнатной температурах.

Оптимальное содержание хлора в 60 газовой смеси равно 0,5 (в объемных долях . При повышении содержания сернистого ангидрида в газовой смеси выше О, 5 и, очевидно, увеличение степени хлорсульфирования по сравнению

Проницаемость ----- 10

r см"- а

r.c со степенью хлорирования, проницаемость модифицированных пленок ПЭ возрастает. Следовательно, для достижения низкой проницаемости достаточно небольшое оптимальное содержание сульфохлоридных групп в поверхностном слое (порядка 4 мас.Ъ по сере, а/а,сс- 8).

Оптимальное время модификации

120-180 мин. При дальнейшем увеличении времени модификации проницаемость хлорсульфированных пленок возрастает. Оптимальная температура модификации — ниже 0 С от -15 до -30 C.

Хлорсульфированная при низких температурах ПЭ пленка обладает вы, сокими стабильными характеристиками в отношении проницаемости:.Увеличение их проницаемости пЬ бензолу и этилацетату после 4-летнего хране1068443 ния ХСПЭ не превышает 15-30% (погрешность в определении проницаемости

10-15%) .

Прочность ПЭ пленок на раздир и разрыв после их илорсульфирования 5 практически ие изменяется.

Замена немодифицированной ПЭ пленки, используемой в качестве упаковочб ного материала, на хлорсульфированную по предлагаемому способу позволяет увеличить надежность и срок службы тары, изолируюших устройств, упаковочных материалов, а также позволяет предохранить сохраняемый объект от воздействия жиров, масел и органических растворителей в течение длительного времени.

Составитель В. Балгин редактор Г. Волкова Техред A.Ач Корректор М. Шароши

Заказ 11392/20

Тираж 473 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4