Полимерная композиция
Патент 1126578
Авторы
Полимерная композиция
Иллюстрации
Реферат
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая поликапроамид, отвераденную термореактивную смолу и волокнистый наполнитель, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения прочности композиции при статическом изгибе изделий из нее, она содержит в качестве отверяденной термореактивной смолы и волокнистого наполнителя измельченный гетинакс на основе карбамидной смолы и целлюлозного волокна или текстолит на основе фенолформальдегидной смолы и целлюлозного волокна при следующем соотношении компонентов, мае.%:. , Поликапроамид 30-95 Указанная отвержденi ная термореактивная смола1-42 О) Целлюлозное волокно2-56
СОЮЗ COBETGHHX
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
/,с
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3401556/23-05 (22) 26. 02. 82 (46) 30. 11. 84. Бюл. №- 44 (72) В .С. Левин, В.К. Ломакин, В.А. Величко и В.И. Коростелев (71) Харьковское специальное конструкторско-технологическое бюро
"Машприборпластик" (53) 678.675(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
¹ 443399117700,.кл. С 08 J 11/04, 1968.
2. Патент Великобритании № 1439353, кл. В 29 С 29/00, опублик. 1975 (протбтип). (54) (57) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая поликапроамид, отвержденную термореактивную смолу и волок„„SU„„1126578 А
y g С 08 С 77/00 С 08 С 11/00 нистый наполнитель, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения прочности композиции при статическом изгибе изделий из нее, она содержит в качестве отвержденной термореактивной смолы и волокнистого наполнителя измельченный гетинако на основе карбамидной смолы и целлюлозного волокна или текстолит на основе фенолформальдегидной смолы и целлюлозного волокна при следующем соотношении компонентов, мас.7:
Поликапроамид 30-95
Указанная отвержденная термореактивная. смола 1-42
Целлюлоз ное волокно 2-561
Изобретение относится к производству полимерных материалов и может быть использовано для получения гранулированных материалов и изделий из вторичного термопластичного сырья.
Известно, что полиамид, полученный из бывших в употреблении изделий, например из изношенных капроновых сетематериалов. отличается пониженными физико-механическими свойствами.
Известна полимерная композиция содержащая отходы полиамида и химически активный наполнитель — полиорганосилоксан, которая отличается улучшением физико-механических
"свойств (1) .
Однако в данном случае прочностные показатели композиции увеличиваются незначительно, так как введение полиорганосилоксана не приводит к эффекту армирования структуры полиамида. Кроме того, использование известной композиции связано с полу. чением специальных чистых продуктов методами химического синтеза. что ведет к ее удорожанию.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция, содержащая поликапроамид, отвержденную термореактивную смолу и волокнистый наполнитель (2) .
Композиция содержит не менее 507. отходов относительно низкоплавкого термопластичного материала, например полиамида, не менее 10Х отходов термореактивной смолы или термопласта со сравнительно высокой температурой плавления в виде волокон или хлопьев . Композиция также может содержать не менее 157 волокнистого материала растительного или неорганического происхождения. В указанной композиции отходы полиамида и термореактивной смолы адгезионно связаны между собой. Аналогичная связь существует между отходами полиамида и волокнистым материалом растительного или неорганического происхождения.
В качестве термореактивной смолы используют специально приготовленные волокна или хлопья феноло- или метаминоформальдегидной, полиэфирной и др. смол.
Вследствие того, что волокнистый материал растительного или неорга45 нического происхождения заключен в частицах отходов термореактивной смолы неправильной формы, исключена непрочная адгезионная связь его с полиамидом. Вместо этой связи волок50 нистый материал растительного или . неорганического происхождения,.имеющий активные кислородсодержащие группы на поверхности, прочно адгезионно и/или химически связывается
55 с частицами отходов термореактивной смолы, которые также содержат активные химические группировки на своей поверхности.
126578 1
Диаметр волокон и толщина хлопьев составляет до 0,75 мм, а длина — от 2,5 до 12,5 мм. В качестве волокнистого материала раститель5 ного или неорганического происхождения используют бумагу, хлопок, металлические волокна и др.
Однако композиция. характеризуется недостаточной прочностью, обусловленной тем, что адгезионная связь. между отходами полиамида и правильной формы частицами отходов термореактивной смолы и материала растительного или неорганического происхождения (волокна, хлопья) низка. При этом удельная поверхность их контакта с отходами полнамида невелика и разрушение происходит по границе раздела полиамид — тер20 мореактивная смола полиамид — волокна растительного или неорганического происхождения. В то же время сами волокна (хлопья) наполнителя не разрушаются.
Цедь изобретения — повышение прочности при статическом изгибе по-. лученных из композиции изделий.
Поставленная. цель достигается тем, что композиция содержит в ка30 честве отвержденной термореактивной смолы и волокнистого наполнителя измельченный гетинакс на основе карбамидной смолы и целлюлозного волокна или текстолит на основе фенолформальдегидной смолы и целлюлоз35 ного волокна при. следующем соотношении компонентов, мас.Ж:
Поликапроамид 30-95
Укаэанная отверж-! 1 денная термореактивная смола 1-42
Целлюлозное волокно 2-56
578 4
8 мм изношенные капроновые сети смешивают с измельченными до размера частиц не более 3 мм отходами гетинакса (карбамидной термореактивной. смолы, наполненной целлюлозным волокнистым материалом) в соотношении
30:70. При этом соотношение отходов полиамида, карбамидной смолы и целлюлозного волокна соответственно- 30:42:28. Смесь экструдируют при о
240-250 С. Полученная композиция обладает следующими значениями прочности: при изгибе (б„ г, ) 125 МПа, при разрыве (6 д ) 77 МПа. Экструдированная композиЦия перерабатывается в изделия литьем при 260-270 С.
П р,и м е р 2. Подготовленные по примеру.1 изношенные капроновые сети и отходы гетинакса смешивают в отношении 30:70. При этом соотно- . шение отходов полиамида, карбамидной смолы и целлюлозного волокна
30: 14:56 Смесь экструдируют при
240-250 С. Полученная композиция обладает следующими значениями прочности: при изгибе (G M1r ) 132 МПа при разрыве (6f,>> ) 80 МПа. Экструдированная композиция перерабатывает— ся в изделия литьем при 260-270 С.
Пример 3. Подготовленные по примеру I изношенные капроновые сети и отходы гетинакса смешивают в отношении 60:40. При этом соотношение отходов полиамида, карбамидной смолы и целлюлозного волокна
60:15:25. Смесь экструдируют при
240-250 С. Полученная композиция обладает следующими значениями прочности: при изгибе („ „.) 151 МПа при разрыве (v ) 82 МПа. Экструдированная композиция перерабатывается в изделия литьем при 260-270 С.
Пример 4. Подготовленные по примеру 1 изношенные капроновые сети и отходы гетинакса смешивают в отношении 95:5. При этом соотношении отходов полиамида, карбамидной смолы и целлюлозного волокна 95:1:4.
Смесь экструдируют при 230-240 С.
Полученная композиция обладает следующими значениями прочности: при изгибе (g f 84 МПа; при разрыве (Д а ) 47 МПа. Экструдированная композиция перерабатывается в изделия литьем при 235-250 С.
Пример 5. Подготовленные по примеру 1 изношенные капроновые сети и отходы гетинакса смешивают в отношении 95:5. При этом соотно10
3 1126
В то же время за счет неправиль-ж ности формы частиц термореактивной смолы увеличивается поверхность их контакта с полиамидом, что обусловливает усиление существующей адгезионной связи между ниии. Разруб шение такой композиции происходит, через разрушение волокна и самой частицы, что свидетельствует о по. вышении прочности композиции.
Наибольшее повьппение прочности достигается при размере частиц отходов термореактивной смолы до
3 мм.
Наряду с повышением прочности композиции уменьшаются затраты на
15 ее получение, во-первых, благодаря замене достаточно ценных волокон наполнителя растительного .или неорганического происхождения, используемых в композиции-прототипе, на эти же волокна, заключенные в отходы термореактивной .смолы,.которые, в настоящее время не используются и загрязняют окружающую среду; вовторых, благодаря тому, что неправильная форма частиц отходов термореактивной смолы может быть получена с меньшими затратами (по сравнению с формой волокон у j2j традиционными методами переработки путем измельчения.
Введение в отходы полиамида ме- . нее 5 вес.Ж наполнителя не дает ощутимого эффекта повьппения прочности композиции, а более 70 вес.Ж нецелесообразно, так как практически не приводит к дальнейшему повышению прочности. Кроме того, получение композиции в этом случае трудно.осуществимо традиционными методами . 40 на существующем оборудовании и требует создания специальной технологии. По сравнению с прототипом. у которого из-за малой насыпной плотности волокнистых компонентов 4 (0,05-0,1 г/см ) их смешение, про 3 питка н гомогенизация затруднена, в указанной композиции отходы термореактивной смолы с волокнистым наполнителем имеют большую насыпную плотность (0,2-0,4 г/см ), чем и объясняется возможность меньшего содержания легкоплавкого компонента (полиамида) по сравнению с прототипом (от 30 до 50 вес.7). 5S
Пример 1.. Очищенные от загрязнений, высушенные и измель-. ченные до размера частиц не более
1126578
5 шение отходов полиамида, карбамидной смолы и целлюлозного волокна составляет 95:3:2. Смесь экотрудируют при 230-240 С. Полученная композиция обладает следующими значениями прочности: при изгибе (б г,).
81 ИПа", при разрыве (Gpg р) 45 ИПа.
Экструдированная композиция перерабатывается в изделия литьем при
235-250 С.
Пример 6. Подготовленные по примеру 1 изношенные капроновые сети и отходы текстолита (фенолоформаЛьдегидной термореактивной смолы, наполненной хлопковым волокном) смешивают в отношении 30:70. .При этом соотношение отходов поли.амида, фенолоформальдегидной смолы и хлопкового волокна 30:42:28. Смесь экструдируют при 240-250оС. Полученная композиция обладает следующими значениями прочности при изгибе .. (б„ р, ) 144 MIIa, при разрыве (G>><)
71 MIIa. Экструдированная композиция . перерабатывается в изделия литьем при .260-270 С.
Пример 7. Подготовленные по примеру 1 изношенные капроновые сети и отходы текстолита смешивают в отношении 30:70. При этом соотношение отходов полиамида, фенолоформальдегидной смолы и хлопкового волокна 30:14:56 . Смесь экструдируют при 240-250 С.
Полученная композиция обладает следующими значениями прочности . при изгибе (6>,) 151 ИПа, при разРыве (брв1,) 76 ИПа. ЗкстРУдиРованная композиция перерабатывается в изделия литьем при 260-270 С.
П р и м.е р 8. Подготовленные по примеру 1 изношенные капроновые сети и отходы текстолита смешивают в отношении 60:40. При этом соотношение отходов полиамида. фенолоформальдегидной смолы и хлопкового волокна 6Q:15:25. Смесь экструдируют при 240-250 С. Полученная компоо зиция обладает следующими значениями прочности: при изгибе (d<>t. )
158 ИПа; при разрыве (баэз,) 84 ИПа.
Экструдированиая композиция перерабатьв8ется в изделия литьем при
260-270 С.
Пример 9. Подготовленные по примеру 1 изношенные капроновые сети и отходы текстолита смешивают в отношении 95:5. При этом соотношение отходов полиамида, фенолоформальдегидной смолы и хлопкового волокна 95:1 4. Смесь экструдируют при 230-240 С. Полученная композиО ция обладает следующими значениями
1п прочности: при изгибе (бq ) 68 МПа при разрыве (б,„ ) 50 МПа.
Экструдированйая композиция перерабатывается в изделия литьем при
235-250 С.
П р и м. е р 1.0. Подготовленные по примеру 1 изношенные капроновые сети и отходы текстолита смешивают в отношении 95:5. При этом соотношение полиамида, фенолоформальдегидной смолы и хлопкового волокна
95:3:2. Смесь экструдируют при о
230-240 С. Полученная композиция обладает следующими значениями прочности: при изгибе (dq ) 65 MIIa, при
25 разрьве (Ape>p) 48 МПа. Экструдированная композиция перерабатывается в изделия литьем при 235-250 С .
Результаты экспериментов сведены в таблицу.
Таким образом, предложенная полимерная композиция отличается по. сравнению с tZj повышенной на 2535Х прочностью при статическом изгибе (см. таблицу) и меньшими зат35 ратами на получение. Кроме того, г решается вопрос очистки окружающей среды от наполненных волокнами отходов термореактивных смол. Преимуществом предложенной композиции является также ее лучшая перерабать1ваемость, поскольку она может быть переработана всеми традиционными методами переработки пластмасс: экструзией, вальцеванием, прессованием, литьем под давлением (композиция— прототип. исключительно прессованием).
Более высокая прочность композиции обусловливает увеличение срока
50 службы изделий из нее. Ожидаемый экономический. эффект от использования изобретения по предварительным расчетам составит в среднем на 1 т композиции 150-200 руб.
1126578
Предложенная композиция
Прочность
Состав по примерам
Состав композиции, вес.Ж
125, 77
132
151
81
84
53
45
51
144
151
158
86.54
68
10
48
ВНИИБИ Заказ 8635/19 . Тираж 468 Подписное
Визжа» ШШ "Пйтаа% ." ° г.Уагород, ул.Проектная, 4
Прочность при статическом изгибе, ИПа
Прочность при разрыве, МПа
Известная композиция (2) Прочность при статическом изгибе, ИПа
30 ПА + 42 карбамид- . 76 ной смолы + 28 целлюлозного волокна
30 IIA + 14 карбамидной смолы + 56 целлюлозного волокна
60 ПА + 15 карбамидной смолы + 25 целлюлозного волокна
95 ПА + 1 карбамидной смолы + 4 целлюлозного волокна
95 ПА + 3 карбамидной смолы + 2 целлюлозного.волокна
30 ПА + 42 фенолоформальдегидной смолы +
+ 28 хлопкового волок- 101 на
30 ПА + 14 фенолоформальдегидной смолы +
+ -.56 хпопковог о волокна 111
60 ПА: + 15 фенолоформальдегидной смолы +
+ 25 хлопкового волокна
95 ПА + 1 фенолоформальдегидной смолы +
+ 4 хлопкового волокна
95 ПА + 3 фенолоформальденидной смолы +
+ 2 хлопкового волокна при раз рыве, ИПа