Способ модификации полиэтилена

Способ модификации полиэтилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИЭТИЛЕНА путем введения кремнийорганической жидкости и последующей грануляции композиции, отличающий с я тем, что, с целью повышения стойкости к старению и упрощения процесса, расплав полиэтилена с кремнийорга:нической жидкостью подвергают обработке ультразвуком в режиме кавитации при удельной энергии обработки Дж/кг.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOh6Y СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3655629/05 (22) 26.10.83 (46) 30.07.91. Бкл. К - 28 (72) Ю.А. Лапицкий, ОЛ. Сабсай, Г.P. Барштейн, С.Л. Пешковский, M.Ë. Фридман,. A.È., Тукачинский и В.В,. Абрамов (53) 678. 742. 2-19 (088.8) . Изобретение относится к области модификации полиэтиленов и получению полимерных материалов, обладаюшИх по-: вышенной стойкостью к атмосферному и тепловому старению, путем введения в полиэтилены модифицирующих добавок, таких как кремнийорганические жидкости, Модифицированные полимерные материалы, полученные предлагаемым способом, могут быть применены при изготовлении защитных покрытий и экструзионно-погонажных изделий, таких как кабельная изоляция, трубы.

Известен способ модификации полиэтилена с целью повышения стойкости полимеров к атмосферному и тепловому старению путем помещения полиэтилена в виде гранул в кремнийорганические жидкости, выдержки в них в течение

6 ч при температуре 85-90 С, центрифугирования и сушки от остатков жидкости. Недостатком способа является сложность технологии и низкая производительность.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности и досÄÄSUÄÄ 1153526 А1

{5g)5 С 08 J 3/28, С 08 L 23/06

2 (54) (57) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИЭТИЛЕНА пут ем введения кр емнийорганической жидкости и последующей грануляции композиции, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения стойкости к старению и упрощения процесса, расплав полиэтилена с кремнийорганической жидкостью подвергают обработке ультразвуком в режиме кавитации при удельной энергии обработки 10 -. 10 Дж/кг. тигаемому результату является способ модификации полиэтилена путем введения кремнийорганической жидкости и последующей грануляции композиции, по которому в порошкообразный полиэтилен добавляют определенное массовое количество перекиси и смесь тщательно перемешивают. Полученную смесь помещают в ванну с кремнийорганической жидкостью и проводят термообработку по режиму: время обработки6 ч; температура — 90-100 С. Затем модифицированный полимер отфильтровывают, промывают растворителем (спиртом, эфиром, ацетоном) и сушат при 60-70 С в течение 2 ч. Сухой полимер либо перерабатывают в изделия методом, прессования, либо гранулируют для последующей переработки другими способами.

Недостатками известного способа является длительность и нетехнологичность получения модифицированного полиэтилена, применение органических перекисей, а также недостаточная

3 1153526 4 стойкость композиции к тепловому отделению .

Цель изобретения — повышение стойкости к старению и упрощение процес"

5 са.

Поставленная цель достигается тем, что расплав полиэтилена и кремнийорганической жидкости подвергают обработке ультразвукомв режиме акустичес- 10 кой кавитации при удельной энергии обработки 10 -10 Дж/кг.

Пример 1. Способ осуществляется следующим образом.

В экструдер с температурой цилиндра от 180 до 200 С подают гранулы полиэтилена и S мас.7. кремнийорганической жидкости — полиэтилсилоксана

В 5 с вязкостью 13-32 сСт. Гомогени- . зацию смеси производят непосредствен- 20 но в материальном цилиндре экструдера. В головке экструдера расплав подвергают ультразвуковой обработке, характеризующейся удельной энергией

-3 10 Дж/кг и вызывающей акустическую кавитацию расплава.

Полиэтилен модифицирован также известным способом путем смешения. порошка с перекисью бензоила, помещения в ванну с полиэтилсилоксаном

N- 5, выдержки в ванне в течение 6 ч при 90 С, фильтрации, промывки этанолом,, сушки при 65 С в течение . 2 ч и гранулировании, В табл .1 даны свойства композиции, полученной по известному и предлагаемому способам (подвергаются искус- ственному старению под действием угольных ламп в течение 200 ч при

70+5 С) .

Предлагаемый способ исключает стадию введения дополнительной добавки

{перекиси), а также длительную и сложную стадию подготовки полиэтилена.

Как видно из данных табл.1 значение относительного удлинения при разрыве для композиций, полученных по предлагаемому способу, вьппе, чем по известному способу при сохранении

50 значения разрушающего напряжения при растяжении.

Пример 2. Полиэтилен высокого давления и 4 мас.7 полиэтилсилоксановой жидкости N"- 5 смешивают в экструдере с температурой цилиндра от 180 до 200 С. В головке экструдео ра смесь подвергают обработке ультразвуком различной интенсивности. В табл. 2 представлены. свойства композиций после ускоренного старения, обработанных ультразвуковым полем с различными характеристиками.

Ускоренное старение проводили в условиях, совпадающих с указанными в примере 1. ф

Как следует из приведенных в табл .2 результатов при энергии ультразвуковой обработки менее 10 Дж/кг поставленная цель не достигается (нет повышения атмосферо- и теплостойкости), так как акустическая кавитация расплава отсутствует. При энергии обработки более 10 Дж/кг происходит активная деструкция полимера, в результате резко ухудшается его стойкость к атмосферному и тепловому старению.

Пример 3. Аналогично примеру 1 подготовлена смесь крошки вторичного полиэтилгидросилоксана полиэтилена и 8 мас.Х ГКЖ-94, и полиэтилсилоксана 11 - 3 .вязкостью 2801080 сСт. Акустическая обработка осуществлялась по примеру 1, В табл.

3 приведены свойства композиций (после ускоренного старения), полученных по предлагаемому способу с использованием различных кремнийорганических жидкостей и без них.

Как следует из результатов, приведенных в таблицах, физико-механические свойства композиций после ускоренного старения полученных по предлагаемому способу существенно выше, чем у исходного полимера и полиэтилена, модифицированного известным способом.! 153526

Таблица!

Композиция

ОтносительРазрушающее напГельфракция ное удлинение при разрыве,X

31,4

83,0

271,3

52,2

295,0

42,0

Таблица 2

ОтносительГельфракцияуХ

Удельная энергия, поглощаемая полимером, Дж/кг ное удлинение при разрыве, Ж

1 О 34,4 89, 1

2 6,8 10 без кави- 35,5 90,0

Ф тации

16,6

16,5

3 2710 40,0 280,0

4 3. 10 с кавита- 42,0 295,0 цн ей

48,0

52,0

5 3,3 ° 10

6 1,2.10

45, О 250,0

60,0 60,0

42,0

15 0

Полиэтилен, жидкость ¹ 5, перекись бензоила (прототип)

Полиэтилен, жидость № 5 (предагаемый способ) Режимы акустической обработки

Свойств» модифицированного полиэтилена после старения ряжение при растяжении, кгс/см

Показатели свойств композиции после стар ения

Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см

1153526

Таблица 3

Показатели свойств композиций после старения

Гель, фракция

Относи тел ьное удлинение при разрыве, Ж

36,0.ГКЖ-94

50,0

180,0 .

Кремнийорганическая жидкость Р 3

52,0

160,0

32,0

Без жидкости

32,0

76,0

11,0

Редактор О. Филиппова

Корректор А.. Обручар

Текред А,Кравчук

Заказ 3129 Тираж 314 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Тип использо ванной кремнийорганической жидкости

Разрушающее напряжение при растяжении, Н/мм