Способ получения стабилизатора для полиэтилена

Иллюстрации

Способ получения стабилизатора для полиэтилена (патент 292943)
Способ получения стабилизатора для полиэтилена (патент 292943)
Способ получения стабилизатора для полиэтилена (патент 292943)
Способ получения стабилизатора для полиэтилена (патент 292943)
Показать все

Реферат

 

Оп исАни"В ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВХОРСМОМУ СРНДЕТЕПЬСТЕУ

292943

Свите Соввтокив

Социзлистически»

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 25Х!!!.1969 (№ 1368694/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.!.1971. Б1оллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 1.III.1971

МПК С 07с 39!02

С 07с 37 00

Комитет по делом изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 547.562 1,07(088.8) Авторы изобретения

А. И!арипджанов, В. Е. Броновицкий и Х. У. Усманов

Заявитель

СПОСОБ ПОЛ УЧ EH ИЯ СТАБИЛ ИЗАТОРА ДЛЯ ПОЛ ИЭТИЛ EHA

НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике стабилизации полимерных материалов.

В качестве стабилизаторов для полиэтилена низкого давления используют большое число индивидуальных соединений, например амины, фенолы, фосфорсодержащие соединения, а также полимеризованные смолы на основе триметилгидрохинолина.

Предложенный способ, опираясь на известную реакцию гидрогеноли за, позволяет получать высокоэффективные стабилизаторы полиэтилена низкого давления, которые обладают высокой термостойкостью и большим индукционным периодом в процессе окисления.

Способ состоит в том, что гидрохинон подвергают взаимодействию с 5 lp ным водным раствором щелочи в присутствии катализатора CoS при температуре до 450 С и давлении 100 атм с последующим выделением целевого продукта известными приемами.

Пример. В поллитровый автоклав загружают исходные вещества для гидрогенолиза: гидрохинон, 5%-ный водный раствор едкого натра и катализатор CoS. Время гидрогенолиза во всех опытах 30»

450 С, |начальное давление водорода 100 атл.

Получают щелочные растворы, которые подкисляют 10% -ной соляной кислотой и экстрагируют выделяющиеся вещества эфиром. Затем серные эфирные растворы отделяют, промывают водой. сушат безводным X a SO„и отгоняют эфир на глицериновой бане прп постепенном повышении температуры от 35 до 110 С.

Вязкие продукты коричневого цвета не растворяются в воде, хорошо растворимы в ацетоне, серном эфире, толуоле и других растворителях подобного рода.

Полученные продукты испытаны в качестве антиоксидантов для полиэтилена низкого давления.

Термоокислительную деструкцию проводят на полумикроокислительной установке прп

185 C и остаточном давлении кислорода

215 л». рт. ст.

Одинаковую павеску пленки полиэтилена толщиной 0,15».л, содержащую по 1% суммарных продуктов гидрогенолиза гидрохинона (СПГ), подвергают окислению на установкее.

Результаты испытаний приведены на фиг. 1 и 2; на фпг. 3 дан график влияния различных продуктов на скорость термоокис2 ленпя полиэтилена; на фиг. 4 — график изменепия вязкости.

Из данных эксперимента видно, что нестабилизированный полиэтилен уже через

25 .сии поглощает 10 .чл кислорода (см.

30 фиг. 1, кривая 1) с добавкой СПГ, время llo292943

40 глощения такого количества кислорода увеличивается до 5 час (см. фиг. 1, кривая 2), тот же эффект удлинения индукционного периода показан с продуктом опыта 2 (кривая 3) и т. д, (до кривой 7), Интересно отметить, что соотношение гидрохинона и щелочи влияет на эффективность конечного продукта.

Для выяснения группового состава и функциональных групп, ответственных за стабилизацию, СПГ деляет на три фракции: фенольную, кислотную и нейтральную по схеме, эфирный раствор для извлечения кислот обрабатывают NaHCO3. При этом в водный раствор переходят кислоты — кислотная фракция гидрогенолиза гидрохинона (КГ), Остальные продукты состоят из фенольной и нейтральной фракций гидрогенолиза гидрохинона (ФНГ), которые испытывают отдел;— но или делят. Фенольные фракции из эфирного раствора извлекают 10о/о-ным раствором едкого патра (ФГ).

В эфирном растворе остаются продукты— нейтральная фракция гидрогенолиза гидрохи нона (НГ).

В зависимости от условий гидрогенолиза и рецептуры выход продуктов колеблется в пределах, /о. КГ 21 — 26; ФГ 30 — 37, НГ

40 — 45.

Из графика на фиг. 2 видно, что полиэтилен с 1 /о добавкой НГ через 7 — 8 час поглощает около 10 л л кислорода (см. кривая 1), с 1 /о добавкой Фà — через 8 час, кривая 2; с 1 /о СПà — кривая 3, а с 1 /о НФà — кривая 4.

Таким образом, высокая антиоксидантная активность наблюдается у продуктов НФГ, а также СПГ. Следовательно, разделения продуктов можно не производить.

В дальнейшем исследовании изучено влияние количества антиоксиданта на индукционный период и сравнение его действия с ионолом (2,б-дитрибутил-4-метилфенол) .

Z0

ЗО

Результаты исследования приведены на фиг. 3, где а — индукционный период окисления полиэтилена в присутствии антиоксидантов различной концентрации; б — изменение Д приведенной вязкости (. ) после деструкции. Кривая 1 — чистый полиэтилен; 2 — с

1 /о гидрохиноном до гидрогенолиза; 3 — с

1 " ионолом; 4 — с 1% СПГ и ионол (0,5: 0,5); 5 — с 2о/о ионолом; 6 — с 5 /о ионола; 7 — с 1о/о СПГ; 8 — с 2 "/о СПГ; 9 — с Зо/о

СПГ; 10 — с 5о/о СП1.

Для исследования стабилизирующего действия СГ1Г на процесс термической деструкции полиэтиленовой пленки стабилизированные и нестабилизирован ные образцы подвергают термостарению в воздушном термошкафу при 150"C. Эффективность добавки при старении оценивают по результатам вискозиметричсских измерений.

На фиг, 4 дан график изменения приведенной вязкости при старении в сравнении с добавкой ионола, где видно преимущество

СПГ, 1 /о добавки которых не дает полимеру сшиваться в течение 33 суток (см. кривую 3), в то время как полиэтилен без стабилизатора сшивается при данной температуре через 4—

5 суток (см. фиг. 4, кривая i), а с 1 /о ионола полиэтилен стоек в течение 15 суток (см, кривую 2).

Предмет изобретения

Способ получения стабилизатора для полиэтилена низкого давления с применением гидрогенолиза, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и увеличения индукционного периода в процессе окисления полиэтилена, гидрохинон подвергают взаимодействию с 5о/о-ным водным раствором щелочи при температуре до 450 С и давлении 100 атм в присутствии катализатора

CoS с последующим выделением целевого продукта известными приемами.

292943

4 5 б

9рер я, еаС Риг. 1 2 Л

r0

7,5 ,0

1 :) о 5

2.5 ф

0 г

ВрЕМя,4аС

Жиг. 2

О„У (О tD 20 25 ЛО Ë5

У

Й

У

Ф б ф о

5 б 9 (2 5 О 21 24 27,УО 53 5б бремя,иас

7 а ( с о

6 9 12 /5 tD 2f 24 27,Ю 53 Ж бремя, иас

Юиг 5

292943

f,0

3 б 9 /2 15 1д 2 1 24 27

Время, сумки

Фиг 4

Составитель Л. Крючкова

Редактор Л. Г. Герасимова Техред Л. Я. Левина

Корректор Т, А. Уманец

Типография, пр. Сапунова, 2

Изд. № 213 Заказ 369/8 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5