Способ соединения сшитых термопластов

Способ соединения сшитых термопластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

0Щ 6048 64

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.01.76 (21) 2336965/23-05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 2б.04.78 (51) М. Кл. С 09J 5/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий. (53) УДК 668 395 3 (088.8) (72) Лвторы изобретения

В. И. Рузаков и T. М. Киселева (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ СШИТЪ|Х TEPMOIIËÀÑÒOÂ

Изобретение относится к способам соединения полимерных материалов, преимущественно термопластов, подвергнутых специальной обработке, например у-облучению, в результате которой в полимере образуются поперечные (межмолекулярные) химические связи.

Известны способы соединения трудносвариваемых термопластов и отвержденных пластмасс (1) с использованием промежуточного слоя низ ко молекулярных веществ, образующих межмолекулярные связи в соединяемых полимерах. Существенным недостатком этих способов является увеличение жесткости и охрупчивание материала в зоне контакта соединяемых деталей, преимущественно из отвержденных пластмасс и сшитых термопластов, определяемых возрастанием густоты полимерной сетки. Кроме того, при сварке отвержденных пластмасс и сшитых термопластов препятствием для образования сварного соединения служит недостаточная подвижность макромолекул соединяемых поверхностей, не позволяющая достичь необходимого молекулярного контакта.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому положительному эффекту к изобретению является способ соединения сшитых термопластов, в частности облученного полиэтилена, за счет введения между соединяемыми повсрхностями прокладки из исходноro линейного термопласта с нанесенными íà его поверхность низкомолекулярными веществами (органическими перекисями), образующими межмолекулярные связи в соединяемых поли5 мерах t2J. Однако и этот способ не исключает увеличения жесткости и охрупчивания сшитого термопласта, поскольку слой низкомолекулярных веществ непосредственно контактирует с поверхностью сшитого термопласта и в

10 начальный момент сварки увеличивает густоту сетки в его поверхностном слое, создавая внутренние напряжения, ухудшая молекулярный контакт, снижая прочность соединения.

Кроме того, наличие на поверхности проклад15 ки токсичных низкомолекулярных веществ (например, перекиси бензоила) резко ухудшает санитарно-гигиенические характеристики процесса сварки, особенно на стадии сборки пакета.

20 Цель предлагаемого изобретения — повышение прочности соединения и улучшение санитарно-гигиенических характеристик процесса.

Для этого предложен способ соединения сшитых термопластов путем введения между

25 соединяемыми поверхностями прокладки из линейного термопласта с нанесенными на его поверхность слоями полифункциональных низкомолекулярных соединений с последующим нагреванием и сдавливанием, в качестве

ЗО прокладки используют прокладку, выполнен604864

Зо

40 ную по крайней мере из двух пленок, толщиной 10 — 200 мк каждая, причем слои низкомолекулярных полифункциональных соединений располагают между этими пленками.

Таким образом можно получать прочные соединения сшитых полиолефинов и галогенсодержащих полимеров.

В качестве низкомолекулярных сшивающих веществ можно использовать органические перекиси, многоосновные амины и изоцианаты в количестве от 0,1 до 0,4 мг/см на один промежуточный слой.

Соединяют сшитые термопласты следующим образом.

Тонколистовые образцы термопластов, сшитые за счет ионизирующих излучений или сшивающих агентов, сваривают с использованием промежуточных слоев на основе пленок исходных полимеров и низкомолекулярных полифункциональных веществ (присадок). Присадки наносят на внутренние поверхности исходных термопластичных пленок. Поверхность исходных пленок, обращенную к соединяемым сшитым термопластам, присадками не обрабатывали.

Собранный таким образом пакет сваривают при температуре электродов 190 — 250 С и давлении 5 кг/см в течение 1 — 3 мин. Ширина шва 10 мм. Через 10 мин после окончания процесса сварки образцы соединений испытывают на сдвиг и расслаивание на разрывной машине РМИ-250 при скорости перемещения нижнего зажима 50 мм/мин.

Одновременно проводят сварку с использованием в качестве прокладки одной пленки исходного термопласта без присадки, а также с присадками, нанесенными на обе стороны пленки.

Пример 1. Две пластины полиэтилена низкой плотности толщиной 0,6 мм, 7-облученного дозой 25 мрад, сваривают с использова5.

)О

25 нием двух промежуточных пленок исходного линейного полиэтилена толщиной 0,01 мм каждая с нанесенной на внутренние поверхности перекисью бензоила в количестве 0,1 мг/см .

Сварку осуществляют при температуре электродов 250 С и давлении 5 кгс/см в течение

3 мин.

Пример 2. Две пластины сополимера этилена (94%) с пропиленом (6%) толщиной

0,2 мм, у-облученных дозой 20 мрад, сваривают с использованием трех промежуточных пленок исходного сополимера с нанесенной на внутренние поверхности перекисью бензоила в количестве 0,1 мг/см . Сварку осуществляют при температуре электродов 250 С и давлении 5 кгс/см в течение 2 мин.

Пример 3. Две пластины поливинилхлорида, содержащего 10% триаллилцианурата толщиной 1,5 мл, у-облученного дозой 5 мрад, сваривают с использованием двух промежуточных пленок линейного поливинилхлорида с нанесенным на внутренние поверхности гексаметилендиамином в количестве 0,4 мг/см . Сварку осуществляют при температуре электродов

190 С и давлении 5 кгс/см в течение 1 мин.

Пример 4. Две пластины поливинилиденфторида толщиной 0,1 мм, облученного ускоренными электронами дозой 20 мрад, сваривают с использованием двух промежуточных пленок исходного поливинилиденфторида с нанесенным на внутренние поверхности гексаметилендиизоцианатом в количестве 0,15 мг/см .

Сварку осуществляют при температуре электродов 280 С и давлении 5 кгс/см в течение

1 мин.

Аналогично вышеприведенным примерам соединению подвергали материалы с использованием различных прокладок.

Примеры и результаты испытаний представлены в таблице.

604864

Условия сварки:

Т вЂ” температура, С;

P — давление, кг/смэ, Т вЂ” время, сек

Прочность на сдвиг, кг/см

Количество присадки в слое, кг/см

Состав прокладки (пленка+-присадка) Толщина пленки, Прочность на расслаивание, кг/см

ПрнСоединяемый материал мер мкм

2,5

120

Линейный полиэтилен (ПЭ) Т 250;

Р 5;

Т 180

То же

3,0

140

Перекись бензоила (ПБ)+ПЭ+ПБ

ПЭ+2ПБ-+-ПЭ

То же

0,1

5,4

5,2

3,5

2,3

150

0,1

0,1

0,1

Исходный

СЭП

Т 250;

P 5;

Т 120

3,4

6,2

3,6

ПБ -+СЭП+ПБ

СЭП+2ПБ+СЭП

0,1

0,I

0,1

То же

Исходный

ПВХ

Т )90;

P 5;

Т 60

200

350

0,4

Гексаметнлендиамин (ГМДА)+

+ПВХ+ГМДА

ПВХ+ГМДА-++ПВХ

Исходный

ПВХ

То жс

480

0,4

150

Т 280;

P 5;

Т 60

0,15

Гексаметилендипзоцианат (ГМДИ)+ ПВ Х+

+ ГМДИ

ПВФ+2ГМДИ- +ПВФ

То же

0,15

320

0,15

280

200

Полиэтилен низкой плотности толщиной 0,6 мм, т-облученный дозой 25 мрад

То же

Э

Сополнмер этилена с пропиленом (СЭП) толщиной

0,2 мм, т-облученный дозой

20 мрад

То же

Поливнннлхлорид (ПВХ), содержащий 10у, триаллнлциану рата, толщиной 1,5 мм, 1-облученны и дозой 5 м рад

То же

Поливннилиденфторид (ПВХ) толщиной 0,1 мм, облученный ускоренными электронамп дозой 20 мрад

То же

Как видно из таблицы, применение прокладок из линейного термопласта с присадкой, нанесенной на внутренние поверхности пленок, позволяет увеличить прочность соединений.

Формула изобретения

Способ соединения сшитых термопластов путем введения между соединяемыми поверхностями прокладки из линейного термопласта с нанесенными на его поверхность слоями полифункциональных низкомолекулярных соединений с последующим нагреванием и сдавливанием, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности соединения и улучшения санитарно-гигиенических характеристик процесса, в качестве прокладки используют прокладку, выполненную.по крайней мере из двух пленок толщиной 10 — 200 мк каждая, причем

5 слои низкомолекулярных полифункциональных соединений располагают между этими пленками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Тростянская Е. Б., Комаров Г. В., Шишкин В. А. Сварка пластмасс. М., «Машиностроение», 1967.

2. Князев В. К., Сидоров Н. А. Облученный полиэтилен в технике. М., «Химия», 1974.