Композиция на основе полипропилена

Композиция на основе полипропилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

с

О Il И С А Н И Е ()771126

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к

С 08 L 23/12

С 08 1 23/06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Государстввнный комитет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 18.10.80 (53) УДК 678.742. .3. 04(088.8) В. E. Гуль, Е. Г. Любешкина, В. И. Березкин, С. А. Вильниц, Л. Т. Белова и ll. П. Евдокимов (72) Авторы изобретения

Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИПРОПИЛЕНА

Изобретение относится к термопластической морозостойкой композиции на основе полипропилена, соцержащей окисленный (вторичный) полиэтилен в качестве пластификатора и сделочной сульфатный лиг нин, как наполнитель, ввоцимые для

5 улучшения сопротивления к уцарным нагрузкам материала при низких температурах.

Композиция может быть использована

10 для переработки в изделия, в том числе в качестве таро-упаковочного материала литьем поц давлением, экструзией, прессованием и другими метоцами.

Полипропилен не является морозостой15 ким полимером, что существенно ограничивает область его применения, эксплуатацию изделий из него при низких температурах.

Известны морозостойкие композиции на основе полипропилена, содержащие в качестве пластификатора этиленпропиленовые каучуки, бутилкаучуки, силоксановые каучуки, полиизобутилен, а также низкомолекулярные пластификаторы, в качестве которых выбираются сложные эфиры жирных кислот с высокой температурой плавления и низкой температурой замерзания (11. У всех указанных композиций можно отметить, что введение низкомолекулярных пластификаторов значительно увеличивает морозостойкость системы, низкомолекулярный пластификатор обладает повышенной склонностью к миграции, наблюдаемой в процессе эксплуатации, особенно при повышенных температурах, что вецет к ухудшению физико-механических свойств. Введение большинства пластификаторов снижает теплостойкость, а также твердость при оцновременном увеличении способности к деформированию в условиях низких темпера тур.

Известны композиции ПП с ПЭВД и

ПЭнД. Совмещение полипропилена с высокомолекулярными цобавками )тозволяет существенно изменять свойства материа771126 4 шей перерабатываемостью, т. к. индекс расплава смесей в широком интервале соотношений ПП и ПЭ выше, чем у исходных полимеров (1 j.

Таблица 1

Индекс расплава (при 230 С и

21,2Н), г/10 мин

1 78 2 0 2 05 2 12 2 31

Разрушающее напряжение, мн/м

35,0 37,5 36,0 34,5 40,0

Твердость по

Бринелю, мн/м

690 645 626 602 574

Ударная вязкость (с надрезом), к Дж/м

120,2 23, 0 25,4 26,4 28, 3

Теплостойкость

-по Вика, С

93 90

103 99

Морозостойкость, OC

-15 -1 0 -5

Изучение композиции ПП с 5-20вес.%

ПЭ показало, что введение этого полимера способствует некоторому снижению поверхностной твердости и теплостойкости материала, но в то же время приводит к понижению температуры морозостойкости на 10-20 С. Такое небольшое. 4 о влияние ПЭ на морозостойкость объясняется, очевидно, ограниченной совместимостью этих двух полимеров. Таким образом, ПЭ играет при введении его в ПП роль высокомолекулярного пластификатора полипропилена, ПП и ПЭ относятся к термодинамически несовместимым полимерам, но в то же время они совместимы "эксплуатационно" (2)и способны . перерабатываться в изделия. ОграниченИ ная совместимость является причиной их невысокой морозостойкости.

Известны также композиции первичного ПЭ с окисленным ПЭ (3), которые ла в нужном направлении. Композиции с первичным ПЭ обладают лучшей совместимостью и способностью получения композиций с пониженной температурой хрупкости и более высокой морозостойкостью по сравнению с ПП, повышенными ударной вязкостью и физико-механическими характеристиками, а также лучФизико-механические свойства композиций ПП и его смесей с ПЭНД представлены в .табл 1 характеризуются низкими физико-механическим и показа тел ям и.

Наиболее близкой из числа известных является полимерная композиция, содержащая полипропилен, щелочной сульфатный лигнин и низкомолекулярный пластификатор — диэтилсебаценат (4 ) . Малое значение ударной вязкости при низких температурах ограничивает область применения изделий из данной композиции, а миграция и выпотевание в процессе эксплуатации низкомолекулярного пластификатора диэтилсебацената приводит к ухудшению свойств данного материала.

Целью предложения является повышение прочностных и эксплуатационных характеристик в условиях низких темпера тур.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция на основе полипропилена, включающая щелочной суль7711

Таблица 2

Полипропилен

78,5

Ш елочной сульфа тный лигнин

2,5

1,5

19,5

22,5

16,5

OKHCJI BHBar H lIOJI H этилен, содержащий гель-фракции

Степень окисляемости, мг/г моль

40

20

Требования ТУ на щелочной сульфатный лигнин цля производства

РТИ, шин и пластмасс

2,0

Соцержание влаги, % Не более

15,0

1,5

Не более

1,5

Содержание эолы, %

Кислотность (в пе- Не более ресчете на Н2 SО ),% 0,3

0,2 ратный лигнин, дополнительно содержит окислекный полиэтилен с содержанием гель-фракции 30-40% и степенью окисляемости по числу омыления 16-20 мг/

/г. моль при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полипропилен 75-82

Окисленный полиэтилен 1 6,5-22,5

Шелочной сульфатный лигнин 1,5-2,5

В качестве окисленного ПЭ используют пленочные отходы, отслужившие свой срок службы и вышедшие из употребления (вторичный полиэтилен).

Увеличение содержания вторичного полиэтилена в композиции выше 22,5% приводит к резкому ухудшению физикомеханических характеристик и приводит

Используют щелочной сульфатный лигнин (4 1, соответствующий ВТУ вЂ” 59

26 6 к расслоению системы. Содержание вторичного полиэтилена менее 16,5% оказывает ся недостаточным.

Технологический процесс производства изделий из предлагаемой композиции иа основе полипропилена с использованием вторичного полиэтилена и щелочного сульфатного лигнина состоит из следующих операций: 1) сухого смешения всех компонентов в смесителе флюидного типа или типа Хеншель"; 2) грануляции полученной порошкообразной композиции на обычном одношнековом экструдере; 3) получении изделий метоцом литья под давлением, экструзии, прессования и т. ц.

Готовят композиции состава, привеценного в табл. 2. или ВТУ - 68 в соответствии с данными, приведенными в табл. 3.

Та блица 3

771126

l продолжение табл.3

Содержание лигнина Не менее в сульфатном лигни- 80,0 не. %

80,0

Содержание некоторых примесей, не растворимых в 0,1 н. растворе ОН, %

Не более

1,0

0,5

Табл ица 4

Свойства вторичного полиэтилена

Показатель текучести расплава при 190оС

2/10 мин

Предел текучести при растяжении, мн/м

Не менее ГОСТ 11262-76

8,5

Относительное удлинеННе, %

Температура хрупкости, С

Насыпная плотность гранулята, г/см, Насыпная плотность агломерата, г/см

Разрушающее напряжение, мн/м

10,0

fOCT 1 1 26 2-7 6

Содержание гель-фракции, % 30-40

Степень окисляемости по числу омыления, мг/г моль, 1 6-20

ВТУ-59 и ВТУ-68 регламентирует содержание в шелочном сульфатном лигнинв общих гидроксилов не менее 10%, содержание метоксильных групп не менее 12%.

Модифицирующее влияние лигнина при введении его в полипропилен проявляется в увеличении прочности, твердости, термостабильности материала, также в значительном увеличении морозостойкости при введении пластифицируюцего агента без ухудшения физико-механических .свойств за счет стабилизации структуры, заключающейся в ограниченной подвижности линейных цепей базового полимера и его надмолекулярных образований при течении в процессе переработки.

Используют вторичный полиэтилен соответствующий ТУ 6-05-1798-76, в соответствии с данными, приведенными в табл. 4.

Не менее ГОСТ 11645-73

0,3

Не менее ГОСТ 11262-76

60,0

Не менее ГОСТ 1 1 7 82-7 1

-30

Н.е менее ГОСТ 11035-64

0,4

Не менее ГОСТ 11035-64

0,3.Таблица 5

Ударная вязкость при

-35 С кДж/м 11 18 19 20

4647-69

Разрушаю|цее напряжение а

39 39 40

11262-76

Морозостойкость, С

16782-71

-30 -35 -35 -35

Твердость по

Г>рпиелю, М Па

46 7-67

52 53 55

Те пл ост ойк ость по Вика при нагрузке 0,5н

ОС

15065-69

93 94. 96

9Г

Насыпная плот

0 45 Не Не Не менее менее менее

0,45 0 45 0 45 11035-64 ность гранул, кгlм

Показатель теl,1 1,2

9 77

Композиции готовят следующим образом: все компоненты подают в смеситель флюидного типа, который представляет конусный аппарат с закрывающейся крышкой, обеспечивающий высококачественное смешение и перемешивают в течение 45 мин.

Полученную смесь подают в приемный бункер экструдера, который обеспечивает уплотнение, пластификацию, плавление, гомогенизацию и выдавливанием через кучести расплава, г/10 мин 0,7 1,0

Формула изобретения

Композиция на основе полипропилена, включающая щелочной сульфатный лигнин, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочностных и эксплуа тационных характеристик в условиях низ1126 10 формующую головку жгутов, которые режутся на гранулы размером 3-5 мм.

Экструзию HpOBOQHT на экструцере

"Сагбо PQ+UGtt6 с отношением цлины к диаметру червяка 1;D =8 при температуре 473 К. Образцы цля испытаний готовят на литьевой машине Ки A Y 25/32 при температуре. литья 473 К.

Свойства привеценных композиций сведены в табл. 5. ких температур, она дополнительно содержит окисленный полиэтилен с содержаSS нием гель-фракции 30-407 и степенью окисляемости по числу опыления 16 20 мг/г моль при следующем соотношении. компонентов, вес.7о:

771126

Полипропилен

Окисленный поли этилен

Шелочной сульфатный лигнин

75-82

1 6,5-22,5

1 р 5-2,5

Составит ль А. Кулакова

Редактор Л. Новожилова Техред А.Ач, Корректор А. Гриценко

Заказ 7397/35 Тираж 549 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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иванюков Д. В., Фридман М. Л., Полипропилен, М., Химия", 1974, с. 107-124.

2. Иенская E. А. Исследование эксплуатационных свойств смесей полимеров.

Автореф. дисс. на соискание учен. степе» ни кандид. техн, наук. Москва, 1972, с. 22.

3. Мелкумов А. H. u qp. Исследование вторичного полиэтилена, "Пластические массы", 1977, с. 23-24.

4. Гуль В. Е., Любешкина Е. Г. Новая

1О морозостойкая моцификация полипропилена— попролин, "Пластические массы", 1 966, М 1, с. 68-69 (прототип).