Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИ1ЩЯ, содержащая сополимер стирола и бутадиена или сополимер стирола, акрилонитрила и бутадиена и стабилизатор изкласса производных 2,2,6,6-тетраметилпиперидина, отличающаяс я тем, что, с целью повышения светои термостабильности, в качестве стабилизатора она содержит соединение общей формулыHjC^CHjНхС>&im(CH2)t,CNH оHjC СНзгде п = 1-2,при следующем соотношении компонентов, мае.ч:Сополимер стирола ^99,0-99,9 Стабилизатор 0,1-1,0§(Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

J (19) (И) (д1) 4 С 08 L 25/10, 25/! 2, С 08 К 5/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ н,,с m, 99,0-99,9

0,1-1,0 С тов, мас.ч:

Сополимер стирола

Стабилизатор

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 2849847/23-05 (22) 28.09.79 (46) 07.11.87. Бюл. М 41 (72) А.А.Ефимов, Г.В.Кутимова, А.Ф.Тютерева, З.Г.Попова, P.Ä.Ôèëèíà, В.И.Парамонов, Э.И.Кириллова, А.Т.Емельянова, Г.П.Малахова, С.В.Кузнецова и Т.А.Панкова (53) 678.746.222-136.22.0(088.8) (56) Патент Великобритании

У 960141, кл. СЗР, опублик. 1964.

Авторское свидетельство СССР

В 605413, кл. С 08 L 25/06, 1976. (54) (57) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая сополимер стирола и бутадиена или сополимер стирола, акрилонитрила и бутадиена и стабилизатор из класса производных 2,2,6,6-тетраметилпиперидина,.о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью повышения свето- и термостабильности, в качестве стабилизатора она содержит соединение общей формулы ън1сн,)„смн мн

Il н,с сн 4с с 4 где n = 1-2

Ф при следующем соотношении компонен- Е

839241 нс сн нс сн

HN жн(сн,)„сщн кн

II

aс сн, нс сн

I где n=l, 2,2,6,6-тетраметилпиперидиламид 2,2, б,б-тетраметилпиперидиламиноуксусной кислоты, условно названный (С=537); при n=2

2,2,б,б-тетраметилпиперидиламид-2,2, б,б-тетраметилпиперидиламинопропионовой кислоты, условно названный (Диацетам-5), при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сополимер стирола 99,0-99,9

Стабилизатор 0,1-1,0

Изобретение относится к стабилизированным композициям на основе сти" рольных пластиков, например, ударопрочного полистирола и АБС-пластика

У и может найти применение для получения изделий, обладающих повышенной стойкостью к действию тепла и света.

Известна полимерная композиция, содержащая сополимер стирола и стабилизатор 2(2 -окси-5 -метилфенил) бензтриазол-Тинувин П. Однако, Тинувин П обладает низкой стабилизирующей активностью и придает полимеру желтоватый оттенок.

Известна полимерная композиция, содержащая сополимер стирола и бутадиена или сополимер стирола, акрилонитрила и бутадиена и стабилизатор

N,N -бис-(2,2,6,6-тетраметилпиперидил)-этилендиамин (С- 245) при следующем соотношении компонентов,мас.Е:

Сополимер стирола . 99,0-99,8

Стабилизатор 0,2-1,0

Однако, данная композиция обладаt ет недостаточной свето- и термостаби. лизирующей активностью.

Целью изобретения является повышение свето- и термостабильности.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая сополимер стирола и бутадиена или сополимер стирола, акрилонитрила и бутадиена и стабилизатор из класса производных 2,2,6,6-тетраметилпиперидина, в качестве последнего содержит соединение общей формулы. и определяют степень деструкции полимера методом ИК-спектроскопии по накоплению карбонильных групп в области 1600-1900 см и сохранению. колиЗ5 чества двойных связей в области 8001000 см .

Из результатов, приведенных в табл. l, 2 видно, что соединения

C-537 и Диацетам 5 во всех концент40 рациях превосходят С-245 и применяемый в промышленности Тинувин П.

Пленки полимера в присутствии исследованных соединений в процессе светостарения не желтеют и сохраняют

45 первоначальную эластичность.

Пример 2. Образцы пленок ударопрочного полистирола марки УПИ503 в присутствии 0,1; 0,3; 0,5мас.ч. соединений С-537, Диацетам 5 готовят

50 по методу, указанному в примере 1.

Для сравнения готовят аналогичные композиции с С-245 и Полигардом и пленки из нестабилизированного полимера. Пленки толщиной 70 мкм подверо

55 гают термостарению при T=120 С в среде воздуха с последующим отбором проб и снятием ИК-спектров поглощения в области 1600-1900 см и в области

800-1000 см .

Применяемые в композиции стабилизирующие соединения получают на доступном отечественном сырье — аммиак, ацетон, акриловая кислота, монохлоруксусная кислота способами, обеспечивающими 80Х выход целевых продуктов.

Соединения представляют собой белые кристаллические вещества с темперао о турой плавления 150 С и 136 С, соответственно.

Пример l. Готовят композицию, состоящую из ударопрочного полистирола марки УПИ-503 (90X звеньев стирола и 107. звеньев бутадиена) с добавкой 0,1; 0,3; 0,5 мас.частей стабилизаторов. Из полученных композиций готовят 5Х бензольный раствор. полного растворения полимера и стабилизатора в бензоле методом полива на целлофановую подложку, ограниченную стеклянным кругом, отливают пленки. Для сравнения готовят аналогичные композиции с С-245 и Тинувином П, а также пленки полимера без стабилизатора. Полученные пленки толщиной 70 мкм облучают нефильтрованным светом лампы ПРК-2 в среде воздуха.

В процессе старения отбирают пробы

839241

Из полученных данных, приведенных в табл.3, 4 видно, что соединения

С-537 и Диацетам 5 по термостабилизирующей эффективности превосходят

С-245 и применяемый в промышленности стабилизатор Полигард.

Пленки полимера в присутствии исследованных соединений в процессе термостарения не желтеют и сохраняют первоначальную эластичность. В то же время первоначальный цвет пленок в присутствии Полигарда при старении значительно углубляется и пленки при. обретают хрупкость.

Пример 3. Готовят композицию на основе сополимера стирола, бутадиена (ударопрочного полистирола) и стабилизирующих добавок в шаровой мельнице с последующей гомогенизацией. Из композиций отливают стандартные бруски. Образцы подвергают свето— старению в везерометре Экватор" под угольно-дуговыми лампами. В процессе старения контролируют изменение ударной вязкости в соответствии с

ГОСТ вЂ -47-69.

В табл.5 приведены результаты.

Данные табл.5 показывают, что соединения по изобретению по светостабилизирующей эффективности превосходят

Тинувин П в концентрации 0,5 мас.ч.

Пример 4. Готовят композицию в виде стандартных. брусков из ударопрочного полистирола и -стабилизатора. Образцы подвергают термостарению о при температуре 80 С в воздушном термостате. В процессе старения отбирают пробы и контролируют изменения ударной вязкости в соответствии с ГОСТ 4646-69. Результаты приведены в табл.6.

Пример 5. Готовят композицию из порошкообразного сополимера стирола, акрилонитрила и бутадиена (марки СТАН-M) и стабилизирующих добавок путем смещения компонентов в ступке. Термоокислительную стабильность полимера определяют по скорости поглощения кислорода на окислительной установке при температурах

150-160 С. За время стабильности условно принято время (о, ), в течение которого образец поглощает кислород в количестве, соответствующем изменению давления масляного

1р столба на 30 мм.

В табл;7 представлены результаты.

Из данных, приведенных в табл.7 видно, что соединения С-537 и Диацетам 5 по термостабильности превосхо15 дят эталонные образцЫ.

Пример 6. Готовят композицию сополимера стирола, акрилонитрила и бутадиена в виде 137 раствора сополимера и стабилизирующей добавки в

2р хлороформе, из которого отливают пленки толщиной 30-40 мкм. Полученные пленки облучают в приборе АИПСТ под ртутно-кварцевой лампой. Стабильность композиции оценивают по скорости на25 копления карбонильных групп (в отно1720 сительных единицах — — — — ) и гидроД <875 ксильных групп (в относительных еди30 3450 ницах — — — — ), 1675

Результаты приведены в табл.8.

Из данных, приведенных в таблицах 8, 9, видно, что соединения

С-537 и Диацетам 5 по светостабилизирующей эффективности превосходят

Тинувин П.

Из приведенных в табл.)-9 данных следует, что полимерные композиции на основе сополимеров стирола, содержащие в качестве стабилизатора сое.—

45 динения С-537 и Диацетам-5 обладают более высокой свето- и термостабильностью по сравнению с известными композициями.

839241

Таблица!

Накопление карбонильных групп (относительные единищ ) в пленках ударопрочного полистирола в присутствии . стабилизаторов под лампой ПРК-2

Ф Введенный в поли1 и/и мер стабилизатор

Время старения, ч

25 50 75

Конц., мас. о ) о

100 l50 ч °

7,4 7,4

6,8 ° 7,1

0,1 1,0 1,7

0,1 . 1,0 1,2

1,0 1,4

6,6

0,1

7,2

7,0

O,l

1,0 1,7

6,5

6,2

2,6 5,3 5,3 .

0,3 1,0

1,5

5. Тинувин П

0,3, 1 0 1,4 2,6 3,7

5,4

4,7

4,0

4,6

2,3 3,1 3,5

0,3

0,3

6,9

6,6

2,9 5,0 6,1

6,9

6,0

24 57. 60

0,5

4,5

4,1

2о5 4о9 Зо8

0,5

0 5

4,2

3,7

2 4 415 4оО

6,9

6 5

2,7 4,1 6,0

1,5

0,5

1,0

1,0

1,0

8,0

7,8

4,9 7,6 7,8

13. Нестабилизирован.

Т а б л и ц а 2

Сохранение количества двойных связей (i. от исходнога) в пленках ударопрочного полистирола в присутствии стабилизаторов при светостарении под лампой ПРК-2

Время старения, ч

1!о Введенный в полип/и мер стабилизатор

Конц., мас.

00 150

0 10 25 50 75

100 81

100 90

43 26

О,l!. Тинувин П

2. С-537

74 .45 30

О,l

0 1 100 80

26

3. Диацетам"5

4.. С-245

100 80 56

0,1

20

Oi3

100 99

5, Тинувин П б. С-537

7. Диацетам-5

8. С"245

31

0,3

IOO l0O 90

100 100 90,0,3

100 .80

65 . 45 29

20

0,3

I Тинувин П

2. С-537

3. Диацетам-5

4. С-245 б. С-537

7. Диацетам-5

8. С-245

9. Тинувин П

10. С-537 !!. Диацетам-5

12. С-245

1,0 1,2

1,0 1,6

1,0 1,5

1,0 1,2

I 0 1,2

39 66 71

27 54 61

2,6 4,3 5,0

3,8 6,0 6,7

46 3!

46 28

51 32

69

67 52

839241

Продолжение табл.2

Конц., мас. ч

Введенный s полимер стабилизатор!! п/п

Время старения, ч (!

ОО 150

0 10 25 50 75

100 98 86 47 гв

100 100 86 60 51

100 99 87 63 51

100 80 65 45 30

100 69 44-. 27 19

ЗЕ

0 5

0 5

29

0 5

20

0 5

17

Таблица 3

Накопление карбонильных групп (относительные единицы) в пленках ударопрочного полистирола в присутствии о . стабилизаторов при термостарении (T=I.20 С, среда воздушная) Время старения, ч

0 100 200 300 400

500 600

Пленка порвалась

l. Нестабилизирован.

5,1

5.1

4,8

0,1

2. Полигард

3. С-537

О,l

2,2

4,1

3,5

4,0

3,5

2,2

1,0 1,1

0,1

4. Диацетам-5

4,9

4,5

2,9

1,0 1,7

0,1

0.3

3.0

5,0

5.3

5.2

I,О

I,0 l,2

3,5

3,4

2,9 3,4

2,3

0,3

3,6

3,4

2,5 2,9

3.1 3,9

2,2

1,2

8. Диацетам-5

I,0

0,3

0,3 1,0

4,8

4, 3

2,8

1,7

9 . С-245

l0. Полигард

5,1

4,7

Пленка порвалась

0,5 1,0

3,1

2,2 2,9

05 I O I,I 1,7

3,1

2,9

11. С-537

2,2 2,6

1,0

3,0

2,9

1,6

12. Диацетам-5

0,5

1,5 2,5

l,0

4,2

4,0

2,9 3,5

13. С-245

0,5

9. Тинувин П

10. С-537

I1.. Диацетам-5

12, С-245

l3. Нестабилизирован.

II Введенный в поли- Конц., п/и мер стабилизатор мас. ч

5. С-245

6. Полигард

7. С-537

l,0 6,0

l,0 3,3

I,0 l,2

4,5 5,0

3,0 3,3

2,6 2,9

3,2 4,1

4,9 5.1

839241

Таблица 4

Сохранение количества двойных связей (Е от исходного) в пленках ударопюочного полистирола в присутствии стабилизаторов пои термостарении (T=120 С, среда воэдушная) Время стаоения, ч

0 200 300 400

IP Введенный в поли- Конц., и/и мер стабилизатор мас. ч.

О IO

500 600!. Нестабилизирован.

lOO 30 Пленка порвалась

Полигард

О,1

29

100 39 28

3. С-537

4. Диацетам-5

5. С-245

37 0 1 . 100 80 72

33

0,1

0,1

6.

Полигаод

С-.537

Днацетам-5

С-245

0,3

31

40

0,3

8.

38

0,3

0,.3

33

10. Полигард

I . С-537

0,5

24 Пленка порвалась

0,5

72 54

66 52

54 49

12. Диацетам-5

0,5

36! 3. С-245

0,5

34

Таблица 5

Рецептуры композиций и их светостабильность, определенная IIQ H3MBHBHM0 ударной вязкости

С табилизатор

III п/п

Состав сополи

КонУдарная вязкость, 7 от исходного центр. мас.ч. мера мас.ч.

Время облучения, ч (Г Г

0 50 100 200

Стирол 91,5

Бутадинен 8,5

12

13 5

100

26

1ОО 57

l0O 59

С-537 0,3

То же

l5

Диаце- 0,3 там 5

100 81 80

100 65 60

100 49 40

100 90 80

100 9! 80

100 7! 62

100 40 30

IOO 90 88

100 93 76

100 79 67

25 30

63 59

65 61

54 43

36 3!

69 52

71 56

48 .41

839241

Продолжение табл.5

Ударная вязкость, Ж .от исходного

СтабилиКонСостав

11! и/п центр. мас.ч. сополи- . затор мера мас.ч.

Время облучения, ч

4., 79

100 32

Тинувин П 0,5

С-537 0,5

l 00 100 98

5. То же

100

93,5 86

Диаце- д,5 там 5

Таблица

Рецептуры композиций и их термостабильность, определенная по изменению ударной вязкости

Ударная вязкость, Ж от исходного

В п/п

Состав

Стабили- Конзатор центр. мас.ч. сополимера, (мас.ч.) Стирол 91,5

Бутадиен 8,5

l4

100 38

С-537 0,3 100 93

То же

Таблица 7

Рецептуры композиций и их термостабильность, определенная по скорости поглощения кислорода

Термостабильность (30) мин

@gal п/п

Состав сопоСтабилизатор

Конлиме ра, мас.ч. центр. мас.ч.

Т=160 С

Стирол+й-метилстирол 65

Акрилонитрил 24

Бутадиен 11

2. . То же

Стирол 54

Акрилонитрил 28

Бутадиен 18

Полигард

С-537

0 50 100 200

Время прогрева, ч

T 1

0 500 1000 2000

1 0. 67

120 112

14

839241

Продолжение табл.7

Состав сопоТермостабильность (30)" мин

РВ п/и

Стабилизатор

Конлимера, мас.ч. центр. мас.ч.

T=150 С

Т=160 С

112

Диацетам 5

5.. Стирол 54 Акрилонитрил 28

Ьутадиен 18

12

0,4

6, То же

Ионол

С-537 0,4

Диацетам 5 0,4

7.

8.

«!

Таблица 8

Рецептуры композиций и их светостабильность, определенная по изменению ИК-спектров поглощения

Ф Состав пlп сополимера

Стабилизатор

КонКоличество C=O групп (относит. ед. ) д ï î.

1В75 центр. мас.ч.

Время облучения, ч

0 5 10 15 25

ll Тинувин П 1,0 0

1,0 . 0

1,0 0

2." То же

3. Стирол+е метилстирол

Акрилонитрил

Бутадиен

С-537

Диацетам 5

2,79 504 5,37 9,8

4,1.3 4,9 5,4 6,38

1,52 3 58 3 4 4 05

15

839241

Таблица 9

Рецептуры композиций и их светостабильность, определенная по изменению ИК-спектров поглощения

Ф Состав п/п сополимера

Количество ОН-групп

Д зуо (относит. ед. — - - — — -) Л ать

Стабилизатор

15 25

0 5 10

1,0 0

2 35 4,04 4,3 6,2

2. То же

С-537

1,0 0

Диацетам 5 1,0 0

Редактор Н. Сильнягина

Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Тираж 438 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5906

Производственно †полиграфическ предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Стирол+ метилстирол

Акрилонитрил

Бутадиен

24 !

1 Тинувин П

Концентр. мас.ч.

3,1 4,1

1,0 2,3

4,5 3,25

1,5 1,6