Способ получения полимерной композиции

Способ получения полимерной композиции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()883097

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ик

СО4идлистнческик Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 14. 12. 79 (2) ) 2852436/23-05 с присоединением заявки №вЂ” (5l)M. Кл.

С 08 1. 23/12

С 08 J 3/20 аЪвударотвапай комитет

СССР ив аеяаи изабретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.11 ° 81 ° Бюллетень № 43 (53) Уд К 678. 023. . 3(088. 8) Дата опубликования описания 25 11.81.В.А. Иорин, Н.С. Ениколопов, В.Г. Никольский, .

Н.А. Миронов, В.В. КулакЬв и А.Э.,Чеботаревский. !

Ордена Ленина институт химической физики АН СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОИПОЗИЦИИ

Изобретение относится к способам переработки полимеров и может быть использовано при изготовлении полимерных композиций.

Известен способ получения полимерной композиции путем сдвиговой деформации под высоким давлением смеси полиэтилена и полиэтилена дейтерированного 11).

Однако этот способ требует высоких давлений переработки смеси. 10

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения полимерной композиции путем смешения двух полимерных компонентов (полипропилена с полиэтиленом) с последующим сдвиговым деформированием (2 1.

Недостатком этого способа является большая величина используемого давления, при котором достигается совместимость полимеров. Совмешение полиэтилена и полипропилена наблюдается при давлении 20 кбар.

Цель изобретения — снижение давления.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения полимерной композиции путем смешения полипропилена с другим полиолефином с последующим сдвиговым деформированием под давлением, в качестве полиолефина используют полиэтилен или сополимер этилена с пропиленом и на стадии смешения вводят неорганичес-. кий наполнитель, выбранный из группы, включающей технический углерод, аэросил и асбест, размером частиц 0,005-2 мкм в количестве 0,530 мас.Ж.

Совместимость смеси двух и более аморфнокристаллических или аморфных полимеров характеризуется наличием у данной смеси единого релаксационного перехода в области температуры стеклования, т.е. единой температурь

88309

15

45

55 стеклования. Неоднородная, несовмесгимая смесь полимеров имеет нескол"ко температур стеклования, соответ- . ственно количеству полимерных компонентов в смеси. Температуры стеклования полимерных компонентов в исходной смеси, а также в смеси, .подвергнутой действию сдвигового деформирования (СД) под высоким давлением (ВД), определяют по положению максимума релаксации на кривых высвечивания радиотермолюминесценции (РТЛ) .

На фиг. 1-4 представлены графики радиотермолюминесценции.

Пример ). Полипропилен(ПП) в.количестве 1,60 г смешивают с

40 r синтетического этилен-пропиленового каучука (СКЭП) в лабораторном экструдере при 220ОС и затем гранулируют. Из гранул горячим прессованием готовят пленки толщиной 100 мкм

Затем из пленок вырезают образцы диаметром 20-30 мм, помещают их между двумя наковальнаями Бриджмена, размещенными в прессе, и поднимают давление до 5-10 1%ар.

Сдвиговую деформацию (СД) под высоким давлением (ВД) осуществляют путем поворота одной из наковален. В данном случае угол поворота составлял 1.000 градусов, т.е. подвижная наковальня в сумме совершала 2,78 оборота вокруг своей оси. Обработку

СДВД проводят при комнатной, температуре, У исходной смеси ПП/СКЭП, не подс вергнутой действию СДВД (фиг. 1, кривая !), имеется на кривой РТЛ два максимума при темпаратурах — 68 и

-8 С, соответствующих температурам стеклования (Тс) СКЭП и ПП. У смеси

ПП/СКЭП, подвергнутой действию СД при давлении 10 кбар, Тс ПП и СКЭП постепенно сближаются (фиг. 1, кривая 2). СД при давлении 20 кбар приводит к образованию квазиоднородной композиции, Тс которой соответству* ет -21 С. Однако у этой композиции наблюдается еще один слабо выраженный релаксационный переход в районе

-6!.С, который связан с наличием свободной фазы СКЭП (фиг. 1, кривая 3)

Прогрев при 240 С в течение 5 мин композиции ПП/СКЭП, подвергнутой действию СД при давлении 10 и 20 кбар приводит к ее фазовому разделению, и кривая РТЛ в этом случае становит7. 4 ся такой же, как кривая исходной смеси (фиг. 1, кривая 1,)

Пример 2. Смешивают ПП со

СКЭП в количествах 160 и 40 г соответственно с добавкой I и 10 г аэросила с размером частиц 0,005-0,04 мкм обработку проводят, как в примере

1. Затем образцы подвергают СД при давлении 5 и 10 кбар, как в примере 1.

При введении активного неорганического наполнителя — аэросила в смеси ПП/СКЭП в количестве 0,5 мас.X давление, при котором наблюдается образование квазиоднородной композиции, понижается до 10 кбар (фиг;2, кривая 1).

Увеличение содержания аэросила до 5 мас.7 в смеси приводит к снижению давления, при котором образуется такая квазиоднородная композиция, до 5 кбар. Всли эту смесь подвергнуть СД при давлении 10 кбар, образуется однородная композиция

ПП/СКЭП, имеющая единую Тс при

-25 С (фиг. 2, кривая 2). Переплав таких композиций при 240 С не приводит к их полному фазовому разделе— нию, и кривые РТЛ остаются такими, как и до переплава (Лиг. 2, кривые

1 и2).

Такие же, как и в примере 2, изменения Тс наблюдаются при введении в смесь ПП/СКЭП 20 мас.Е сажи с размером.частиц от 0,2 до 1 мкм и ас— беста с размером частиц 0,5-2,0 мкм.

Однако содержание сажи в смеси для получения однородной нерасслаивающейся композиции с единой Тс должно быть увеличено до 20-30Х от общей массы полимерных компонентов. Это связано с некоторой агрегацией частиц сажи, в результате которой их размеры увеличиваются до 2 мкм, и эти укрупненные частицы не участвуют в процессе деспергирования полимерных компонентов под действием сдвиговых деформаций при высоких давлениях. Содержание асбеста в смеси для получения однородной композиции

ПП/СКЭП также должно составлять 1020 мас.Ж от веса полимерных компонентов. Это связано с наличием в смеси частиц асбеста размером до

2 мкм. На фиг. 3 приведены кривые

РТЛ композиций ПП/СКЭП с 30 мас.Е сажи (кривая 1) и с 15 мас.7 асбеста (кривая 2), подвергнутые СД, рав88

3097 ной 1000, при давлениях 5 и 10 кбар соответственно.

Пример 3. Осуществляют смешение ПП со СКЭП, как в примере,1, и на стадии смешения добавляют в . смесь неактивный неорганический наполнитель — двуокись титана с размером частиц 2-10 мкм в количестве

10 мас.,Х. Обработка такой смеси в прессе при СД, равной 1000, и давлении 10 кбар не привела к сближению температур стеклования (фиг. 4, кривая 1).

Таким образом, введение в полимерную смесь активных неорганических наполнителей, таких как аэросил, сажа или асбест с размером частиц от 0,005 до 2 мкм .в количествах от

0 5 до 30 глас. от общего веса полимерных компонентов, позволяет существенно в 2-4 раза снизить величину давления, при котором в результате воздействия сдвиговой деформации происходит совмещение аморфных участков полимеров на молекулярном (сегментальном) уровне и образуется термически устойчивая полимерная композиция, имеющая единую температуру стеклования.

Предлагаемый способ получения полимерных композиций позволяет получать новые типа полимеров и композиционных полимерных материалов . и может найти применение в промьппЬ ленности, так как давление до 10 кбар в настоящее время реально достижимо на промьпппенном оборудовании, иепользуемом при обработке металлов.

Формула изобретения

Способ получения полимерной композиции путем смешения полипроto пилена с другим полиолефином с последующим сдвиговым деформированием под давлением, о г л и ч а .ю щ и йс я тем, что, с целью снижения давления, в качестве полиолефина используют полиэтилен или сополимер этилена с пропиленом и на стадии смешения вводят неорганический наполнитель, выбранный из группы, включающей технический углерод, азросил и асбест, щ размером частиц 0,005-2 мкм в количестве 0,5-30 мас.X.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Жорин В.А. и др. Поведение сме"

2s сей полиэтилена и дейтерированного полиэтилена при высоких давлениях в сочетании с деформациями сдвига., Доклады АН СССР, 1977, т. 232, Р 1, с. 118. .зо 2. Жорик В.А. и др. Исследование смесей полиэтилена и полипропилена после воздействия высоких давлений.

Доклады АН СССР, 1979,. т. 244, Р 5, с. 1153-1156.

-40

Фиг.!

О С

-10

Фиг. Я

О С

883097 д с

Составитель В. Балгин

Редактор И. Николайчук Текред 3.Фанта Корректор О. Билак

Заказ 10117/34 . Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

II3035> Иосква Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4