Термопластичная формовочная композиция

Патент 933677

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

; М. В. Бебренко и Н.М. Реза нова (72) Авторы изобретения в

t ° (!

Киевский технологический институт легкой промьппленности (7t) Заявнтель (54) TE РМОПЛАСТИЧНА Я ФОРМОЭОЧНА Я композиция

Из< бретение относится к армировайи16 пластмасс синтетическими наполнителн:

I ми и может найти применение в отраслях техники, где используют.переработку пластических масс.

Сополимеры этилена с винилацетатом (СЭВ) обладают ценным комплексом свойств. повышенными гибкостью, ударэи холодостойкостыо, стойкостью против растрескивания при коррозии под напри жениаж, к действию химикалий и др, Вследствие этого они находят щдменейие дпя Изготовления контейнеров, труб, листов, пленок для герметизации и упа ковки, электрической изоляции, деталей автомобилей, клеев, изделий широкого потребления (1 ..

Однако СЭВ характеризуются отно сительно низкимн физико-механическими свойствами (прочность, начальный модуль).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сушности и достигаемому эффекту является тевмопластичная фа

2 мовочнаа композиция, включаияцая с им лимер этилена с виищщцетатом и поли мерный нацолнитель - лавсановое, полиамидиое, поливинкпацетатное и другие . синтетические вапокна Г2Л,.

Трудностьto этого техннчско о ре шеиня является введение иапол ш; (волокон) s егo уцщомерное pszttpettette

t0 ние. Микросиижическнй ающв армировавных волокон пластмасс показывает, что вопокю расположены хаотически в поли мерной матрице, иет цреимушественного . направления ориентации. Кроме того, вы«

15 пускаемые прамышленностыо сва.етичею. кие волокна имеют относительно большой диаметр (15-60 мк). Поэтому больший процент наполннтеля необходимо эво дить для получения эффекта уцрочнеиия, сравнительно малые дозировки наэффнктив ны. Введение большого количества волокнистого напопннтеля повышает вяз кость расплава полимера и затрудняет его переработку в изделия.

3 Мй

Целью изобретения является повыше- ние прочных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что термопластичная формовочная компо зиция, включающая сополимер этилена с винилацетатом и полимерный наполнитель, содержит в качестве полимерного напал» нителя полиоксиметилен при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Сополимер этилена с 10 винилацетатом 7Р-97

Полиоксиметилен 3-30

Переработку расплава этой компози ции осуществляют при 180-220оС через формуюшее отверстие в нужное изделие З (пленку, волокно, пруток, лист и т. д.).

При течении расплава смеси через фор» . мующее отверстие полиоксиметилен (ПОЯ) образует в массе СЭВ сотни тысяч ультратонких волокон, ориентированных в на« правлении экструзии. 3а счет этого достигается увеличение разрывной прочности СЗВ в 1,5-3 раза и начального модуля в 2-3,5 раза. Вязкость расплава композиций СЭВ - ПОМ ниже, чем вязкость исходного СЭВ, что значительно облегчает их переработку в изделия.

Пример 1. В шаровой мельнице смешивают гранулы СЗВ и ПОМ в сооч ношениях СЭВ/ПОМ, мас. %: 97/3;

90/10", 70/30, 50/50.

Характеристики СЭВ следующие

Содержание винилацетата, % 25

Средневесовая молекулярная масса 344000

ПолидисперсносФь 8,6

Плотность, г/см 0,948

Температура плавления,оС . 65

677 4

Добавляемый к СЭВ ПОМ представляет собой сополимер формальдегида с 2%

1,3 диоксолана с характеристической вя=- костью в диметилформаьпяе при 150 С, 0,56, т. пл. 171 С. ПОМ содержит стабили-. зирующие добавки: 0,5% антиоксиданта

НГ-2246 и 0,5 % акцептора формальдегида - дициандиамида, Смесь гранул вакуумируют 12 ч при

50 С и производят смешение компонентов о . на червячном экструдере при 190оС с получением жилки, которую рубят в крошКуе

Микроскопический анализ срезов экструдатов смесей показывает, что ПОМ содержится в композиции в виде ультратонких волокон диаметром 1-5 мк (в зависимости от состава), равномерно распределенных в матрице СЭВ и ориентированных строго в направлении экструзии.

Эти микроволокна можно выделить, экстра1 гируя СЭВ бензолом. Микроскопическое исследование пучка оставшихся после экстракции волаюн показывает, что они практически бесконечной длины, так как концов волокон обнаружить не удается.

Из высушенной до постоянной массы крошки на прядильной машине формуют волокно при 190оС, вытягивают его 6 раз при комнатной температуре и определяют физико-механические показатели; прочность, начальный модуль, удлинение.

Вязкостные свойства расплава перечиоленных смесей определяют на капиллярном вискозиметре МВ 2 при 190 С и напряжении сдвига 5,7-10 дин/см

Результаты испытаний представлены в таблице.

6200

СЭВ

СЭВ + 30% ПОМ

4300

СЭВ + 10% ПОМ

СЭВ + 30% ПОМ

\. СЭВ + 50% ПОМ

4500

450

5000

Анализ представленных результатов оказывает сильное армируюшее действие сиидетельствуют, что добавки ПОМ при- >> на СЭВ. Зто обьясняется тем, что ПОМ водит к увеличению (1,53 раза) проч,находится в матрице СЗВ в виде ультраности и начального модули (в 2,1- тонких ("1 мк) волоков, ориентирован4,3 раза) СЭВ.. Таким образом, ПОМ иых в направлении экструзии. Если из

5 9336 композиционного волокна проэкстрагнро вать СЭВ бензолом, ПОМ остается в виде непрерывной комплексной нити из микроволокон, характеризующейся высо кой прочностью и модулем. Таким обра- з эом, в процессе течения происходит самоармирование СЭВ мнкроволокнами ПОМ.

Резкое упрочнение СЭВ при введении даже малых добавок ПОМ связано с тем, что ПОМ-микроволокна очень тонкие 10

- .(в отличие от обычно вводимых синтетических или минеральных волокон) и строго упорядочены.

Предлагаемая композиция характеризуется уме ньшениэм вязкости расплава (табл. 2). Обычно при введении наполни», теля (в особенности волокнистого) вязкость расплава растет, и перерабатываемость ухудшается.

Пример 2. Смешивают СЭВ и ПОМО в соотношении 90/10, как описано в примере 1. Характеристики ПОМ, как в пр ьмере 1. СЭВ имеет следующие показатели: содержание винилацетата 11, 6%, средневесовая молекулярная масса 300000, 25 полидисперсность 9,4. При течении через формующее отверстие червячного экструдера ПОМ образует в массе СЭВ ультратонкие волокна, приводящие к повьппению прочности СЭВ (в 1,8 раза) и началь- 30 ного модуля (в 2 раза). Вязкость распла ва композиции в 1,5 раза ниже вязкости расплава СЭВ.

Пример 3. СЭВ примера 1 рас воряют в бенэоле при 60 С, в раствор при интенсивном перемешивании вводят обычное промышленное штапельное полиок/ симетиленовое волокно (длина 3 мм, диаметр 30 мк) так, что соотношение

СЭВ/ПОМ составляет 90/10. Из раствор- 4р ра, наполненного ПОМ волокнами, формуют пленку на стеклянной подложке, сушат до постоянного веса в вакууме, вытягивают

77 6 в 6 раз и определяют физико-мехаиичэс кие показатели. Прочность наполненной пленки СЭВ 14 кгс/мм, модуль230 кгс/мм . Эффект армироваиия в данном случае гораздо ниже, чем для такого же состава примера 1 (см. таблицу), Это объясняется тем, что вводимые волокна ПОМ довольно грубые (цо срав нению с микроволок нами), неравномерно и беэ (преимущественной ориентаще раопределе нные.

Сопоставление результатов примеров

1 и 2 показывает, что 3% микроволо кон ПОМ вызывает большее упрочнякиаае действие, чем 10% штапельных волокон.

Таким образаы, данная термоипастич ная ком озим характеризуется высокимн прочностными свойствами nps малом наполнении и легкостью переработки в иэделия

Формула из обрете ния

Термопластичная формовочная композиция, включающая сопо пмер этилена с винилапетатом -и полимерный наполщь тель, отличающаясятем,что, с целью повышения прочностных характе ристик, она еодержит в качестве полимер ного наполнителя полиоксвквтипен при следующем соотношении компонентов, мас. %.

Сополимер этилена с винилацета том 7097

Полиоксиметилен 3-30

Источники инофрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кацнельсон Т.Ю. и др. Пластичео» кие массы. Справочник. Л., Химия", 1978, с. 24.

2. Заявка Японии % 53 8659,: кл. 25(1)С, опублик. 1978 (прототип).

Составитель В. Балгин

Редактор Т. Веселова Техред Б.Харитончик Корректор Г Ð

Заказ 3860/5 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4