Способ модификации полимерных пленок

 

СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК путем обработки их поверх ностного слоя раствором стабилизатора в растворителе с последуюй1ей термообработкой, о т л и ч а ю щ; и йс я тем, что, с целью повышения адгезии пленок к подложке, термообработку проводят при темпер)атуре, превышающей температуру плавления полимера на 5-100 С, в течение 260 . мин, а в качестве полийеров используют полиолефины, полиэфиры или полиамиды..

СОЮЗ СОВЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1030380 A

ЗСЮСВЛ71 е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2918986/23-05 (22) 06.05.80 (46) 23.07.83. Бюл. 9 27 (72) H.È. Егоренков, A.È. Кузавков и В.В; Евменов (71.) Институт механики металлополимерных систем AH Белорусской CCP .(53) 678.029.6(088.8) (56) 1. Мачюлис A.H. и др. Диффузион ная стабилизация полимеров. Вильнюс, "Минтис", 1974, с ° 256.

2. Авторское свидетельство СССР

t2 367121, кл.. C ..08 L 31/08, 1971 (прототип) °

Ф (54) (57) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ IIOJIHMEP-

НЫХ ПЛЕНОК путем обработки их поверх ностного слоя раствором стабилизатора в растворителе с последующей термообработкой, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с.целью повышения адгезии пленок к подложке, термооб- . работку проводят при температуре, превышающей температуру плавления полимера на 5-100 С, в течение 2-

60 мин, а в качестве полимеров используют полиолефины,.полиэфиры или полиамиды.

1030380

Изобретение относится к химичес- кой, последнюю проводят при темпера. кой технологии, а именно технологии туре, превышающей температуру плавобработки полимерных пленок, адге- ления полимера на 5-100 С, в тече-. эионио связанных с подложкой. ние 2- 60 мин, а в качестве полимеОсновным недостатком полимеров и,ров используют полиолефины, полиэфи- изделий на их основе является низкая 5 ры или полиамиды. стойкость к действию агрессивных Термообработку стабилизированных факторов (температура, радиация, пленок по предлагаемому способу прожидкие среды, кислород), в результа- водят при температуре, когда Полите .чего ухудшаются их свойства и мер находится в расплавленном .соснаблюдается разрушение полимера при 10 тоянии. По известному способу темэксплуатации. Для сохранения исход- пература обработки поликапроамида ных свойств иэделий полимеры стабили« (140-1600C ) H HTe Ho H его зуют. Известны два принципиально температуры плавления - 216 С. Обрановых способа стабилизации полимеров: ботка известным способом позволяет

=.áúåìíûé и поверхностный. .15 повысить термостабильность поликапроПри введении стабилизаторов в по амида, однако адгезия полимера к верхностный слой полимерных изделий подложке остается на уровне, достигв первую очередь изменяются свойст- - нутом при формировании. Согласно ва этого слоя, а объем полимера не предлагаемому способу обработка при претерпевает изменений. Поверхиост- 2О температуре выше температуры плавленая стабилизация изделий позволяет ния полимера позволяет значите. ьно повысить в несколько раз стабилизи- увеличить адгезионную прочность пленрующий эффект по сравнена с объем- ки q подложкой. ным введением стабилизатора. Этот При этом термостабильность пленки . способ позволяет экономить стабили- 5 н ухудшается. Температура и время тер. заторы и применять более дорогие мообработки пленок зависят от природы эффективные стабилизаторы без су- полимера (температур его плавления l., щественного удорожания изделий. Из- При температурах, близких к темпевестный способ поверхностной стаби- ратуре плавления полимера, увеличивализации полимеров включает обработ- ется время, необходимое,для достижеку иэделий в различных жнцких и га- ния вь-"окой адгезионной прочности и

30 зообразных средах (1). достаточного -содеркания стабилизатоОднако этот способ не позволяет . ра в покрытии. При температурах, повысить адгеэию полимеров. превышающих температуру плавления

Наиболее близким к пРедлагаемомУ более чем íà 100og а также при длиспособу по технической сущности яв- З тельной термообработке, происходит ляется способ модификации изделий, интенсивное расходование стабилизауапри лер полимерных пленок, из по- тора и вследствие этого снижение адлиамидов, .согласно которому изделия гезионной прочности. По результатам выдерживают в течение 10-30 мин при )исследований, температура термооб-, 50-70 С в системе, состоящей из 40 работки для различных полимеров не .90 вес.ч. воды, 5 вес. ч. глицерина должна превышать более чем на 5и 5 вес.ч. гидрохинона (стабилизатор); 100 С температуру плавления полимеа затем терМообрабатывают в течение, ра (при длительности термообработки

30 мин при 140-160 С в среде воздуха, 2-60 мин

Обработка изделий из поликапроамида, 45 позволяет увеличить их термостабиль- Введение стабилизатора в поверхность в 2-3 раза по сравнению с не- .ностный слой полимерной пленки, адгестабилизированным (2). зионно связанной с подложкой, можно

Выдержка в среде стабилизатора осуществлять как при температуре и последующая термообработка изделий: 5О ниже температуры плавления полимера, не изменяют их адгезию. Однако, ши- так и при температуре выше его темроко применяемые для изделий полиме пературы плавления,.например, исры (полиэтилен, пентапласт н др.), пользуя. растворители с температурой обладают низкой адгезией к различным кипения, превышающей температуру подложкам. Поэтому после обработки плавления полимера. В последнем слупо известному способу они имеют низ- чае процесс стабилизации ускоряется. кую адгеэию, что может .привести к Пример . Используют порбшкопреждевременному разрушению изделий образные, полимеры различных классон: при эксплуатации. полиолефины — полиэтилен низкого

Целью изобретения является повы- давления (ГОСТ 16338-70 ), полиэфирны . шение адгезии к положке. 60 пентапласт (Ту-6-05-1422-71), полиПоставЛенная цель достигается амиды=поликапроамид (ТУ 6-06-309-70) . тем, что по способу модификации по- В качестве подложек используют лимерных пленок путем обработки их стальную (CT 3 ГОСТ 380-71,d=70 мкм ) поверхностного слоя раствором стаби- -и алюминиевую (A99, ГОСТ 618-73, лизатора с последующей термообработ- и = 200 мкм ) фольгу.

1030380

Температура формирования пленок на подложках 180ОС (полиэтилен ), 200 С (пентапласт ),, 220О С (поликапроамид ); время формирования - 5 мин.

В качестве стабилизаторов используют промышленные органические ста-" билизаторы для полиэтилена - бис

-.(5-метил-3-3-метилбензил-2-оксифенил )-моносульфид (тиоалкофен МВП )

У для пентапласта — N,N -ди-э-нафтил-п-фениландиамин(диафен HH ). Стаби- 10 лизато н растворяют в гептане. Концентрация раствора 20 мас.%. Для поликапроамида используют стабилизирующую систему известного способа, т.е. 90 вес.ч. воды, 5 вес .ч. глицерина, 5 вес.ч. гидрохинона..Пленки выдерживают в растворах при 50ОС в течение 20 мин с целью введения в поверхностный слой полимера стабилизатора. После этого производят термо- о обработку пленок по известному (ниже температуры плавления полимеров) и по предлагаемому способам.

Адгеэионную прочность пленок оце-,. нивают методом отслаивания металла

,под углом 180о (для пленок на алюми,нии )и полимера под .углом 90О (для

,пленок на стали) на машине ZP-40 и

:,выражают в кН/м. Разрушающее: напря.жение при растяжении оценивают на машине ZP-40 при скорости раст . .хе ния 50 мм/мин.Результаты исследования представлены в табл. 1 и 2.

Анализ данных, приведенных в табл..1, показывает, что термообрафбтка по известному способу сохра- 35 няет адгезионную прочность пленок на. уровне, достигнутом при формировании, а по предлагаемому вЂ,увеличива,ет адгезию на 30-50% -, для полиэтиленовых, на 10-25% - для пентапластовых, на 30-20% — для поликапроамид-. .ных пленок на алюминии. Для пленок на стали .увеличение"адгеэии происхо= дит в несколько раз. При исследован ных температуре и времени(2-60 мин ) термообработки прочностные характеристики пленок не снижаются по сравнению с известными.

Как следует из данных, приведенных в табл. 1, при температуре плавления полимера требуется очень длительная термообработка, чтобы достичь высокой адгезии. При температурах, превышающих температуру плавления полимера более чем на 100 С, наблюдается снижение адгезии пленок. Наибдлее оптимальным температурным диапазоном обработки стабилизированных полимерных пленок, адгезионно связанных,с подложкой, является область температур, превышающая на

5-.100 С температуру плавления полио мера.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно увеличить адгезионную прочность стабилиэировачных полимерных пленок,что невозможно сделать известным способом. ,Этот способ может найти. широкое применение для получения полимерных из-. делий на различных подложках и позволяет увеличить долговечность изделий при эксплуатации в различных условиях.

10303S0

СЧ с

<-4 Ф с о

«-4 с о

1.

1

<4Ъ о

<-<

«4 с о

«Ъ с

<-<

%-4 с (Э

Г Ъ

)с с о, Ы, 8 а)иь

< !Ъ с

%-4 с ь

ICl с

4 Ъ с

<Ч

I I I

%-4

0 о

ОЪ с

%-4

00 с о

I I

1

1, I

I

I:

)

1

«-4 с

«4

< !Ъ с о

«4 с о

1 I

IA 00 с с

«4 О

4Ч аО с

° 4 <-4

<О с

I «4

Ch с! Ю

О с

«4

I с

<.4

1 I

C с

1 «4

lA

° -! с с

<-4 <-4

) с с

Ch

«<

CO с

1 О

t 00 с с

<-4 О

Ю Ch с с

«4 О

LA с

I «4

lA <<Ъ

О Ф с с

«4 О

IA <ГЪ

Ch чу с

I 1 1

<Ч

IA 00 с с

4Ч О

IË

LA с

«4

<<Ъ

«4 \0< с ° с с

% 4 «4

«4 с

«< с

«4 «4 I 1

LA

Ch с

<-4 О

<<Ъ

Ln с

«4

Ol 00 с с

О О

Ch IA с

О о с

< <

Ln с

I <-<

О с)! с (Ч .O

4 Ъ «4 с

«-<

<0 с

«-4 I

I

IA

00 с о

lA с

I 1 4

LA .«Ъ

Ю .«4 с с

<< «4

1 I

lA

00, «-< с с

«4 \4 с

«4 <4

%4- «4 с с

«-< «4

«-4 «4 с с

«4

О О

Ln 00

<Ч <Ч

О О а

4Ч <-4 о lo с)! <Ч

4Ч 4Ч

О

Ln

«4

<<Ъ О

<Ч

<-< «4

I

1

I

I

I . 1

I

О о

CII

5 о

31

Ct )<

l< O оо

g 00

g ° й5

9 Е4 с

<.4Ъ

«4

4Ч

° I

I п! 1 !!".!М вЂ” 4

e) ig ilo

I«I,. — 4

) 1- — -4 а1 ! с

)о . ) «4 00 <ч

О 4

1"

I «Ъ

1 а О

I .1.<0 I o, «4 00

М 1< Ъ с с с

I о <

1 ) Г .

1 !

101o. 1 I )

l2 . N

I 1 1

IA с 1 <<Ъ с ! Х).

Ю

1 1 1 (1 о 1 1

)О01o

1 а l «4

1 ц 1-4 р 1 I

)О) I

1 р. I I

I а!иЪ! I 1 I

1 щ 1 --А

Ill I< 1 ! I 1 1

1 с

О I «4 О

I 1

I f(! с I

1,0)а! Х 1

)!0)Х О О ! й)а) . )о

В ЮeOO I «4

Х Н I

1

) e O

1 а I Х3)»

1 Ф 1 )ч

I Х 1 j )<

0 1 О <)) О

И И )=) И

1 1 1

lO I )<

О М . 1 O

1 У <б Х 1

О а&<

И<о 0 I CII

ООе 100 Х

I . I I I

lA ln

<47 О ф ф с с с

° 4 «4 О, О

LA а<Ъ

«4 «4 CO ф с с с

«4 4 O O

<<Ъ О О

4Ч )с Ю <Ч

4Ч <Ч 4Ч <Ч

1030380

Табли ца2

Полимер

Полиэтилен Известный 100

Предлагаемый 200

40 42 42

40 — — — 40

Пентапласт Известный 150

87 —. 83 88 92

Предлагаемый 220

75 — 78 70

80 90

97

Поликапроам ид

Известный 150

95 92 100

Предлагаемый

230 97 — 83 95 — 100 97

Составитель В. Балгин > ..

Редактор Н. Егорова Техред Т.Фанта Корректор А, Íoâõ

Заказ 5129/28 Тираж 494 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

Способ обработки

Температура обработ ки, С

Разрушающее напряжение, кгс/см, при растяжении полимерных пленок за время термообработки, мин

0 2 5 10 15 .20 30 45 60 126

3 à ) I) 40 — 45 - 46 40