Полимерная композиция

 

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая поликапроамид и стабили- .J зирующую добавку, отличающаяся тем, что, с целью снижения термоокислительной деструкции поликапроамида и предотвращения окрашивания полимера при переработке и длительном хранении на воздухе, она в качестве стабилизирующей добавки содержит алкирез-смесь, мас.%: 5-метилрезорцина 50-52,- 5-этилрезорцина 9-10; 2,5-диметилрезорцина 8-9; 4,5-диметилрезорцина 9-10; 2-метил5-этилрезорцина 1,5-2, 5-пропилрезорцина 2; 2-метилрезорцина 2,5-3; резорцина 4-5 неизвестные произ водные резорцина 7-8 (при следующем соотношении компонентов , мас.% ): Поликапроамид 99-99,75 Алкирез 0,25-1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBTOPCNOMV. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f3.;

99-99,75

0,25-1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3345932/23-05 (22) 02.10.81 (46) 15.01.84. Бюл. Р 2 (72) Н.A.дервоед, Е.A.Каленников, Р.Э.Ионас и Я.М.Йаушкин (71) Гомельский политехнический институт и Белорусский. ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. С.М.Кирова (53) 678.675(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 145351, кл. С 08 L 77/00, 1961.

2. Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. М., "Химия", 1964, с. 629 (прототип). (54)(57) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая поликапроамид и стабили„.Я0„„106?015 А

3(5п С 08 L 77/00; С 08 K 5/13 зирунхцую добавку, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью снижения термоокислительной деструкции поликапроамида и предотвращения скрашивания полимера при переработке и длительном хранении на воздухе, она в качестве стабилизирукншей добавки содержит алкирез-смесь, мас.%: 5-метилрезорцина 50-52; -5-этилреэорцина

9-10р 2,5-диметилрезорцина 8-9;

4,5-диметилреэорцина 9-10; 2-метил5-этилрезорцина 1,5-2, 5-пропилрезорцина 2; 2-метилрезорцина 2,5-3; резорцина 4-5, неизвестные произ. водные резорцина 7-8 (при следующем соотношении компонентов, мас.% ) . е

Поликапроамид

Алкирез

1067015

Изобретение относится к созданию стабилизированных материалов на основе поликапроамида (ПКА), устойчивых к термоокислительной деструкции. Детали машин из ПКА и детали с тонкослойным покрытием на основе

ПКА, применяемые в узлах трения, претерпевают процессы старения, сопровождающиеся ухудшением физикомеханических свойств.

Одним иэ методов улучшения эксплуатационных свойств ПКА являетСя введение различных стабилизаторов (ингибиторов). Для стабилизации поликапроамида применяют ингибиторы термоокислительной деструкции.

Известна полимерная композиция на основе IIKA и стабилизирующей добавки, где в качестве последней применяют N, И -ди- нафтил-пара-! фенил-диамин 1 .

Как правило, эти стабилизирующие 20 добавки содержатся в композиции в количестве О,х-53. Преимущественно из вводят в количестве 0,5-2% при полимеризации или н готовый полимер всеми известными методами холодного 25 и горячего смешения.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является полимерная композиция, содержащая поликапро амид и в качестне стабилизирующей добавки — Фенил-р-Hàôòèëàìèí (неоэон Д ) (1).

Однако применение этой добавки н полиамидной композиции ограничено в связи с образов .нием промежуточных продуктов их превращения, окрашивающих полимер.

Целью изобретения является снижение термоокислительйой деструкции оликапроамида и предотвращения окра-4О шивания полимера при переработке и длительном хранении на воздухе.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая поликапроамид и стабилизи- 45 рующую добавку,в качестве последней содержит алкиреэ-смесь, мас.%: 5-метилрезорцина 50-52, 5-этилреэорцина

9-10; 2,5-диметилрезорцина 8-9;

4-5-диметилрезорцина 9-10; 2-метил5-резорцина 1,5-2; 5-пропилрезорцина 2; 2-метилрезорцина 2,5-3; резорцина 4-5; неизвестные производные резорцина 7-8 при соотношении компонентов, мас.%:

Поликапроамид 99-99, 75

Алкирез 0,25-1

Алкирез — вязкая, содержащая кристаллы, масса от светло-коричневого до красно-бурого цнета с плотностью 1,16 г/см 3 и с мол.мас. около 6О

135. Алкиреэ хорошо растворим в спиртах, эфире, ацетоне.

Стабилизатор алкирез - смесь алкилированных резорцинон, полученная вакуумной ректификацией нодорастнори-65 мых фенолов. Фракция "алкиреэ 1", применяемая для стабилизации ПКА, должна удовлетворить требованиям

ТУ 38 3097-71. По химическому составу алкиреэ представляет смесь производных резорцина, алкилированного группами СН, С Й, С И в различных положениях, Ъ:

5-Метнлреэорцин 50-52

5-Этилрезорцин. 9-10

2,5-Диметилрезорцин 8-9

4,5-Днметилрезорцин 9-10

2-Метил-5-этилреэорцин 1,5-2

5-Пропилрезорцин 2

2-Метилреэорцин 2,5-3

Резорцин 4-5

Неизвестные производные реэорцина 7-8

Алкирез по сравнению с неозоном д обладает рядом преимуществ: хорошо совмещается с ПКА и не окрашивает его при переработке. Кроме того, алкиреэ в качестве смеси производных резорцина способствует и разложению образующихся гидроперекисей, обрывая цепные реакции окисления ПКА.

Наилучшим результатом обладает композиция на основе .порошкообразного поликапроамида, полученного методом химического переосаждения из раствора f-капролактама. Предлагаемый стабилизатор вводят всеми известными методами, но наилучший результат достигают при введении его иэ спирто-ацетонового .раствора (отношение спирта к ацетону 1:1) с последующей сушкой композиции.

Пример 1. Полимерные композиции на основе ПКА с содержанием стабилизатора 0,25 0,5 и 1%.готовят непосредственно перед нанесением покрытий. Стабилизатор вводят в порошкообразный ПКА иэ спирто-ацетонового раствора с последующим высушиванием композиции в вакуумтермостате при 423 К до влажности 0,2%.

Порошкообраэный IIKA имеет следующие характеристики: т.пл. 486 Кj содержание низкомолекулярных соединений 2,1%I удельная вязкость 0,5%ного раствора в трикрезоле 0,61, дисперсность 200 мк и ниже.

Ингибированные и неингибированные полимерные покрытия наносят вибронихреным способом на преднарительно опескоструенные и обезжиренные ацетоном стальные пластины размером 30х30х5 мм из Ст.3 при 533 K в течение 5 с.

Полимерные покрытия охлаждают на воздухе, термостарение ингибированных и неингибированных покрытий производит одновременно в воздушном термоетате типа ВН 5805 A npu

413+2 K. Покрытия осматривают через

40 ч. Стабилизирующее действие алкиреэа и неозона Д оценивают по изменению физико-механических свойств полимерных покрытий при

1067015 термостаренни по методике исследования прочностных свойств покрытий.

Pàýðûâíóâ прочность определяют на машине ZN-10, ударную прочность покрытий на приборе У-.1 A no

ГОСТ 4765-73, удельную вязкость

0,5%-ного раствора полимера .определяют методом вискозиметрии по

ГОСТ 11034-64 в трикреэоле. Парал"

Количество стабилизатора, 3

Изменение навески при 573 К

Температура интенсивного разложения, К

Стабилизатор мг

10,1

533

Неоэон д

То же

0,25

10,3

545

0,50 29

9,0

549

1, 00

10,6

538

Алкире з

То же

0,25

8,9

549

8,0

0,50

553

1,00

8,3

553

Физико-механические свойства нестабилизированных полимерных покрытий резко меняются уже через 100 ч термостарения, в этих условиях стаби. лизированные покрытия устойчивы.

Таблица 2

Время термо-, старения, ч

Предел прочности при растяжении, ИПа

Удельная вязкость

Стабилизатор до старения после старения до ста- после рения ..старения!

21,3 50,1

0,41

0,60

50 42,5

100 42,5

0,33

23,8

0,60

99,0

0,56

0,62

0,50

0,62

0,63

0,63 .

75,4

32,8

100

43,5

0,58

99,3

100 44,2

0,54

35, 4

80,1

Неозод Д

То,, же

Алкиреэ

То же

50 43 5 43 1

50 44,2 43,9 лельно записывают термограммы полимерных композиций на дериватографе (ИОИ, Будапешт) при скорости нагре -, ва 2,2 К в минуту в среде воздуха от 293 К до 578 К.

В табл. 1 представлены результаты дифференциально-термического анализа полимерных композиций на основе ПКА (навеска 300+5 мг).

Таблица 1

В табл. 2 показано изменение физико-механических свойств полимерных покрытий с 0,5Ú-ным содержанием. стабилизатора при тепловом старении (413 К).

Сохранение разрыв ной прочности

1067015

Продолжение табл. 2

Сохранение удельной вязкости, Ъ

Ударная прочность, кг .см

Стабилизатор до старения после старения

68,3

90,3

Неозон Д

То, же

Алкирез

То же

80,8

92,1

85,7

Составитель И. Гинзбург

Редактор Т. Колб Техред С.Мигунова- Корректор С.,Шекмар

Заказ 11149/28

Тираж 474

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

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

Результаты испытаний, приведенные в табл. 1 и 2 показывают, что покрытия на основе предлагаемой поли- 2д мерной композиции с алкирезом в большей степени сохраняют массу навески и физико-механические свойства при термостарении, чем покрытия на основе известной полимерной композиции с неоэоном Д.

Использование полимерной композиции на основе ПКА с алкирезом по сравнению с известной позволяет повысить устойчивость изделий и покрытий иэ нее к термоокислительной деструкции, а также дает возможность получать неокрашенный стабилитроном полимер.

Технико-экономическую эффективность при использовании предлагаемой 4О композиции получают за счет увеличения срока службы изделий и покрытий.

Пример 2. Перед формированием ПКА волокна или в процессе полимеризации f-капролактама добавляют

0,,3% алкиреза от веса полимера.

Волокно, полученное из этого стабилизированного ПКА, при ускоренном термоокислительном старении при

453 К в течение 18 ч ссхраняет до

64% своей прочности, при этом не происходит изменения удлинения и относительной вязкости ПКА, волокно остается неокрашенным.

Аналогично в тех же условиях волокно, стабилизированное 0,3% неозона Д, сохраняет 55% своей прочности, волокно заметно окрашивается.. Таким образом, полимерная композиция может быть использована для формирования термостойких антифрикционных покрытий в деталях, работающих в узлах трения машин и механизмов, а также для получения термостойкого капронового корда.