Способ получения многослойного пластика (его варианты)
1. Способ получения многослойного пластика экструдированием расплавов аморфного и аморфно-кристаллического полимеров, охлаждением и ориентацией при этой же температуре, о тличающийся тем, что, с целью повышения прочности пластика и упрощения процесса, используют смесь расплавов указанных полимеров при. содержании каждого 10-90 мас.%, охлаждают ее в области температур от температуры на 10°С ниже температуры плавления аморфно-кристаллического полимера до температуры стеклования аморфного полимера, а после ориентации дополнительно пакетируют в области температур от температуры ориентации до температуры плавления аморфно-кристаллического полимера. 2. Способ получения многослойного пластика экструдированием расплавов двух термопластичных полимеров охлаждением и ориентацией при той же температуре, отличающийся TejM, что, с целью повышения прочно (Л сти пластика и упрощения процесса, используют смесь расплавов аморфнокристаллических полимеров с различной температурой штавлвния при содержании каждого 10-90 мас.%, охлаждают ее в области температур от температуры плавления низкоплавкого полимера до со со температуры на ниже ее, а после ориентации дополнительно пакетируют 0 в области температур от температуры со плавления низкоплавкого полимера до i; температуры на нижетемпературы ;о плавления высокоплавкого полимера.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3555609/23-05 (22) 25.02.83 (46) 15.02.85. Бюл. 1Ф 6 (72) Н.С. Ениколопов, А.О. Баранов, Н.A. Ерина, В.А. Жорин, А.Н. Крючков, В.Г. Никольский, В.В. Потапов, Э.В. Прут, М.А. Трунова, А.И. Жаров, В.А. Телешов и M.Ë. Фридман (71) Ордена Ленина институт химической физики АН СССР и Научно-производственное объединение "Норпласт" (53) 677.494(088.8) (56) 1. Патент США - 3565985, кл. 264-171, опублик. 1971.
2. Schrenk M.J. Alfrey Т.J. МесЬаnical properties and structures of
multylayer pladtic on the base of
PP and PS.-J. Polym. End Sci. 1969, 9, р. 393 (прототип). (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО
ПЛАСТИКА (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Способ получения многослой- . ного пластика экструдированием расплавов аморфного и аморфно-кристаллического полимеров, охлаждением и ориентацией при этой же температуре, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности пластика и упрощения процесса, используют смесь
„„ЯО„„»ЗВЕЗЕ A
4(1) B 32 В 27/02; Р 01 Г 8/04 расплавов укаэанных полимеров при, содержании каждого 10-90 мас.7, охлаждают ее в области температур от температуры на 10 С ниже температуры плавления аморфно-кристаллического полимера до температуры стеклования аморфного полимера, а после ориентации дополнительно пакетируют в области температур от температуры ориентации до температуры плавления аморфно-кристаллического полимера.
2. Способ получения многослойного пластика экструдированием расплавов двух термопластичных полимеров охлаждением и ориентацией при той же
О температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности пластика и упрощения процесса, используют смесь расплавов аморфнокристаллических полимеров с различной температурой плавлнния при содержании каждого 10-90 мас.7, охлаждают ее в
ЬюЙ области температур от температуры
I%AIL плавления низкоплавкого-полимера до температуры на 40 С ниже ее, а после © о ориентации дополнительно пакетируют CO в области температур от температуры С5 плавления низкоплавкого полимера до; 44 температуры на 10 С ниже температуры (;© плавления высокоплавкого полимера.
1139б39
Изобретение относится к переработке термопластичных полимеров, конкретно к производству многослойных пластиков, и может быть использовано в химической промышленности, в машиностроении, сельском хозяйстве.
Известен способ получения многослойного пластика совместной экструзией через плоскощелевую головку: многоколлекторную или обычную щелевую, снабженную адаптером (распределительным блоком) и мультипликатором. Таким способом получают многослойный пластик, содержащий 249 последовательных слоев полистирола и ,полиметилметакрилата (1) °
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения многослой— ного пластика экструдированием рас- 20 плавок двух термопластичных полимеров (аморфного и аморфно-кристаллического) охлаждением и ориентацией при той же температуре 21.
По этому способу пластик получают путем послойной экструзии полипропилена (ПП) и полистирола (ПС) с последующим одновременным охлаждением и двухосной ориентацией вытяжкой. Содержание ПП и ПС в пластике 30 составляет от 80:20 до 20:80 вес. .
При этом число слоев остается постоян —. ным, т.е. при изменении состава меняется толщина слоев полипропилена и полистирола в многослойном пласти- 35 ке, причем каждый слой состоит из гомополимера: ПП или ПС. Получают многослойный пластик (125 слоев),имеющий прочность на разрыв от 6,0 до
11,2 кг/мм
40
Пластик, полученный данным способом, характеризуется недостаточно высокими значениями прочности, что ограничивает область его применения (используется в основном как упаковочный материал) . Способ очень сложен, так как для получения многослойных пластиков с числом слоев более двух или для получения многослойных пластиков, состоящих более чем из двух различных полимеров, не-, обходимо сложное технологическое оборудование. Так, например, число экструдеров, соединенных в одну уста-55 новку для получения сложного пластика, равно числу полимеров, входящих в состав сложного пластика,.
Кроме того, используемые, для получения многослойного пластика поли меры должны обладать достаточной адгезией. Часто для соединения несклеивающихся полимеров при совместной экструзии возникает необходимость в использовании третьего (промежуточного) полимера, что значительно усложняет технологический процесс. Важным критерием выбора по-. лимеров для получения многослойного пластика являются их реологические свойства. Полимеры должны обладать одинаковой или не сильно различающейся вязкостью. Это ограничивает пары полимеров, которые могут быть использованы для получения многослойного пластика.
Цель изобретения — повышение прочности многослойного пластика и упрощение процесса.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения многослойного пластика экструдированием расплавов аморфного и аморфно-кристал-. лического полимеров, охлаждением и ориентацией при той же температуре используют смесь расплавов,указанных полимеров при содержании каждого 1090 мас.Ж, охлаждают ее в области температур от температуры на 10 С ниже температуры плавления аморфнокристаллического полимера до температуры стеклования аморфного полимера, а после ориентации дополнительно пакетируют в области температур от температуры ориентации до температуры плавления аморфно-кристаллического полимера.
Во втором варианте поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения многослойного пластика экструдированием расплавов двух термопластичных полимеров охлаждением и ориентацией при той же температуре используют смесь расплавов аморфнокристаллических полимеров с различной температурой плавления при содержании каждого 10-90 мас.7, охлаждают ее в области температур от температуры плавления низковольтно- го полимера до температуры на 40 С ниже ее, а после ориентации дополнительно пакетируют в области температур от температуры плавления низко. плавкого полимера до температуры на г
10 С ниже температуры плавления высокоплавкого полимера.
1139639
Число слоев в полученном но предлаГаемому способу многослойном пластике равно числу слоев в пакете и 1чожет меняться в широком интервале (от 3-5 до 250-300). 5
В качестве компонентов для получения многослойного пластика могут быть использованы аморфно-кристаллические полимеры, например полиолефины, такие как полиэтилен (ПЭ), поли- 10 пропилен (ПП); различные полиамиды, например полиамид 6, полиамид 12, 1полиамид 6,6; полиоксиэтилен (ПОЭ), .полиоксиметилен (полиформальдегид
ПФ); полиэфиры, например полиэтилен- 15 терефталат (ДЭТФ); поликарбонаты (ПК) и преимущественно аморфные полимеры, такие как полистирол (ПС), полиметилметакрилат (ПММА), поливинилхлорид (ПВХ) . 20
Способ осуществляется следующим образом.
Плоскую заготовку из смеси полимеров, например ПП и ПС, полученную смещением в расплаве и экструзией 25 через плоскощелевую головку на одношнековом или двушнековом экструдерах, охлаждают до температуры ориентации и ориентируют прокаткой на вальцах или каландре одноосной или двух- З0 осной вытяжкой при температуре, лежащей между температурой стеклования
ПС и температурой плавления ПП, затем полученную после прокатки ленту пакетируют (число слоев равно пяти) и формуют пластик прогревом при температуре, лежащей в интервале между температурой прбкатки и температурой плавления ПП.
Кроме того, возможно одновремен- 40 ное формование многослойного пластика и изделия из него. Например, производя пакетирование намоткой на цилиндрическую заготовку после прогрева пакета, возможно получение многослойного пластика в виде трубы. Аналогично можно получить многослойный пластик треугольного, прямоугольного и других сечений.
Пример 1. Плоскую заготовку, полученную экструзией смеси ПП и ПС состава 90:10 вес.7. ориентируют прокаткой на вальцах при температуре
140 С (температура стеклования ПС
100 С, температура плавления ПП 165 C) полученную прокаткой ленту пакетируют (число слоев равно 5) и формуют прогревом при температуре 150 С.
Полученный пластик имеет прочность
:26 кг/мм .Пример ы 2-32, аналогичны примеру 1. Условия получения многослойного пластика и его состав приведены в таблице.
Данные в примерах 33-36 получены по способу-прототипу.
Таким образом, изобретение позволяет получать пластик любой необходимой толщины с прочностью на pasрыв до 25-30 кг/мм1, что в 1,5-2 раза выше, чем по прототипу. Кроме того, согласно предлагаемому способу возможно получение многослойного пластика, состоящего практически из любого необходимого числа разнородных слоев, при этом число слоев определяется необходимой конечной тол-! щиной слоистого пластика и толщиной пакетируемых лент.
Изобретение обеспечивает существенное упрощение используемого оборудования: формование многослойного пластика из смеси полимеров позволяет ограничиться использованием одного экструдера для получения слоистого пластика из по крайней мере двух термопластичных полимеров, а охлаждение смеси и ориентацию целесообразно производить на одном агрегате, например многовалковом каландре.
1139639
Температура, С
Тн оС
ТВ оС исло став слоев еси по особу ориента- формова ции, С ние, С в -пакете
100
166 100
120 5
24,3 Каландр
ПП/.ПС (10: 90) 100
166 130
13 3
130 5
ПП/ПС (70:30) 100
166 156
156 5
28,6
ПП/ПС (50:50) 145 5
100
166, 120
24,2
146 5
28,6
Вытяжка
ПП/ПЭ (80:20) 132 5
22,9 пп/пэ (50:50) 156 5
18,4
ПП/ПЭ (20:80) 17,5
140 5
ПП/ПЭ (10:90) 10
16,2
140 5 пп/ПА-6 (50:50) 200 5
29,3 Вальцы
ПП/ПА-6 (10: 90) 220 5
33,8
ПП/ПА-6 (20:80) 13
166 5
25,6
ПП/ПА-6 (90: 10) 200 5
14,8
ПО/ПЭ (90: 10) 15
150
10 25,3 Вытяжка
ПО/ПЭ (80:20) 16
140 10 26,3
ПО/ПЭ (70:30) 145 10 23,2
Предлагаемому
ИП/ПС (90: 10) 6 ПП/ПЭ (90:10) 132 166 130
132 166 110
132 166 92
132 166 125
132 166 130
166 230 155
166 23.0 166
166 230 126
166 230 150
132 160 132
132 160 100! 32 160 11 5
Прочность пластика, кг/мм
Оборудование для ориентации
ll39639
Продолжение таблицы
Т
4С
Тн
Tct ас испо оев паете
18,7
145
17,4
132
14,2 Двухосная вытяжка
140 5
15,8
То же
152 5
18,6 Двухосная вытяжка
140 5
18,9
132 5
То же
38,4
Вальцы
235
36,2
230
240
31,0
30,8
235
235
29,3
162 95
140
26,9
Вытяжка
162 151
152
21,6
145
22,4
130
20,6
Прототип остав еси по особу
18 . ПО/ПЭ (20: 80) 19 ПО/ПЭ (10: 90) 20 ПА-1 2/ПЭ (10: 90) 21 ПА-12/ПЭ (30:70) 22 ПА-12/ПЭ (50:50) 23 ПА-1 2/ПЭ (90: 10) 24 ПА-6 /ПЭТФ (10:90) 25 ПА-6/ПЭТФ (20:80) 26 ПА-6/ПЭТФ (50:50) 27 ПА-6/ПЭТФ (80з20) 28 ПА-6/ПЭТФ
90: 10) 29 ПА-12/ПММА (90:10) 95
30 ПА-12/ПММВ (50:50) 95
31 ПА-1 2/IIMMA (30: 70) 95
32 ПА-12/ПММА (10:90) 95
Температура, С ориента- формов
0 о ции, С ние, 132 160 92
132 160 120
132 162 92
132 162 100
132 162 132
132 162 120
230 250 190
230 250 200
230 250 230
230 250 210
230 250 210
162 140
162 110
Прочность пластика, кг/мм
Оборудование для ориентации
1139639
Продолжение таблицы
1 1
° » МЮВЮВ Ю ЮВ
Tb
4С ература, ента- форм о, С ние, 166
125 5,6
Двухосная ориентаци»
34 1 II I /ПС
{40: 60) 100
125 7,2
То же
125 9,8
125 11,2
Составитель И. Девнина
Техред О.Неце Корректор М. Максимишинец
Редактор М. Петрова
Заказ 284/14
Тираж 432 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Ра шская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
33 ПП/ПС .(20:80) 100
35 ГИЧ/flC (60: 4 О) 100
36 ПП/IK 100
166 141
166 141
166, 141 сл о и т рочность пластика
r/we
