Маканое изделие на основе латекса натурального каучука и способ его изготовления

 

Использование: медицинские изделия, профилактические кондомы, медицинские и хирургические перчатки, а также другие пленочные латексные изделия. Сущность изобретения: изготавливают изделие на основе латекса натурального каучука NR методом макания. Композиция включает также латекс бутадиен-стирольного сополимера с содержанием звеньев стирола более 50 мас.% (возможно 75 - 85 мас.%). Количество латекса сополимера SBR 1 - 25 мас. ч. на 100 мас. ч. твердого вещества NR. Возможно 10 - 20 мас. ч. SBR на 100 мас. ч. NR. Изготавливают изделие погружением формы в коагулянт, затем в композицию на основе NR с добавлением SBR до получения непрерывной пленки на форме. Затем проводят сушку, вулканизацию при 100^oС 35 мин. Характеристика изделий: прочность на разрыв изделия из композиции на основе NR с добавлением 10% SB/100 мас. ч. NR 976 Н/см, удлинение при разрыве 871%. 2 с. и 6 з. п. ф-лы, 10 табл.

Изобретение относится к маканым изделиям на основе латекса натурального каучука с добавкой стирол-бутадиенового латекса с высоким содержанием стирола и к способу изготовления этих изделий, например профилактических медицинских изделий, таких как кондомы, диафрагмы, медицинские и хирургические перчатки, а также другие пленочные изделия.

Известно маканое изделие (перчатки) на основе латекса натурального каучука, имеющее нескользящее покрытие.

Известен также способ изготовления маканого изделия, включающий погружение формы в коагулянт, затем в композицию, содержащую латекс натурального каучука, до получения непрерывной латексной пленки на форме, сушку и вулканизацию ее с последующим удалением с формы.

Изделия из латекса на основе натурального каучука NR отличаются относительно низкими модулями, обладают высокой гибкостью и растяжимостью. Однако эти изделия отличаются также исключительно высокой прочностью на разрыв за счет усиления деформационной кристаллизации, и очень высокого уровня удлинения при разрыве.

Основным недостатком натурального каучука является его относительно быстрое обращение и деградация при старении, что инициируется нагреванием, кислородом, озоном и биологическими агентами. Кроме того, по мере старения пленок они демонстрируют тенденцию к преждевременному разрыву за счет снижения сопротивления к разрыву.

Технический результат изобретения, заключается в повышении прочности на разрыв получаемых изделий.

Это достигается тем, что маканое изделие выполнено из вулканизованной композиции, включающей латекс натурального каучука (NR) и латекс бутадиен-стирольного сополимера (SBR) с содержанием звеньев стирола в сополимере более 50 мас. при этом количество латекса сополимера составляет 1-25 мас.ч. из расчета на 100 мас.ч. твердого вещества латекса натурального каучука. Оно может быть выполнено из вулканизованной композиции, по п.1, включающей латекс бутадиен-стирольного сополимера с содержанием 75-85 мас. звеньев стирола. Оно может быть выполнено из вулканизованной композиции по п.1, включающей сополимер в количестве 10-20 мас.ч. на 100 мас.ч. твердого вещества латекса натурального каучука. Оно может быть также выполнено по п.2 из вулканизованной композиции, включающей латекс сополимера в количестве 10-20 мас.ч. на 100 мас.ч. твердого вещества латекса натурального каучука.

Технический результат достигается также тем, что в качестве композиции используют композицию, содержащую латекс натурального каучука и латекс бутадиен-стирольного сополимера при содержании звеньев стирола более 50 мас. при этом количество латекса сополимера составляет 1-25 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Также используют в способе по п.5 композицию, содержащую 75-85 мас. звеньев стирола в латексе сополимера. Также используют в способе по п.5 композицию, содержащую 10-20 мас.ч. латекса сополимера на 100 мас.ч. твердого вещества натурального каучука. Также используют в способе по п.6 композицию, содержащую 10-20 мас.ч. латекса сополимера на 100 мас.ч. твердого вещества латекса натурального каучука.

Пленки из смесей природного каучука и латекса SB сополимера приготавливают в двух отдельных экспериментальных исследованиях для того, чтобы подтвердить воспроизводимость характеристик. В каждом из экспериментов маточную смесь природного каучукового латекса приготавливают в качестве контрольного и в качестве основы для смеси с SB сополимерным латексом.

Погружение пленки осуществляют на лабораторной установке, где алюминиевые погружаемые шаблоны имеют цилиндрическую форму с диаметром 5 см.

Шаблоны укреплены стационарно, а сосуды, содержащие латекс, поднимают таким образом, чтобы шаблоны оказывались погруженными в латекс. В начале последовательности погружений сосуды, содержащие различные смеси латексов, располагают на поддоне, установленном непосредственно под шаблонами. Поддон с помощью гидравлического устройства поднимают со скоростью 40 см/мин так, чтобы шаблоны почти полностью погружались в латекс.

На второй стадии поддон опускают со скоростью 20 см/мин до тех пор, пока шаблоны полностью не извлекаются из латекса.

Сразу после этого шаблоны вращают со скоростью 10 об/мин вокруг вертикальной оси и их перемещают в горизонтальное положение. Продолжая вращение, их облучают кварцевым нагревателем Воекамр 1500 Вт (Модель 1001) с расстояния 20 см от шаблонов. Затем последовательность погружения и сушку повторяют для получения двойного слоя непрерывной латексной пленки. Это обычная практика использовать процедуру двойного погружения при изготовлении кондонов, чтобы обеспечить отсутствие мельчайших отверстий. При использовании изобретения для получения других изделий из латексной пленки могут быть использованы все известные модификации способа. Например, при изготовлении хирургических и медицинских перчаток обычно используют только одно погружение в латекс, которому предшествует погружение в коагулянт (соль металла переменной валентности, например нитрат кальция, хлорид кальция, хлорид цинка в подходящем растворителе вместе с поверхностно-активными агентами). Коагулянт способствует равномерному слипанию частиц латекса. После погружения в латекс при использовании коагулянта обычно используют стадию выщелачивания для удаления солей коагулянтов перед стадией сушки-отверждения.

Шаблоны извлекают из макающего устройства и помещают в печь для вулканизации на 35 мин при 100^оС. После вулканизации шаблоны извлекают и охлаждают в течение 15 мин. Затем пленку опудривают тальком и снимают с шаблона.

Данные относительно физических характеристик для NR планок используют в качестве контрольных в сравнительных тестах по определению характеристик пленок, изготовленных из смесей.

Приготавливают также смесь природного каучукового латекса и SB латекса в соотношении 80/20 вес/вес в расчете на твердый продукт. Эту смесь и NR латексный контрольный замес смешивают в различных соотношениях, чтобы получить смеси с 5, 10, 15 и 20 ч на 100 ч. латекса стирол-бутадиенового сополимерного компонента в природном каучуке.

Пленки изготавливают описанной выше процедурой двойного погружения. Отдельные полые цилиндрические шаблоны погружают одновременно в отдельные сосуды, содержащие контрольную смесь и смеси SB-NR, содержащие 5, 10, 15 20 ч. и 100 ч. Отдельные пленки сушат и вулканизируют в продуваемой воздухом печи при 100^оС в течение 35 мин.

Пределы прочности на разрыв и растяжение для плоских пленок определяют, используя прибор Insten (Инстрон) 4201 и методики AS ТМD624 и D412 соответственно. Прочность на разрыв для цилиндрических кольцевых секций измеряют, используя вращающийся шпиндельный держатель по способу АSTM D492 и D412.

Некоторые образцы пленок старят в печи с продувом воздухом при 70^оС в течение одной недели, а затем определяют прочность на разрыв.

Пленки нарезают на полоски с шаблонов после вулканизации, используя тальк для сведения к минимуму самослипания и прилипания при касании. Тестовые образцы вырезают из каучуковых планок, используя стальные ножи и пресс Карвера.

Тестирование по физическим свойствам проводили при комнатной температуре с минимальным временем старения.

Тестирование по физическим свойствам проводили при комнатной температуре с минимальным временем старения.

П р и м е р 1. Индивидуальную NR латексную маточную смесь и 20 ч. на 100 смеси приготавливали в открытом смесителе около 10 л объема каждый. Композиции сухих ингредиентов и дисперсий приведены в табл.1 и 2 соответственно.

При получении вышеуказанных загрузок ингредиенты объединяют в соотношениях, приведенных в таблицах, при постоянном перемешивании. Смеси промежуточных композиций приготавливают, смешивая NR латексную маточную смесь и 20 ч. на 100 SBR смеси в соответствующих пропорциях, например 468 г 20% смеси SB, разбавленной 1404 г NR латексного компаунда, дают 5% смесь.

Смеси переносят в герметизируемые сосуды и перемешивают в роликовом смесителе в течение 48 ч до макания. Пленки приготавливают, макая полые цилиндрические шаблоны прямо в сосуды, используя специальное устройство, сконструированное для этой цели и описанное ранее. Скорости погружения и извлечения шаблонов тщательно регулируют чтобы получить пленки равномерной толщины. Пленки сушат, используя инфракрасную лампу и портативный фен, пока они еще остаются в устройстве. Шаблоны, покрытые каучуковой пленкой, извлекают из устройства и помещают в печь с воздушным обдувом при 100^оС в течение 35 мин.

Вулканизированные пленки из этого эксперимента нарезают на тестовые образцы, используя АSТМ штамм С для образцов в тесте на прочность на разрыв и штамм dumfell для измерений прочности на растяжение. Суммарные данные для прочностей на разрыв и на растяжение приведены в табл.3 и табл.4 соответственно.

П р и м е р 2. Эксперименты примера 1 повторяют, используя образцы новой поставки латекса природного каучука и свежекомпаундированные вулканизирующие дисперсии. Приготавливают и тестируют более 60 образцов для проведения статистического анализа (см. табл.6 и 7).

В табл.8 даны результаты после старения.

В табл. 9 и 10 даны результаты исследований коммерческих изделий.

Материалы 1. Природный каучуковый латекс Firestone Hartex.

Используют природный каучуковый латекс Firestone Hartex 104 c высоким содержанием аммиака, природный каучуковый латекс, поставляемый General Latex and Chemical Ltd, Вranton, Ontario.

Содержание твердой части 62,0 мас.

2. Стирол-бутадиеновый латекс.

SB латекс представляет собой Daw SB 81.

Композиция полимера 81% стирола: 19% бутадиена с температурой стеклования 45^оС. Другие характеристики приводятся далее: Твердая часть, 49-51 рН 8,5-9,5 Содержание стирола 81% Размер частиц (А) 1850-2550 Поверхностное натя- жение, дин/см 46-60 T_д ^oC 45 Щелочная чувстви- тельность Низкая Вязкость по Брук- фильду, сП Ниже 150 При комнатной температуре пленок не образует.

3. Раствор гидроокиси калия приготавливают в виде 10% вес/вес раствора ВДН Комикалс "гарантированной" степени чистоты КОН (98% чистоты) в дистиллированной воде.

4. Раствор лаурата калия представляет собой 20% вес/вес раствор лаурата калия (Pfaltz and Bawr Inc) в дистиллированной воде.

5. Ускоритель LDC является 50% вес/вес водной дисперсией цинкдиэтилдитиокарбамата, полученного как ЕТНАLАТЕ 50D от Unizoyal Chemicals Ltd.

6. Сера 60% вес/вес водная дисперсия, поставляемая General Laten and Chemical Ltd.

7. Окись цинка (ZnO) представляет собой 40% вес/вес водную дисперсию, поставляемую General Laten and Chemical Ltd.

8. В качестве антиоксиданта используют 40% вес/вес водную дисперсию Goodyearis Wingstayd, поставляемую General Letex and Chemica Ltd.

Формула изобретения

1. Маканое изделие на основе латекса натурального каучука, отличающееся тем, что оно выполнено из вулканизованной композиции, включающей латекс натурального каучука и латекс бутадиенстирольного сополимера с содержанием звеньев стирола в сополимере более 50 мас. при этом количество латекса сополимера составляет 1 25 мас.ч. из расчета на 100 мас.ч. твердого вещества латекса натурального каучука.

2. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено из вулканизованной композиции, включающей латекс бутадиенстирольного сополимера с содержанием 75 85 мас. звеньев стирола.

3. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено из вулканизованной композиции, включающей сополимер в количестве 10 20 мас.ч. на 100 мас.ч. твердого вещества латекса натурального каучука.

4. Изделие по п. 2, отличающееся тем, что оно выполнено из вулканизованной композиции, включающей латекс сополимера в количестве 10 20 мас.ч. на 100 мас.ч. твердого вещества латекса натурального каучука.

5. Способ изготовления маканого изделия на основе латекса натурального каучука, включающий погружение формы в коагулянт, затем в композицию, содержащую латекс натурального каучука, до получения непрерывной латексной пленки на форме, сушку, вулканизацию ее с последующим удалением с формы, отличающийся тем, что в качестве композиции используют композицию, содержащую латекс нарутального каучука и латекс бутадиенстирольного сополимера при содержании звеньев стирола более 50 мас. при этом количество латекса сополимера составляет 1 25 мас.ч. на 100 мас.ч. твердого веществе латекса натурального каучука.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что используют композицию, содержащую 75 85 мас. звеньев стирола в латексе сополимера.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что используют композицию, содержащую 10 20 мас.ч. латекса сополимера на 100 мас.ч. твердого вещества латекса натурального каучука.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют композицию, содержащую 10 20 мас.ч. латекса сополимера на 100 мас.ч. твердого вещества латекса натурального каучука.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5