Полимерная композиция

 

Полимерная композиция для изготовления прозрачной упаковки, светотехнических изделий. Сущность изобретения: композиция, включающая 95,4-98,6 мас.% полистирола и 1,4-4,6 мас.% блоксополимера стирола и бутадиена, содержащего 25-80 мас. % связанного стирола и полибутадиеновый блок, содержащий 10-20% стирола от общей массы связанного стирола. 1 табл.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе гомополистирола, в частности к композициям оптической прозрачности. Указанные композиции широко применяются при изготовлении лабораторного оборудования вместо силикатного стекла, а также для изготовления упаковки, светотехнических изделий и т.п.

Полистирол менее хрупок, чем силикатное стекло, и более дешев. Он имеет коэффициент светопропускания 88-89% (максимум коэффициента светопропускания составляет 92%). Однако недостатком полистирола является то, что в процессе эксплуатации на поверхности изделий образуется сетка микротрещин. Микротрещины портят внешний вид изделий, в некоторых случаях, когда из полистирола изготовлены предметные стекла микроскопов или стекла, закрывающие шкалы приборов, и т.п. образование сетки микротрещин приводит их в негодность.

Известна полимерная композиция, включающая гомополистирол и стиролсодержащий полимерный модификатор (1). В качестве стиролсодержащего полимерного модификатора композиция содержит продукт гидрирования стирольного олигомера с молекулярной массой (ММ) 300-10000 в количестве 1-10% (в примерах 5,3%) от общей массы композиции. Композиция желтеет при эксплуатации изделий не более чем исходный полистирол, при этом повышается показатель текучести расплава композиции, т. е. она лучше перерабатывается. Однако композиция не защищена от образования микротрещин на поверхности изделий.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является полимерная композиция (2), содержащая полистирол и 10-90 мас. блоксополимера, содержащего 10-80% связанного стирола. Известная композиция является ударопрочной с высокой морозостойкостью, но не обладает оптической прозрачностью.

Целью предлагаемого изобретения является получение полимерной композиции, устойчивой к образованию поверхностных микротрещин при переработке и эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что полимерная композиция, включающая гомополистирол и двублочный сополимер, содержащий 25-80 мас. связанного стирола и 20-75 мас. связанного бутадиена, полибутадиеновый блок которого содержит 10-20 мас. стирола, а полистирольный блок содержит следы бутадиена, при следующем соотношении компонентов, мас.

гомополистирол 95,4-98,6 блоксополимер 1,4-4,6 В качестве компонентов композиции в изобретении использовали: гомополимер стирола полистирол общего назначения, полученный полимеризацией в массе или в суспензии марок ПСМ и ПСС (ГОСТ 20282-86); двублочные блоксополимеры бутадиена и стирола, содержащие 25-80 мас. связанного стирола. Это соединения, полученные полимеризацией в растворе с литиевым катализатором. Такие блоксополимеры выпускаются промышленностью. В композиции были использованы блоксополимеры: ДССК-25, содержащий 25-30 мас. связанного стирола, из них 10 мас. стирола в бутадиеновом блоке; ДССК-45, содержащий 45-50 мас. связанного стирола, в бутадиеновом блоке 15-20 мас. стирола; ДССК-65, содержащий 62,4% связанного стирола, из них 20,1 мас. в бутадиеновом блоке; ДССК 85, содержащий 75-80 мас. связанного стирола, из них 10-20 мас. стирола в бутадиеновом блоке. У всех блоксополимеров стирольные блоки не содержат бутадиена или содержат следы бутадиена. Средневесовая ММ всех блоксополимеров составляет 180000-200000.

В состав композиции могут входить обычные добавки: свето- и термостабилизаторы, оптические отбеливатели, пигменты и красители, антистатики.

Композицию получали с помощью обычного смесительного и экструзионно-гранулирующего оборудования. Композицию можно перерабатывать методами экструзии или литья под давлением.

Композицию испытывали по следующим параметрам: показатель текучести расплава при 200^oC и нагрузке 5 кг по ГОСТ 11645-73; теплостойкость по Вика по ГОСТ 15088-83; коэффициент светопропускания по ГОСТ 15875-80; стойкость к образованию поверхностных микротрещине определяли по разработанной нами методике, согласно которой образец пленки размером 120 х 10 х 0,5 мм из композиции перегибали вокруг зажимов с постоянным радиусом кривизны на заданный угол в каждую сторону от вертикального положения образца (двойной перегиб) до образования на поверхности образца микротрещин. При этом определяли время в часах до начала растрескивания образцов, находящихся под напряжением (стойкость к растрескиванию), и количество циклов (стойкость к двойным перегибам) до момента появления микротрещин.

Изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1. В скоростной смеситель "Ангер" с водяным охлаждением емкостью 50 л загружают полистирол общего назначения с показателем текучести расплава 1,5-3 г/10 мин (Р 5 кг, t 200^oC) в количестве 44,8 кг (98,57 мас.), бутадиенстирольный каучук марки ДССК-65 в количестве 643 г (1,4 мас.), термостабилизатор ирганокс 1010 в количестве 45 г (0,1 мас.), включают охлаждение и при n 1420 об/мин ведут перемешивание в течение 5-7 мин. Полученная масса подается в экструдер червячного типа. После зоны смешения расплавленная масса поступает через фильтр на стренговую фильеру и продавливается через нее в виде стренг диаметром 3 мм. Выходящие в горячем состоянии стренги застывают при соприкосновении с водой охладительной ванны. При выходе из ванны стренги направляются в камеру обдувки для полного удаления воды с поверхности. Осушенные стренги вводятся в гранулятор, где они режутся на гранулы длиной около 3 мм.

Свойства полученной композиции по примеру 1 и всем последующим примерам приведены в таблице.

Пример 2. Процесс проводят как в примере 1, но используют бутадиенстирольный каучук марки ДССК-65 в количестве 1,9 мас.

Пример 3. Процесс проводят как в примере 1, но используют бутадиенстирольный каучук марки ДССК-65 в количестве 2,1 мас.

Пример 4. Процесс проводят как в примере 1, но используют бутадиенстирольный каучук марки ДССК-65 в количестве 2,8 мас.

Пример 5. Процесс проводят как в примере 1, но используют бутадиенстирольный каучук марки ДССК-65 в количестве 4,3 мас.

Пример 6. Процесс проводят как в примере 1, но в качестве термостабилизатора используют ионол в количестве 0,3 мас.

Пример 7. Процесс проводят как в примере 1, но используют бутадиенстирольный каучук марки ДССК-85.

Пример 8. Процесс проводят как в примере 1, но используют бутадиенстирольный каучук марки ДССК-45.

Пример 9. Процесс проводят как в примере 1, но используют бутадиенстирольный каучук марки ДССК-25.

Пример 10. Процесс проводят как в примере 1, но для смешения используют двухшнековый экструдер.

Пример 11 (контрольный). Процесс проводят как в примере 1, но без бутадиенстирольного каучука.

Пример 12 (контрольный). Процесс проводят как в примере 1, но смешение проводят на двухшнековом экструдере и без бутадиенстирольного каучука.

Анализ представленных в таблице данных свидетельствует о том, что полимерная композиция по стойкости к растрескиванию и устойчивости к двойным перегибам существенно превосходит полистирол общего назначения. Изделия из композиции (предметное стекло микроскопа) не покрываются микротрещинами в процессе эксплуатации в течение года. Брак при изготовлении из-за образования микротрещин практически равен нулю.

Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая полистирол и блоксополимер стирола и бутадиена, содержащий 25 80 мас. связанного стирола, отличающийся тем, что в качестве блоксополимера она включает блоксополимер, полибутадиеновый блок которого содержит стирол в количестве 10 20 от общей массы связанного стирола при следующем соотношении компонентов, мас.

Полистирол 95,4 98,6 Блоксополимер 1,4 4,6

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2