Способ получения полимерной композиции

Изобретение относится к области получения полимерных композиций с высокими механическими и термическими характеристиками. Полимерную композицию на основе полиэтилена высокой плотности стабилизируют циклогексилфосфонатом магния в количестве 0,1-4,0 мас.% путем механического смешения их. Далее полученную смесь экструдируют трижды на одношнековом экструдере при температуре 220-230°C. Изобретение позволяет получить полимерные композиции на основе полиэтилена высокой плотности с высокими термическими и механическими свойствами. 4 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области получения композиций полиэтилена, стабилизированного фосфорорганическим соединением.

Известны композиции полиэтилена, стабилизированные фосфорорганическими соединениями:

1. Исследование физико-механических свойств фосфорилированного полиэтилена высокой плотности. Шаов А.Х., Бесланеева А.Н., Кармоков A.M., Шетов Р.А., Маршенкулов М.А. Известия Кабардино-Балкарского госуниверситета. Том 3, №5. Нальчик 2013. УДК 541.64:661.634. с. 41-46.

2. Физико-механические свойства полиэтилена высокой плотности, фосфорилированного циклогексилфосфонатом. Бесланеева А.Н., Балкизова Л.Х., Шаов А.Х. Новые полимерные композиционные материалы (7 международная научно-практическая конференция). Нальчик, 2011. УДК 678.01:53.017:048.66.094.38. с. 36-41.

3. Study of physical and mechanical properties of compositions based on high-density polyethylene and organophosphorus compounds. A.Kh. Shaov, A.N. Beslaneeva, A.K. Mikitaev, R.A. Shetov, L.Kh. Balkizova. Materialovedenie, 2014, №9, pp. 14-19.

Также известны композиции на основе гомо- и сополимеров этилена, стабилизированные фосфорилированными производными пиразолинила [А.с. СССР 870414, 07.10.81; C08L 23/04, C08K 5/53].

Композиции по известному способу предназначены для расширения ассортимента эффективных стабилизаторов гомо- и сополимеров этилена.

Недостатками известного способа являются то, что используемые стабилизаторы не технологичны в получении и высокотоксичные; не приведены результаты термогравиметрического анализа на воздухе и в инертной среде; не приведена молекулярная масса исходного полимера и ее изменение в процессе стабилизации и испытаний.

Задачей изобретения является получение полимерной композиции на основе полиэтилена высокой плотности, стабилизированной фосфорорганическим соединением с высокими термо- и термоокислительной стойкостью, деформационно-прочностными характеристиками, а также с сохранением или повышением исходной молекулярной массы полимера.

Поставленная задача решена следующим образом.

Для получения стабилизированных композиционных материалов на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и магниевой соли циклогексилфосфоновой кислоты (циклогексилфосфонат магния) предварительно механически смешивают порошкообразные исходные компоненты. Затем полученную смесь экструдируют трижды (для равномерного распределения стабилизатора в полимере) на лабораторном одношнековом экструдере при температуре 220-230°C.

Пример 1

Порошкообразные ПЭВП и циклогексилфосфоновую кислоту 1,0 мас. % смешивают механически. Затем полученную смесь засыпают в бункер одношнекового экструдера и проводят экструдирование при температуре 220°C (см. табл. 4).

Полученную композицию в виде прутка гранулируют с помощью электромеханического ножа. Процедуру экструдирования повторяют еще дважды при тех же режимах с целью максимально равномерного распределения циклогексилфосфоновой кислоты в полимере.

Полученную таким образом гранулированную массу направляют на исследование физико-механических свойств.

Пример 2

Порошкообразные ПЭВП и циклогексилфосфоновую кислоту 2,0 мас. % смешивают механически. Затем полученную смесь засыпают в бункер одношнекового экструдера и проводят экструдирование при температуре 225°C (см. табл. 4).

Полученную композицию в виде прутка гранулируют с помощью электромеханического ножа. Процедуру экструдирования повторяют еще дважды при тех же режимах с целью максимально равномерного распределения циклогексилфосфоновой кислоты в полимере.

Полученную таким образом гранулированную массу направляют на исследование физико-механических свойств.

Пример 3

Порошкообразные ПЭВП и циклогексилфосфоновую кислоту 4,0 мас. % смешивают механически. Затем полученную смесь засыпают в бункер одношнекового экструдера и проводят экструдирование при температуре 230°C.

Полученную композицию в виде прутка гранулируют с помощью электромеханического ножа. Процедуру экструдирования повторяют еще дважды при тех же режимах с целью максимально равномерного распределения циклогексилфосфоновой кислоты в полимере.

Полученную таким образом гранулированную массу направляют на исследование физико-механических свойств (см. табл. 4).

Полученные образцы полимера с различным содержанием циклогексилфосфоната магния (0,1-4,0%) исследуют на определение: деформационно-прочностных свойств; термоокислительной стойкости; термостойкости; термостабильности.

Экструдированные образцы ПЭВП с содержанием циклогексилфосфоната магния в количествах 0,1; 0,3; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 и 4,0 массовых процентов гранулируют с помощью электромеханического ножа и из них отливают стандартные лопатки на малой инжекционно-литьевой машине RR/TSMP 2 при 220-230°C (ГОСТ 12423-66).

Затем исследуют деформационно-прочностные характеристики лопаток на разрывной машине (скорость движения зажима 10 мм/мин).

Полученные результаты приведены в таблице 1.

Примечание: Е - модуль упругости; σт - предел текучести; εт - вынужденная эластичность;

σp - разрушающее напряжение; εp - относительное удлинение при разрыве.

Из таблицы 1 видно, что наиболее оптимальной концентрацией фосфорорганического соединения в плане повышения механических свойств (прочности на разрыв и относительного удлинения при разрыве) полиэтилена является 0,1 массового процента.

Стабилизированные образцы полиэтилена высокой плотности подвергают термогравиметрическому анализу на воздухе.

Полученные результаты приведены в таблице 2.

Результаты, приведенные в таблице 2, свидетельствуют о высокой термоокислительной стойкости композиций во всем концентрационном интервале фосфорорганического соединения.

Составы на основе полиэтилена высокой плотности и циклогексилфосфоната магния подвергают термогравиметрическому анализу в среде азота (табл. 3).

Из таблицы 3 видно заметное повышение термостойкости полимерных композиций на всем концентрационном интервале циклогексилфосфоната магния.

Термостабильность полиэтилена высокой плотности и композиций на его основе изучают их выдержкой в канале вискозиметра типа ИИРТ-А при стандартной температуре для полиэтилена (190°C) с периодическим определением (через 5, 20, 40, 60, 80, 100 и 120 минут) показателя текучести расплава (ПТР) с последующим расчетом изменения среднемассовой молекулярной массы (Mw) по известным в литературе формулам: ПТР=(mcp×τ0)/τ, где τ0=600 с - стандартное время испытаний для полиэтилена; τ - время истечения расплава в эксперименте; mcp - средняя масса из трех измерений.

, где - значение показателя текучести расплава (индекса расплава) при температуре 190°C и нагрузке 2,16 кг (ГОСТ 16338-85).

Полученные результаты приведены в таблице 4.

Как видно из таблицы 4, молекулярная масса полиэтилена высокой плотности, рассчитанная по показателям текучести расплава представленных композиций, не претерпевает значительных изменений, что говорит об отсутствии заметных деструктивных процессов.

Техническим результатом является повышение: разрывной прочности полиэтилена высокой плотности на 18-33%, относительного удлинения при разрыве на 53%, предела текучести на 24-43%, термоокислительной стойкости на 6-12%, термостойкости на 2,1-3,5%.

Изобретение позволяет получить полимерные композиции на основе полиэтилена высокой плотности с высокими термическими и механическими характеристиками.

Способ получения полимерной композиции на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), стабилизированной фосфорорганическим соединением - магниевой солью циклогексилфосфоновой кислоты в количестве от 0,1 до 4,0 мас.%, в котором исходные копоненты механически смешивают, а затем полученную смесь экструдируют трижды на одношнековом экструдере при температуре 220-230°C.



 

Похожие патенты:
Настоящее изобретение относится к сплаву термопластичного полиуретана и полиолефина, применяемому в медицинском устройстве. Соотношение показателей преломления между полиуретаном и полиолефином от - 0,9 до 1,1.

Изобретение относится к шарнирному контейнеру, изготовленному из полиэтиленовой композиции. Композиция содержит первый полиэтилен высокой плотности, который имеет плотность от 0,940 до 0,968 г/см3, индекс текучести расплава I2,16 от 0,5 до 10,0 дг/мин и соотношение индексов текучести расплава I21,6 /I2,16, составляющее по меньшей мере 25, и второй полиэтилен высокой плотности, который имеет соотношение индексов текучести расплава, составляющее 30 или менее.

Предлагается многослойная нанокомпозитная пленка для применения в упаковке. Упаковочная пленка имеет толщину 50 мкм или меньше, причем пленка содержит сердцевинный слой, который расположен вплотную к внешнему слою, где сердцевинный слой, внешний слой или как сердцевинный слой, так и внешний слой образованы из полимерной композиции, при этом полимерная композиция содержит от 70 до 99 вес.% этиленового полимера, от 0,1 до 20 вес.% наноглины, содержащей органическое средство для обработки поверхности, и от 0,05 до 15 вес.% полиолефинового средства улучшения совместимости, которое содержит олефиновый компонент и полярный компонент, причем органическое средство для обработки поверхности включает четвертичный оний.

Изобретение относится к способу получения композиционного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, модифицированного слоистосиликатным материалом, обладающего улучшенными прочностными и физико-механическими характеристиками, предназначенного в качестве суперконструкционных композиционных материалов для аддитивных 3D технологий.

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в узлах трения, работающих в условиях сухого трения и химически агрессивных средах. Металлополимерный подшипник скольжения состоит из металлической втулки, на которую нанесен слой антифрикционного полимерного нанокомпозиционного материала.

Изобретение относится к биологически разрушаемой термопластичной композиции, предназначенной для получения биодеградируемых изделий, таких как пленки. Композиция содержит полиэтилен, кукурузный крахмал, в качестве биоразлагаемого материала термопластичный крахмал и в качестве пластификатора глицерин и сорбитол.

Изобретение относится к изготовлению футеровок внутренней части гидроциклонов - песковых насадок, работающих в водной среде и среде слабых растворов кислот и щелочей для обеспечения защиты от абразивного износа.

Изобретение относится к композициям полимера на основе этилена и изделиям, полученным из них. Композиция содержит (А) первую композицию, в состав которой входит первый полимер на основе этилена и второй полимер на основе этилена, а также (В) одно или несколько азидных соединений в количестве больше чем или равном 50 ч./млн из расчета на массу первой композиции.
Изобретение относится к полимерным композициям на основе полибутилентерефталата (ПБТ) и может быть применено при создании качественных конструкционных изделий в автомобилестроении, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к полимерным теплопроводящим электроизоляционным композиционным материалам (КМ) и может быть использовано при изготовлении теплоотводящих элементов, в том числе радиаторов охлаждения, в электротехнических и электронных устройствах различного назначения.

Изобретение относится к композиции, которая пригодна для получения пригодных для горячего склеивания полиуретановых систем. Композиция дополнительно содержит от 0,1 до 20 мас.% смеси добавок в пересчете на общую композицию.

Изобретение относится к резиновым смесям на основе фтористых каучуков. Резиновая смесь содержит сополимер винилиденфторида и хлортрифторэтилена и тройной сополимер винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена с 0,3 мас.% функциональной группы брома, оксид магния и гидрооксид кальция в качестве активатора вулканизации и технический углерод Т-900.

Изобретение относится к технологии получения волокон из сложных полиэфиров с модифицированным поперечным сечением, характеризующихся удовлетворительным цветовым тоном и превосходной формуемостью, и может быть применено в текстильной промышленности.

Изобретение относится к резиновой смеси на основе фторкаучука СКФ-26 и может быть использовано для изготовления колец, прокладок, манжет, сальников и изделий, работающих при температурах до 200oC.

Изобретение относится к области получения полимерных композиций с высокими механическими и термическими характеристиками. Полимерную композицию на основе полиэтилена высокой плотности стабилизируют циклогексилфосфонатом магния в количестве 0,1-4,0 мас. путем механического смешения их. Далее полученную смесь экструдируют трижды на одношнековом экструдере при температуре 220-230°C. Изобретение позволяет получить полимерные композиции на основе полиэтилена высокой плотности с высокими термическими и механическими свойствами. 4 табл., 3 пр.

Наверх