Композиция

 

.че,4Ьаа, д54

О П Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ пц 444778

Союз. Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 18.08.69 (21) 1362245/23-5 (51) М. Кл. С 081 29/02 с присоединением заявки ¹ 1396156/23-5

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 30.09.74, Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 25.04.75 (53) УДК 678.073.046.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. А. Ирген, Д. А. Поне и О. П. Киенкас

Институт механики полимеров АН Латвийской ССР (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к области переработки полимерных материалов, в частности к улучшению свойств наполненных полимерных материалов.

Известны полимерные композиции, в которых в качестве модификаторов применяются оксиэтилированные фенолы, спирты, амиды, кислоты и их соли, а также композиции, содержащие высокомолекулярные соединения типа карбоксилсодержащего каучука.

Применение низкомолекулярных модификаторов или высокомолекулярных сополимеров часто невозможно или ограничено, так как совместимость модификатора с полимером недостаточна. Изготовление модификатора из исходного полимера путем механохимического синтеза устраняет эту проблему.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что высокомолекулярный модификатор содержит наполняемый полимер, к которому привиты малеиновая кислота или ее ангидрид, т. е. композиция состоит из исходного полимера, наполнителя и высокомолекулярного модификатора, который представляет собой привитый малеиновой кислотой или ее ангидридом исходный полимер.

Наполненные модифицированные композиции полиэтилена получают на базе полиэтилена низкой плотности, а композиции полистирола — на базе блочного полистирола.

В качестве наполнителей применяют основные (силикат кальция, мел) и кислые (каолин) наполнители.

В качестве модификаторов используют вы5 сокомолекулярные модификаторы, представляющие собой механохимическим путем синтезированные сополимеры, одним компонентом которых является исходный полимер (полиэтилен или полистирол), вторым — группа, 10 способная к взаимодействию с поверхностью наполнителя, например карбоксильная группа по отношению к основным наполнителям.

Ниже приводятся предельные соотношения ингредиентов, в которых они входят в компо15 зицию, вес. :

Термопластичный полимер (например, полиэтилен, полистирол) от 25 до 87

Наполнитель (например,мел, силикат кальция, каолин и др.) от 13 до 68

Высокомолекулярный модификатор от 0,1 до 7.

Из описанных композиций изготовляют об25 разцы и проводят их испытания.

Для сравнительных испытаний определяют модуль упругости при растяжении и изгибе н ударную вязкость — характеристики, которые сильно зависят от структуры материала и яв30 ляются также основными эксплуатационными

Высокомолекулярный модификатор

ПЭ-МК

Без модификатора

Показатель характеристиками в большинстве случаев.

Определяют также ряд других характеристик.

Сопоставляя полученные данные с характеристиками известных наполненных композиций, можно отметить следующие особенности наполненных систем, модифицированных высокомолекулярHыми модификаторами.

1. Значения некоторых свойств композиций, существенных при эксплуатации, в частности, жесткость и ударная вязкость, увеличиваются на 20 — 100% и более.

2. Действие высокомолекулярного модификатора аналогично с одной стороны действию дифильных поверхностно-активных веществ; вместе с тем наличие длинноцепного модификатора в системе приводит к возникновению ее особой структуры, особенно в пограничных с наполпителем слоях, которая обеспечивает повышение ряда свойств вследствие более благоприятного перераспределения напряжений при нагружении.

3. Максимальные значения свойств наблюдаются в узком диапазоне содержания модификатора, что свидетельствует о наличии весьма существенных структурных изменений при модифицнровапни.

4. Высокомолекулярный модификатор оказывает стабилизирующее действие на структуру полученного материала, в частности на его ударные характеристики.

Пример 1. Композиция на основе полиэтилена низкой плотности, наполненного мелом,%:

Полиэтилен низкой плотности 51,8

Мел химически осажденный 46,9

Высокомолекулярный модификатор ПЭ-МК (полиэтиленмалеиновая кислота) 1,3

Техническая характеристика наполненной композиции, модифицированной высокомолекулярным модификатором ПЭ-МК в сопоставлении с немодифицированной композицией, приведена в табл. 1.

Таблица 1

Введение высокомолекулярного модификатора несколько повышает модуль упругости композиции. Особенно резко высокомолекулярный модификатор повышает ударную вяз5 кость, увеличение которой составляет более трех раз по сравнению с композицией без модификатора

Пример 2. Композиция на основе полиэтилена низкой плотности, наполненного сили10 катом кальция, %:

Полиэтилен низкой плотности

Силикат кальция

Высокомолекулярный модификатор ПЭ-МК

1,0

Таблица 2

Высокомолекуляриый модификатор

ПЭ-МК

Без модификатора

Показатель

Предел прочности при растяжении, кг/см

Относительное удлиие25 иие при разрыве, о

Модуль упругости при растяжении, кг/см

Модуль упругости при изгибе, кг/см

Ударная вязкость, кг. см/см . равновесная (360 суток после изготовления)

35 минимальная

141

140

5,8

5,8

10200

13500

9500

2500

27

19

Таблица 3

Введение высокомолекулярного модификатора ПЭ-МК в системе полиэтилен низкой плотности — метасиликат кальция приводит

40 к значительному увеличению ее жесткости.

Модуль упругости при растяжении увеличивается на 30%, модуль упругости при изгибе — более чем в два раза.

При этом стабилизируется структура сис45 темы, о чем свидетельствует практическое постоянство значений ударной вязкости во времени (табл. 3). Для немодифицированной системы ударная вязкость во времени сильно м ен я ется.

125

139

14

Композиция

210 360

90

6300

5900

С модификатором

ПЭ-MK

19

14

22

14

Без модификатора

65 65

200

Предел прочности при растяжении, кг/см

Относительное удлииение при разрыве

Модуль упругости при растяжении, кг/см при деформации, а 0 е 0,5 е 1,0

Ударная вязкость, кг/см (360 суток после изготовления) Изменение ударной вязкости во времени модифицироваиного и иемодифицироваиного полиэтилена

Ударная вязкость, кг см/см за время коидициоиироваиия образцов, сутки

444778

Предмет изобретения

Таблица 4

Высокомолекулярный модификатор

ПЭ-МК

Без модификатора

Показатель

Предел прочности при изгибе, кг/см

Модуль упругости при изгибе, кг/см

250

490

45000

105000

Составитель А. Кулакова

Техред О. Гуменюк

Корректоры: В. Петрова и О. Данишева

Редактор Л. Герасимова

Заказ 954/12 Изд. № 1174 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 51(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример 3. Композиция на основе полистирола наполненного каолином, Полистирол блочный 55,26

Ка олин 43,88

Высокомолекулярный модификатор ПЭ-МК 0,86

Модифицированная композиция отличается существенно более высокой жесткостью и прочностью.

Композиция, содержащая термопластичный полимер, высокомолекулярный модификатор и минеральный наполнитель, о т л и ч а ю щ а я10 ся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств материала на основе этой композиции, в качестве модификатора использован привитой сополимер исходного полимера с ненасыщенной моно- (ди) -карбоновой кис15 лотой или ее ангидридом при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Полимер Основа

Наполнитель 13 — 68

Модификатор 0,1 — 7.