Полимерная композиция на основе полиэтилена

 

пп 448 !94

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческих

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 02.03.72 (21) 1763646/23-5 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30,10.74. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 05.06.75 (51) М. Кл. С 081 29, 04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

/ (53) УДК 678.742.2.046 (088.8) (72) Авторы изобретсния М. А. Магрупов, Б. Д. Юсупов, К. Ш. Саидходжаева и М. М. Ахмедов (71) Заявитель Ташкентский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ленина (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к термостабилизированным композициям на основе полиэтилеча и может найти применение для получения изделий, обладающих повышенной стойкостью к действию тепла и кислорода воздуха, а также способностью к нейтрализации статического электричества, возникающего при изготовле-, нии и эксплуатации пластмассовых изделий.

Известна композиция, в которой наполнители — тальк, каолин, двуокись титана — повышают стойкость к действию тепла и кислорода.

Однако стойкость эта недостаточна; кроме того, указанные наполнители обладают низкой электропроводностью, ограничивающей применение их в пластмассовых изделиях, используемых при транспортировке взрывчатых веществ и других сыпучих материалов в жарких климатических условиях, Целью изобретения является повышение устойчивости композиции к действию тепла и кислорода воздуха, а также придание ей электропроводящих свойств.

Для этого в предлагаемой полимерной композиции применен неорганический наполнитель, частицы которого покрыты пленкой из термообработанного полиакрилонитрила (ПАН), причем компоненты взяты в следующих соотношениях (вес. ч.):

Полиэтилен

Наполнитель 9,72 — 29,17

Полна крилонитрил 0,28 — 2,58, Моди фицирование поверхности наполнителя раствором ПАН в диметилформамиде

5 (ДМФА) осуществляется следующим образом.

Предварительно наполнитель (тальк, каолин, двуокись титана и др.) прокаливают на воздухе в течение 4 час при 450 †5 С для удаления адсорбированных газов, влаги и

10 увеличения реакционной способности наполнителя, развития микропористости его частиц.

Прокаленный наполнитель обрабатывают

10%-ным раствором ПАН в ДМФА (весовые соотношения наполнителя и раствора ПАН в

15 ДМФА 1: 1 — 1:3). После удаления из полученной системы растворителя в интервале температур 120 — 180 С с последующей термообработкой в интервале 180 — 800 С частицы наполнителя покрываются тонкой пленкой

20 термообработанного ПАН. Полученный таким образом наполнитель содержит 2 — 9% (от веса наполнителя) термообработанного ПАН.

Предлагаемая композиция может быть получена смешиванием на шаровой мельнице

25 полиэтилена (ПЭ) и наполнителя, предварительно термообработанного раствором ПАН в

ДМФА. Из полученного пресс-порошка изготавливают пленку методом горячего прессования при 160 С и давлении 120 кг/см .

30 Пример 1. Полиэтилен низкого давления

448194

П р и мер 2. Испытапие проводят аналогично примеру 1, но для повышения эффекта стабилизации-в ПЭНД вводят наполнитель, предварительно термообработанный раствором

5 ПАН в ДМФА. с последующей термообработкой в интервале 180 — 400 С (наполнитель II).

Результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1 иигибироваииом окислении полиэтилена

3 (ПЭНД) с немодифицированным наполнителем (в таблицах — наполнитель 1) (тальк, каолин, двуокись титана) подвергают термоокислительной деструкции при определенной температуре и исходном давлении кислорода и определяют индукционный период окисления (см. табл. 1).

Эффективность иаполиителей при

Индукционный период окисления

Условия окисления

Количество наполнителя, вес.,г

Наполнитель

Наполнитель давление кислорода, мм рт. ст. температура, С

120

Тальк

То же

То же

Каолии

То же

То же

Двуокись титана

То же

30

То же

0,25

0,3+0,5

Диан

Тоиаиол Са —, дилаурилтиодипропионат

Саитонокс

315

200

200

0,25

0,05

Тоалкофеи БП ческой деструкции при 380 и 390 С в вакууме.

Термостабилизирующий эффект наполнителей

10 определяют по потере веса в процентах от веса полимера в течение 2 час (см. табл. 2).

П р и и е р 3; Испытание проводят аналогично: примеру 1, но.в ПЭНД не вводят наполнитель (см::табл. 1) ..

П ри мер 4.:.ПЭНД с наполнителем (тальк, коалин, двуокись.- титана) подвергают термиТаблица 2

Влияние степени"наполнения-и условий модифицироваиия иаполиителя на термическую. деструкцию композиций иа основе полиэтилена

Потеря веса (,, ) при температуре (С)

380 390

Концентрация наполиителя, вес. о, Наполвитель

Наполиитель

Ш

Тальк

То жв

То же.

К волин

То же

7О ЖФ-"

Д1 рцкщр титана—

Уе- 3te ро жь.10

28

28

48

12

71

71

12

200

16

3

4

11

11

О

200

52

33

23

I9

72

14

32

300

26

28

23

11

19

21

21

19

1I

19

I0

19

448194 о î о о о о

1 сч с э сс с0 в 00

CII «

« . м « 1 о о о и о

Ф

ФС

k о

3 х и

Ф сс о

Ф о х д (Э

Ol Ю Cl о о Ь о о ь

dO Ф 00 cII СЧ 00 м о Й ь 1 1 и сс Ф C

СО ID С6 СО СО

el Cl D о о о Ф 00 СЧ

СЧ

О О О О О

« « « I

1 I (в

I со

° 4

С0

СО

ФЪ ь м

» о

° l

» о о о

« »I I

Id

IXI с»

v х о

III

I о

I в

С0 CO сР сО 0 DI

М

Ф д

Ио

Ф с ех кК

,х х

o v

Q) х х х о

I0 »

Ф х

М

Ф х ж х

Id

Ф к и

1 о

М х сс х

I о

СС CC сс сс сс

I I I о о о о о! о о о

I о х 0

Я 0 .0 с0 Ф

Ф Х х Ф ох ох х

О х х-" с»

v СС о х х

8 х хЙ

М

Ф f»

«

« о

СО

° Ч о х х о

1 г. х ф

О Ф v !

» С» Ф

53 ф х

: 1 сок О

f» о х с к н о о о

& f» х

Ф х х о х х

М

Ос о й(О х о

С0 ф х х

Ф щ оф х х

ФЫ ф О ой о 00 с0 Я ф(g х

О Х ,, х сХ Id оо

v ccc

8»! I ! I I о о о о о о о о о

В сС сб СО СО СО 00 0О

1 Я Я Я Я Ф Я оо Ф Я I 1 !

dd 00 СЮ 00 . О В СО О СО О СЧ 00

»С» iQ м м С0 Cr> С С С 4 СФ С»с ID ч tD

CO СЧ иЪ

Ж Я Я Я Д 8. Я о Я

С0 СО Ь СЧ Ь В CO В

О a> Dd В сО О

С с «С»с 1-ч «ч 0С с с о î о о о о о о g g о о

448194

Составитель Л. Кулакова

Тскред li. Куклина

Редактор Н. Спиридон ва

Корректор Н. Аук

Заказ 1268/14 Изд. № 1260 Тираж 565 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример 5. Испытание проводят аналогично примеру 4, но для повышения эффекта термостабилизации в ПЭНД вводят наполнитель, предварительно обработанный раствором ПАН в ДМФА, с последующей термообработкой в интервале 180 — 400 и 180 — 500 C (наполнитель III)

Пример 6. Испытание проводят аналогично примеру 4, но в ПЭНД не вводят наполнитель (см. табл. 2) .

Пример 7. Для установления области применения композиций на основе ПЭ на разрывной машине типа ZMGJT-250 при скорости

50 мм/мин определяют механические характеристики и на приборах Е9-4 и E6/3 — удельное объемное сопротивление образцов, наполненных немодифицированным наполнителем (см. табл. 3) .

Пример 8. Испытания проводят аналогично примеру 7, но для повышения антистатического эффекта, т. е. для придания композиции электропроводящих свойств, в ПЭНД вводят наполнитель, обработанный растворов ПАН в

ДМФА с последующей термообработкой при

400, 500, 600 (наполнитель IV) и 800 С (наполнитель V) (см. табл. 3).

Как видно из табл. 1 наибольшей эффективностью против действия кислорода при повышенных температурах обладают образцы, наполненные модифицированным тальком, индукционный период окисления которых в

2 — 3 раза больше по сравнению с ненаполненным полиэтиленом.

Модифицированные на полн ители не уступают в эффективности стабилизации таким стабилизаторам как диан -и тоалкофен БП, но уступают топанолу Са. Преимуществом наполнителей, поверхность которых покры га тонким слоем термообработа нного ПАН, по сравнению с промышленными органическими стабилизаторами является то, что они не улетучиваются в процессе переработки и эксплуатации изде.чий из композиций н придают им электропроводящие свойства.

Данные табл. 2 показывают, что наибольший термостабилизирующий эффект наблю5 дается при введении в полимер именно модифицированных наполнителей, причем этот эффект почти не зависит от температуры термообработки модифицированных наполнителей.

10 Из табл. 3 явствует, что с введением в полимер модифицированных и немодифицированных наполнителей значение предела прочности на растяжение почти не изменяется, а значение относительного удлинения становится

15 меньше, чем при использовании, например, промышленного стабилизатора сантонокс.

С введением в полимер модифицированных наполнителей с различной температурой тер20 мообработки можно получить наполненный полимерный материал, обладающий диэлектрическими и электропроводящими свойствами. Для улучшения электропроводящих свойств материала в ПЭ вводят модифициро25 ванный наполнитель, содержащий термообработанный ПАН в количестве 8,6% от веса наполнителя, при этом другие исследованные свойства композиций почти не изменяются.

30 Предмет изобретения

Полимерная композиция, содержащая полиэтилен и неорганический наполнитель, о тл ич а юшийся тем, что, с целью повышения ее

85 устойчивости к действию тепла и кислорода воздуха, а также для придания электропроводящих свойств, применен неорганический наполнитель, частицы которого покрыты пленкой из термообработанного полиакрилонитрила, 40 причем компоненты взяты в следующих соотношениях (вес. ч.):

Полиэтилен 90 — 70

Наполнитель 9,72 — 29,17

Полиакрилонитрил 0,28 — 2,58.