Способ получения одноосноориентированной пленки из полиэтилена

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик р>933476 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 23.12.80 (21) 3223959/23-05 (31) М.КП. с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

В 29 D 7/24

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений . и открытий

133) УДК 678.742. .2:678 ° 32 (088. 8) Опубликовано 0 706.82. Бюллетень Мо 2 1

Дата опубликования описания 07.06. 82 (72) Авторы изобретения

В.П.Будтов, Л.A Ãàíí, В.A Äóâàêèí, Г.Д.Мяс

В.А.Марихин и Л.П.Мясникова в, (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОДНООСНООРИЕНТИРОВАННОИ

ПЛЕНКИ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА

Изобретение относится к способам получения ориентированных пленок из полиэтилена с повышенными прочностными свойствами, применяемых, например, в качестве упаковочных материалов, для изготовления тканых мешков, подложек для ковров и др.

Известен способ j1) получения ориентированной полйпропиленовой" (ПП) пленки из изотактического ПП, заключающийся в том, что пленка в виде плоской ленты, полученная путем экструзии иэ расплава при 270-300 С и скорости 0,61 м/мин с.последующей закалкой в воде при 4 Ciïîäíåðãàåòся вытяжке в продольном направлении на валковой установке при 120-170 о С до степени вытяжки 4-10:1.

По данному способу ПП пленка при

А 7:1 имеет разрушающее напряжение при растяжении (бр ) 32psi (22,4 х х 10 и/мк) и при максимальной .ф = 10 1 достигает 46,5 ьз (32,55 10т и/м ), Недостатками данного способа являются низкие эксплуатационные. свойства ориентированных пленок:. не достигаются высокие значения 1 7 10, и полученные ориентированные пленки имеют недостаточно высокие значения (з 1.

Известен также способ f2) получения одноосноориентированных пленок из полиэтилена. Пленку толщиной 0,50,7 мм получают прессованием полиэтиленапри 160 С между медными пластинами. Затем пленку охлаждают до

100ОС со скоростью 7-9ОС в минуту с последующей закалКой в воде.

Вытяжку образцов проводят при

75-90 О С о скоростью 1-20 см/мин.в течение 70-90 с.

Конечная толщина ориентированной пленки составляет 0,1-0,2 мм.

При этом используется полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) со среднемассовой молекулярной массой (и,,) мень-. ше 200000, среднечисленной молекуляр ной массой (и„) мен .ше 20000 и соотМц, 4, 4 ношением — с 10 при М„"10 и ми

Ым — c20 при М с 10 4

Мп

Получают ориентированные пленки с ЛЪ 16-30 Е > 3 ° 10 "о н/м . . Экспериментально установлено, что пленка, полученная по этому способу, имеет максимальное (зр = 26, 8 ° 10. н/м

Недостатком данного способа является то, что полученные ориентированные пленки имеют низкие Bp ..

933476

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения опноосноориентированной пленки из

ПЭВП (33. способ получения одноосноориентиро.5 ванных пленок из ПЭВП включает экструзию полимера на экструдере с плоскощелевой головкой ири 220-260 С со скоростью 15 м/мин.

После экструзии закалку пленки проводят путем охлаждения валков между гладким охлажденным до 30ОС валком и валком с покрытием из силиконового каучука. Валки охлаждают частичным погружением в водяную ван- )5 ну. После закалки пленку разрезают ножами на продольные ленты и вытягивают в продольном направлении в воздушной печи при 150 С, затем отжигают в печи при 160 С. Пленку вытягивают 70 до 7 = 7-8:1.

Недостатком этого способа являются низкие значениябр и Е получаемых пленок. Свойства пленок по способу

3 представлены в таблице (см. конт-75 рольный пример 5).

Целью изобретения является повышение прочности и модуля упругости одноосноориентированной пленки из полиэтилен а.

Цель достигается тем, что в способе получения одноосноориентированной пленки из полиэтилена, включающем экструзию расплава полимера через плоскощелевую головку, закалку и вы- 3 тяжку в продольном направлении при постоянной температуре, экструзию расплава полимера проводят при 210250 С, закалку — при температуре от

0 до -95oC в течение 10-30 с, а. вытяжку проводят ггри 80-100О С в три стадии: первую до степени вытяжки

2-6, вторую до 10-17 и третью до

20-40„ и после каждой стадии вытяжки пленку охлаждают и подвергают термофиксации при 10-2(>ОС. 45

При закалке в качестве хладагентов применяют тающий лед (плавающий лед в охлажденной воле), тающий ацетон (смесь ацетона с жидким азотом) и другие хладоагенты, позволяющие обес-50 печить глубокое охлаждение пленки.

Вытяжку проводят либо на обычных валковых установках, состоящих из двух пар вращающихся с различной окру>кной скоростью валков диаметром

22 см, либо на утюге (при контакте пленки с обогреваемой металлической трубкой диаметром 0,8-30 см, например латунной). Модуль упругости при растяжении определяют по ГОСТ

9550-71, разрушающее напряжение при растя>кении - по ГОСТ 14236-76.

Степень вытяжки определяют как отношение конечной длины вытянутой пленки к начальной длине невытянутой планки.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1. Пленку из ПЭВП с плотностью (р) 0,9578 г/см (ГОСТ

15139-69), ПТР=3,2 r;/10 мин при

190оС 5 кг (ГСТ 11645-73) получают путем экструзии. Через плоскощелевую головку шириной 1 см,. величиной. зазора 0,5 см при 210-220ОC и скорости вращения цилиндра 5 об/мин Полученная пленка поступает для закалки через пару зажимных валков со скоростью

0,5 м/мин в охлаждаемую до 0 С (температура закалки Т ) ванну с тающим льдом и проточной водой, Время пребывания пленки в ванне 20 с.

Сформованная и закаленная таким способом пленка толщиной 0,05 см и шириной 0,8 см поступает на установку валкового типа.

Первую стадию вытяжки проводят при. вращении приводных валков со скоростью 0,5 м/мин и валков со скоростью 3 м/мин. Пленку предварительно нагревают на валке до 74 С и вытягивают на валке при 80 С до g =б с последующим охлаждением и термофиксацией на валке при 10 С.

Вторую и третью стадию вытяжки проводят в условиях, аналогичных первой стадии вытяжки, на второй стадии до Л 16, на третей до Я.32 с последующей термофиксацией на валке путем охлаждения при 10ОС.

Конечная толщина пленки 0,0125 см, ширина 0,2 см.

Свойства полученной пленки приведены в таблице.

2.

Пример 2. ПЭВП с р=0,9520г/см

ПТР=0,11 г/10 мин экструдируют через плоскощелевую головку шириной 1 см, величиной зазора 0,1 см при 240

250оС, скорости вращения цилиндра 8 об/мин. Полученная пленка поступает для закалки через пару зажимных валков со скоростью 0,7 м/мин в охлаждаемую до -95ОС ванну с тающим ацетоном. Время пребывания пленки в ванне 10 с. Полученную пленку толщиной

0,007 см, шириной 0,7 см с мелкосферолитной структурой вытягивают на утюге (трубка диаметром

1,2 см, обогреваемая термостатируемой силиконовой жидкостью).

Первую стадию вытяжки проводят р 100 С о скоростью 1,4 M/nm до Р- 2.

Вторую и треТью стадии вытяжки проводят в условиях, аналогичных условиям первой стадии, причем вторую до Х 17, третью до Л 20. Термофиксацию после каждой стадии вытяжки проводят при 20оС. Конечная толщина пленки 0,002 см, ширина 0,2 см.

Свойства полученной пленки приведены в таблице.

Пример 3. Пленку получают в условиях, аналогичных примеру 2, но.933476

Физико-механические свойства одноосноориентированных пленок из ПЭВП

Метод испытаний

Единица измерения

Пример Показатель

3 4

5 (кон трол ьныи) .Разрушающее напряжение при растяжении

ГОСТ

14236-76 . 67,7 81,4 77,2 92, 8 31,5

2 7 н/м - 10

2 - 0 н/м . 10 Модуль упругости при растяжении

4,1 6,7 4,3 6,9 3,2

ГОСТ .9550-71

Формула изобретения в три стадии: первую до степени вытяжки 2-6, вторую до 10-17 и третью

Способ получения одноосноориенти 45 до 20-40 и после каждой стадии плен. рованной пленки из полиэтилена, ку охлаждают и подвергают термофиквключающий экструзию расплава поли- сации при 10-2 ", С. мера через плоскощелевую головку, закалку и вытяжку в продольном на- И "точники информации, правлении при постоянной температу- 0 принятые во внимание при экспертизе ре,отличающий с ятем, 1. Патент Великобритании Р 840194, что, с целью повышения прочности кл. B 5 В, опублик. 1960. и модуля упругости пленки, экструзию 2. Патент Великобритании расплава полимера проводят при 210- Р 1469526, кл. B 5 В, опублик. 1977.

250 С, закалку — при температуре 5 3. Патент Великобритании от О до -95 C в течение 10 30 с, 9 1417970. кл. В 5 В, опублик. 1975 а вытяжку осуществляют при 80-100 С (прототип) .

Состави тел ь Л . Ягодкина

Редактор О.Юркова Техред g. enep КоРРектоР Л. Бокшан с

Заказ 4064/24 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 при Т вЂ вЂ -500С, используя ПЭВП с

p=0,9495 г/см3, ПТР=11,85 г/10 мин.

Первую стадию вытяжки проводят до ). 4.

Вторую стадию вытяжки проводят до Л 10, третью до Л 40. Термофиксацию после каждой стадии проводят

0 при 20 С. Свойства полученной пленки приведены в таблице.

Пример 4. Пленку получают в условиях, аналогичных примеру 2, но 10 при Т вЂ” †-80 С в течение 30 с, используя ПЭВП с р= 0,9583 г/см

ПТР =2,5 г/10 мин. Первую стадию вытяжки проводят до А 5. Вторую стадию вытяжки проводят до ). 17, третью — t5 до ) 31. Термофиксацию проводят .после каждой стадии при 15 С .

Свойства полученной пленки приведены в таблице.

Пример 5 (контрольный - по 2{) прототипу). Пленку из ПЭВП с р = 0,9583 г/см 3, ПТР =2,5 г/10 мин экструдируют на экструдере с диаметром цилиндра 62,5 мм, длиной головки

500 мм и шириной щели 0,505 мм при

220 — 260 С со скоростью 15 м/мин .

После экструзии пленку закаливают, пропуская между охлажденным валиком до 30 С и валиком с покрытием из силиконового каучука. Валки охлаждают путем частичного погружения в охлаждающую водяную ванну с температурой

20 С. После закалки пленку разрезают ножами на продольные ленты шириной

0,5 см и вытягивают в воздушной печи при 150 С до iL 8, затем отжигают в печи при 1600 С. .Конечная толщина пленки 0,012 см, ширина 0,2 см.

Свойства полученной пленки приведены в таблице.

Таким образом, по предлагаемому изобретению резко возрастает одновременно разрушающее напряжение при растяжении и модуль упругости одноосноориентированных пленок из полиэтилена.