CS197009B1 - Sposob stabilizácie polymérov propylenu voči termooxidačnej deštrukcii katalyzovanej medou - Google Patents

Description

197 009

Predmetom vynálezu je sposob úpravy odolnosti polymérov propylénu voči termooxi-dačnej destrukci!, ktorá umožňuje niekolkonásobné, ba až radové zvýšenie životnostipolyméru »pri jeho styku s méďou alebo jej zliatinami, za podmienok aplikácie pri zvý-šených teplotách.

Polyméry propylénu sa vyznačujú predovšetkým priaznivými mechanickými a spracova-telskými vlastnosťami, pre ktoré sa zařadili medzi najmasovejšie používané plastickélátky. Chemická struktura polymérov propylénu, ktorá na jednej straně zabezpečuje týmtopolymérom relativné vysoká pevnost, tuhost a termomechanickú odolnost, zapříčiňuje všakna straně druhej ich zníženú fotooxidaěnú a termooxidačnú stabilitu, velmi výrazné saprejavujúcu právě pri styku polymeru s méďou. Běžné antioxidanty, či už fenolového,aminového alebo fosfitového typu sú voči takémuto katalytickému vplyvu médi na termooxi-dačnú deštrukciu polypropylénu a jeho kopolymérov prakticky neúčinné. Táto skutočnosťpreto vo všeobecnosti zabraňuje ich použitiu tam, kde z nich zhotovený výrobok je počassvojej aplikácie vystavený trvalému styku s kovovou medou alebo jej zliatinami za pod-mienok zvýšenej teploty /izolácie silnoprúdových káblov, teplovodné rozvody a pod./.

Takúto termooxidačnú deštrukciu polymérov propylénu katalyzovanú méďou sa do urči-tej miery podařilo inhibovať oxamidom a zvlášť niektorými jeho derivátmi z ktorýchnajvSčší účinok prejavuje N,N- difenyloxamid. Za účelom zvýšenia inhibičného vplyvusa tieto zlúčeniny používajú spolu s antioxidantami, pričom významnější synergický efektsa dosahuje kombináciou N, N - difenyloxamidu so 4, 4 - tio - bis - /3-metyl-6-tero.butylfenolom/, (R. H. Hansen, C. A. Russell, T. De Benedictis, W. M. Martin, J. V. Pas-cale, Qhim. techn. polimerov £, 11, 76-80 (1961)). No napriek uvedeným skutočnostiamneposkytuje takéto riešenie želatelná výsledky, pretože umožňuje predížit životnostpolyméru pri kontakte s méďou maximálně 3 až 4 krát pri rovnakej teplote a voči stabili-zovanému polymeru bez účinku médi je tu trvalá tepelná odolnost ešte stále o niekolkodesiatok °C nižšia.

Postupom podl’a tohto vynálezu sa stabilizácia polymérov propylénu voči termooxi-dačnéj deštrukcii katalyzovanej méďou uskutočňuje tak, že sa v tavenine polyméru priteplote 160 až 250 °C alebo v natívnom polymérnom prášku disperguje 0,05 až 3,0 %hmotových nízkomolekulovej kremíkokyslíkovej zlúčeniny, s výhodou práškový kysličníkkřemičitý zemitosti 2 at 50 nm, a/alebo tekutý siloxanový oligomér všeobecného vzorca

F Ί F - Si - 0 - Si - 0 - Si - 0 -Ř R & v ktorom R označuje alifatický alebo aromatický uhlovodíkový radikál s počtom uhlíkov1 až 6.

Vplyvom uvedenej přísady dispergovanéj v polyméri dochádza k velmi účinnej retardá-cii medou katalyzovanej deštrukcie polyméru, sposobenej tým, že tieto látky s kremíko- v kyslíkovou v&zbou dezaktivuju medou vzbudeny kyslík, pričom sučasne posobia ako nukleač-ná činidlá, účelne modifikujúcé kryštalickú štruktúru polyméru. Uvedený zásah nemá přitomnepriaznivý vplyv na fyzikálně vlastnosti a spracovatelnosť polyméru a keďže sú tieto 197 009 zlúčeniny prakticky inertnej povahy, nereagujú ani s antioxidantami alebo inými prímesami,například typu nadúvadiel alebo pigmentov. Dispergáciu modifikačných přísad v polymérimožno přitom uskutočnit nielen ioh priamou homogenizáciou v polymérnej tavenine, ale ajpředběžným studeným zamiešaním do práškového polymeru. Pri príprave takejto studenejpredzmesi sa vlastná dispergáoia funkčnej přísady v tavenine polymáru realizuje počasjeho nadvSzujúceho tepelného spraoovania, bez potřeby zvláštnej technologiokej operácie.

Riešenie je založené na novom principe retardáoie tohto deštrukčného procesu, ktorása dosahuje vhodnou dezaktiváciou méďou vzbudeného kyslíka, súčasne s účelným usporia-daním krystalickéj Struktury polypropylénu, tičelom vynálezu je umožnit spolahlivú apli-káoiu polymérov propylénu pri zvýšených teplotách aj u takých výrobkov, ktorých vlastnáfunkcia je podmienená trvalým stykom s povrchom či už kovověj médi, ako je to napříkladu káblov a vodičov, alebo jej zliatín s inými kovmi, čo je zasa typickým příkladem rúrna rozvod teplej vody.

Podrobnejšie údaje a podmienky úpravy odolnosti polypropylénu alebo jeho kopolymérov *voči texmooxidačnej destrukci! katalyzovanej méďou podlá tohto postupu sú uvedené v nasle-dovných príkladoch. Přikladl

Polypropylén, na ktorom sa demonštrujú postup a účinky uvedeného spdsobu stabilizá- ;cle texmooxidačnej deštrukcie katalyzovanej méďou* má nasledovné charakteristikyt indextoku 0,7 g/10 min., mernú hmotnost 0,91 g/om\ pevnost na medzi klzu 37 MPa a tažnost20 %. Pri príprave skúšobnýoh vzoriek sa postupuje tak, že po roztavení polyméru nadvojvalci pri teplote 170 °C sa přidá 1,5 % hmotnostného práškovéj médi a 0,6 % hmot.práškového kysličníka křemičitého s povrchom častíc 200 m /g, potom sa v miešaní pokraču-je dalších 5 až 7 minút. Zo získanéj zmesi sa pri teplote 175 °C vylisuje doštička hrůb-ky 1,2 ipm, na ktorej sa ešte aj po 50 hodinovom stárnutí pri 130 °C v termostate s núte-nou cirkuláciou vzduchu udržujú mechanické vlastnosti skúšobných teliesok na praktickyvýchodiskových hodnotách, kým u komerčného polyméru špeciálne stabilizovaného voči médipoklesla pevnost na medzi klzu na 24 MPa a tažnost na 7 % už za týchto podmienok, U vzo-riek polypropylénu připraveného za opísaných podmienok, avšak bez přídavku kysličníkakřemičitého, poklesli sledované mechanické vlastnosti už po 20 hodinovom stárnutí pri130 °C na nemeratelné hodnoty. Příklad 2

Tu sa použil rovnaký typ polypropylénu a rovnaký postup ako aj v příklade 1, pričom k stabilizácii polyméru voči médi sa taktiež primiešalo 0,6 % hmotnostných kysličníka křemičitého, avšak vo formě jemnejšieho prášku, a to s povrchom častíc 350 m^/g, V tom- to případe sa merané mechanické vlastnosti zachovali na povodněj výške ešte aj po 100 hodinovom stárnutí za podmienok opísaných v příklade 1. 197 009 Příklad] K úpravě odolnosti polypropylénu voči termooxidačnej destrukci! katalyzovanej méďousa použije oligomérny polydimetylsiloxán viskozity 0,35 Pa.s o koncentrácii 0,2 % hmot-nostných, ktorým sa rovnakým postupom stabilizuje rovnaký druh polyméru ako aj v příklade1. Efekt zaohovania východiskových mechanických vlastností materiálu pri jeho stárnutív styku s medou pri 130 °C sa docieli ešte po 110 hodinách. Příklad 4

Postupuje sa rovnako ako v predchádzajúcom příklade, len s tým rozdielom, že oli-gomérny polydimetylsiloxán sa přidává do polyméru v množstve 0,8 % hmotnostných. Pritakejto aditivácii polypropylénu sa nezaznamená změna v povodnej pevnosti na medzi klzua poměrného predíženia ešte ani po 130 hodinovom vystavení materiálu starnutiu priteplote 130 °C.

Príklad 5

Podobné ako v příklade 4 sa použije oligomérny polydimetylsiloxán,avšak jehomnožstvo v polyméri tvoří 1,2 % hmotnostných. Za týchto podmienok stabilizécie sa příz-naky deštrukcie polypropylénu zaSínajú prejavovať až po 155 hodinách.

Prík.lad 6 K prakticky rovnakým výsledkom ako sú uvedené v příklade 5, vedie i postup, v kto-rom sa použije 1,4 % hmotnostných oligomérneho polymetylfenylsiloxánu v olejovej kon-zistenci!. Příklad 7

Rovnaký postup přípravy vzoriek a rovnaké podmienky skúšok ako v predchádzajúcichpríkladoch s polypropylénom sa aplikujú pre kopolymér propylénu b 1,3 mol. % etylénu.Tento materiál má nasledovné východiskové charakteristiky: index toku 0,55 g/10 min.,mernú hmotnost 0,90 g/cm\ pevnost na medzi klzu 27 MPa a tažnost 450 %, Za účelomstabilizácie tohto kopolyméru voSi účinkom médi sa použije oligomérny polydimetylsilo-xán v množstve 0,6 % vzhladom na hmotnost polyméru. Po 150 hodinovom stárnutí pri 130 *Cvo vzdušnom termostate pevnost na medzi klzu si zachovává prakticky povodnú hodnotua tažnost poklesne na 410 %.

Modifikácia polyméru podlá opísaného postupu nemá v žiadnom z uvedených príkladov aspriaaniYý vplyv na jJtlW velmi výhodné mechanické a teimomechanické vlastnosti. Přitom v žiadnom z týchto prípadov aplikácia daného riešenia nepředpokládá a ani nevyžaduje zvláštně výrobné zariadenia a ani nie je spojená so stažením technologického procesu Si

Claims (1)

1. 4 197 009 už výroby alebo spracovania polyméru, PREDMET VYNÁLEZU Sposob stabilizécie polymérov propylénu voči termooxidačnej destrukci! katalyzovanej méďou, vyznačujúci sa tým, že sa v tavenine polyméru pri teplote 160 až 250 °Calebo v natívnom polymérnom prážku disperguje 0,05 až 3,0 % hmotnostných nízkomolekulovej kremíkokyslíkovej zlúčeniny, s výhodou prážkový kysličník křemičitý zrnitosti2 až 50 nm, a/ alebo tekutý siloxanový oligomér vžeobecného vzorca R R R -Si-O-Si-O-Si-O-liiR R R v ktorom R označuje alifatický alebo aromatický uhlovodíkový radikál s počtom uhlíkov1 až 6.