CS197831B1 - Spósob úpravy mechanických vlastností a distribúcie rozmerov vsrekovaných výrobkov z polymérov propylenu - Google Patents

Description

Predmetom vynálezu je technologicky jednoduchý sposob úpravy distribúcie rozmerov a mechanických vlastností výstrekov z polypropylénu, hlavně z izotaktického polypropylénu, ktorým sa spracovatelské vlastnosti polyméru nenarušia a jeho základné mechanické vlastnosti sa zlepšia.

Izotaktický polypropylén, vďaka svojím priaznivým spracovatelským, fyzikálnym a mechanickým vlastnostiam, nadobudol použitie v róznych oblastiach. Jeho širšej aplikácii však bráni široká distribúcia rozmerov, ako aj poměrně nízká rázová a vrubová odolnost pri znížených teplotách u výrobkov připravených technológiou vstrekovania, a to hlavně v tých aplikačných oblastiach, kde sa kladu zvýšené nároky na přesnost výstrekov.

Doterajší sposob úpravy rázových vlastností spočívá buď v kopolymerizácii polypropylénu s etylénom /Mitsubitshi Petrochemioal Co., I/ED., Japan Technology of Block Copolymer 1977/, alebo v primiešavaní elastomérov do taveniny polypropylénu /Plast, massy 11, 1977/.

Uvedenými sposobmi sa sice dosahujú uspokojivé výsledky, avšak za cenu zvýšenia finančných nákladov na výrobných zariadeniach a za cenu zníženia výrobných kapacit týchto zariadení.

Spomenuté nedostatky je možné odstrániť přidáním amorfného inaktívneho plniva, například jemných skleněných guíočok, /Hellerich, Harech, Haule, Werkstoff - Piihrer Kunstoffe, Carl Hauser Verlag Munchen Wien, 1975/.

Priaznivý efekt sa tu dosahuje za cenu značného zvýšenia surovinových a výrobných nákladov, vyššieho opotrebovania spracovatelských strojov a za cenu zníženia niektorých úžitkových vlastností polyméru.

Podía iného sposobu sa problém širokej distribúcie výstrekov rieši cestou technologických podmienok vstrekovania. Táto metoda poskytuje len relativné dobré výsledky a vo váčšine prípadov v technologickom meradle neprináša z viacerých dovodov požadovaný efekt.

Sposob úpravy mechanických vlastností a distribúcie rozmerov vstrekovaných výrobkov z polymérov propylénu sa podía tohto vynálezu uskutočňuje tak, že sa mechanické vlastnosti, . s výhodou vrubová a rázová húževnatost alebo distribúcia rozmerov vstrekovaných výrobkov z polymérov propylénu, z polypropylénu upravujú přidáváním heterogénnych nukleačných činidiel anorganických alebo organických, nerozpustných v polyméroch propylénu s teplotou topenia vyššou ako teplota topenia kryě „dicke j fázy polymérov propylénu a nerozkladajúcich sa pri podmienkach spracovania polymérov propylénu, v množstve 0,01 až 5,00 hmot.d. na 100 hmot.d. polymérov propylénu.

Postup podía tohto vynálezu spočívá teda v modifikácii nadmolekulovej štruktúry polyméru účinkom vhodných strukturálnych nukleátorov v množstve 0,01 až 5,00 % hmot., posobením ktorých dojde k užšej distrubúcii rozmerov výstrekov a k zlepšeniu mechanických vlastností pri súčasnom zachovaní spracovatelských vlastností.

Podstata vplyvu týchto nukleátorov je vo vytvoření velkého počtu kryštalizačných centier, přítomnost ktorých sposobuje zvýšenie ki*yštalizačne j rýchlosti pri súčasnom

197 831 znížení velkosti sférolitov a sekundárnej kryStalizáoie.

Na sledovanie nadkryštaliokej štruktúry polypropylénových vzorlek je vhodné použiť rladkovaciu elektronová mikroekopiu. Pre kvantitativné porovnania jednotlivých vzorlek sú priemerné velkosti sférolitov vyjádřené hodnotou priemerného poloměru a počtom sféo rolitov, pripadajúoioh na 1 cm povrchu vzorky. Priemerný poloměr sférolitov u nemodlo flkovaného polyméru je 865a počet sférolitov pripadajúei na 1 cm povrchu vzorky je 42,4. Pre porovnanie u polypropylénu modifikovaného 0,75 % hmotnostnými SiOg je prieměrný poloměr sférolitov 405,/un a počet sférolitov pripadajúci na 1 cm povrchu vzorky je 196,2.

řrítomnosť nukleačných činidiel vplýva nielen na velkost sférolitov, ale aj na ich vnútornú Strukturu, čo sa odzrkadluje aj v mechanických vlastnostiach polymérov.

Vhodnými nukleátozni sú látky anorganickej a organickej povahy, nerozpustné v polypropyléne, s bodom topenia nad teplotou kryštalickej fázy polypropylénu a nemeniaoe svoju chemiokú Struktúru pri podmienkach spracovania polyméru.

SpSsob podlá vynálezu je technicky a ekonomicky velmi výhodný a modifikovaný polymér s požadovanými vlastnosťami je možné lahko pripraviť na strojnoteehnologickom zariadení bežne používanom vo výrobniach polypropylénu alebo v spracovatelskýoh závodoch.

Příklad 1

K sledovaniu zmraštivosti a distribúcie rozmerov výstrekov sa použije komerčný polypropylén Tatrén PD-140 s indexom toku taveniny 3,30 g/10 min. a měrnou hmotnosťou 0,91.10 kg.m. . Modifikáoia uvedeného základného polyméru sa uskutočňuje homogenizáciou polypropylénového prášku s 0,4 hmot. dielami kysličníka křemičitého(Aerosilu 200) a následnou granuláciou. Výstreky sa pripravujú na stroji ENGEL 10/20 za nasledovných technologických podmienok: teplota vyhrievaoíoh pásiem 210, 220 °C, příkon na dýze 0,6 A. Pracovný cyklus 60 s, vstrekovací tlak 700 MPa, teplota 45 °C.

Za mieru zmrašťovania sa berle relativná změna rozměru výstreku vztahovaná k rozměru formy po 46 hod. chladenia.

Za mieru rozptylu rozmerov sa berle velkost sraerodajnej odchýlky a variačného koeficientu. Tieto hodnoty sú uvedené v tab. č. 1:

zmraštenle nemodifikovaného	X	a	v
polypropylénu (PP) (%)	0,95	0,047	4,95
zmraštenle modifikovaného
polypropylénu (%)	1,14	0,031	2,72

kde x je středná hodnota s je smerodajná odchylka v je variačný koeficient

197 831

Příklad 2

Základný polymer sa použije ako v příklade č. 1. Na modifikáoiu sa použije Aerosil 200 v množstve 0,7 hmot. dielov. Zmraštenie sa vyhodnocuje na modelovej formě štvrťkotúč v radiálnom a tangenoiálnom smere. Vstrekované výrobky sa pripravujú na stroji CS 195 pri nasledovnýoh podmienkach: teplota zahrievacích pásiera 190, 220, 220 °C, dýza 230 °C, vstrekovací tlak 600 MPa, pracovný cyklus 20s,

Za mieru zmrašťovania v radiálnom smere sa berie změna rozměru výstreku v radiálnom smere vztahovaná k rozměru formy po 48 hod. ohladenia.

Za mieru zmraštenia v tangenoiálnom smere sa berie změna dížky obvodu stvrťkruhu vztahovaná k obvodu stvrťkruhu vstrekovanej formy po 48 hod. ohladenia.

Výsledky udává tab. δ. 2:

nemodifik. PP	X	s	v
zmrašť rad. (%)	1,87	0,13	6,95
zmrašť. tg. (%)	0,39	0,18	46,15
modifik. PP
zmrašť.rad. (%)	1,64	0,04	2,45
zmrašť.tg. (%)	0,18	0,03	16,66

U takto modifikovaného polyméru sa vykonávají! merania mechanických vlastností pevnosti v tahu a vrúbovej húževnatosti. Pevnosť v tahu sa meria podl’a ČSN 64 0605 a vrubová húževnatosť podl’a CSN 64 0612. .

Skúšobné telieska pre tieto skúšky sa pripravujú na vstrekovacom stroji CS 195 pri nasledovnýoh podmienkach: teploty vyhrievacích pásiem 190, 200, 220 °C, teplota trysky 230 °C, regulátor ovládania v polohe 3, vstrekovací tlak 1 200 MPa a pracovný cyklus 20 s.

Pevnosť v tahu sa meria na univerzálnom trhacom stroji ZWICK 1 474 pri nasledovnýoh podmienkach: indikačný rozsah snímača sily 0 až 200 N, rýchlosť skúšanie 100mm/min.

Vrubová húževnatosť sa meria metodou Chárpy na přístroji ZWICK 5 102. Merací rozsah je 0,53. Skúšobné teliesko připravené za tých istých podmienok ako skúšobné telieska pre ťahové skúšky. Výsledky meraní sú v tab. č. 3:

Pevnosť v tahu [MPa]

Nemodifik. PP 33,3

Modifik. PP 35,6

Příklad 3

Základný polymér sa použije ako v příklade 1. Na modifikáoiu sa použije Hermat Zn MBT /zinočnatá sol merkaptobenztiazolu/ v množstve 3 hmot. dielov. U takto modifikovaného polyméru sa meria vrubová húževnatosť metodou uvedenou v příklade 2. Vrubové húževnatosťu nemodifikovaného je 3,6 kJ/m , u modifikovaného 5,0 kJ/m .

Vrubová húžeV. [kJ/m^J

3.6

4.7

197 831

Claims (1)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   Sposob úpravy mechanických vlastností a distribúoie rozmerov vstrekovaných výrobkov z polymérov propylénu, vyznačujúci sa tým, že sa mechanické vlastnosti, s výhodou vrubová a rázová húževnatosť alebo distribúcia rozmerov vstrekovaných výrobkov z polymérov propylénu, s výhodou z polypropylénu, upravujú přidáváním heterogénnyoh nukleačných činidiel anorganických alebo organických, nerozpustných v polyméroch propylénu, s teplotou topenia vyžšou ako teplota topenia kryětaliokej fázy polymérov propylénu a nerozkládájúcich sa pri podmienkach spracovania polymérov propylénu, v množstve 0,01 až 5,00 hmotnostnýoh dielov na 100 hmotnostnýoh dielov polymérov propylénu.