CS210555B1 - a method for increasing the stress resistance of linear polyethylene against corrosion - Google Patents

a method for increasing the stress resistance of linear polyethylene against corrosion Download PDF

Info

Publication number
CS210555B1
CS210555B1 CS11380A CS11380A CS210555B1 CS 210555 B1 CS210555 B1 CS 210555B1 CS 11380 A CS11380 A CS 11380A CS 11380 A CS11380 A CS 11380A CS 210555 B1 CS210555 B1 CS 210555B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
increasing
polyethylene
linear polyethylene
against corrosion
stress resistance
Prior art date
Application number
CS11380A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Vitezslava Dolakova
Frantisek Kratochvil
Josef Krivanek
Jiri Rovner
Karel Vesely
Original Assignee
Vitezslava Dolakova
Frantisek Kratochvil
Josef Krivanek
Jiri Rovner
Karel Vesely
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitezslava Dolakova, Frantisek Kratochvil, Josef Krivanek, Jiri Rovner, Karel Vesely filed Critical Vitezslava Dolakova
Priority to CS11380A priority Critical patent/CS210555B1/en
Publication of CS210555B1 publication Critical patent/CS210555B1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Způsob zvýšení odolnosti polyetylenaAro ti korozi za napětí Homopolymery etylenu snadno praskají při napětí v prostředí roztoků povrohově aktivních látek a rozpouštědel. Zvýšení odolnosti lze podle vynálezu dosáhnout přísadou 5 až 60 hmotnostních % uprave ných anorganiokýoh plniv, např. kaolinu nebo mletého vápenoe s průměrnou velikos tí částic od 1 do 10 >um.Method for increasing the resistance of polyethylene to stress corrosion Ethylene homopolymers easily crack under stress in the environment of solutions of surfactants and solvents. According to the invention, increasing the resistance can be achieved by adding 5 to 60% by weight of modified inorganic fillers, e.g. kaolin or ground lime with an average particle size of 1 to 10 µm.

Description

Vynález se týká modifikace vlastností lineárního polyetylénu.The invention relates to a modification of the properties of a linear polyethylene.

Je známo, že lineární polyetylén patří mezi materiály, /které při napětí v prostředí vodných roztoků povrchově aktivních látek a v prostředí některých organických rozpouštědel snadno praskají. Tento jev je nazýván koroze za napětí a jeho odstranění by umožnilo značně rozšířit oblasti použití polyetylénu.It is known that linear polyethylene is one of the materials which easily breaks under tension in aqueous surfactant solutions and some organic solvents. This phenomenon is called stress corrosion and its removal would allow a wide range of polyethylene applications.

Známou cestou, jak snížit citlivost polyetylénu vůěi korozi za napětí bylo použití vysokomolekulárních kopolymerů, například a butenem-1. Vážným omezením použitelnosti těchto kopolymerů je však omezená zpracovatelnost. Především se takové typy polyetylénu obtížně zpracovávají vstřikováním, které je přitom nejvýznamnější zpracovatelskou technologií pro výrobu technických výrobků, například pro automobilový průmysl, u kterých běžně dochází ke styku s benzinem a olejem. Mimo to jsou tyto kopolyméry dražší než vstřikovací typy lineárního polyetylénu.A known way to reduce the sensitivity of polyethylene to stress corrosion was the use of high molecular weight copolymers, for example, and butene-1. However, the workability of these copolymers is limited by their workability. First of all, such types of polyethylene are difficult to process by injection molding, which is the most important processing technology for the production of technical products, such as the automotive industry, in which gasoline and oil are commonly contacted. Furthermore, these copolymers are more expensive than linear polyethylene injection types.

Předložený vynález vychází z našeho zjištění, že přísadou mikrodlsperzníoh plniv, jako je například uhličitan vápenatý nebo kaolin s výhodou s velikostmi ěástio v oblasti 1 až 10yum, dochází k výrazným změnám nadmolekulámí struktury polyetylénu, které jednak způsobují změny mechanických vlastností polyetylénu, jednak se překvapivě projevily výrazným zlepšením odolnosti polyetylénu proti korozi za napětí.The present invention is based on our finding that the addition of microdisperse fillers, such as calcium carbonate or kaolin, preferably having a particle size in the range of 1 to 10 µm, results in significant changes in the supermolecular structure of polyethylene which both cause changes in the mechanical properties of polyethylene. by significantly improving the stress-resistant corrosion resistance of polyethylene.

Předmětem vynálezu je způsob zvýšení odolnosti lineárního polyetylénu proti korozi za napětí pomocí modifikačních přísad, vyznačený tím, že modifikaČní přísadou je mikromletý vápenec upravený kyselinou stearovou nebo kaolín upravený sílaný s průměrnou velikostí částic od 1 do 10yum v koncentraci 5 až 60 hmotnostních % vztaženo na hmotnost po\ lyetylenu.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for increasing the stress corrosion resistance of a linear polyethylene by modifying additives, characterized in that the modifying additive is micronized stearic acid-treated limestone or thick kaolin treated with an average particle size of 1 to 10 µm at 5 to 60% by weight polyethylene.

Vztahy mezi strukturou polyetylénu a jeho odolností proti korozi za napětí dosud nejsou teoreticky objasněny. Hejpravděpodobnějším vysvětlením je zeslabení struktury amorfních mezilamelérních oblastí jejich nabotnáním v povrchově aktivním činidle. Je známo, že v okolí minerálního plniva dochází ke vzniku hraniční transkrystalické struktury, která se značně liší od neuspořádané semi-krystalické struktury neplněného polymeru. Studiem kinetiky degradace polyetylénu plněného modifikovaným kaolinem vyvolané kyselinou dusičnou bylo zjištěno, že tato hraniční struktura je méně uspořádaná než původní krystalická fáze a více uspořádaná než původní amorfní fáze. Od určité koncentrace plniva výše v celkovém objemu kompozitního materiálu již převládá tato hraniční struktura matrice. Haopak při velmi vysoké koncentraci plniva dojde při působení tenzoaktivní látky již ke snadnému křehkému lomu.·The relationships between the structure of polyethylene and its resistance to stress corrosion are not yet theoretically elucidated. A more likely explanation is the weakening of the structure of the amorphous intermellular regions by their swelling in the surfactant. It is known that a boundary transcrystalline structure is formed around the mineral filler, which differs considerably from the disordered semi-crystalline structure of the unfilled polymer. By studying nitric acid induced degradation kinetics of polyethylene loaded with modified kaolin, it was found that this boundary structure was less ordered than the original crystalline phase and more ordered than the original amorphous phase. From a certain filler concentration higher in the total volume of the composite material, this boundary structure of the matrix already prevails. On the other hand, at a very high filler concentration, an easily brittle fracture occurs under the action of the tenzoactive substance.

Měření odolnosti vůči korozi za napětí se provádí podle normy ASTM O 2552 a použitím zkušebních těles vysekanýoh z lisované tloušťky 1 mm.The stress corrosion resistance measurements are made according to ASTM O 2552 and using test specimens die-cut from a 1 mm pressed thickness.

Požadované napětí bylo nastaveno s přesností 0,1 MPa, námi použité měřící zařízení má dvacet míst.The required voltage was set with an accuracy of 0.1 MPa, the measuring device used by us has twenty places.

210 SSS210 SSS

Zkušební těleaa byla před vlastním měřením temperována 1 hodinu při 115 °C, aby bylo dosaženo rovnovážná krystalizace a potom ponechána pomalu zchladnout na laboratorní teplotu. Jako povrchově aktivní činidlo byl použit neředěný komerční detergent Jar 75, teplota lázně nastavena na (50,0 - 0,5) °C a tahová napětí na (2,9 -0,1) MPa.The test specimens were tempered for 1 hour at 115 ° C prior to measurement to achieve equilibrium crystallization and then allowed to cool slowly to room temperature. The undiluted commercial detergent Jar 75 was used as a surfactant, the bath temperature set at (50.0-0.5) ° C and the tensile stress at (2.9-0.1) MPa.

Výsledky měření jsou zpracovány v logaritmioko-pravděpodobnostním grafu. Na logaritmickou osu se nanáší Čas do porušení pro jednotlivá tělesa v hodinách, na pravděpodobnostní osu výraz z^/ (N + 1) x 100 %, kde zi je pořadí tělesa při prasknutí a N je oelkový počet zkouěenýoh těles. Na vzniklé lineární závislosti ee odečte faktor *50’ to je pravděpodobný čas do porušení 50 % zkoušených těles. Pokud žádné těleso nepraskne po 500 hodináoh expozice v aktivní lázni, je pokus ukončen a vzorek je označen za odolný proti korozi pod napětím v dané lázni.The measurement results are processed in a logarithmic-probabilistic graph. The logarithmic axis is Time to failure for individual bodies in hours, on the probability axis the expression z ^ / (N + 1) x 100%, where z i is the order of the body at rupture and N is the total number of bodies tested. On the resulting linear dependence ee subtracts a factor of * 50 'that is the probable time to failure of 50% of the test specimens. If no body bursts after 500 hours of exposure in the active bath, the experiment is terminated and the sample is marked as corrosion resistant under stress in that bath.

Abychom kvantitativně hodnotili! vliv použitých minerálních plniv, byla nejprve vyhodnocena odolnost proti korózi pod napětím u několika vzorků lineárního polyetylénu. Výsledky ukazuje tabulka:To quantitatively evaluate! influence of used mineral fillers, the stress corrosion resistance of several linear polyethylene samples was first evaluated. The table shows the results:

CharakteristikaCharacteristics

Index toku dle ČSN 640861 (h)Flow index according to ČSN 640861 (h)

Kopolymer 0,20 Homopolymer 1 0,34 Homopolymer 2 5,9 odolnýCopolymer 0.20 Homopolymer 1 0.34 Homopolymer 2 5.9 resistant

Z tabulky je patrné, že oba uvedené homopolymery, z nichž typ 1 je poměrně vysokomolekulární, nejsou proti korozi pod napětím dostatečně odolné.It can be seen from the table that both said homopolymers, of which type 1 is relatively high molecular weight, are not sufficiently resistant to stress corrosion.

Naopak, jak bude ukázáno v níže uvedených příkladech, při širokém koncentračním rozsahu přidaných plniv je u odou polymerů dosahováno vyhovující odolnosti. Díly a prooenta uváděná v příkladech jsou procenta hmotnostní.Conversely, as will be shown in the examples below, with a wide concentration range of the added fillers, a satisfactory resistance is achieved in the polymer abrasion. The parts and prooents given in the examples are percent by weight.

Příklad 1Example 1

Práškový homopolymer 1 byl amísen a příslušným množstvím mlkromletého vápence charakterizovaného průměrnou velikostí částic 4,5yim, ve kterém podíl pod 2yum činil 14 % a podíl nad 10yim 1,6 % a který byl předem upraven 0,5 % kyseliny stearové. Směs byla stabilizována 0,15 % pentaerytritol-tetrabis (3,5-di-tercbutyl-4-hydroxyfenyl) - propionátu. Uvedená prášková směs byla dávkována do dvojěnekového směšovacího extrudéru a granulována, teplota taveniny 230 °C. Z připraveného granulátu byly lisováním při 210 °C připraveny desky tloušťky 1 mm a z nich vyseknuta zkušební tělesa, která byla před měřením temperovánaThe powdered homopolymer 1 was mixed with an appropriate amount of milled limestone characterized by an average particle size of 4.5 µm, in which the proportion below 2 µm was 14% and the proportion above 10 µm was 1.6%, and which had been pre-treated with 0.5% stearic acid. The mixture was stabilized with 0.15% pentaerythritol tetrabis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate. The powder mixture was metered into a twin wall mixer extruder and granulated, melt temperature 230 ° C. Plates of 1 mm thickness were prepared from the prepared granulate by pressing at 210 ° C and die-cut test bodies which were tempered before measurement

210 SB5 a chlazena, jak bylo popsáno výše.210 SB5 and cooled as described above.

Vliv koncentrace mikromletého vápence v kompozitním materiálu na hodnotu ukazuje tabulka:The influence of micronized limestone concentration in composite material on the value is shown in the table:

Vliv mikromletého vápence na odolnost proti korozi pod napětím homopolymeru 1 % CaCO^ ve směsi Ρ^θ (h)Influence of micronized limestone on corrosion resistance under tension of homopolymer 1% CaCO ^ in mixture Ρ ^ θ (h)

0 0 86 86 10 10 680 680 20 20 May 500 500 30 30 500 500 40 40 500 500 50 50 880 880

Z tabulky je zřejmé, že v rozsahu koncentrací CaCO^ od 10 do 50 % je dosahováno velmi dobré odolnosti proti korozi pod napětím.It is apparent from the table that a very good stress corrosion resistance is achieved in the CaCO2 concentration range from 10 to 50%.

Příklad 2Example 2

Práškový homopolymer 2 byl smísen s příslušným množstvím kalcinovaného kaolinu s povrchovou úpravou 1 % aminopropyl-tri-etozysilanu, který byl charakterizován průměrnou velikostí částic 2,3yum podílem částic s velikostí pod 2yum 37 % a podílem částic s velikostí nad 10yum 0,2 %. Směs byla stabilizována 0,1 % 2,2-tiodietyl-bis-3-(3,5-diterc,butyl4-hydroxyfenyl) propionátu. Příprava granulátu i příprava zkušebních těles proběhla stejným způsobem jako v příkladu 1.The powdered homopolymer 2 was mixed with an appropriate amount of calcined kaolin with a 1% aminopropyl-triethyl etosysilane surface treatment, which was characterized by an average particle size of 2.3 µm with a particle size below 2 µm 37% and a particle size above 10 µm 0.2%. The mixture was stabilized with 0.1% 2,2-thiodiethyl-bis-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate. The preparation of the granulate and the preparation of the test specimens were carried out in the same manner as in Example 1.

Vliv koncentrace upraveného mikrodisperzního kaolinu v kompozitním materiálu na odolnost proti korozi pod napětím charakterizovanou hodnotou *50 ukazuje tabulka:The effect of the modified microdisperse kaolin concentration in the composite material on the stress corrosion resistance of * 50 is shown in the following table:

Vliv upraveného kaolinu na odolnost proti korozi pod napětím homopolymeru 2Influence of modified kaolin on corrosion resistance under tension of homopolymer 2

% kaolinu ve směsi % kaolin in the mixture *50 * 50 0 0 30 30 10 10 180 180 20 20 May 500 500 30 30 500 500 40 40 500 500

210 585210 585

500500

500500

Z tabulky je zřejmé* ie v rozsahu konoentraoí 10 až 60 % je 1 u nízkomolokulámího vstřikovacího homopolymeru dosahováno vysoké odolnosti proti korozi za napětí.It is apparent from the table that in the range of 10 to 60% of the concentration, a high resistance to stress corrosion is achieved with a low-molecular-weight injection homopolymer.

Claims (1)

Způsob zvýšení odolnosti lineárního polyetylénu proti korozi za napětí pomooí modifi kačníoh přísad, vyznačený tím,,že modifikační přísadou je mlkromlotý vápenec upravený kyselinou stearovou nebo kaolin upravený silany s průměrnou velikostí čáatlo od 1 do 10yum v konoentraoí 5 až 60 hmotnostníoh % vztaženo na hmotnost polyetylénu.Method for increasing the stress corrosion resistance of a linear polyethylene by modifying additives, characterized in that the modifying agent is stearic acid-treated micronized limestone or silane-treated kaolin with an average number of from 1 to 10 µm in a concentration of 5 to 60% by weight based on polyethylene weight .
CS11380A 1980-01-04 1980-01-04 a method for increasing the stress resistance of linear polyethylene against corrosion CS210555B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS11380A CS210555B1 (en) 1980-01-04 1980-01-04 a method for increasing the stress resistance of linear polyethylene against corrosion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS11380A CS210555B1 (en) 1980-01-04 1980-01-04 a method for increasing the stress resistance of linear polyethylene against corrosion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS210555B1 true CS210555B1 (en) 1982-01-29

Family

ID=5332700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS11380A CS210555B1 (en) 1980-01-04 1980-01-04 a method for increasing the stress resistance of linear polyethylene against corrosion

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS210555B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Effect of hydrothermal environment on moisture absorption and mechanical properties of wood flour–filled polypropylene composites
US4544700A (en) Poly(arylene sulfide) composition containing an ethylene polymer
EP0142825A2 (en) Silicone rubber as modifier for Poly(Arylene Sulfide)
EP0401871B1 (en) Impact promoters for mineralfilled thermoplastics
EP0335165A1 (en) Thermoplastic workable, fiber reinforced polyamide moulding mass, rendered flame-retardant by magnesium hydroxide, procedure for its preparation and its use
DE112005000215B4 (en) A polyacetal resin composition and a process for its preparation
CN113861651A (en) Polycarbonate composition and preparation method and application thereof
CN109111735B (en) Anti-aging mildew-proof nylon and preparation method thereof
CS210555B1 (en) a method for increasing the stress resistance of linear polyethylene against corrosion
CN114773732B (en) Standard sample for notch impact strength detection and preparation method thereof
EP3615600B1 (en) Surface treated talc and polymer compositions for high temperature applications
US3111499A (en) Zinc-oxide-sulfur stabilizer for polyolefin compositions
EP0278559A2 (en) Polyamide compositions
US3060149A (en) Stabilized polymer compositions
CN119490722A (en) Composite material for deck and preparation method thereof
CN112126165A (en) Polypropylene composite material with self-repairing performance after high-temperature aging and preparation method thereof
US3808172A (en) Technique for retarding environmental stress cracking of polymers and polymeric composition through the addition of silane compounds
Luo et al. Effects of coupling agents on the rheological behavior and physical/mechanical properties of filled nylon 6
CN113845697B (en) Composite nucleating agent and polypropylene composition
Morales et al. Injection-moulded sepiolite-filled polypropylene: mechanical properties and dimensional stability
US2809955A (en) Stabilizing alkenyl aromatic resins against weathering
CN114591568A (en) Standard sample for tensile detection and preparation method thereof
Heyn et al. Interaction between coolant, polyamide 6.6, glass fibers and additives
Ozden et al. Aromatic block copolyesters stabilised with metallic salts of phosphinic acid
KR900005204B1 (en) Flame-retardant polyamide resin composition