PL100091B1 - Sposob modyfikowania tworzywa poliamidowego za pomoca sproszkowanych substancji pochodzenia mineralnego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikowania tworzywa poliamidowego za pomoca sproszkowanych substancji pochodzenia mineralnego, zwlaszcza za pomoca proszku grafitowego.

Dla uzyskania tworzywa poliamidowego nadajacego sie do przetwarzania metoda wtrysku i wytlaczania na rózne detale pracujace w warunkach suchego tarcia, to jest bez uzycia smaru, opracowano i wdrozono do produkcji przemyslowej nowe gatunki polikaproamidu hydrolitycznego, modyfikowane dodatkami grafitu, sadzy i dwusiarczku molibdenu. Jednakze okazalo sie, ze ten asortyment modyfikowanego poliamidu nie jest w stanie zadosc uczynic szczególnym wymaganiom stawianym wobec lozysk slizgowych, kól zebatych, przekladni ciernych i innych tego rodzaju elementów pracujacych przy duzych obciazeniach. Ponadto, jezeli zachodzi potrzeba wytworzenia jednej lub kilku sztuk nietypowych detali, to dla takich przypadków wykonawstwo odpowiednich form wtryskowych nie byloby oplacalne, a do obróbki skrawaniem wspomniane tworzywo sie nie nadaje ze wzgledu na swoja rozdrobniona postac.

Korzystniejsze wlasnosci wytrzymalosciowe od poliamidu hydrolitycznego posiada poliamid blokowy, wytwarzany na drodze niskotemperaturowej polimeryzacji anionowej kaprolaktamu. W tym jednak przypadku próby modyfikacji poliamidu blokowego przez dodatek pylistych substancji pochodzenia mineralnego, jak np. grafitu, w celu polepszenia zdolnosci tworzywa do pracy w warunkach tarcia suchego, to jest bez uzycia smaru, koncza sie badz niepowodzeniem badz otrzymywaniem bloków o nizszym stopniu polimeryzacji i zanizonych wlasnosciach wytrzymalosciowych.

Stwierdzono nieoczekiwanie, ze mozna uzyskac tworzywo poliamidowe, nadajace sie do wytwarzania przez obróbke skrawaniem róznych elementów maszyn i urzadzen o wysokich wlasnosciach wytrzymalosciowych i polepszonych wlasnosciach slizgowych, poprzez modyfikacje polikaproamidu blokowego za pomoca sproszko¬ wanych substancji pochodzenia mineralnego szczególnie za pomoca proszku grafitowego, jesli do mieszanki polimeryzacyjnej wprowadzony zostanie proszek grafitowy w postaci mieszaniny z obojetnym olejem mineral¬ nym lub organicznym.2 100 091 Szczególnie korzystne okazalo sie stosowanie dla powyzszego celu proszku grafitowego zmieszanego z olejem silikonowym, utartego na gesta papke, wygrzanego wciagu 1-2 godzin w temperaturze 160-200°C i ochlodzonego do temperatury otoczenia. Stwierdzono takze, ie w przypadku wytwarzania bloków poliamido¬ wych z wypelniaczami mineralnymi korzystnie Jest zwiekszyc szybkosc polimeryzacji alkalicznej kaprolaktamu poprzez zwiekszenie stezenia inicjatora polimeryzacji do 0,25-0,40% molowych w mieszaninie pollmeryzacyjnej, przy czym dolna granica zawartosci katalizatorów przy polimeryzacji blokowej z dodatkiem wypelniaczy wynosi 0,20% molowych w gotowej mieszaninie pollmeryzacyjnej.

Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest otrzymanie modyfikowanego tworzywa poliamidowego, posiadaja- cego obok wysokich wskazników wytrzymalosciowych takze doskonale wlasnosci slizgowe, umozliwiajace wykonywanie z tego tworzywa elementów maszyn pracujacych w warunkach tarcia pod duzymi obciazeniami, bez uzycia smarów. Otrzymane tworzywo nadaje sie do obróbki przez skrawanie, co umozliwia wytwarzanie z niego pojedynczych, n ietypowych elementów maszyn.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladach wykonania.

Przyklad I. W zlewce szklanej o pojemnosci 2 litry umieszczono 0,5 kg oleju metylofenylosilikonowe- go, ogrzano do temperatury 200°C na plytce elektrycznej z oslonieta spirala grzewcza I nastepnie po zdjeciu zlewki z plyty stopniowo dodawano 0,5 kg proszku grafitowego i równoczesnie starannie mieszano zawartosc zlewki bagietka szklana. Wytworzona tym sposobem paste zaimpregnowanego proszku grafitowego pozostawiono do ostygniecia do temperatury otoczenia. Tak przygotowana pasta moze byc przechowywana przez okres 2-3 tygodni z zachowaniem pelnej przydatnosci do celów modyfikacji. Po napelnieniu pieca mieszanka polimeryza- cyjna dodano przygotowana wczesniej porcje pasty zaimpregnowanego proszku grafitowego wprost do gniazda, w którym zamierzano otrzymac blok poliamidu modyfikowanego i zawartosc gniazda dokladnie wymieszano za pomoca strumienia suchego azotu. Proces polimeryzacji prowadzono w sposób stosowany dla zwyklych bloków poliamidowych.

Przyklad II. Przygotowano 100 kg zaimpregnowanego proszku grafitowego przez ucieranie w tempera¬ turze otoczenia: 60 kg proszku grafitowego, 50 kg oleju metylofenylosilikonowego. Otrzymana paste grafitowa wygrzewano w mieszalniku w temperaturze 150-200°C przez 2 godziny. Nastepnie ochladzano do temperatury otoczenia i dozujac do mieszalnika kaprolaktam oraz mieszajac zawartosc mieszalnika mieszadlem mechanicz¬ nym wprowadzono zaimpregnowany grafit do destylatora, w którym nastepnie znanym sposobem sporzadzono sól sodowa kaprolaktamu o stezeniu 0,5% molowych. Dalszy proces technologiczny wytwarzania bloków, polegajacy na zmieszaniu tak przygotowanego roztworu inicjatora polimeryzacji anionowej kaprolaktamu z roztworem aktywatora w stosunku objetosciowym 1 + 1 oraz na wygrzewaniu tej mieszaniny w odpowiednich formach prowadzono w zwykly sposób.

Tabela Wlasnosci bloków poliamidowych modyfikowanych grafitem Sposób dodawania grafitu Zawartosc grafitu % wag.

Lepkosc wzgledna Twardosc kG/cm2 Temperatura mieknienia' wg Vicata Uwagi Blok niemodyf ikowany Grafit nieimpregnowany dodano do roztworu inicjatora Grafit nieimpregnowany dodano do kaprolaktamu Drzed przygotowaniem inicjatora Grafit impregnowany dodano do roztworu inicjatora Grafit impregnowany dodano do gotowej mieszanki po I i meryza¬ cyjnej ,80 1930 212 próba porównawcza polimeryzacja nie nastapila 4,59 • 4,05 4,59 4,10 ,08 1415 998 1694 1311 1769 208 207 212 215 215 4,53 1367 206100 091

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe 3

1. Sposób modyfikowania tworzywa poliamidowego za pomoca sproszkowanych substancji pochodzenia mineralnego, zwlaszcza za pomoca proszku grafitowego, znamienny tym, ze do mieszanki pollmeryzacyj- nej wprowadza sie sproszkowana substancje pochodzenia mineralnego, korzystnie sproszkowany grafit, w postaci mieszaniny z obojetnym olejem mineralnym lub organicznym, korzystnie z olejem silikonowym.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sproszkowany grafit przed wprowadzen iem do mieszanki polimeryzacyjnej, uciera sie na gesta papke z olejem silikonowym, wygrzewa w ciagu 1 do 2 godzin w temperaturze 150 do 200°C i schladza do temperatury otoczenia.

3. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ie polimeryzacje w obecnosci sproszkowanego grafitu z olejem prowadzi sie przy uzyciu inicjatora polimeryzacji w ilosci 0,25 do 0,40% molowych, nie nizej jednak niz 0,20% molowych.