PL102238B1 - A method of treating the fibre destined for producing mixtures of the discontinuous fibre with polymer - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki wló¬ kna przeznaczonego do wytwarzania mieszanin nie¬ ciaglego wlókna z polimerem, a zwlaszcza sposób wytwarzania ulepszonego wlókna celulozowego pod¬ danego obróbce polimerem. , Znany jest sposób wzmacniania polimeru przez wprowadzenia do niego krótkich lub nieciaglych wlókien, jednak ich wprowadzenie do masy poli¬ meru jest trudne. Dla zdyspergowania wlókna w masie polimeru konieczne jest dlugie, intensywne mieszanie, a niekiedy podczas mieszania wytwarza sie tak wysoka temperatura, ze mieszanine nalezy wyladowac i przed dalszym przerobem pozostawic do ochlodzenia. Niektóre wlókna celulozowe pod¬ czas mieszania ulegaja rozerwaniu. Nalezy tego unikac gdyz maksymalne wzmocnienie mozna o- saagnac tylko zachowujac dlugosc wlókna.Szczególnie trudno jest uzyskac mieszaniny poli¬ meru i wlókna o wysokim stopniu wzmocnienia, stosujac wlókna o znacznym stopniu wzajemnego oddzialywania, takie jak nieregenerowane wlókna celulozowe, gdyz wlókna te maja tendencje do wza¬ jemnego przylegania i tworzenia wiazek, skladaja- cyoh sie z wiecej niz jednego wlókna i odpornych na dyspergowanie poszczególnych wlókien.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych A- meryki nr 36^7364 stwierdzono, ze dla wytworzenia mieszaniny polimeru wzmocnionego wlóknem celu¬ lozowym obróbka wstepna wlókna substancja zmniejszajaca wzajemne oddzialywanie wlókien 2 przed wprowadzeniem go do polimeru ulatwia dys¬ persje i znacznie poprawia wlasciwosci mieszaniny.Obróbke wstepna, nazwana odpowiednio „wrstepnym dyspergowaniem" prowadzi sie przy uzyciu lateksu 3 kauczukowego lub* innej substancji, zmniejszajacej wzajemne oddzialywanie wlókien, W celu zapo¬ biezenia rozrywania wlókien podczas mieszania w polimerze, w mieszaninie takiej znajduja sie plasty¬ fikatory celulozy, np. wilgoc lub gliceryna. Obec- io nosc wilgoci jest jednak z pewnych wzgledów bar¬ dzo niepozadana, a obecnosc substancji lotnych lub substancji zmiekczajacych celuloze w tak znacz¬ nym stopniu, ze zwiekszaja one zmieknienie i pecznienie struktury wlókna, moze wywierac nie- pozadane dzialanie uboczne. Ponadto, wstepna obróbka wlókna i mieszanie wlókna poddanego o- bróbce polimerem w skali technicznej lub póltech- nicznej wymaga zarówno czasu jak i odpoiwiednóch urzadzen, Sposób wedlug wynalazku upraszcza .przygoto¬ wanie wlókna poddanego obróbce i zapewnia uzy¬ skanie ulepszonego wlókna poddanego obróbce po¬ limerem lub jego koncentratu, który daje sie szyb¬ ko wprowadzac do polimeru bez nadmiernego pe- kania wlókien ii wytwarzania wysokiej temperatu¬ ry podczas mieszania. iStwierdzono, ze .ulepszone, wstepnie zdyspergo- wane wlókna z nieregenerowanej celulozy otrzy¬ muje sie w prosty sposób, poddajac wlókno obrób- ce ograniczona iloscia polimeru plastycznego w o- 102 238s beenosci srodka smarujacego. Poddanie wlókna z nieregenerowanej celulozy dzialaniu sil scinajacych, powstajacych podczas mieszania go z niewielka ilo¬ scia plastycznego polimeru i srodka smarujacego powoduje rozdzielenie wlókna na poszczególne wló¬ kna elementarne w minimalnym czasie, a obecnosc polimeru zapobiega ich ponownej aglomeracji w wiazki wlókien. Pod okresleniem srodek smaruja¬ cy rozumie sie substancje pomocnicza, która zo¬ staje zaadsorbowana przez wlókno i ulatwia roz¬ platanie poszczególnycn wlókien. Uwaza sie, ze dzia¬ lanie srodka smarujacego polega na zwilzaniu i zmniejszaniu tarcia powierzchni wlókien.Niezaleznie od prawidlowosci tego wyjasnienia stwierdzono, ze srodek smarujacy jest adsorbowa- ny przez wlókno i podnosi chlonnosc wlókna w sto¬ sunku do polimeru, skracajac tym samym czas po¬ trzebny do wymieszania wlókna, i polimeru aoy uzyskac rozdzielenie wlókna i jego dyspersje. Sro¬ dek ten jest adsorbowany przez wlókno i wspól¬ dziala z silami scinajacymi w rozdzielaniu wlókien, tak ze rozumie sie to jako smarowanie wlókna. Nie nalezy mylic tego z wewnetrzna plastyilkaeja ce¬ lulozy lub polimeru. Chociaz obydwa dzialania pla- styfikujace moga wywierac pewien wplyw, sa one przypadkowe jesli chodzi o uzyskany wynik i moga wywierac nawet wplyw niekorzystny, l^p. gdy sto¬ suje sie staly polimer^ to uplastycznienie go do produktu o niskiej lepkosci, w zaleznosci od stoso¬ wanego urzadzenia do mieszania moze spowodowac, ze sily scinajace ulegaja zmniejszeniu do poziomu, kiedy przestaja skutecznie oddzialywac.Poniewaz podczas mastykacji plastycznego poli- meru i wlókien celulozowych istnieje tendencja do rozrywania wlókien, tak ze zwykle czas mieszania jest odwrotnie proporcjonalny do wytrzymalosci polimeru wzmocnionego wlóknem, obnizenie czasu mieszania spowodowane obecnoscia srodka smaru¬ jacego wazne jest zarówno dla zachowania dlugo- soi wlókien, jak równiez dla kosztów procesu. O- becnosc srodka smarujacego w koncentracie wlókien poddanych obróbce sprzyja takze dyspersji wlók¬ na po rozcienczeniu bardziej plastycznym polime¬ rem. Efekt ten jednak ulega znacznemu rozprosze¬ niu, gdy srodek smarujacy miesza sie bezposrednio z wlóknem i z polimerem w takich proporcjach, ze polimer w stosunku do wlókna stanowi glów¬ ny skladnik. Z drugiej strony, mieszanie wlókna tyl¬ ko z niewielka iloscia plastycznego polimeru i ze srodkiem smarujacym stanowi znaczne ulepszenie.Uwaza sie, ze* obecnosc niewielkiej ilosci plastycz¬ nego .polimeru otwiera wiazki wlókna i moze zmniejszac rozrywanie wlókien w porównaniu do mastykacji wlókien z samym srodkiem smaruja¬ cym.Wlasciwosci mieszanin, sporzadzonych z wlókna poddawanego obróbce w mieszaninie stanowi ulep¬ szenie w porównaniu z mieszaninami sporzadza¬ nymi z wlókien .poddanych obróbce tylko srodkiem smarujacym. Tak wiec, srodek smarujacy i nie¬ wielka ilosc plastycznego polimeru wywieraja wza¬ jemny korzystny wplyw. Wlókno poddane obróbce mieszanina srodka smarujacego z niewielka iloscia plastycznego polimeru stanowi ulepszony produkt, który latwo dysperguje sie w masie dajacej sie i mieszac w surowych warunkach z polimerem bez zbednego rozrywania wlókien w krótkich cyklach mieszania. Ciezar wlókna przekracza ciezar wszel¬ kich innych pojedynczych skladników koncentratu, a korzystnie ciezar wlókna przewyzsza calkowity ciezar wszystkich innych skladników wlókna pod¬ danego obróbce lub koncentratu, czyniac wlókno ich glównym skladnikiem.Ilosc polimeru jest wystarczajaca do rozdzielenia poszczególnych wlókien elementarnych gdy zwiek¬ sza ciezar nasypowy rozdzielonych wlókien elemen¬ tarnych i zapobiega ich aglomeracji. Ilosc, która spelnia wspomniane poprzednio funkcje jest iloscia, która wraz ze srodkiem smarujacym pokrywa wlók- no, mozna jednak takze stosowac wieksza ilosc, wynoszaca co najmniej 50 czesci wagowych polime¬ ru na 100 czesci wagowych wlókna. Optymalna potrzebna ilosc polimeru zmienia sie nieco w zalez¬ nosci od rodzaju i ilosci srodka smarujacego. Na ogól nie ma potrzeby stosowania wiecej niz 50 czesci wagowych polimeru na 100 czesci wlókna, a niekiedy wystarcza 2^3 czesci. Korzystnie, ilosc polimeru wynosi 2,5—i3j0 czesci wagowych na 100 czesci wagowych wlókna.Ilosc srodka smarujacego powinna wystarczac do zmniejszenia tarcia pomiedzy wlóknami i zwiek¬ sza chlonnosc polimeru. Czas mieszania potrzebny . do rozdzielania wlókna stanowi miare jego chlon¬ nosci .wzgledem polimeru. W celu sprzadzania kon- centratu, o minimalnie poprzerywanych wlóknach, i drugiego, który miesza sie gwaltownie z wieksza iloscia .polimeru, równiez z minimalnym rozrywa¬ niem wlókien, ilosc srodka smarujacego moze byc równa lub wieksza niz ciezar polimeru i moze 05 przekraczac go dwu- lub trzykrotnie. Gdy stosuje sie mniej srodka smarujacego niz polimeru, wyma- , ga to niekiedy dluzszego czasu mieszania. Zwykle ilosc srodka smarujacego wynosi 5—60 czesci wa¬ gowych, korzystnie 10—(50 czesci wagowych, a szcze- 40 golnie korzystnie 10-^40 czesci wagowych na 10-0 czesci wlókna. Jak wyjasniono poprzednio, czas mieszania jest funkcja nie tylko ilosci polimeru i srodka smarujacego, ale takze.ich wzajemnego sto¬ sunku i calkowitej ilosci polimeru i srodka smaru- 45 jaoego.Zazwyczaj obróbke wlókna srodkiem smaruja¬ cym i plastycznym polimerem prowadzi sie przez proste mieszanie skladników w mieszalniku. Ro¬ dzaj mieszalnika zalezy przynajmniej czesciowo od SP postaci polimeru, np. od tego, czy jest to polimer twardy, wymagajacy przed przerobem uplastycz¬ niania w odpowiedniej temperaturze, lateks, masa elastomerowa badz ciekly kauczuk. Nadaja sie do tego celu takze mieszalniki do sporzadzania past 55 i materialów plastycznych. W mieszalnikach tych nastepuje lacznie scinanie z mala predkoscia, roz¬ mazywanie, wcieranie, faldowanie, rozciaganie i sci¬ skanie. Chociaz wlókno, polimer i srodek smarujacy mozna wprowadzac jednoczesnie, wygodniej jest °P wprowadzac do mieszalnika najpierw tylko wlók¬ no i srodek smarujacy, mieszac je w ciagu krótkie¬ go okresu czasu w celu zwilzenia wlókna srodkiem smarujacym i jego czesciowego rozpylania, a naste- nie dodawac polimer i doprowadzac mieszanie do *P konca. Wygodnie jest takze zaladowac mieszalnik ^\ tylko srodkiem smarujacym i plastycznym poli¬ merem, np. stosujac kauczuk modyfikowany ole¬ jem.Wlókno wprowadza sie w postaci rozdrobnionej lub w postaci plyt. .W kazdym przypadku, w mia¬ re .potrzeby, wlókno mozna poddac wstepnej ob¬ róbce srodkiem smarujacym, np. przez rozprze-' strzenienie srodka smarujacego na powierzchni plyt wlókien pozwalajac na jego adsorpcje, a nastep¬ nie wlókno poddane takiej obróbce wprowadza sie do mieszalnika. Jesli -postac polimeru jest odpo¬ wiednia, w celu ulatwienia rozdzielania wlókien korzystnie jest stosowac sily scinajace, wystepujace podczas mastykacji polimeru, do czego szczegól¬ nie nadaja sie mieszarki zamkniete. Mieszarka zamknieta posiada komore mieszania i zwykle lo¬ patki, poruszajace sie z róznymi predkosciami.Przykladami odpowiednich mieszarek zamknie¬ tych sa mieszarka Uni-Rotor, mieszarka Patterson- Kelly ze wzmacniaczem, mieszarka Baker-Perkins, mieszarka Brabendera, mieszalnik Banbury, mie¬ szarka Wernera i Pfleiderera i Rotomill. Jednak w przypadku niektórych mieszarek, takich jak mie¬ szarka Banbury, nalezy zachowac szczególna ostroz¬ nosc podczas wprowadzania wlókna, zwlaszcza w postaci arkuszy i podczas mieszania, aby uniknac uszkodzenia lub pekniecia mieszarki.Podczas obróbki wlókna wprowadza sie takze pewne ilosci innych skladników, takich jak srodki wiazace, nacelniacae i pigmenty wzmacniajace, cho- ciez dodaje sie je zwykle wówczas, gdy koncentrat wlókien miesza sie z dodatkowa iloscia polimeru.Niekiedy korzystnie jest jednak wprowadzac do koncentratu niewielkie ilosci pigmentów wzmac¬ niajacych, takich jak sadza lub krzemionka, gdyz w niektórych przypadkach ulatwiaja one rozpla¬ tywanie wlókien. Na ogól ilosc pigmentów wzmac¬ niajacych wprowadzanych do koncentratu nie przekracza ilosci srodka smarujacego, a dodatko¬ we ich ilosci dodaje sie wraz z innymi skladnikami sporzadzajac mieszanki o odpowiednich skladach.Srodek wiazacy, o ile jest obecny w koncentracie, stanowi zwykle odpowiedni srodek wspomagajacy wiazanie wlókna z podstawowym ^polimerem, iaki jak rezorcyna, zywice rezorcynowe lub inne feno¬ lowe akceptory grup metylenowych. W mieszaninie moga znajdowac sie takze donory grup metyleno¬ wych, badz tez mozna je dodawac podczas roz¬ cienczania koncentratu.Do laczenia nieciaglego wlókna celulozowego z podstawowym polimerem stpsuje sie uklady laczace, sluzace do obróbki polimeru podstawowego w celu laczenia wlókien przednych z kauczukiem i in¬ nymi plastycznymi polimerami. Do koncentratu, w miare potrzeby, wprowadza sie jeden ze skladników takiego ukladu. Uklady te sa dobrze znane, a ty¬ powy i korzystny taki uklad, opisany w opisie pa¬ tentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3644268, zawiera polimer alkilenowo-rezorcynowy nazywany tam „alkilenowo-rezorcynowym srodkiem laczacym" i szesciometylenoczteroamine lub inny donor formaldehydu.Zwykle koncentraty opuszczaja mieszarke zam¬ knieta w postaci rozdrobnionej kruszki, nadajacej 2 238 6 sie do bezposredniego mieszania z dalsza iloscia poli¬ meru i sporzadzania mieszanek o zadanej zawar¬ tosci wlókna. Chociaz wlókno poddane obróbce na ogól nie zawiera pozornie cieczy i ulega sprasowy- waniu w plyty lub bele, jest ono tylko luzno zwia¬ zane i powiazanie go z polimerem jest latwo od¬ wracalne. Nawet sprasowany produkt jest kruchy, wlókno jest zaledwie zwiazane obecnym polimerem, który zapobiega wzajemnemu powinowactwu wló- w kien tak, ze produkt daje sie dyspergowac w tym sensie, ze po przylozeniu umiarkowanej sily ma tendencje do dyspersji i dezintegracji. Nieregular¬ ne czastki, które zwykle opuszczaja mieszarke zamknieta, stanowia sprezyste, gabczaste zwiazki 6 wlókien, slabo polaczone pomiedzy soba.Rozcienczenie koncentratu dodatkowa iloscia poli¬ meru prowadzi sie w mieszarkach zamknietych lub na walcarkach. Do sporzadzania mieszanek zawie¬ rajacych duza ilosc wlókna zaleca sie mieszarki za¬ mkniete, podczas gdy do sporzadzania mieszanek o niskiej zawartosci wlókna zaleca sie stosowanie walcarek. Sposobem wedlug wynalazku korzystnie przeprowadza sie w koncentrat poddany wstepnej obróbce kazda celuloze o wspólczynniku wydluzenia wiekszym niz jeden.Na ogól wlókna organiczne ulegajace rozrywaniu podczas mieszania z podstawowym polimerem przed wprowadzeniem do tego polimeru korzystnie pod- daje sie opisanej wczesniej obróbce wstepnej. Nie¬ ciagle wlókna z nieregenerowanej celulozy, korzyst¬ nie celulozowe wlókno drzewne ma zwykle wspól¬ czynnik wydluzenia 5—350, korzystnie 20—350 a szczególnie korzystnie 50—200. Przykladowymi od- powiednimi wlóknami celulozowymi sa bawelna, sizal, wlókna kokosowe i len wlóknisty, a zwlaszcza wlókna miekkiej masy celulozowej i masy celulo¬ zowej z drzew lisciastych. Masa celulozowa zawiera zwykle w warunkach otoczenia równowazna ilosc 40 wody, jednak bezwzgledna zawartosc w niej wody waha sie w szerokich granicach.Wstepnie zdyspergowany koncentrat moze za¬ wierac mieszaniny wlókien, w tym mieszaniny wló¬ kien o róznych rozmiarach i mieszaniny naturalnych 45 lub syntetycznych wlókien nieorganicznych oraz syntetycznych wlókien organicznych. Koncentraty- wlókien sporzadzone sposobem wedlug wynalazku nadaja sie zwlaszcza do sporzadzenia mieszanek o- pisanych w opisach patentowych Stanów Zjednoczo- 50 nych Ameryki nr. nr. 3697364 i 3709845. Sposobem wedlug wynalazku osiaga sie te korzysc, ze zarów¬ no obróbke wlókna jak i gotowego produktu pro¬ wadzi sie na urzadzeniach uzywanych zwykle do mieszania plastycznych polimerów oraz ze zwieksza 55 sie wydajnosc sporzadzanej mieszanki.Do przerobu sposobem wedlug wynalazku nada¬ je sie kazdy polimer organiczny, który mozna prze¬ rabiac jak substancje termoplastyczna. Elastomery w stanie niezwulkanizowanym klasyfikuje sie jako 60 substancje termoplastyczne i stanowia one korzy¬ stna podklase plastycznych polimerów. Elastomery stosuje sie zarówno w postaci lateksu jak i w po¬ staci stalej, jednak z powodów podanych poprzednio ta ostatnia postac jest rozwazana tu w pierwszej w kolejnosci. Przykladami elastomerów, nadajacych sie7 102 238 8 do sporzadzania koncentratów sposobem wedlug wynalazku sa kauczuk naturalny, kauczuk butadie¬ nowo-styrenowy (SBR), kauczuk etylenowo-propy¬ lenowy (EPR), terpolimer-etylenpwo-propylenowy (EPDM), kauczuk akrylonitrylowy (NPB), kopoli¬ mer etylenu z octanem winylu, kauczuk silikono¬ wy, kauczuk • polibutadienowy, cispolibutadien, trans-polibutadien, neopren, poliizopren i kauczuk butylowy. Korzystna podgrupe tych elastomerów stanowia kauczuki dienowe, dajace sie wulkanizo¬ wac siarka. Pojecie kauczuki dienowe obejmuje za¬ równo kauczuki o niskim jak i o wysokim stopniu nienasycenia, przy czym nienasycenie moze wyste¬ powac zarówno w lancuchach bocznych jak iw szkielecie polimeru, w pozycji sprzezonej jak i nie- sprzezonej.Przykladami innych odpowiednich polimerów pla¬ stycznych sa nisko- i wysokoczasteczkowy poliety¬ len, polimery akrylowe, polimery uretanowe, chlo- rosulfonowany polietylen, polistyren, polioctan wi¬ nylu, terpolimery akrylonitrylo-butadienowo-styre- nowe (ABS), poliamidy i poliestry. Chlorosulfono- wany polietylen i chlorowcowany polietylen uwaza sie w stanie zwulkanizowanym za elastomery, jed-r nak zastosowanie w sposobie wedlug wynalazku wymaga stanu niezwulkanizowanego. Polimer mie¬ szanki moze byc taki sam lub rózny od elastomeru koncentratu, konieczne jest tylko, aby obydwa te polimery mieszaly sie ze soba.Okreslenie „srodek smarujacy" stosuje sie tutaj w sensie funkcjonalnym dla oznaczenia substancji adsorbowanych przez powierzcnnie wlókna, zwiek¬ szajacych chlonnosc wlókna wzgledem polimeru, przypuszczalnie, przynajmniej czesciowo dzieki zmniejszeniu tarcia wlókien przy slizganiu sie jed¬ nego wlókna po drugim. Srodki smarujace wlókno w wiekszosci przypadków stanowia substancje olei¬ ste lub tluste/ Naleza do nich substancje organicz¬ ne, uzywane zwykle jako zmiekczacze, plastyfikato¬ ry, oleje modyfikujace i woski stosowane w przero¬ bie polimerów plastycznych zwlaszcza oleje stoso¬ wane przy przerobie kauczuku, np. oleje mineralne i pochodzenia naftowego zarówno parafinowe jak i aromatyczne lub naftenowe, oleje roslinne, np. olej bawelniany, olej racznikowy i olej kukury¬ dziany, kwasy tluszczowe, np. kwas stearynowy i olejowy, krystaliczne lub niekrystaliczne woskj, niskóczasteczkowe zywice fenolowe, niskóczastecz¬ kowe polimery olefinowe (o ciezarze czasteczkowym 5000 lub mniejszym), frakcje smolowe z destylacji rozkladowej wegla, zywice kumaronowo-indenowe, poliole takie jak glikol polietylenowy, oraz jedno- dwu- i wielo-estry kwasów organicznych. Estry kwasów organicznych obejmuja wielka ilosc pla¬ styfikatorów, stosowanych w skali przemyslowej, takich jak ftalan dwuoktylu, które dzialaja jako doskonale srodki smarujace dla wlókna.Przyklady odpowiednich srodków smarujacych obejmuja substancje, opisane jako zmiekczacze fi¬ zyczne w publikacji Mortona, Introduction to Rub- ter Technology, wyd. Rheinhold, Publishing Corp., New York, str. 157—166 i substancje opisane jako plastyfikatory w publikacji- Kirk-Othmer, Encyclo- pedia of Chemical Technylpgy, Interscience Ency- clopedia Inc., New York, t. 10, str. 766—773, patrz talcze opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ame¬ ryki nr 2180906. Smarowanie wlókien przednych jest dobrze znane w technice, a skladniki smaru¬ jace do wykanczania tkanin zapewnia do wyboru szeroka game srodków stosowanych w sposobie we¬ dlug wynalazku. Poniewaz utrzymanie jak naj¬ mniejszego wspólczynnika tarcia jest najbardziej pozadane podczas przedzenia i rozciagania wlókien przednych, wazna cecha wykonczenia wlókna jest jego smarnosc.Na ogól srodki smarujace do wykanczania wló¬ kien przednych znajduja zastosowanie równiez i w sposobie wedlug wynalazku, a ich przykladami sa biale oleje mineralne, produkty siarczanowania ro¬ py naftowej, trójglicerydy, etoksylowane i sulfo¬ nowane pochodne trójglicerydów, trójetanoloamina, produkt reakcji alkoholu trójdecylowego z 13 mo¬ lami kwasu etylenokarboksylowego, stearynian bu¬ tylu, produkt kondensacji alkilofenolu z 9 molami tlenku etylenu, jednolaurynian sorbitu, etoksylowa- ny olej racznikowy, zawierajacy na 1 mol oleju —25 moli zwiazanego tlenku etylenu, uwodor¬ nione oleje roslinne, sulfonowany olej arachidowy, stearynian oktylu i eter polietylenoglikolowooleilo- wy. Pozadanymi srodkarni smarujacymi sa ciecze i woski ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3630259 jako srodki sma¬ rujace do wykanczania polaczonego ze skrecaniem w odniesieniu do przedzy laczonej z kauczukiem.Oczywiscie, mozna stosowac mieszanine dwóch lub wiecej srodków smarujacych. W tym przypadku suma ich ciezarów stanowi ogólna ilosc srodka sma¬ rujacego. Np. gdy sporzadza sie koncentrat przy u- zyciu 10 czesci wagowych aromatycznego oleju przerobowego, 9 czesci wagowych kwasu stearyno¬ wego i 3 czesci wagowych wosku parafinowego na 100 czesci wlókna, ilosc srodka smarujacego wynosi 22 czesci wagowych na 100 czesci wagowych wlók¬ na. Przy doborze odpowiedniego srodka smarujace¬ go nalezy brac pod uwage jego zdolnosc do mie¬ szania sie z plastycznym polimerem koncentratu i polimerem podstawowym ostatecznej mieszanki.Zdolnosc srodków smarujacych do mieszania sie z róznymi polimerami jest dobrze znana i lezy w za¬ kresie wiedzy doswiadczonego fachowca. Ponadto stwierdzono, ze niektóre niskóczasteczkowe srodki smarujace do tkanin, zwlaszcza gliceryna, glikol e- tylenowy i glikol propylenowy wywieraja odwrotny wpilyw na wytrzymalosc mieszanki na rozciaganie.Pozadany jest ciezar czasteczkowy powyzej 95.Istnieja tez dowody, ze dla uzyskania optymalnych wlasciwosci mieszanki wzmacnianej zwiazanym z nia wlóknem korzystana jest niska rozpuszczalnosc w wodzie.Szczególnie wartosciowa klasa srodków smaruja¬ cych sa srodki ulatwiajace przerób polimerów ó ciezarze czasteczkowym 125 lub wiekszym. Przy za¬ stosowaniu srodków ze wspomnianej klasy, opty¬ malne wlasciwosci mieszanki .wzmocnionej zwiaza¬ nym z nia wlóknem obserwuje sie uzywajac srod¬ ków o ciezarze czasteczkowym 150 lub wiekszym i o ograniczonej rozpuszczalnosci w wodzie. Zmiek¬ czanie lub plastyfjkacja (smarowanie wewnetrzne) s plastycznego polimeru przez korzystny srodek sma¬ rujacy niewatpliwie przyczynia sie do skutecznosci 40 45 60 55 S0 65 V102 238 ujawnionego sposobu, nie mozna jednak okreslic dokladnie roli poszczególnych oddzialywan na zwie¬ kszenie chlonnosci wlókna podczas obróbki polime¬ rem i sporzadzania wlókna poddanego takiej ob¬ róbce bez jego nadmiernego rozrywania.Wynalazek jest blizej wyjasniony w ponizszych przykladach wykonania, w których o ile nie poda¬ no inaczej, wszystkich czesci sa czesciami wagowy¬ mi, a sklady koncentratu odnosza sie do 100 czesci wagowych wlókna. Chociaz wynalazek jest zilustro¬ wany typowymi przykladami, nie jest do nich ogra¬ niczony i mozna dokonywac wszelkich zmian i mo¬ dyfikacji przykladów wybranych tu w celu ujaw¬ nienia wynalazku nie wychodzac poza jego idee i zakres.Przyklady I—XI. Dla przykladowego przedsta¬ wienia skladu wlókna poddanego wstepnej obróbce, zawierajacego zarówno plastyczny polimer jak i srodek smarujacy, wlókna masy drzewnej z drzew lisciastych poddaje sie obróbce srodkiem smaruja¬ cym i miesza w mieszarce zamknietej z kauczukiem naturalnym lub syntetycznym. Mieszanke kauczu¬ kowa stanowi przedmieszka oznaczona symbolem H-l.Przedmieszka H-l Czesci wagowe Kauczuk naturalny Kauczuk butadienowo-styrenowy Sadza HAF Krzemiona stracana (Hi—Sil) Tlenek -cynku p-fenylenodwuamina (srodek przeciwstarzeniowy) Kwas stearynowy Razem: 50,0 50,0 50,0 ,0 3,0 2,0 1,0 161,0 Tablica 1 Koncentrat wlókna Przyklad Nr i II III rv V VI VII VIII IX X XI Srodek smarujacy Olej kukurydziany (Mazola) Olej roslinny (Wesson) Olej oliwkowy Olej bawelniany Olej talowy Olej racznikowy Aromatyczny olej przerobowy Olej palmowy Olej arachidowy Olej zywiczny Olej rzepakowy ,15 Koncentrat wlókieA, zawierajacy 10 czesci wago¬ wych kauczuku i 20 czesci srodka smarujacego na 100 czesci wagowych wlókna sporzadza sie, miesza¬ jac w mieszarce zamknietej, np. w mieszarce Bar- ker-Parkins w ciagu 5—10 minut lub w mieszalniku Banbury typu B (pojemnosc okolo 1573 cm3) w ciagu minut 100 czesci suchej plyty z masy celulozowej z drzew lisciastych, 16,1 czesci przedmieszki H-l i 20 czesci srodka smarujacego. Rodzaj srodka sma¬ rujacego podano w tablicy 1. 40 45 S0 55 Z kazdego z jedenastu koncentratów wlókna spo¬ rzadza sie mieszanke polimeru wzmacniana wlók- 65 nem, mieszajac w ciagu 6 minut w mieszalniku Ban¬ bury typ „B" przy malej predkosci (77 obrotów/ minute) 102 czesci koncentratu, 149 czesci przed¬ mieszki H-l, 5 czesci akceptora grup metylenowych, czesci aromatycznego oleju przerobowego, 1 czesc donora grup metylenowych i 1 czesc N-III. rz. bu- tylo-2-benzotiazolosulfenamidu.Próbki kazdej z mieszanek po splytowaniu na walcarce i wulkanizacji w ciagu 30 minut w pra¬ sie w temperaturze 152,8°C wykazuja, w kierunku zasadniczej orientacji wlókna (orientaeja 0°) wytrzy¬ malosc na rozciaganie co najmniej 140 kG/cm2 i mo¬ dul Younga co najmniej 2109 kG/cm2. W kazdym przypadku obserwuje sie doskonala i szybka dys¬ persje koncentratu wlókien. Koncentraty VII-Xl daja mieszanki o wytrzymalosci 175—210 kG/cm2 i o module Younga powyzej 2109 kG/cm2. Ponadto kon¬ centraty VIII-XI nadaja produktom przyjemny za¬ pach.Przyklad XII. Do mieszarki zamknietej zala¬ dowuje sie 800 czesci kauczuku EPDM o plastycz¬ nosci ML (1+4) w temperaturze 121,1°C wynosza¬ cej 70, 6000 czesci plyty z suchej masy celulozowej z drzew lisciastych, 800 czesci sadzy FEF i 1600 czesci parafinowego oleju przerobowego. ML (1+4) wskazuja plastycznosc, oznaczona na plastometrze Mooneya przy uzyciu duzego rotoru, przy czym pomiar rozpoczyna sie w 4 minuty po trwajacym 1 minute okresie podgrzewania. Skladniki miesza sie w ciagu 5 minut i wyladowuje, otrzymujac 9200 czesci koncentratu, zawierajacego po 13,3 czesci kauczuku i sadzy oraz 26,6 czesci srodka smaru¬ jacego na kazde 100 czesci wlókna.Dla zilustrowania zastosowania koncentratu, do mieszalnika Banbury typu 1-A (o pojemnosci 16026 cm3) zaladowuje sie 800 czesci kauczuku EPDM o plastycznosci ML (1+4) w temperaturze 121,1°C wynoszacej 70, 1000 czesci kauczuku EPDM o pla¬ stycznosci ML (1+4) w temperaturze 121,1°C wy¬ noszacej 60, 2200 czesci sadzy FEF, 2300 czesci kon¬ centratu, 1600 czesci parafinowego oleju przerobo¬ wego, 100 czesci tlenku cynku, 20 czesci kwasu ste¬ arynowego, 100 czesci alkilenoworezorcynowego sro¬ dka wiazacego, 40 czesci donora grup metylenowych (szesciometylenoczteroaminy) i 140 czesci srodków wulkanizujacych. Skladniki miesza sie w ciagu 6 minut z predkoscia 35 obrotów/minute (minimalny czas dyspersji wlókna poddanego obróbce, okres¬ lony wizualnie) i wyladowuje, otrzymujac mieszan¬ ke zawierajaca 75 czesci wlókna na 100 czesci kau¬ czuku.Calkowity czas mieszania okresla sie biorac pod uwage zarówno czas sporzadzenia wstepnie zdys- pergowanego wlókna jak i czas sporzadzania mie¬ szanki z wstepnie zdyspergowanym wlóknem. Po¬ niewaz czas, potrzebny do wytworzenia jednostki produktu okresla wydajnosc produkcji, a do wy¬ tworzenia koncowej mieszanki zuzywa sie tylko czesc przedmieszki koncentratu, dla obliczenia cal¬ kowitego czasu 'mieszania mnozy sie czesc przed¬ mieszki ^koncentratu sjtorzadzonej w ciagu 5 minut przez calkowity czas jej wytwarzania i tak obliczo¬ ny okres czasu dodaje sie do 6 minut, potrzebnych do sporzadzenia mieszanki £ ta czescia koncentratu.Mieszanke przepuszcza sie przez walcarke o równej11 102 238 12 predkosci obrotów walców w celu zorientowania wlókna i splytowania.Zorientowane plyty wulkanizuje sie w prasie w ciagu okresu czasu, okreslonego na Rheometrze, aby osiagnac optymalny stopien zwulkanizowania.Czas mieszania i wlasciwosci fizyczne zwulkani- zowanej mieszanki, oznaczone w kierunku zasad¬ niczego ulozenia wlókna (Orientacja 0°) podano w tablicy 2. Dane te podano w metrycznym ukladzie jednostek, zrozumiale jest jednak, ze pomiarów do¬ konywano w jednostkach angielskich i przed za¬ miana jednostek obliczono wartosci srednie, zao¬ kraglajac je do najblizszych wartosci tak, ze ilosc cyfr znaczacych podana w metrycznym ukladzie jednostek jest wieksza od podawanej zwykle.Tablica 2 Czas mie¬ szania minut 17,25 Wytrzyma¬ losc na rozciaganie kG/cm2 151 Wydluzenie wzgledne prze zer¬ waniu, 1 12 Modul Younga kG/cm2 1879 ^Przedstawione dane wskazuja, ze z wlókien pod¬ danych wstepnej obróbce polimerem i srodkiem smarujacym w krótkich cyklach mieszania daje sie wytworzyc mieszanke wzmocniona wlóknem o pozadanych wlasciwosciach fizycznych.Badanie wplywu wywieranego przez ilosc i wza¬ jemne proporcje wlókna, elastomeru (SBR lub EPDM) i srodka smarujacego na czas mieszania podczas sporzadzania koncentratu wskazuje, ze w przypadku gdy stosuje sie 10 lub 20 czesci elasto¬ meru i 10 czesci sadzy zwiekszenie ilosci srodka smarujacego do 30—40 czesci skraca czas sporza¬ dzania wlókna poddanego obróbce. Gdy stosuje sie 40 czesci srodka smarujacego i 5—20 czesci sadzy, zmniejszenie ilosci elastomeru co najmniej do 5 czesci skraca czas mieszania.Podobnie, skrócenie czasu mieszania podczas spo¬ rzadzania koncentratu z równych czesci srodka smarujacego i elastomeru obserwuje sie wówczas, gdy zwieksza sie ilosc srodka smarujacego z 10 do 40 czesci, to znaczy zwiekszajac calkowita ilosc srodka smarujacego i elastomeru z 20 do 80 czesci.Gdy utrzymuje sie stala calkowita ilosc srodka smarujacego i elastomeru, wynoszaca 50 czesci, skrócenie czasu mieszania obserwuje sie wraz ze wzrostem stosunku ilosci srodka smarujacego do e- lastomeru w zakresie 5 :45 — 45 : 10. Z drugiej stro¬ ny, czas mieszania potrzebny do sporzadzenia kon¬ centratu z 10 czesci srodka smarujacego i 10 czesci elastomeru mozna zmniejszyc nawet o polowe, zwiekszajac ilosc elastomeru do 40 czesci. Tak wiec, jesli pozadane jest utrzymanie niskiej zawartosci srodka smarujacego, np. 10 czesci na 100 czesci wlókna, wówczas korzystnie calkowita ilosc srodka smarujacego i polimeru powinna.. wynosic 50—80 czesci na 100 czesci wlókna.Na ogól, im krótszy jest czas mieszania, tym lep¬ sze sa wlasciwosci fizyczne mieszanki, zas odwrot¬ ny wplyw czasu mieszania podczas sporzadzania koncentratu, dluzszego od optymalnego czasu mie¬ szania, na modul mieszanki jest mniej wyrazny gdy ilosc srodka smarujacego jest równa lub wieksza od ilosci plastycznego polimeru. Np. czas potrzebny do sporzadzania koncentratu z 50 czesci sumarycz¬ nej ilosci srodka smarujacego i elastomeru, przy czym srodek smarujacy stanowi mniejszosc, wyno¬ szacy 16 minut, moze byc skrócony dwukrotnie w przypadku sporzadzania koncentratów z 10 czescia¬ mi srodka smarujacego i 10 czesciami elastomeru.Przyklad XIII. Do mieszarki zamknietej za¬ ladowuje sie 1000 czesci kauczuku naturalnego, 1000 czesci sadzy SPF, 1500 czesci srodka smaruja- cego i 5000 czesci suchej plyty z masy -celulozowej z drzew lisciastych. Skladniki miesza sie w ciagu minut i wyladowuje, otrzymujac 8500 czesci kon¬ centratu.Dla zilustrowania zastosowania koncentratu, do mieszalnika Banbury typu 0—0'(o pojemnosci 4310 cm3) xzaladowuje sie 900 czesci peptyzowanego kau¬ czuku naturalnego, 850. czesci koncentratu sporza¬ dzonego jak opisano poprzednio, 300 czesci sadzy SPF, 50 czesci krzemionki straconej, 50 czesci tlen- ku cynku, 20 czesci kwasu stearynowego, 20 czesci srodka przeciwstarzeniowego-p-fenylenodwuaminy, 50 czesci alkilenowo-rezorcynowego srodka wiaza¬ cego, 20 czesci szesciometoksymetylomelaminy, 20 czesci siarki i 10 czesci przyspieszacza sulfenami- dowego. Skladniki miesza sie w ciagu 6 minut z predkoscia 50 obrotów/minute. Obserwuje sie szyb¬ ka dyspersje i uzyskuje sie mieszanke zawierajaca 50 czesci wlókna na 100 czesci kauczuku. Mieszanke te plytuje sie w celu zorientowania wlókien na wal- carce o równej predkosci obrotów walców i wul¬ kanizuje w prasie tak, aby osiagnac optimum wul¬ kanizacji. Wlasciwosci fizyczne zwulkanizowanej mieszanki przedstawiono w tablicy 3. 40 T a b 1 i c a 3 Srodek smarujacy ftalan dwuunde- cylu Wytrzyma¬ losc na rozciaganie kG/cm2 224 Wydluzenie wzgledne przy zer¬ waniu 1% 9 Modul Younga kG/cm6 3480 Przyklady XIV—XVI. W celu przedstawie¬ nia wplywu lacznej lub oddzielnej pomocniczej ob¬ róbki wlókna, sporzadza sie trzy koncentraty, mie- ^5 szajac w ciagu 5 minut skladniki podane w tab¬ licy 4 w mieszalniku Banbury typ B z predkoscia 155 obrotów/minute (okolo 2 minuty na zaladowanie skladników i 3 minuty mieszania po docisnieciu).Podano takze wskaznik wielkosci wsadu, stanowia- 150 cy liczbe, przez która nalezy pomnozyc ilosc czesci wagowych, aby otrzymac ilosc zaladowana do mie¬ szalnika.Sporzadza sie mieszanki, rozcienczajac koncentra¬ ty o skladach podanych w tablicy 4, w mieszalniku 63 Banbury typ B z predkoscia 77 obrotów/minute wi$ Tablica 4 Skladniki Sucha plyta z ma¬ sy celulozowej z drzew lisciastych Kauczuk butadie¬ nowo-styrenowy Srodek smarujacy (aromatyczny olej przerobowy) Wskaznik wielkosci wsadu Koncentrat w czesciach wag. | XIV 100 23 6f,5 XV 100 8,0 XVI 100 7,0 1 ciagu okresu czasu podanego w tablicy 5. W kaz¬ dym przypadku mieszanka zawiera 150 czesci kau¬ czuku naturalnego, 150 czesci sadzy HAF, 22,5 cze¬ sci krzemionki, 9 czesci tlenku cynku, 3 czesci kwa¬ su stearynowego, 6 czesci N-podstawionej p-fenyle- nodwuaminy jako srodka przeciwstarzeniowego, 15 czesci alkilenowo-rezorcynowego srodka wiazacego, 3 czesci szesciómetylenoczteroaminy, 6 czesci siarki i 3 czesci przyspieszacza sulfenamidowego oraz zmienna ilosc skladników podanych w tablicy 5.Podane czasy sa, jak stwierdzono, minimalnymi czasami koniecznymi do osiagniecia dyspersji wlók¬ na. I tak, badanie mieszanek B i C po szesciu mi¬ nutach mieszania, który to czas jest wystarczajacy do uzyskania dyspersji wlókna w mieszance A, wskazuje, ze wlókno nie jest w nich odpowiednio zdyspergowane. Kazda mieszanka stanowi 802,5 cze¬ sci wagowych.Tablica 5 Skladniki zmienne Kauczuk butadie- niowo-styrenowy Aromatyczny olej przerobowy Koncentrat XIV Koncentrat XV Koncentrat XVI Czas mieszania, mi¬ nut Dyspersja Mie¬ szanka A w czej 127,5 292,5 . — — 6 dobra Mie¬ szanka B sciach waj 127,5 - 60 — 247,5 — dosta¬ teczna Mie¬ szanka C -owych 150 \: 15 ¦ \— •— 270 dosta¬ teczna Dane te wskazuja, ze stosujac koncentrat wlók¬ na poddanego obróbce zarówno plastycznym poli¬ merem jak i srodkiem smarujacym, sporzadza sie mieszanke w krótszym czasie niz wówczas, gdy sto¬ suje sie wlókno poddane obróbce samym tylko poli¬ merem lub srodkiem smarujacym. Ponadto, na pod¬ stawie obserwacji danych naprezsnie-wydluzenie wulkanizatów o orientacji 0° stwierdzono, ze modul u Younga mieszanki A jest znacznie wyzszy niz miej szanki B lub C.Gdy pozadane jest zmniejszenie do minimum za¬ wartosci wilgoci, w skladzie mieszanki mozna po- minac srodki wulkanizujace i wlókno poddane ob¬ róbce mieszac z podstawowym polimerem mieszan¬ ki w mieszalniku Banbury z duza predkoscia. Pow¬ stajaca wysoka temperatura powoduje skuteczne usuniecie wilgoci. Nastepnie wsad wyladowuje sie io i po ochlodzeniu miesza sie ze srodkami wulkanizu¬ jacymi i poddaje dalszej obróbce-w zadany sposób.Przyklady XVII—XX. W przykladach tych przedstawiono sporzadzanie, koncentratów przy uzy¬ ciu zamiast kauczuku stalego lateksu kauczukowe- go.Do mieszalnika Banbury typ B zaladowuje sie skladniki podane w tablicy 6 i miesza sie je w cia¬ gu 5.minut (2 minuty na zaladowanie skladników i 3 minty po docisnieciu tlokiem) z predkoscia 155 obrotów/minute. Lateks stanowi wodna emulsja te- rpolimeru styrenowo-butadienowo-winylopirydynó- wego zawierajacego 42°/o substancji stalej (ilosc elastomeru podano w nawiasach).Tablica 6 Skladniki Suche plyty z masy drzewnej z drzew lis¬ ciastych Lateks kauczukowy Srodek smarujacy (aro¬ matyczny olej przero¬ bowy) Sadza SPF Krzemionka stracana Wskaznik; wielkosci , wsadu Stezenie w czesciach wagowych xlvii xviii 100 125 (10,5) 2,0 6J 100 3.2,5 (5,25) 6, ;XIX 1,00 (10,5) BP XX; [100 (5,25) V 1)0 6l 45 Kazdy koncentrat przed rozcienczeniem dalsza iloscia polimeru suszy sie w ciagu 8 godzin w tem¬ peraturze 100°C, a nastepnie, mieszajac skladniki podane w tablicy 7 w mieszalniku Banbury typ B, z predkoscia 77 obrotów/minute sporzadza sie 50 mieszanki, wulkanizuje sie je przez ogrzewanie w prasie w ciagu okresu czasu koniecznego do osiag¬ niecia optimum wulkanizacji i oznacza wlasciwo¬ sci fizyczne w kierunku orientacji wlókna 0°'..Krzemionka stracana wydaje sie ulatwiac w pew- 55 nych ukladach dzialanie srodka smarujacego.Przyklady XXI—XXII. Sklady typowych koncentratów, zawierajacych srodki wiazace, przed¬ stawiono w tSblicy 8. Koncentraty zawierajace srod¬ ki wiazace sporzadza sie zwykle w taki sam sposób 60 jak opisano poprzednio, jednak w przypadku pew¬ nych srodków wiazacych nalezy podjac specjalne srodki, aby zapewnic odpowiednia dyspersje kon¬ centratu. Alternatywnie, mozna sporzadzac przed- mieszke kauczuku i srodka wiazacego i stosowac 65 te przedmieszke do sporzadzania koncentratu.15 Tablica f Skladniki Przedmieszka H-l Koncentrat XVII Koncentrat XVII Koncentrat XIX Koncentrat XX Aromatyczny olej prze¬ robowy Alkilenowo-rezorcyno- wy srodek wiazacy Szesciometylenocztero- amina Siarka Przyspieszacz sulfena- midowy Razem: Naprezenie-wydluzenie Wytrzymalosc na roz¬ ciaganie, kG/cm2 Wydluzenie wzgledne przy zerwaniu, % Modul Younga, kG/cm2 Mieszanka 1 D 483, 315 — — . — 3) $ 3) 840 2411 0 ;4253 w czesciach Wagowych ^E J483 —. 3p4 »—«¦ — 3 6 3-L 829 232 9 4534 F £83 '.u-i' • ^H 315 — 3 6 3 S40 263 9 4429 G 483 — —i — 3X04 S 6 # 829 2tf7 9 4851 Wlókno poddane obróbce wedlug przykladu XXI stanowi wlókno ogólnego przeznaczenia do miesza¬ nia z elastomerami o wysokim nienasyceniu. Wlók- Tablica 8 Skladniki Nieregenerowane wló¬ kno celulozowe Srodek smarujacy Krzemionka stracana Kauczuk butadieno¬ wo-styrenowy Kauczuk EPDM Sadza FEF Srodek wiazacy Koncentrat, w czesciach wagowych JXXI 100 —25 0—10 —20 ,0—10 0,25—10 XXII 100 —50 S^-15 2—10 0,25^10 A no poddane obróbce wedlug przykladu XXII na¬ daje sie zwlaszcza do elastomerów o niskim stop¬ niu nasycenia i korzystne jest, gdy#wzmocniona mieszanka przyjmuje stosunkowo duze ilosci srodka smarujacego. Drzewna masa celulozowa, wytwarza¬ na w procesie siarczanowym stanowi wlókno, daja¬ ce doskonale wyniki w obu przypadkach. Inne od¬ powiednie wlókno stanowi linters bawelniany. Sa to krótkie wlókna, przylegajace do nasion bawel¬ ny po odziarnieniu. 2 23S ia W miare potrzeby mozna stosowac tak zwany 0- czyszczony linters bawelniany. Jest to oczyszczona masa lintersu bawelnianego, produkowana przez firme Hercules Company. Np. mieszanke ze 144,9 czesci przedmieszki H-l, 106,1 czesci koncentratu oczyszczanego lintersu bawelnianego i 5 czesci aro¬ matycznego oleju przerobowego sporzadza sie w czasie o polowe krótszym od okresu czasu, potrzeb¬ nego do bezposredniego wymieszania skladników, a ponadto otrzymana mieszanka ma lepsze wlasci¬ wosci fizyczne. Koncentrat zawiera 75 czesci oczy¬ szczanego lintersu bawelnianego, 15 czesci aroma- tyezmego oleju przerobowego i 16,1 czesci przed¬ mieszki H-l.Inne odpowiednie wlókno, choc mniej korzystne, stanowi wlókno z drewna parowanego. Wlókno to zawiera ciagle wiekszosc ligniny i wytwarza sie je, poddajac drewno w autoklawie dzialaniu pary pod cisnieniem, a nastepnie obnizajac cisnienie.Stosowany w przykladzie XXI srodek smarujacy korzystnie jiesit srodkiem o charakterze aromatycz¬ nym, zapewniajacym dobra mieszalnosc, z kauczu¬ kiem SBR. Ciekle zywicie nowolakowe, bedace lep- kimi, termoplastycznymi zywicami fenolowymi, dzialaja jako srodki smarujace, a w polaczeniu z szesciometylenoczteroaimina lub inna zasada wprowadzona do poflimieru podstawowego wykazuja wlasciwosci laczenia wlókna z polimerem. Korzy- stna jesit przy tym obecnosc krzemionki.W przykladzie XXII do kauczuku EPDM korzyst¬ nie stosuje sie srodek smarujacy o charakterze alifatycznym. Ciekle poldibuiteny wykazuja w szere¬ gu przypadków wlasciwosci simariujace lepsze niz konwencjonalne oleje smarne pochodzenia nafto¬ wego do smarowania powierzchni metali i sa rów¬ niez skutecznymi srodkami smarujacymi dla wlók¬ na. Ciezar czasteczkowy polibutenowych srodków smarujacych wynosi 400—2400. Chlorowane weglo- 40 wodory parafinowe lacza w sobie wlasciwosci sma¬ rowania wlókna z ognioodpiornoiscia — co jest ko¬ rzystne w niektórych zastosowaniach.Alkilenowo-rezorcynowy srodek wiazacy mozna, Mm jak podano poprzednio, zastapic innymi ukladami 45 wiazacymi, opartymi na rezorcynie, przy czym szereg z nich zawiera zywice rezorcynowo-fiormal- dehydowe. Do sporzadzania mieszanek zawieraja¬ cych wlókno, poddane obróbce, stosuje sie wraz z nimi inne donory grup metylenowych, takie jak dwumetylolomociznik, dwumetyloloetylenomocznik i fizesciometoksymetylomelaimina. Izocyjanianowe u- klady wiazace zawieraja dwiu/izocyjanianofenylo/ metan o wzorze CH2/C6H4NCO/2, dwu/fiehylenokar- baimylofenolano/metan o wzorze CH2/C6H4NHC/O/ OC6H5/2, 2,4-dwuizocyjanian toluilenu, trój/izocyja- nianofenylo/metan o wzorze CH/C6H4NCO/3 i po- limetyleno-polifenyloizocyjanian. Izocyjaniany sto¬ suje sie zwykle w ilosci 0,25—2,5 czesci, a zywice 60 rezoncynowe w ilosci 3—10 czesci.Przyklady XXIII—XXV. W tablicy 9 poda¬ no sklad koncentratów, sporzadzonych z polimeru nie bedacego elastomerem. Sporzadza sie je zala¬ dowujac mieszanke zamknieta wlóknem z drzew 65 lisciastych, twardym polichlorkiem winylu i sród-102 238 17 18 kiem smarujacym, który stanowi ester kwasu fta¬ lowego i mieszajac skladniki w. ciagu 3 minut z predkoscia 155 obrotów/minute. Dla przyspieszenia mieknienia polimeru stosuje sie ogrzewanie para.Tablica 9 Skladniki Suche plyty imasy celulozowej z drzew lisciastych Kopolimer chlorkuj winylu z 'octanem Winylu Srodek simarujacyj Dwutlenek tytanu iKofncentrat w czesciach 1 wagowych XXIIIj 0 100 ' 40 \ : xxBv 100 ' |L0. paxv 100 . 20 101 W kazdym przypadku wlókno jest dobrze zdy- spergowane i zabezpieczone przed wzajemnym od¬ dzialywaniem wlókien. Wlókno poddane obróbce miesza sie latwo z polichlorkiem winylu, dajac mieszanki {przystosowane do niezliczonych zasto¬ sowan polichlorku winylu.Wlókno celulozowe, poddane obróbce polime¬ rem chlorku winylu lub zywica bedaca jego ko¬ polimerem oraz srodkiem smarujacym jest szcze¬ gólnie wairtosoiowe w zastosowaniu do wytwa¬ rzania plytek podlogowych z tworzywa, wzmacnia¬ nego wlóknem. Stosuje sie w tym celu zwykle zywice, skladajace sie w ponad 50P/o z polichlorku winylu, np. kopolimery z octanem winylu lub chlorkiem winylidenu. Typowy taki polimer za¬ wiera 87% chlorku winylu i 13°/o octanu winylu.Azbest, glówny srodek wzmacniajacy stosowany w plytkach podlogowych, wymaga specjalnego przetwórstwa. Wymaga ono dla przezwyciezenia trudnosci, zwiazanych z mieszaniem i zwilzaniem sypkich wlókien azbestowych polimerem chlorku winylu o wysokiej lepkosci w stanie stopionym, sporzadzenia ciastowatej masy z wlókien azbesto¬ wych, rozpuszczalnika i polimeru oraz zastosowa¬ nia specjalnego typu kalandra..Wstepnie zdyspergowane wlókno celulozowe mozna stosowac równiez do wzmacniania i ta¬ kich plytek, przy czym stwierdzono, ze plytki za¬ wierajace wlókno celulozowe odznaczaja sie lep^ sza trwaloscia wymiarów, odpornoscia na wgnie¬ cenia i scieranie niz plytki porównawcze, zawie¬ rajace wlókno azbestowe. Dzieki opisanemu tu wstepnemu zdyspergowaniu znacznie ulatwia sie wytwarzanie plytek wzmocnionych wlóknem celu¬ lozowym. Ponadto' zastapienie azbestu wstepnie zdyspergowana celulozowa masa drzewna dla równowaznego wzmocnienia wymaga wypelnienia wlóknem celulozowym.Dodatek dimeru ketonowego stosowanego do zaklejania papieru poprawia odpornosc na wode.Organiczny diimer ketenu, stosowany do zakleja¬ nia papieru ma wzór ogólny (RHC=C=0)2 w którym R oznacza grupe weglowodorowa taka jak grupa alkilowa zawierajaca 8 lub wiecej ato¬ mów wegla, grupa cykloalkilowa zawierajaca 6 lub wiecej atomów wegla, grupa arylowa, arylowo- alkilowa lub alkilowo-arylowa.Dodatek do koncentratu wedlug przykladów XXIII, XXIV, XXV mieszanego dimeru heksadecy- loketenu i tetradecyloketenu w ilosci l°/» w przeli¬ czeniu na ciezar wlókna znacznie poprawia wlasci¬ wosci wytworzonych z niego plytek. Ilosc srodka zaklejajacego wynosi zwykle 0,01—5°/o wagowych masy celulozowej, korzystnie 0,5—l9/* wagowych, przy czym moze on byc osadzony na krzemionce jak opisano w opisie patentowym Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr 2865743.Przyklady XXVI^XXVIII. W tablicy 10 przykladowe sklady innych koncentratów, sporza¬ dzanych przez obróbke wlókna kauczukiem nitry- lowym, ewentualnie w obecnosci sadzy lub neo- pranem i sadza w 5-minutowych cyklach miesza¬ nia przy uzyciu jako srodka smarujacego, w przy¬ padku kauczuku nitrylowego — estru krwasu fta¬ lowego, a w przypadku neoprenu aromatycznego oleju przerobowego.Tablica 10 Skladniki Suche plyty masy celulozowej z drzew lisciastych Kopfolimer ibutadie- nicjwo-akrylio- nitrylowy (Hycar. 1052) Mieszanina kopoli¬ meru 'butadieno- wiOHakrylonitrylo-' wiego z polichlor¬ kiem winylu w stosunku 70 : 30 (Hycar 1203) Sadza FEF | Neopren GRT Koncentrat w czesciach wagoiwych XX)VD 100 BO XXVII] 100 6 XXVIIJ 100 16,6 16,6' 16,6. | Wlókno poddanie obróbce ulega latwo dyspersji w plastycznym polimerze mieszajacym sde z pomocniczym srodkiem, stosowanym do obróbki.Np. koncentrat z przykladu XXVII dysperguje sie latwo w kauczuku nitrylowym w 5-minutowym cyklu mieszania. Mieszanka sporzadzona z 110 czesci wagowych koncentratu, 90 czesci wago¬ wych takiego samego kopolimeru butadienowego, 3Q czesci wagowych wypelniacza wzmacniajacego, srodków wulkanizujacych i wiazacych, po zwul- kanizowaniu w ciagli 60 minut w prasie w tem¬ peraturze 152,8°C wykazuje nastepujace wlasciwo¬ sci, mierzone w kierunku glównej orientacji wló¬ kna: 40 45 50 65 60 \102 238 19 20 Wytrzymalosc na rozciaganie — 217 kG/cm2 i mo¬ dul Younga — 3656 kG/cm2.Równe ilosci koncentratu z neoprenu wedlug przykladu XXVIII i neoprenu miesza sie latwo ze srodkami laczacymi i wulkanizujacymi, otrzy¬ mujac po zwulkamizowaniu w temperaturze 152,8°C wulkanizat o wytrzymalosci na rozciaganie w kie¬ runku zasadniczej orientacji wlókna wynoszacej 221 kG/cm2 i module Younga — 3234 kG/cm2. PL PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki wlókna przeznaczonego do wytwarzania mieszanin wlókna nieciaglego z poli¬ merem, znamienny tym, ze mieszanine nieciaglego wlókna celulozowego, plastycznego polimeru w ilo¬ sci wystarczajacej do zmniejszenia wzajemnego od¬ dzialywania wlókien, wynoszacej do 50 czesci wa¬ gowych na 100 czesci wagowych wlókna oraz sro¬ dek smarujacy o ciezarze czasteczkowym powyzej 95 w ilosci wystarczajacej do zwiekszenia chlon¬ nosci wlókien w stosunku do polimeru, poddaje Sie dzialaniu sil scinajacych.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ja¬ ko polimer stosuje sie elastomer.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze jako wlókno stosuje sie wlókno drzewne, przy 5 czym stanowi ono glówny skladnik mieszaniny, a ilosc srodka smarujacego jest równa lub wieksza od ilosci elastomeru. <

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 10 jako polimer stosuje sie elastomer w ilosci 2,5—30 czesci wagowych a jako srodek smarujacy stosuje sie olej weglowodorowy, olej roslinny lub ester kwasu ftalowego w ilosci 10—40 czesci wagowych.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze u jako elastomer stosuje sie kauczuk dienowy; jako polimer stosuje sie stala zywice termoplastyczna a stosowany srodek smarujacy jest jednoczesnie plastyfikatorem zywicy.

6. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze 20 jako elastometr stosuje sie kauczuk dienowy, jako srodek smarujacy stosuje sie plastyfikator elasto¬ meru a jako wlókno stosuje sie mase celulozowa drzewna o srednim wspólczynniku wydluzenia 5— 350 oraz sadze lub krzemionke. ERRATA lam 20, wiersz 15: jest: jako elastomer stosuje sie kauczuk dienowy, powinno byc: jako wlókno stosuje sie celuloze drzewna, DN-3, z. 124/79 Cena 45 zl PL PL PL