PL107448B1 - Sposob stabilizowania polietylenu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób stabilizowania polietylenu.Wprowadzenie do masy polietylenu niewielkich ilosci pewnych substancji eliminuje szkodliwy wplyw warunków eksploatacyjnych i podwyzsza odpornosc polietylenu na dzialanie szkodliwych czynników fizykoche¬ micznych. Polietylen pod wplywem tlenu powietrza ulega stopniowej degradacji wskutek lancuchowej reakcji powodujacej stopniowe rozrywanie i sieciowanie makroczasteczek polimeru. W efekcie obserwuje sie niekorzyst¬ ne zmiany mechanicznych i elektroizolacyjnych wlasnosci tworzywa. Zmiany te zachodza szczególnie pod wplywem podwyzszonej temperatury, dzialania pola elektrycznego o wysokim natezeniu oraz promieniowania ultrafioletowego. Kontakt polimeru z ozonem oraz jonami metali ciezkich dodatkowo przyspiesza proces degradacji.Dzialanie stabilizatorów polega na eliminowaniu niekorzystnego wplywu wymienionych czynników fizykochemicznych na polimer, badz to przez rozklad wolnych rodników, odpowiedzialnych za propagacje lancucha reakcji, badz to przez niedopuszczenie do utworzenia rodników inicjujacych reakcje lancuchowa. Do pierwszej kategorii zalicza sie substancje zdolne do tworzenia stabilnych wolnych rodników oraz substancje majace zdolnosc redukowania nadtlenków. Kategoria druga obejmuje zwiazki chemiczne, które absorbuja i rozpraszaja energie promieniowania ultrafioletowego oraz zwiazki chelatujace, które dezaktywuja jony metali ciezkich zdolne zainicjowac proces autooksydacji polimeru. Po przeprowadzonych badaniach stwierdzono, ze pochodne 9-aminokarbazolu wywieraja silnie zaznaczone dzialanie stabilizujace na polietylen, Istota sposobu polega na tym, ze jako stabilizator zastosowano pochodne 9-aminokarbazolu o strukturze opisanej wzorami ogólnymi 1 lub 2. We wzorze 1 Ri oznacza wodór, alkil lub aryl, natomiast R2 oznacza aryl lub ortohydroksaryl. Symbole Rlf R2 we wzorze 2 oznaczaja alkil lub aryl, a liczba grup metylenowych oznaczona „n" moze przyjmowac wartosci 0,1,2.Pochodne 9-aminokarbazolu otrzymano poddajac kondensacji 9-aminokarbazol ze zwiazkami karbonyb- wymi, a nastepnie redukujac otrzymane w ten sposób dwufenylenohydrazony. Reakcje syntezy dwufenylenohyd-2 107 448 razonów aromatycznych aldehydów prowadzono ogrzewajac substraty w roztworze eterowym wobec katalitycz¬ nych ilosci fluorku boru. Kondensacje 9-aminokarbazolu z aromatycznymi ketonami i dwuketonam i wymagaja uzycia kwasu octowego w charakterze rozpuszczalnika.W przypadku alifatycznych ketonów i dwuketonów reakcje prowadzono w nadmiarze zwiazku karbonylo- wego. Uwodornienie wiazania azometinowego prowadzono przy uzyciu borowodorku litu lub glinowodorku litu w roztworze eterowym, albo tez stosujac borowodorek sodu lub potasu w srodowisku absolutnego etanolu. Tak otrzymane stabilizatory wprowadzano do polietylenu w trójetapowym procesie przy czym jego zawartosc w koncowym produkcie wynosila od 0,05% wag. do 0,50% wag., najkorzystniej od 0,1% wag. do 0,4% wagowych.Nizej podane przyklady wyjasniaja blizej sposób wedlug wynalazku.Przyklad I. Zastosowania stabilizatora o wzorze ogólnym 2 (Rx = R2 = fenyl, n = O).W ogrzewanym para mieszalniku zaopatrzonym w mieszadlo ramowe umieszczono 1 cz.wag. poliizobutyle¬ nu i 1 cz. wag. N—(9-karbazolilo)-1,2-dwufenyloetanoloaminy. Ogrzano do stopienia, mieszano okolo godziny, po czym ochlodzono. Zestalony koncentrat stabilizatora wprowadzano do intensywnego mieszalnika wraz z 19 cz.wag. surowego polietylenu. Mase homogenizowano 8 minut i poddano granulacji. Tak otrzymana przedmiesz¬ ke ponownie homogenizowano w intensywnym mieszalniku z 980 cz.wag. surowego polietylenu. Otrzymano okolo 1000 cz.wag. granulowanego polietylenu zawierajacego 0,1% wag. stabilizatora, który wytloczono formujac folie o grubosci 0,07 mm.Przyklad II. Zastosowania stabilizatora o wzorze ogólnym 1 (Ri = wodór, R2 = hydroksyfenyl).W sposób analogiczny jak w przykladzie pierwszym otrzymano granulowany polietylen zawierajacy 0,20% wag. 9-[N—(2-hydroksybenzylo)-amino]-karbazolu w charakterze stabilizatora.W celu zbadania odpornosci stabilizowanego polietylenu na dzialanie swiatla slonecznego i powietrza przeprowdzono próby przyspieszonego starzenia folii polietylenowej w aparacie symulujacym dzialanie warun¬ ków atmosferycznych. Folie otrzymane w sposób opisany w przykladzie I poddawano napromieniowaniu lampa lukowa w temperaturze 60°C przy stalej cyrkulacji nasyconego para wodna powietrza przez 40 godzin. Przez caly czas trwania testu folia z polietylenu stabilizowanego zachowuje swoje poczatkowe wlasnosci mechaniczne.Ulega zerwaniu przy naprezeniu 120 kG/cm2 z wydluzeniem wzglednym 90—140%. Polietylen niestabilizowany juz po 6 godzinach przyspieszonego starzenia w tych warunkach staje sie kruchy i lamliwy w stopniu uniemozliwiajacym pomiar naprezenia zrywajacego.Granulowany polietylen otrzymany jak w przykladzie li; poddano przyspieszonemu starzeniu na dwuwalcarce laboratoryjnej w temperaturze 170°C. Z pobieranych co godzine próbek prasowano plytki o grubosci 2 mm, które poddano zrywaniu. Test przerywano gdy wskaznik plyniecia pobranej próbki spadal do wartosci zerowej. Polietylen stabilizowany po 8 godzinach wlacowania charakteryzowal sie naprezeniem zrywajacym 157 kG/cm2 przy elongacji 510%, przestawal zupelnie plynac po 10 godzinach trwania testu.Surowy niestabilizowany polietylen podany starzeniu w tych warunkach przestaje plynac po dwóch godzinach, jego naprezenie zrywajace wynosi wówczas 108 kG/cm2 przy elongacji 160%. Wyniki przeprowadzonych prób wykazaly wysoka efektywnosc testowanych stabilizatorów, które skutecznie zabezpieczaja polietylen przed degradacja w drastycznych warunkach.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób stabilizowania polietylenu polegajacy na wprowadzeniu stabilizatorów, znamienny tym, ze jako stabilizator zastosowano pochodne 9-aminokarbazolu o strukturze opisanej wzorem ogólnym 1, w którym R.x oznacza wodór, alkil, aryl, natomiast R2 oznacza aryl, 2-hydroksyaryl albo opisany wzorem ogólnym 2, w którym Ri i R2 oznacza alkil, aryl, a n wynosi 0,1 lub 2, a stabilizator wprowadzony jest w trójetapowym procesie, przy czym jego zawartosc w koncowym produkcie wynosi od 0,05% wag. do 0,50% wag, najkorzystniej od 0,1% wag. do 0,4% wag. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamiennytym, ze stabilizator mieszany jest z poliizobutylenem,tak otrzymany koncentrat stabilizatora poddawany jest homogenizacji w intensywnym mieszalniku z polietylenu tworzac przedmieszke zawierajaca ód 5% wag. do 20% wag. stabilizatora, która ponownie homogenizuje sie w mikserze otrzymujac polietylen stabilizowany.107 448 GuO NH-CH-R, cco «• NH-CH-R (CH2)n HO-CH-R wzór 1 wzór 2 PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób stabilizowania polietylenu polegajacy na wprowadzeniu stabilizatorów, znamienny tym, ze jako stabilizator zastosowano pochodne 9-aminokarbazolu o strukturze opisanej wzorem ogólnym 1, w którym R.x oznacza wodór, alkil, aryl, natomiast R2 oznacza aryl, 2-hydroksyaryl albo opisany wzorem ogólnym 2, w którym Ri i R2 oznacza alkil, aryl, a n wynosi 0,1 lub 2, a stabilizator wprowadzony jest w trójetapowym procesie, przy czym jego zawartosc w koncowym produkcie wynosi od 0,05% wag. do 0,50% wag, najkorzystniej od 0,1% wag. do 0,4% wag.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamiennytym, ze stabilizator mieszany jest z poliizobutylenem,tak otrzymany koncentrat stabilizatora poddawany jest homogenizacji w intensywnym mieszalniku z polietylenu tworzac przedmieszke zawierajaca ód 5% wag. do 20% wag. stabilizatora, która ponownie homogenizuje sie w mikserze otrzymujac polietylen stabilizowany.107 448 GuO NH-CH-R, cco «• NH-CH-R (CH2)n HO-CH-R wzór 1 wzór 2 PL