Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania poli¬ meru, plastycznego wzmocnionego wlóknem.Znany jest Sposób wzmacniania polimeru przez wpro¬ wadzenie do niego krótkich lub nieciaglych wlókien,jednak ich wprowadzenie do masy polimeru 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 podczas mie¬ szania ulegaja rozerwaniu. Nalezy tego unikac gdyz ma¬ ksymalne wzmocnienie mozna osiagnac tylko zachowujac dlugosc wlókna. Szczególnie trudno jest uzyskac miesza¬ niny polimeru i wlókna o wysokim stopniu wzmocnienia, stosujac wlókna o znacznym stopniu wzajemnego oddzia- lywnia, takie jak nieregenerowane wlókna celulozowe, gdyz wlókna te maja tendencje, do wzajemnego przylegania i tworzenia wiaze^ skladajacych sie z wiecej niz jednego wlókna i odpornych na dyspergowanie poszczególnych wlókien.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 697 364 stwierdzono, ze dla wytworzenia mieszaniny polimeru wzmocnionego wlóknem celulozowym obróbka wstepna wlókna substancja zmniejszajaca wzajemne od¬ dzialywanie wlókien,przed wprowadzeniem go do polimeru ulatwia dyspersje i znacznie poprawia wlasciwosci mieszani¬ ny. Obróbke wstepna, nazwana odpowiednio „wstepnym dyspergowaniem" prowadzi sie przy uzyciu lateksu kauczu¬ kowego lub innej substancji, zmniejszajacej wzajemne oddzialywaniewlókien. 10 15 20 25 30 W celu zapobiezenia rozrywania wlókien podczas mie¬ szania w polimerze, w mieszaninie takiej znajduja sie plastyfikatory celulozy, np. wilgoc lub gliceryna. Obec¬ nosc wilgoci jest jednak z pewnych wzgledów bardzo niepozadana, a obecnosc substancji lotnych lub substancji zmiekczajacych celuloze w tak znacznym stopniu, ze zwiekszaja one zmieknienie, pecznienie struktury wlókna moze wywierac nieporzadane dzialanie uboczne. Ponadto wstepna obróbka wlókna i mieszanie wlókna poddanego obróbce polimerem w skali technicznej lub póltechnicznej wymaga zarówno czasu jak i odpowiednich urzadzen.W sposobie wedlug wynalazku przygotowuje sie koncen¬ trat wlókna, który daje sie szybko wprowadzac do polimeru bez nadmiernego pekania wlókien i wytwarzania wysokiej temperatury podczas mieszania.Stwierdzono, ze ulepszone, wstepnie zdyspergowane wlókna z nieprzereagowanej celulozyotrzymuje sie w prosty sposób, poddajac wlókno obróbce ograniczona iloscia polimeru plastycznego w obecnosci srodka smarujacego.Poddanie wlókna z nieprzereagowanej celulozy dzialaniu sil scinajacych, powstajacych podczas mieszania go z nie¬ wielka iloscia plastycznego polimeru i srodka smarujacego powoduje rozdzielanie wlókna na poszczególne wlókna elementarne w minimalnym czasie, a obecnosc polimeru zapobiega ich ponownej aglomeracji w wiazki wlókien.Podokresleniem srodek smarujacy rozumie sie substancje pomocnicza, która zostaje zaadsorbowana przez wlókno i ulatwia rozplatanie poszczególnych wlókien. Uwaza sie, ze dzialaniesrodkasmarujacego polega nazwilzeniuizmniej¬ szeniu tarcia powierzchni wlókien. Niezaleznie od prawi- 107 926107 926 3 dlowoscitego wyjasnienia stwierdzono, ze srodek smarujacy jest adsorbowany przez wlókno i podnosi chlonnosc wlókna w stosunku do polimeru, skracajac tym samym czas po¬ trzebny do wymieszania wlókna i polimeru aby uzyskac rozdzieleniewlókna i jego dyspersje. Srodekten jestadsorbo¬ wany przez wlókno i wspóldziala z silami scinajacymi w rozdzielaniu wlókien, tak ze rozumie sie jako smarowanie wlókna. Nie nalezy mylic tego z wewnetrzna plastyfikacja celulozy lub polimeru. Chociaz obydwa dzialania plasty- fikujacemoga wywierac pewien wplyw, sa one przypadkowe jesli chodzi o uzyskany wynik i moga wywierac nawet wplyw niekorzystny. Np. gdy stosuje sie staly polimer, to uplastycznienie go do produktu o niskiej lepkosci, w fralezBocci od -Stosowanego urzadzenia do mieszania, moze^p^tódowac, le sity scinajace ulegaja zmniejszeniu do j poziomu, kiedy przestaja skutecznie oddzialywac.Eoniewaz. podczas mastykacji plastycznego polimeru i wl^en cdufozpwych istnieje tendencja do rozrywania wl&eten, tak ze zwykly.czas mieszania jest odwrotnie pro¬ porcjonalny do wytrzymalosci polimeru wzmocnionego wlóknem, obnizenie czasu mieszania spowodowane obec¬ noscia srodka smarujacego wazne jest zarówno dla zacho¬ wania dlugosci wlókien, jak równiez dla kosztów procesu.Obecnosc srodka smarujacego w koncentracie wlókien poddanych obróbce sprzyja takze dyspersji wlókna po rozcienczeniu bardziej plastycznym polimerem. Efekt ten jednak ulega znacznemu rozproszeniu, gdy srodek smaruja¬ cy miesza sie bezposrednio z wlóknem i z polimerem w takich proporcjach, Ze polimer w stosunku do wlókna stanowi glówny skladnik. Z drugiej strony, mieszanie wlókna tylko z niewielka iloscia plastycznego polimeru i ze srodkiem smarujacym stanowi znaczne ulepszenie.Uwaza sie, ze obecnosc niewielkiej ilosci plastycznego plimeru otwiera wiazki wlókna i moze zmniejszac rozry¬ wanie wlókien w porównaniu do mastykacji wlókien z samym srodkiem smarujacym. Wlasciwosci mieszanin, sporzadzonych z wlókna poddawanego obróbce w miesza¬ ninie stanowi ulepszenie w porównaniu z mieszaninami, sporzadzanymi z wlókien poddanych obróbce tylko srod¬ kiem smarujacym. Tak wiec, srodek smarujacy i niewielka ilosc plastycznego polimeru wywieraja wzajemny korzystny wplyw.Wlókno poddane obróbce mieszanina srodka smaruja¬ cego z niewielka iloscia plastycznego polimeru stanowi ulepszony produkt, który latwo dysperguje sie w masie dajacej sie mieszac w surowych warunkach z polimerem bez zbednego rozrywaniawlókien w krótkich cyklach mie¬ szania. Ciezar wlókna przekracza ciezar wszelkich innych pojedynczych skladników koncentratu, a korzystnie ciezar wlókna przewyzsza calkowity ciezar wszystkich innych skladników wlókna poddanego obróbce lub koncentratu, czyniac wlókno ich glównym skladnikiem.Ilosc polimeru jest wystarczajaca do rozdzielenia posz¬ czególnych wlókien elementarnych, gdy zwieksza ciezar nasypowyrozdzielonych wlókien elementarnych i zapobiega ich aglomeracji.Ilosc, która spelniaWspomniane poprzednio funkcje jest iloscia, która wraz ze srodkiem smarujacym pokrywa wlókno, mozna jednak takze stosowac wieksza ilosc, wynoszaca co najmniej 50 czesci wagowych polimeru na 100 czesci wagowych wlókna.Optymalna potrzebna ilosc polmeru zmienia sie nieco w zaleznosci od rodzaju i ilosci srodka smarujacego. Na ogól nie ma potrzeby stosowania wiecej niz 50 czesci wa¬ gowych polimeru na 100 czesci wlókna, a niekiedy wystar¬ cza 2—3 czesci. Korzystnie, ilosc polimeru wynosi 2,5—30 4 czesci wagowych na 100 czesci wagowych wlókna. Ilosc srodka smarujacego powinna wystarczac do zmniejszenia tarcia pomiedzy wlóknami i zwieksza chlonnosc polimeru.Czas mieszania potrzebny do rozdzielenia wlókna stanowi 5 miare jego chlonnosci wzgledem polimeru.W celu sporzadzania koncentratu o minimalnie poprze¬ rywanych wlóknach, i drugiego, który miesza sie gwaltownie z wieksza iloscia polimeru, równiez z minimalnym roz¬ rywaniem wlókien, ilosc srodka smarujacego moze byc 10 równa lub wieksza niz ciezar polimeru i moze przekraczac go dwu lub trzykrotnie. Gdy stosuje sie mniej srodka smarujacego niz polimeru, wymaga to niekiedy dluzszego czasu mieszania. Zwykle ilosc srodka smarujacego wynosi 5—60 czesci wagowych,korzystnie 10—50 czesci wagowych, 15 a szczególnie korzystnie 10—40 czesci wagowych na 100 czesci wlókna. Jak wyjasniono poprzednio, czas mieszania jest funkcja nie tylko ilosci polimeru i srodka smarujacego, ale takze ich wzajemnego stosunku i calkowitej ilosci po¬ limeru i srodka smarujacego. 20 Zazwyczaj obróbke wlókna srodkiem smarujacym i plas¬ tycznym polimerem prowadzi s'e przez proste mieszanie skladników w mieszalniku. Rodzaj mieszalnika zalezy przy¬ najmniej czesciowo od postaci polimeru, np. od tego, czy jest to polimer twardy, wymagajacy przed przerobem 25 uplastyczniania w odpowiedniej temperaturze, lateks, masa elastomerowa badz ciekly kauczuk. Nadaja sie do tego celu takze mieszalniki do sporzadzania past i materialów plastycznych. W mieszalnikach tych nastepuje lacznie scinanie z mala predkoscia, rozmazywanie, wcieranie, 30 faldowanie, rozciaganie i sciskanie. Chociaz wlókno, po¬ limer i srodek smarujacy mozna wprowadzac jednoczesnie, wygodniej jest wprowadzac do mieszalnika najpierw tylko wlókno i srodek smarujacy, mieszac je w ciagu krótkiego okresu czasu w celu zwilzenia wlókna srodkiem smarujacym 35 i jego czesciowego rozpylania, a nastepnie dodawac polimer i doprowadzac mieszanie do konca. Wygodnie jest takze zaladowac mieszalnik tylko srodkiem smarujacym i plas¬ tycznym polimerem, np. stosujac kauczuk modyfikowany olejem. Wlókno wprowadza sie w postaci rozdrobnionej 40 lub w postaci plyt.W kazdym przypadku, w miare potrzeby, wlókno mozna poddac wstepnej obróbce srodkiem smarujacym, np. przez rozprzestrzenienie srodka smarujacego na powierz¬ chni plyt wlókien, pozwalajac na jego adsorbcje, a nastepnie 45 wlókna poddane takiej obróbce wprowadza sie do mieszal¬ nika.Jesli postac polimeru jest odpowiednia, w celu ulatwie¬ nia rozdzielania wlókien korzystnie jest stosowac sily sci¬ najace, wystepujace podczas mastykacji polimeru, do czego 50 szczególnie nadaja sie mieszarki zamkniete. Mieszarka zamknieta posiada komore mieszania i zwykle lopatki,, poruszajace sie zróznymi predkosciami.Przykladami odpowiednich mieszarek zamknietych sa mieszarka Uni-Rotor, mieszarka Patterson-Kelly ze wzma- 55 cniaczem, mieszarka Baker-Perkins,mieszarka Brabendera,. mieszalnik Banbury,mieszarka Wernerai PfleidereraiRoto- mill. Jednak w przypadku niektórych mieszarek, takich jak mieszarka Banbury, nalezy zachowac szczególna ostroz¬ nosc podczas wprowadzania wlókna, zwlaszcza w postaci eo arkuszy i podczas mieszania, aby uniknac uszkodzenia lubr pekniecia mieszarki.Podczas obróbki wlókna wprowadza sie takze pewne ilosci innych skladników, takich jak srcdki wiazace, napel- niacze i pigmenty, wzmacniajace, chociaz dodaje sie je S5 zwykle wówczas, gdy koncentrat wlókien miesza sie z do-107 926 5 datkowa iloscia polimeru. Niekiedy korzystnie jest jednak wprowadzac da koncentratu niewielkie ilosci pigmentów wzmacniajacych, takich jak sadza lub krzemionka, gdyz w niektórych przypadkach ulatwiaja one rozplatywanie wlókien, Naogólilosc pigmentówwzmacniajacychwprowadzanych d) koncentratu nie przekracza ilosci srodka smarujacego, a dodatkowe ichilosci dodaje sie wraz z innymi skladnika¬ mi,sporzadzajac mieszanki o odpowiednichskladach. Srodek wiazacy, o ile jest obecny w koncentracie, stanowi zwykle odpowiedni srodek wspomagajacy wiazanie wlókna z pod¬ stawowym polimerem, taki jak rezorcyna, zywice rezorcy- nowe lub inne fenolowe akceptory grup metylenowych.W mieszaninie moga znajdowac sie takze donory grup metylenowych, badz tez mozna je dodawac podczas roz¬ cienczania koncentratu. Do laczenia nieciaglego wlókna celulozowego z podstawowym polimerem stosuje sie uklady laczace, sluzace do obróbki polimeru podstawowego w celu laczenia wlókien przednych z kauczukiem i innymi plastycz¬ nymi polimerami. Do koncentratu, w miare potrzeby, wprowadza sie jeden ze skladników takiego ukladu. Uklady te sa dobrze znane, a typowy i korzystny uklad, opisany w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3644268, zawiera polimer alkilenowo-rezorcynowy, nazy¬ wany tam „alkilenowo-rezorcynowym srodkiem laczacym" i szesciometylenoczteroamine lub innym donor formalde¬ hydu.Zwykle koncentraty opuszczaja mieszarke zamknieta w postaci rozdrobnionej kruszki, nadajacej sie do bez¬ posredniego mieszania z dalsza iloscia polimeru i sporza¬ dzania mieszanek o zadanej zawartosci wlókna. Chociaz wlókno poddane obróbce na ogól nie zawiera pozornie cieczy i ulegasprasowywaniu w plyty lub bele, jest onotylko luzno zwiazane i powiazanie go z polimerem jest latwo odwracalne. Nawet sprasowany produkt jest kruchy, wlókno jest zaledwie zwiazane obecnym polimerem, który zapobiega wzajemnemu powinowactwa wlókien tak, ze produkt daje sie dyspergowac w tym sensie, ze po przylo¬ zeniu umiarkowanej sily ma tendencje do dyspersji idezinte¬ gracji. Nieregularne czastki, które zwykle opuszczaja mie¬ szarke zamknieta, stanowia sprezyste, gabczaste wiazki wlókien, slabo polaczone pomiedzy soba. Rozcienczenie koncentrarudodatkowailosciapolimeruprowadzi siew mie¬ szarkach zamknietych lub na walcarkach. Do sporzadzania mieszanek zawierajacych duza ilosc wlókna zaleca sie mie¬ szarki zamkniete, 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 aby tego uniknac przed wprowadzeniem do tego polimeru korzystnie poddaje sie wlókna opisanej wczesniej obróbce wstepnej. Nieciagle wlókna z nieregenerowanej celulozy, korzystnie celulozowe wlókno drzewne ma zwykle wspólczynnik wydluzenia 5—350, korzystnie 20—350, a szczególnie korzystnie 50^200.Przykladowymi odpowiednimi wlóknami celulozowymi sa bawelna, sizal,wlókna kokosowe i len wlóknisty, a zwlasz¬ cza wlókna miekkiej misy celulozowej i masy celulozowej z drzew lisciastych. Masa celulozowa zawiera zwykle w warunkach otoczenia równowazna ilosc wody, jednak zawartosc w niej wody waha sie w szerokich granicach Wstepnie zayspergowany koncentrat moze zawierac mie- 6 szaniny wlókien, w tym mieszaniny wlókien o róznych rozmiarach i mieszaniny naturalnych lub syntetycznych wlókien nieorganicznych oraz syntetycznych wlókien orga¬ nicznych. Koncentraty wlókien nadaja sie zwlaszcza do 5 sporzadzenia mieszanek opisanych w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 3697364 i 3709845.Dzieki wynalazkowi osiaga sie te korzysc, ze zarówno obróbke wlókna jak i gotowego produktu prowadzi sie na urzadzeniach uzywanych zwykle do mieszania plastycznych 10 polimerów oraz ze zwieksza sie wydajnosc sporzadzanej mieszanki.Do przerobu sposobem wedlug wynalazku nadaje sie kazdy polimer organiczny, który mozna przerabiac jak substancje termoplastyczna. Elastomery w stanie nie- 15 zwulkanizowanym klasyfikuje sie jako substancje termo¬ plastyczne i stanowia one korzystna podklase plastycznych polimerów.Elastomery stosuje sie zarówno w postaci lateksu jak i w postaci stalej, jednak z powodów podanych poprzednio 20 ta ostatnia postac jest rozwazana tu w pierwszej kolejnosci.Przykladami elastomerów, nadajacych sie do sporzadzania koncentratów sposobem wedlug wynalazku sa kauczuk naturalny, kauczuk butadienowo-styrenowy (SBR), kau¬ czuk etylenowo-propylenowy (EPR), terpolimer-etyleno- 25 wo-propylenowy (EPDM), kauczukakrylonitrylowy (NBR), kopolimer etylenu z octanem winylu, kauczuk silikonowy, kauczuk polibutadienowy, cis-polibutadien. trans-poli- butadien, neopren, poliizopren i kauczuk butylowy. Ko¬ rzystna podgrupe tych elastomerów stanowia kauczuki 33 dienowe, dajace sie wulkanizowac siarka. Pojecie kauczuki dienowe obejmujezarówno kauczuki o niskim jak i wysokim stopniu nienasycenia, przy czym nienasycenie moze wyste¬ powac zarówno w lancuchach bocznych jak i w szkielecie polimeru,w pozycji sprzezonej jak i niesprzezonej. 35 Przykladami innych odpowiednich polimerów plastycz¬ nych sa nisko i wysokoczasteczkowy polietylen, polimery akrylowe, polimery uretanowe, chlorosulfonowany poliety¬ len, polistyren, polioctan winylu, terpolimery akrylonitrylo -butadienowo-styrenowe (ABS), poliamidy i poliestry. 40 Chlorosulfonowany polietylen i chlorowcowany polietylen uwaza sie w stanie zwulkanizowanym za elastomery, jednak zastosowanie w sposobie wedlug wynalazku wymaga stanu niezwulkanizowanego. Polimer mieszanki moze byc taki sam lub rózny od elastomeru koncentratu, konieczne jest 45 tylko, abyobydwa tepolimerymieszalysie zesoba.Okreslenie „srodek smarujacy" stosuje sie tutaj w sensie funkcjonalnym dla oznaczenia substancji adsorbowanych przez powierzchnie wlókna, zwiekszajacych chlonnosc wlókna wzgledem polimeru, przypuszczalnie, przynajmniej 50 czesciowo dzieki zmniejszeniu tarcia wlókien przy slizganiu sie jednego wlókna po drugim. Srodki smarujace wlókno w wiekszosci przypadków stanowia substancje oleiste lub tluste. Naleza do nich substanq'e organiczne, uzywane zwykle jako zmiekczacze, plastyfikatory, oleje modyfikujace 55 i woski stosowane w przerobie polimerów plastycznych, zwlaszcza oleje stosowane przy przerobie kauczuku, np. oleje mineralne i pochodzenia naftowego zarówno parafi¬ nowe jak i aromatyczne lub naftenowe, oleje roslinne, np. olej bawelniany, olej racznikowy i olej kukurydziany, 60 kwasy tluszczowe, np. kwas stearynowy i olejowy; krysta¬ liczne lub niekrystaliczne woski, niskoczasteczkowe zywice fenolowe, niskoczasteczkowe polimery olefinowe (o cie¬ zarze czasteczkowym 5000 lub nmiejszyrtfklfeafccje smolowe z destylacji rozkladowej wegla, zywiceku^aronowo-indeno- 65 we poliole takie jak glikol polietylenowa ««a jedno-107 926 ¦¦-.-. 7 4wu- i- wiele- ettey kwaftów organicznych. Estry kwasów organicznych obejmuja wielka ilosc plastyfikatorów, sto¬ sowanych w skali przemyslowej, takich jak ftalan dwu- oktylu, które dzialaja jako doskonale srodki smarujace dla wlókna.Przyklady odpowiednich srodków smarujacych obejmuja substancje, opisane jako zmiekczacze fizyczne w publikacji Mortona, Instroduction to Rubber Technolcgy, wyd.Rheinhold Publishing Corp., New York, str. 157—166 i substancje opisane jako plastyfikatory w publikacji Kirk- Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Inter- science Encyclopedia Inc., New York, 110, str. 766—773; patrz takze opis patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2180906.Smarowaniewlókien przednych jest dobrze znane w tech¬ nice, a skladniki smarujace do wykanczania tkanin zapewnia do wyboru szeroka game srodków stosowanych w sposobie wedlug wynalazku. Poniewaz utrzymanie jak najmniejszego wspólczynnika tarcia jest najbardziej pozadane podczas przedzenia i rozciagania wlókien przednych, wazna cecha wykonczenia wlókna jest jego smarnosc.Na ogól srodki smarujace do wykonczenia wlókien prze¬ dnych znajduja zastosowanie równiez i w sposobie wedlug wynalazku, a ich przykladami sa biale oleje mineralne, produkty siarczanowania ropy naftowej, trójglicerydy, [ etoksylowane i sulfonowane pochodne trójglicerydcw, trójetanoloamina, produkt reakcji alkoholu trójdecylcwego z 13 molami kwasu etylenokarboksylowego, stearynian butylu, produkt kondensacji alkilofenolu z 9 mol?mi tlenku etylenu, jednolaurynian sorbitu, etoksylcwany olej racznikowy, zawierajacy na 1 mol oleju 15—25 moli zwia¬ zanego tlenku etylenu, uwodornione oleje roslinne, sulfo¬ nowany olej arachidowy, stearynian oktylu i eter polie- tylenoglikolowooleilcwy.Pozadanymi srodkami smarujacymi sa ciecze i woski ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 630 259 jako srodki smarujace do wykan¬ czania 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 smarujacego. Np. gdy sporzadza sie koncentrat przy uzyciu 10 czesci wago¬ wych aromatycznego oleju przerobowego, 9 czesci wago¬ wych kwasu stearynowego i 3 czesci wagowych wosku parafinowego na 100 czesci wlókna, ilosc srodka smaruja¬ cego wynosi 22 czesci wagowych na 100 czesci wagowych wlókna.Przy doborze odpowiedniego srodka smarujacego nalezy brac pod uwage jego zdolnosc do mieszania sie z plastycz¬ nym polimerem koncentratu i pol;merem podstawowym ostatecznej mieszanki.Zdolnosc srodków smarujacych do mieszania sie z róz¬ nymi polimerami jest dobrze znana i lezy w zakresie wiedzy doswiadczonego fachowca. Ponadto stwierdzono, ze nie¬ które niskoczasteczkowe srodki smarujace do tkanin, zwlaszcza gliceryna, glikol etylenowy i glikol propylenowy wywieraja odwrotny wplyw na wytrzymalosc mieszanki na rozciaganie. Pozadany jest ciezar czasteczkowy powyzej 95.Istnieja tez dowody, ze dla uzyskania optymalnych wlas¬ ciwosci mieszanki wzmacnianej zwiazanym z nia wlóknem korzystna jestniska rozpuszczalnosc w wodzie. Szczególnie wartosciowa klasa srodków smarujacych sa srodki ulatwia- 8 jace przerób polimerów o ciezarze czasteczkowym 125 lub wiekszym.Przy zastosowaniu sodków ze wspomnianej klasy, optymalne wlasciwosci mieszanki wzmocnionej zwiazanym 5 z nia wlóknem obserwuje sie, uzywajac srodków o ciezarze czasteczkowym 150 lub wiekszym i o ograniczonej roz¬ puszczalnosci w wodzie. Zmiekczanie lub plastyf kaqa (smarowanie wewnetrzne) plastycznego polmeiu przez korzystny srodek smarujacy niewatpl.wie przyczynia sie 10 do skutecznosci ujawnionego sposobu, nie mozna jednak okreslic dokladnie roli poszczególnych oddzialywan na zwiekszenie chlonnosci wlókna podczas obróbki pol;mercm i sporzadzania wlókna peddanego takiej obróbce bez jego nadmiernego rozrywania. 15 Wynalazek jest blizej wyjasniony w ponizszych przykla¬ dach wykonania,w których oileniepodanoinaczej,wszystkie czesci sa czesciami wagowymi, a sklady koncentratu odnosza sie do 100 czesci wagowych wlókna. Chociaz wynalazek jest zilustrowany typowymi przykladami, nie jest do nich £0 ograniczony i mozna dokonywac wszelkich zmian i modyfi¬ kacjiprzykladówwybranych tuw celu ujawnieniawynalazku nie wychodzac poza jego idee i zakres.Przyklady I—XI. Dla przykladowego przedstawie¬ nia skladu wlókna poddanego wstepnej obróbce, zawieraja- 25 cego zarówno plastyczny polmer jak i srodek smarujacy, wlókna masy drzewnej z drzew lisciastych poddaje sie obróbce srodkiem smarujacym i miesza w mieszarce zam¬ knietej z kauczukiem naturalnym lub syntetycznym.Mieszanke kauczukowa stanowi przedmieszka oznaczona 30 symbolem H-l.Przedmieszka H-l Kauczuk naturalny kauczuk butadienowo-styrenowy Sadza HAF Krzemionka stracana (Hi-Sil) Tlenek cynku p-fenylenodwuamina (srodek przeciwsta- rzeniowy) kwas stearynowy Razem: czesci wa¬ gowe 50,0 50,0 50,0 5,0 3,0 2,0 1,0 161,0 Koncentrat wlókien, zawierajacy 10 czesci wagowych kauczuku i 20 czesci srodka smarujacego na 100 czesci wagowych wlókna sporzadza sie, mieszajac w mieszarce 45 zamknietej, np. w mieszarce Barker-Parkins w ciagu 5—10minutlub w mieszalnikuBanbury typu B (pojemnosc okolo 1573 cm3) w ciagu 5 minut 100 czesci suchej plyty z masy celulozowej z drzew lisciastych, 16,1 czesci przed- mieszki H-l, i 20 czesci srodka smarujacego. Rodzaj srodka 50 smarujacego podano w tablicy I.T a b 1 i c a I 1 Koncentrat wlókna Przyklad I II III IV V VI VII VIII IX X 1 XI Srodek smarujacy i Olej kukurydziany (Mazola) [ Olej roslinny (Wesson) i Olej oliwkowy l Olej bawelniany L Olej talowy Olej racznikowy f Aromatyczny olej przerobowy J Olej palmowy l\ Olej arachidowy 1, Olej zywiczny Olej rzepakowy |107 926 9 Z kazdrga 7 jfHrnaau konccmi^Wwfóka^«po*zadaa sie mieszanke polimeru wzmacniana wlóknem, mieszajac w ciagu 6 minut w mieszalniku Banbury typ „B" przy malejpredkosci (77 obrotów/minute)102czescikoncentratu, 149 czesci przedmieszki H-l, 5 czesci akceptora grup mety¬ lenowych, 5 czesci aromatycznego oleju przerobowego, 1 czesc donora grup metylenowych i 1 czesc N-IIIrz.- -butylo-2-benzot iazolosulfenamidu.Próbki kazdej z mieszanek po splytowaniu na walcarce i wulkanizacji w ciagu 30 minut w prasie w temperaturze 152,8 °C wykazuja, w kierunku zasadniczej orientacji wlókna (or:entaqa 0°) wytrzymalosc na rozciaganie co naj¬ mniej 140 kG/cm3 i modul Younga co najmniej 2109 kG/cm3. W kazdym przypadku obserwuje sie doskonala i szybka dyspersje koncentratu wlókien. Koncentraty VII-XI daja mieszanki o wytrzymalosci 175—210 kG/cm2 i o module Younga powyzej 2109 kG/cm2. Ponadto kon¬ centraty VIII-XI nadaja produktom przyjemny zapach.Przyklad XII. Do mieszarki zamknietej zaladowuje sie 800 czesci kauczuku EPDM o plastycznosci ML (L+4) w temperaturze 121,1°C wynoszacej 70, 6000 czesci plyty z suchej masy celulozowej z drzew lisciastych, 800 czesci sadzy FEFi 1600 czesci parafinowego oleju przerobowego.ML (1+4) wskazuje plastycznosc, oznaczona na plasto- metrze Mooneya przy uzyciu duzego rotoru, przy czym pomiar rozpoczyna sie w 4 minuty po trwajacym l minute okresie podgrzewania. Skladniki miesza sie w ciagu 5 minut iwyladowuje,otrzymujac 9200 czesci koncentratu, zawiera¬ jacego po 13,3 czesci kauczuku i sadzy es&z 26,6 czesci srodka smarujacego na kazde 100 czesci wlókna.Dla zilustrowania zastosowania koncentratu, do mieszal¬ nika Banbury typu l-A (o pojemnosci 16026 cm3) zalado¬ wuje sie 800 czesci kauczuku EPDM o plastycznosci ML (1+4) w temperaturze 121,1 °C wynoszacej70,1000 czesci kauczuku EPDM o plastycznosci ML (1+4) w, tempera¬ turze 121,1 °C wynoszacej 60, 2200 czesci sadzy FEF, 2300 czesci koncentratu, 1600 czesci parafinowego oleju przerobowego, 100 czesci tlenku cynku, 20 czesci kwasu stearynowego, 100 czesci alkilenoworezorcynowego srodka wiazacego, 40 czesci donora grup metylenowych (szescio- metylenoczteroaminy) i 140 czesci srodków, wulkanizuja¬ cych. Skladniki miesza sie w ciagu 6 minut z predkoscia 35 obrotów/minute (minimalny czas dyspersji wlókna poddanego obróbce okreslony wizualnie) i wyladowuje, otrzymujac mieszanke zawierajaca 75 czesci wlókna na 100 czesci kauczuku.Calkowity czas mieszania okresla sie biorac pod uwage zarówno czas sporzadzenia wstepnie zdyspergcwsnego wlókna jak i czas sporzadzania mieszanki z wstepnie zdys- pergowanym wlóknem. Poniewaz czas, potrzebny do wytworzenia jednostki produktu okresla wydajnosc pro¬ dukcji, a do wytworzenia koncowej mieszanki zuzwa sie tylko czesc przedmieszki koncentratu, dla obliczenia calko¬ witego czasu mieszania mnozy sie czesc przedmieszki kon¬ centratu sporzadzonej w ciagu 5 minut przez calkowity 1 czas jej wytwarzania i tak obliczony okres czasu dodaje sie ( itó czescia koncentratu. Mieszanke przepuszcza sie przez ^walcarke o równej predkosciobrotów walców w celu zorien- tbwania wlókna i splytowania. Zorientowane plyty wulkani¬ zuje sie w prasie w ciagu okresu czasu, okreslonego na 1 ftheometrze, aby osiagnac optymalny stopien zwulkanizo- ' wania. Czas mieszania i wlasciwosci fizyczne zwulkanizo- wanej mieszanki, oznaczone w kierunku zasadniczego ulo¬ zenia wlókna (orientacja 0°) podano w tablicy II. Dane 10 te podano w metrycznym ukladzie jednostek^ zreromlale jest, jednak, ze pomiarów dokonywano w jednostkach angielskich i przed zamiana jednostek obliczono wartosci srednie,zaokraglajac je donajblizszych wartosci tak, zeilosc 5 cyfr znaczacych podana w metrycznym ukladzie jednostek jest wieksza od podawanej zwykle.T a b 1 i c a II Czas mieszania 1 minut | 7,25 Wytrzyma¬ losc na rozciaganie kG/cm3 151 Wydluzenie wzgledne przy zerwa- niu, % 12 in 1879 | Przedstawione dane wskazuja, ze z wlókien poddanych wstepnej obróbce polimerem i srodkiem smarujacym w któtkich cyklach mieszania daje sie wytworzyc mieszanke wzmocniona wlóknem o pozadanych wlasciwosciach fi- 20 Tycznych.Badanie wplywu wywieranego przez ilosc i wzajemne proporcje wlókna, elastomeru (SBR lub EPDM) i srodka smarujacego na czas mieszania podczas sporzadzania kon¬ centratu wskazuje, ze w przypadku gdy stosuje sie .10 lub 20 czesci elastomeru i 10 czesci sadzy zwiekszenie ilosci srodka smarujacego do 30—40 czesci skraca czas sporza¬ dzania wlókna poddanego obróbce. Gdy stosuje sie 40 czesci scedka smarujacego i-5 20 czesci sadzy, zmniej¬ szenie ilosci elastomeru co najmniej do 5 czesci skraca czas 30 mieszania.Podobnie, skrócenie czasu mieszania podczas sporzadza¬ nia koncentratu z równych czesci srodka smarujacego i elastomeru obserwuje sie wówczas, gdy zwieksza sie ilosc srodka smarujacego z 10 do 40 czesci, to znaczy zwie¬ kszajac calkowita ilosc srodka smarujacego i elastomeru z 20 do 80 czesci. Gdy utrzymuje sie stala calkowita ilosc srodka smarujacego i elastomeru, wynoszaca 50 tczesci, skrócenie czasu mieszania obserwuje sie wraz ze wzrostem stosunku ilosci srodka smarujacego do elastomeru 0,18 w zakresie 5/45—10/10. Z drugiej strony, czas mieszania potrzebny do sporzadzenia koncentratu 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 zawar¬ tosci srodka smarujacego, np. 10 czesci na 100 czesci wlók¬ na, wówczas korzystnie calkowita ilosc srodka smarujacego i polmeru powinna wynosic 50—80 czesci na 100 czesci wlókna. 50 Na ogól im krótszy jest czas mieszania tym lepsze sa wlasciwosci fizyczne mieszanki, zas odrwotny wplyw czasu mieszania podczas sporzadzania koncentratu, dluzszego ód optymalnego czasu mieszania, na modul mieszanki jest mniej wyrazny gdy ilosc srodka smarujacego jest równa 55 lub wieksza od ilosci plastycznego polimeru. Np. czas potrzebny do sporzadzania koncentratu z 50 czesci sumary¬ cznej ilosci srodka smarujacego i elastomeru, przy czym srodek smarujacy stanowi mniejszosc, wynoszacy 16 minut, moze byc skrócony dwukrotnie w przypadku sporzadzania 60 koncentratów z 10 czesciami srodka smarujacego i 10 czesciamielastomeru.Przyklad XIII. Do mieszarki zamknietej zalado¬ wuje sie 1000 czesci kauczuku naturalnego, 1000 czesci sadzy SPF, 1500 czesci srodka smarujacego i 5000 czesci 65 suchej plyty z masy celulozowej z drzew lisciastych. Sklad-107 926 li niki miesza sie w ciagu 5 minut i wyladowuje, otrzymujac 8500 czesci koncentratu.Dla zilustrowania zastosowania koncentratu, do mieszal¬ nika Banbury typu 0—0 (o pojemnosci 4310 cm3) zalado¬ wuje sie 900 czesci peptyzowanego kauczuku naturalnego, 850 czysci koncentratu sporzadzonego jak opisano poprzed¬ nio, 300 czesci sadzy SPF, 50 czesci krzemionki stracanej, 50 czesci tlenku cynku, 20 czesci kwasu stearynowego, 20 czesci srodka przeciwstarzeniowego -p-fenylenodwuami- ny, 50 czesci alkilenowo-rezorcynowego srodka wiazacego, 20 czesci szesciometoksymetylomelaminy, 20 czesci siarki i 10 czesci przyspieszacza sulfenamidowego. Skladniki miesza sie w ciagu 6 minut z predkoscia 50 obrotów/minute.Obserwuje sie szybka dyspersje i uzyskuje sie mieszanke zawierajaca 50 czesci wlókna na 100 czesci kauczuku. Mie¬ szanke taplytujesiew celuzorientowania wlókienna walcar¬ ce o równej predkosci obrotów walców, i wulkanizuje w prasie tak, aby osiagnac optimum wulkanizacji. Wlasci¬ wosci fizyczne zwulkanizowanej mieszanki przedstawiono w tablicy III.TablicaIII Srodek smarujacy ftalandwu- undecylu Wytrzyma¬ losc na rozciaganie kG/cm2 224 Wydluzenie wzgledne przy zerwa¬ niu, % 9 Modul Younga kG/cm2 3480 1 Przyklady XIV—XVI. W cslu przedstawieniawply¬ wu lacznej lub oddzielnej pomocniczej obórbki wlókna, sporzadza sie trzy koncentraty, mieszajac w ciagu 5 minut skladniki podane w tablicy IV w mieszalniku Banbury typ B z predkoscia 155 obrotów/minute (okolo 2 minuty na zaladowanie skladników i 3 minuty mieszania po docis¬ nieciu). Podano takze wskaznik wielkosci wsadu, stanowiacy liczbe, przez która nalezy pomnozyc ilosc czesci wagowych, aby otrzymac ilosc zaladowana do mieszalnika.T a b 1 i c a IV Skladniki Sucha plyta z masy celulozowej z drzew lisciastych Kauczuk butadienowo-styrenowy Srodek smarujacy (aromatyczny olej przerobowy) | Wskaznik wielkosci wsadu Koncentrat 1 XIV | XV | XVI | czesci wagowe 100 10 20 6,5 100 10 — 8,0 100 — 20 7,01 Sporzadza sie mieszanki, rozcienczajac koncentraty o skladach podanych w tablicy 4, w mieszalniku Banbury typ B z predkoscia 77 obrotów/minute w ciagu okresu czasu podanego w tablicy 5. W kizdynrprzypadsu mieszan¬ ka zawiera 150 czesci kauczuku naturalnego, 150 czesci sadzy HAF, 22,5 czesci krzemionki, 9 czesci tlenku cynku, 3 czesci kwasu stearynowego, 6 czesci N-podstawionej p-feaylenodwuaminy jako srodka przeciwstarzeniowego, 15 czesci alkilenowo-rezorcynowego srodka wiazacego, 3 czesci szssciometylenoczteroaminy, 6 czesci siarki i 3 czesci przyspieszacza sulfeamidowego oraz zmienna ilosc skladników podanych w tablicy V. 12 Podane-czasy sa, jak stwierdzono^nrnimalnymi czasami koniecznymi do osiagniecia dyspersji wlókna.I tak, badanie mieszanek B i C po szesciu minutach mieszania, który to czas jest wystarczajacy do uzyskania dyspersji wlókna 5 wmieszanceA,wskazuje,ze wlóknonie jest wnichodpowied¬ nio zdyspergowane. Kazda mieszanka stanowi 802,5 czesci wagowych.Tablica V Skladniki zmienne 1 Kauczuk butadienowo- 1 -styrenowy r Aromatyczny olej przerobowy KoncentratXIV Koncentrat XV Koncentrat XVI Czas mieszania, minut Dyspersja Mieszan¬ ka A Mieszan¬ ka B Mieszan¬ ka C 1 czesci wagowe 1 127,5 15 292,5 — 1 — ¦ 6 dobra 127,5 60 — 247,5 — 10 dosta¬ teczna 150 15 — — 270 10 dosta¬ teczna Dane te wskazuja, ze stosujac koncentrat wlókna podda¬ nego obróbce zarówno plastycznym polimerem jak i srod- 30 kiem smarujacym, sporzadza sie mieszanke, w krótszym czasie niz wówczas, gdy stosuje sie wlókno poddaneobróbce samym tylko polimerem lub srodkiem smarujacym.Ponadto, na podstawie obserwacji danych naprezenie- -wydtuzenie walkanizatów o orientacji 0° stwierdzono, ze 35 modli Younga nreszanki A jest znacznie wyzszy niz mieszanki B lub C. Gdy pozadane jest zmniejszenie do minimum zawartosci wilgoci, w skladzie mieszanki mozna pominac srodki wulkanizujace i wlókno poddane obróbce mieszac z podstawowym polimerem mieszanki w mieszal- 40 niku Banbury z duza predkoscia. Powstajaca wysoka tem¬ peratura powoduje skuteczne usuniecie wilgoci. Nastepnie wsad wyladowuje sie i po ochlodzeniu miesza ze srodkami wulkanizujacymi i poddaje dalszej obróbce w zadany sposób. 45 Przyklady XVII—XX. W przykladach tych przedstawiono sporzadzanie koncentratów przy uzyciu za¬ miast kauczuku stalego lateksu kauczukowego.Do mieszalnika Banbury typ B zaladowuje sie skladniki 50 podane w tablicy VI i mieszasie je w ciagu 5 minut (2 minu¬ ty na ladowania skladników i $t minuty po docisnieciu tlo¬ kiem) z predkoscia 155 obrotów/minute. Lateks stanowi wodna emulsja terpolimeru styrenowo-butadienowo-winy- lopirydynowego zawierajacego 42% substancji stalej (ilosc 5_ elastomeru podano w nawiasach).Kazdy koncentrat przed rozcienczeniem dalsza iloscia polimeru suszy sie w ciagu 8 godzin w temperaturze 100 °C, a nastepnie, mieszajac w ciagu 6 minut skladniki podane w tablicy 7 w mieszalniku Banbury typ B z predkoscia 65 77 obrotów/minute sporzadza sie mieszanki, wulkanizuje sie je przez ogrzewanie w prasie w ciagu okresu czasu ko¬ niecznego do osiagniecia optimum wulkanizacji i oznacza wlasciwosci fizyczne w kierunku orientacji wlókna 0°.Krzemionka stracana wydaje sie ulatwiac w pewnych ukla- 65 dach dzialanie srodka smarujacego.107 926 13 14 Tablica VI Skladniki Suche plyty z masy drzewnej z drzew lisciastych Lateks kauczukowy Srodek smarujacy (aromatyczny ojej przerobowy) Sadza SPF Krzemionka stracana Wskaznik wielkosci wsadu Stezenie, przyklad 1 XVII * | xvm | XIX XX czesci wagowe 100 ' 25 (10,59) 20 10 — 6 100 12,5 (5,25) 20 10 — 6 100 25 (10,5) 20 — 10 6 100 12,5 (5,25) 20 ¦ ¦ — 10 6 | Tablica VII Skladniki Przedmieszka H-l KoncentratXVII KoncentratXVII KoncentratXIX Koncentrat XX Aromatyczny olej przerobowy Alkilenowo-rezorcynowy srodek wiazacy Szesciometylenoczteroamina Siarka Przyspieszacz sulfenamidówy Razem: Naprezenie — wydluzenie Wytrzymalosc na rozciaganiekG/cm2 Wydluzenie wzgledne przy zerwaniu, % ^' \ Modul Younga,kG/cm2 Mieszanka 1 D | E | F G | czesci wagowe 483 .-315 — — ... — ¦ ". 15 15 . ¦ l 3 • 6 1" 3 840 • - ' ¦¦241 v ¦¦¦¦¦¦- 9 ' 4253 483 — 304 — — 15 15 3 6 3 829 232 9 4534 483 — — 315 — • 15 15 3 6 3 840 263 9 4429 483 ~~ — — 304 15 15 3 6 3 | 829 267 9 4851 1 stopniu nasycenia i korzystne jest, gdy wzmocniona mie¬ szanka przyjmuje stosunkowo duze ilosci srodka smaruja cego. Drzewna masa celulozowa, wytwarzana w procesie siarczanowym stanowi wlókno, dajace doskonale wyniki w obu przypadkach.Inne odpowiednie wlókno stanowi linters bawelniany.Sa to krótkie wlókna, przylegajace do nasion bawelny po odziarnieniu. W miare potrzeby mozna stosowac tak zwany oczyszczony 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 aromatycznego oleju przerobowego sporzadza sie w czasie o polowe krótszym od okresu czasu, potrzebnego do bezposredniego wymieszania skladników, a ponadto otrzymana mieszanka ma lepsze wlasciwosci fizy¬ czne. Koncentrat zawiera 75 czesci oczyszczanego lintersu bawelnianego, 15 czesci aromatycznego oleju przerobo¬ wego i 16,1 czesci przedmieszki 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 ko¬ rzystnie jest srodkiem o charakterze aromatycznym, zapew¬ niajacym dobra mieszalnosc z kauczukiem SBR. Ciekle zywice nowolakowe, bedace lepkimi, termoplastycznymi zywicami fenolowymi, dzialaja jako srodki smarujace, Przyklady XXI—XXII. Sklady typowych kon¬ centratów, zawierajacych srodki wiazace, przedstawiono w tablicy 8. Koncentraty zawierajace srodki wiazace spo¬ rzadza sie zwyklewtaki sam sposób, jak opisano poprzednio jednak w przypadku pewnych srodków wiazacych, nalezy podjac specjalne srodki, aby zepewnic odpowiednia dys¬ persje koncentratu. Alternatywnie, mozna sporzadzac przedmieszke kauczuku i srodka wiazacego i stosowac ta przedmieszke do sporzadzania koncentratu.Tablica Vm Skladniki Nieregenerowane wlókno celulozowe srodek smarujacy krzemionka stracana kauczuk butadienowo- -styrenowy kauczuk EPDM sadza FEF 1 srodek wiazacy Koncentrat, przyklad XXI | XXII czesciwagowych 100 15—25 0—10 5—20 0—10 0,25—10 100 25—50 5—15 2—10 0,25—10 | Wlókno poddane obróbce wedlug przykladu XXI stanowi wlókno ogólnegoprzeznaczenia do mieszania zelastomerami o wysokim nienasyceniu. Wlókno poddane obróbce wedlug przykladuXXIInadajesiezwlaszcza doelastomerówoniskim 65107,926 15 a wpolaczeniu z szesciometylenoczteroaminalub innazasada wprowadzona do polimeru podstawowego wykazuja wlasci¬ wosc laczenia wlókna z polimerem. Korzystna jestprzy tym obecnosc krzemionki.W-pczy&ladzie XXII-do4etmczttfei SPDM-korzystnic-sto- suje sie srodek smarujacy o charakterze alifatycznym.Ciekle polibuteny wykazuja w szeregu przypadków wlasci¬ wosci smarujace lepsze niz konwencjonalne oleje smarne pochodzenia naftowego do smarowania powierzchni metali i sa równiez skutecznymi srodkami smarujacymi dlawlókna.Ciezar czasteczkowy polibutenowych srodków smarujacych wynosi 400—2400. Chlorowane weglowodory parafinowe lacza w sobie wlasciwosci smarowania wlókna z ognio- odpornoscia, co jest korzystne w niektórych zastosowaniach.Alkilenowo-rezorcynowy srodek wiazacy mozna, jak podano poprzednio, zastapic innymi ukladami wiazacymi, opartymi na rezorcynie, przy czym szereg z nich zawiera zywice rezorcynowo-formaldehydowe. Do sporzadzania mieszanek zawierajacych wlókna, poddane obróbce, stosuje sie wraz z nimi inne donory grup metylenowych, takie jak dwumetylomocznik, dwumetybloetyhnomocznik i szesc o- metoksymetylomelamina.Izocyjanianowe uklady wiazace zawieraja: dwu(iz:cy- janianofenylo) metan o wzorze CH2 (C6H4NCO)2, dwu (fenylenokarbamylofenolano) metan o wzorze CH2(C6H4 NHC)0(OC6H4)2, 2,4-dwuizocyjaniantolulenu,trój (izo- cyjanianofenylo) metan o wzorze CH(C6H4NCO)3 i poli- metylenopolifenyloizocyjanian. Izocyjaniany stosuje sie zwykle w ilosci 0,25—2,5 czesci, a zywice rezorcynowe w ilosci 3—10 czesci.Przyklady XXIII—XXV. W tablicy 9podano sklad koncentratów, sporzadzonych z polimeru nie bedacego elastomerem. Sporzadza sie je zaladowujac mieszanke zamknieta wlóknem z drzew lisciastych, twardym poli¬ chlorkiem winylu i srodkiem smarujacym, który stanowi esterkwasu ftalowego i mieszajac skladniki w ciagu 3 minut z predkoscia 155 obrotów/minute. Dla przyspieszeniamiek- nienia polimeru stosuje sie ogrzewanie para.Tabl SHaHnild S uche plyty masy celulo- Izowej z drzew lisciastych Kopolimer chlorku winylu z octanem winylu Srodek smarujacy Dwutlenektytanu i ca IX Koncentrat, przyklad 1 XXIII czesc 100 20 40 20 XXIV | XXV| l wagowych 100 10 20 10 100 20 20 10 W kazdym przypadku wlókno jest dobrze zdyspergowane i zabezpieczoneprzed wzajemnym oddzialywaniem wlókien.Wlókno poddane obróbce miesza sie latwo z polichlorkiem winylu, dajac mieszanki przystosowane do niezliczonych zastosowan polichlorku winylu.Wlókno celulozowe, poddane obróbce polimerem chlorku winylu lub zywica bedaca jego kopolimerem oraz srodkiem smarujacym jest szczególnie wartosciowe w zastosowaniu do wytwarzania plytek podlogowych z tworzywa, wzmacniane¬ go wlóknem. Stosuje sie w tym celu zwykle zywice, sklada¬ jace sie w ponad 50% z polichlorku winylu,np. kopolimery z octanem winylu lub chlorkiem winylidenu. Typowy taki polimer zawiera 87% chlorku winylu i 13% octanu wi- io 15 20 25 30 35 40 16 nylu. Azbest, glówny srodek wzmacniajacy stosowany w plytkach podlogowych, wymaga specjalnego przetwór¬ stwa. Wymiga ono dla przezwyciezenia trudnosci, zwia¬ zanych z mieszaniem i zwilzaniem sypkich wlókien azbes¬ towych, pjliiuciciii chlorku winylu o wysokiej lepkosci w stanie stopionym, sporzadzenia ciastowatej masy z wló¬ kien azbestowych,rozpuszczalnika i polimeruoraz zastoso¬ wania specjalnego typu kalandra.Wstepnie zdyspergowane wlókno celulozowe mozna stosowac równiez do wzmacniania i takichplytek, przy czym stwierdzono, zeplytki zawierajacewlókno celulozowe odzna¬ czaja sie lepsza trwaloscia wymiarów, odpornoscia na wgniecenia i scieranie niz plytki porównawcze, zawierajace wlókno azbestowe. Dzieki opisanemu tu wstepnemu zdys- pergowaniu znacznie ulatwia sie wytwarzanie plytek wzmoc¬ nionych wlóknem celulozowym. Ponadto zastapienie az¬ bestu wstepnie zdyspergowana celuloza masa drzewna dla równowaznego wzmocnienia wymaga mniejszego wypel¬ nienia wlóknem celulozowym.Dodatek dimeru ketenowego stosowanego do zaklejania papieru poprawia odpornosc na wode. Organiczny dimer ketenu, stosowany do zaklejania papieru ma wzór ogólny (RCH=C=0)2 w którym Roznacza grupeweglowodorowa taka jak grupa alkilowa zawierajaca 8 lub wiecej atomów wegla, grupa cykloalkilowa zawierajaca 6 lub wiecej atomów wegla, grupa arylowa, arylowo-alkilowa lub alkilowoary- Iowa.Dodatek do kDncentratu wedlug przykladów XXIII, XXIV, XXV mieszanego dimeruheksadecyloketenu i tetra- decyloketenu w ilosci 1% w przeliczeniu na ciezar wlókna znacznie poprawia wlasciwosci wytworzonych z niego plytek. Ilosc srodka zaklejajacego wynosi zwykle 0,01—5% ' wagowych masy celulozowej, korzystnie 0^5—1% wago¬ wych, przy czym moze on byc osadzony na krzemionce, jak opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2865743.Przyklady XXVI—XXVIIL W tablicy 10 przy¬ kladowe sklady innych koncentratów, sporzadzanych przez obróbke wlókna kauczukiem nitrylowym, ewentualnie w obecnosci sadzy lub neopranem i sadza w 5-minutowych cyklach mieszania przy uzyciu jako srodka smarujacego, w przypadku kauczuku nitrylowego — estru kwasu fta¬ lowego, a w przypadku neoprenu-aromatycznego oleju przerobowego. 45 50 55 60 15 Ta Skladniki Suche plyty masy celulozowej z drzew lisciastych Srodek smarujacy Kopolimer butadie- nowo-akrylonitrylowy (Hycarl052) Mieszanina kopolimeru butadienowo-akrylo- nitrylowego z polichlo¬ rkiem winylu w sto¬ sunku 70:30 (Hycar 1203) Sadza FEF | Neopren GRT blica X Koncentrat, przyklad 1 XXVI | XXVII XXVIII | czesci wagowych 1 100 20 10 — — — 100 20 — 10 5 — 100 16,6 — \ — 1 16,6 1 16,6 1107 926 17 Wlókno poddane obróbce ulega latwo dyspersji w plas¬ tycznym polimerze mieszajacym sie z pomocniczym srod¬ kiem, stosowanym do obróbki. Np. koncentrat z przykladu XXVII dysperguje sie latwo w kauczuku nitrylowym w 5-minutowym cyklu mieszania. Mieszanka sporzadzona 5 ze 110 czesci wagowych koncentratu, 90 czesci wagowych takiego samego kopolimeru butadienowego, 30 czesci wa¬ gowych wypelniacza wzmacniajacego, srodków wulkani¬ zujacych i wiazacych, po zwulkanizowaniu w ciagu 60 minut w prasie w temperaturze 152,8 CC wykazuje naste- io pujace wlasciwosci, mierzone w kierunku glównej orien¬ tacji wlókna: Wytrzymalosc na rozciaganie — 217 kG/cm2 i modul Younga — 3656 kG/cm2.Równe ilosci koncentratu z neoprenu wedlug przykladu 1B XXVIII i neoprenu miesza sie latwo ze srodkami laczacymi i wulkanizujacymi, otrzymujac po zwulkanizowaniu w tem¬ peraturze 152,8°Cwulkanizato wytrzymaloscinarozciaganie w kierunku zasadniczej orientacji wlókna wynoszacej 221 kG/cm2 i module Younga— 3234kG/cm2. 20 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania polimeru plastycznego wzmoc¬ nionego wlóknem, znamienny tym, ze sporzadza sie koncentrat wlókna, poddajac mieszanine krótkich wlókien 18 z nieregenerowanej celulozy,plastycznego pol mer u wilosci do 50 czesci wagowych na 100 czesci wlókna, wystarczajacej do zmniejszenia wzajemnego oddzialywania poszczególnych wlókien i srodka smarujacego o ciezarze czasteczkowym powyzej 95 w ilosci 5—60 czesci wagowych na 100 czesci wlókna, wystarczajacej do zwiekszenia chlonnosci wlókien w stosunku do polimeru dzialaniu sil scinajacych i tak otrzymany koncentrat miesza sie z elastomerem dajacym sie mieszac z tym koncentratem. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako wlókno stosuje sie mase celulozowa drzewna a jako elasto¬ mer stosuje sie kauczuk dienowy. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sporza¬ dza sie koncentrat zawierajacy dodatkowo sadze lub krze¬ mionke. 4. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze do sporzadzonej mieszanki koncentratu i elastomeru dodaje sie srodki wiazace i wulkanizujace i ogrzewa sie jaw tempe¬ raturzewulkanizacji. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze spo¬ rzadza sie koncentrat zawierajacy dodatkowo krzemionke. 6. Sposób wedlug zastrz^ 1, znamienny tym, ze jako wlókno stosuje sie linters bawelniany. PL PL PL PL