PL161935B1 - Kompozycja polipropylenowa PL - Google Patents

Abstract

Kompozycja polipropylenowa odporna na dzialanie rozpuszczalników organicznych, charakteryzujaca sie wysoka zdolnoscia poslizgowa, zawierajaca polipropylen, krzemionke, stabilizatory, amidy kwasów oleinowego i erukowego, znamienna tym, ze zawiera 96-98% wagowych polipropylenu izotaktycznego, 0,25-0,6% wagowego amidu kwasu oleinowego lub erukowego lub ich mieszaniny, krzemionke w takiej ilosci aby stosunek wagowy amidów kwasowych do krzemionki wynosil 1:1-1,5 i ewentualnie 0,2-0,5% wagowego stabilizatorów, korzystnie o dzialaniu synergicznym, zlozonych z antyutleniaczy i absorberów halogenów. PATENTOWY ( 1 9 ) PL (1 1 ) 161935 ( 1 3 ) B1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja polipropylenowa przeznaczona na cylindry strzykawek, współpracujące z tłokami wykonanymi z polietylenu niskociśnieniowego. Od materiału przeznaczonego do wskazanych zastosowań wymaga się aby nie zawierały części ekstrahowalnych w wodzie, roztworze wodno-alkoholowym i w węglowodorach alifatycznych i aby charakteryzowały się odpowiednio niskim współczynnikiem tarcia przy przesuwie po powierzchni polietylenu niskociśnieniowego .

Znane są sposoby obniżenia współczynnika tarcia poliolefin, w tym także polipropylenu przez wprowadzenie do jego masy środków poślizgowych, najczęściej amidów kwasów tłuszczowych. I tak, według informacji z ”Kunststoff-Additive wydanej przez Carl Honser Verlag Milnchen Wien 1979 r. pod redakcją G9chter, MUller, do tworzyw przeznaczonych na folie wprowadza się środki poślizgowe w ilości 0,05%, przy czym bardzo skutecznym dla polietylenu małej gęstości okazał się amid kwasu oleinowego a dla polipropylenu amid kwasu erukowego. Z tego samego i z innych źródeł znane jest stosowanie krzemionki w ilościach 0,1-0,2% wagowego jako środka antyblokingowego, zapobiegającego zlepieniu się folii. Jako wypełniacz stosuje się krzemionkę w dużych ilościach rzędu 10-30% wagowych w celu polepszenia własności, w tym trwałości kształtu w podwyższonej temperaturze, zmniejszenia współczynnika rozszerzalności wzdłużnej oraz poprawy własności elektrycznych.

Niektóre wytwórnie strzykawek jednorazowego użytku w tym krajowe, dla zwiększenia poślizgu tłoka względem cylindra pokrywają wewnętrzną ściankę cylindra cienką warstwą oleju silikonowego. Jest to uciążliwe technologicznie i niewskazane ze względu na łatwą wymywalnośó oleju. Z polskiego opisu patentowego nr 147016 znana jest kompozycja polipropylenowa składająca się z 95,75-99,63 części wagowych polipropylenu, 0,1-3 części wagowych tlenku tytanu, 0,02-0,05 części wagowych amidu kwasu oleinowego, 0,05-0,2 części wagowych krzemionki koloidalnej i 0,02-1 części wagowych środka antyelektrostatycznego, przeznaczona do produkcji folii ochronnej moletowanej do samoprzylepnych wyrobów medycznych.

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja polipropylenowa odporna na działanie rozpuszczalników organicznych i wody. Kompozycja według wynalazku składa się z 96-98% wagowych polipropylenu izotaktycznego, 0,25-0,6% wagowego amidu kwasu oleinowego lub erukowego lub ich mieszaniny, krzemionkę w takiej ilości aby stosunek wagowy amidów kwasowych do krzemionki wynosił 1:1-1,5 i ewentualnie 0,2-0,5% wagowego stabilizatorów, korzystnie o działaniu synergicznym, złożonym z antyutleniaczy i absorberów halogenów.

Podczas badań nad opracowaniem tworzywa nadającego się do produkcji cylindrów stwierdzono, że już wprowadzenie do tworzywa do 0,6% wagowego amidu kwasu tłuszczowego zwiększa poślizg tłoku względem cylindra. Wprowadzenie do polipropylenu 0,1% wagowego amidu kwasu oleinowego,

161 935 erukowego lub ich mieszanin pozwala znacznie obniżyć wartości współczynnika tarcia, wyznaczanego dla współpracujących płaszczyzn, to znaczy wyrobów z polipropylenu modyfikowanego amidami kwasów tłuszczowych i polietylenu niskociśnieniowego. Mimo niskiego współczynnika poślizgu, polipropylen modyfikowany amidami kwasowymi w ilości do 0,6% wagowych nie nadje się do celów medycznych ze względu na łatwą ekstrahowalność amidu wzorcowymi rozpuszczalnikami .

W przeprowadzonych badaniach nieoczekiwanie okazało się, że stężenie amidu i stosunek wagowy amidu do krzemionki wywierają decydujący wpływ na własności polimeru a zwłaszcza na cechę ważną dla produktu przeznaczonego na cylindry strzykawek jednorazowego użytku jak wymywalność /ekstrakcyjność/ składników z kompozycji przy pomocy płynów modelowych jak ^O, 10% alkohol etylowy, heksan. 0 synergicznym działaniu mieszaniny amid /krzemionka o określonym składzie i stężeniu na ekstrakcyjność świadczy porównanie przykładu 1 i 3 w naszym projekcie wynalazczym. Zastosowanie samego amidu bez krzemionki w tym samym stężeniu zwiększyło ilość substancji rozpuszczalnych w wyciągu heksanowym około 5 krotnie z 2 mg/100 do 1° mg^/100 cm·⁵ w^yc^iągu. W ⁱnn^ych n^iż w zastrze^ganych zakresach zawaMości amidu i· stosunkach wagowych amidu do krzemionki nie obserwuje się podobnego zjawiska.

Według rozwiązania znanego z polskiego opisu patentowego 147016 ekstrakcyjność kompozycji wodą wynosiła 0,044% a alkoholem etylowym 0,069% czyli odpowiednio 440 ppm i 690 ppm, podczas gdy wymywalność wodą kompozycji według naszego rozwiązania wynosiła 9 ppm./0,8 mg subst./ I⁰⁰ cm' w^yc^iągu wo^dnego^{/ i} ksz^taHowała s^ię znaczni pon^ej war^tości ^podane^j w normie ΖΝ-77/MPCh-F 1530 Narzędzia medyczne. Strzykawki jednorazowego użytku wyjaławiane tlenkiem e^tylenu. ^Wymaganⁱa oraz taadan^ cliem^zne ^{i bi}o^lo^giczne^, w^ynosz^ącej 2 mg/5⁰ cm' wycią^gu wodnego czyli 0,004% - czyli 40 ppm pozostałości po odparowaniu ekstraktu wodnego i wysuszaniu do stałego ciężaru.

Tak niską wymywalność osiągnięto mimo dziesięciokrotnie wyższej zawartości amidu niż w rozwiązaniu podanym w polskim opisie patentowym 147016. Oo uplastycznionego polipropylenu i po dokładnym wymieszaniu, wprowadza się amid kwasu oleinowego, erukowego lub ich mieszaninę w ilości 0,25-0,6% i koloidalną krzemionkę w takiej ilości aby stosunek wagowy amidu kwasowego do krzemionki wynosił 1:1,0 do 1:1,5.

Homogenizację składników kompozycji według wynalazku można przeprowadzić podczas produkcji polipropylenu, w węźle granulacji, w osobnym cyklu homogenizacji albo w procesie formowania cylindrów. W tym ostatnim przypadku korzystnie jest wprowadzać amidy kwasowe i krzemionkę w formie koncentratu w polipropylenie lub innym tworzywie termoplastycznym.

Przykład I. 100 części wagowych proszku polipropylenowego, zawierającego 96% polipropylenu izotaktycznego wprowadzano do przemysłowego dwuślimakowego mieszalnika, do którego przez odpowiednie urządzenie dozujące wprowadzono stabilizator złożony z 0,1 części wagowych antyutleniacza o nazwie handlowej Irganox 1010, 0,05 części wagowych antyutleniacza o nazwie handlowej BHT i 0,1 części pochłaniacza chloru - stearynianu wapnia oraz układ dodatków złożony z 0,35 części amidu kwasu oleinowego i 0,35 części koloidalnej krzemionki. W mieszalniku homogenizowano dodatki z uplastycznionym polipropylenem. Stopioną, homogeniczną masę transportowano do wytłaczarki pracującej z wodnym granulatorem.

Otrzymany polimer charakteryzował się dobrymi właściwościami Poddany ekstrakcji spełniał wymagania norm dla tworzyw medycznych,

Ekstra^kt wodny uzyskany w warunkacti: ³⁰ g wy^orzonego granu^la^tu^{, 100} cm' wo^dy, 50°^ 24 godziny, zawierał 0,0 mg części rozpuszczalnych. Z tak uzyskanego polipropylenu wykonano cylindry strzykawek, które także poddawano ekstrakcji. Ekstrakt wodno-alkoholowy wytworzony w strzykawkach napełnionych 10% wodnym roztworem etanolu w warunkach 50°C, 16 godzin wykazywał zaw^art^ość substancji rozpuszczaln^ych ^0,2 m^g/l⁰⁰ cm' wy^ągu. ^Eks^tra^kt heksanow^y, wy^tworzony w strzykawkach napełnionych heksanem w warunkach 50°C, 30 min, wykazywał zawartość części roz^puszczal.nych - ²m^g/100 cm' w^yci^ągu.

w temperaturze 200-250°C połączonej fizyko-mechanicznymi .

_ i°r

161 935

Przykład II. Do 100 części granulatu o zawartości 96¾ polipropylenu lzotaktycznego, 0,1¾ antyutleniacza o nazwie handlowej Irganox 1010, 0,05¾ antyutleniacza o nazwie handlowej BHT i 0,1¾ stearynianu wapnia, wprowadzono 15 części wagowych 3¾ granulowanego koncentratu w polipropylenie amidu kwasu oleinowego i 15 części wagowych granulowanego 3¾ koncentratu krzemionki w polipropylenie. Po dokładnym wymieszaniu granulatu polipropylenu z granulatami koncentratów mieszankę wprowaozono do wtryskarki formującej cylindry strzykawek. Podobnie jak w przykładzie I, otrzymany polimer charakteryzował się dobrymi własnościami fizyko-ιmechanicznymi, a poddany ekstrakcji spełniał wymagania norm dla tworzyw medycznych.

Ekstrakt wodno-etanolowy wytworzony w strzykawkach w warunkach: 10¾ roztwór alkoholu etylowego w wodzie, 50°C, 16 godzin, wykazywał zawartość 0,3 mg części rozpuszczalnych w ¹⁰⁰ cm?. Ekstrakt: ^heksanow^y wytworzon^y w strzy^kawkach na^pełnionyc^{h h}eksanem w w^ar^unka^ch ⁵⁰°C, ³⁰ ιη^ w^ykazywał zawart:ość cz^ęści roz^puszczal.n^yc^{h 2,3} mg/1⁰0 cm? wyciągu. Dla porównania niżej podajemy przykład w którym zamiast układu złożonego z amidu kwasowego i krzemionki zastosowano sam amid.

Przykład III. Do granulatu o składzie opisanym w przykładzie II, wprowadzono 20 części wagowycngranulowanego 3¾ koncentratu amidu kwasu oleinowego w polipropylenie. Po dokładnym wymieszaniu granulatów formowano cylindry strzykawek i poddawano je ekstrakcji. Ekstrakt wodno-etanolowy wytworzony w strzykawkach w warunkach 50°C, 16 godzin wykazywał zawarto^ść 1,9-2,³ m^g cz^ęści rozpuszczaln^yc^h na ¹⁰⁰ cm’ eks^aktu. ^Ekstrak^t lieksanowy wytworzony w strzykawkach napełnionych heksanem w warunkach 50°C, 30 min. wykazywał zawartość cz^ęści rozpuszczalnych 7^,5-¹0^,0 m^g/1°0 cm'’ w^yci^ągu. Wyso^ka zawar^toś^ć cz^ęści. eks^ahowalnych wyklucza zastosowanie tworzywa uzyskanego w przykładzie III do celów medycznych.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Kompozycja polipropylenowa odporna na działanie rozpuszczalników organicznych, charakteryzująca się wysoką zdolnością poślizgową, zawierająca polipropylen, krzemionkę, stabilizatory, amidy kwasów oleinowego i erukowego, znamienna tym, że zawiera 96-98% wagowych polipropylenu izotaktycznego, 0,25-0,6% wagowego amidu kwasu oleinowego lub erukowego lub ich mieszaniny, krzemionkę w takiej ilości aby stosunek wagowy amidów kwasowych do krzemionki wynosił 1:1-1,5 i ewentualnie 0,2-0,5% wagowego stabilizatorów, korzystnie o działaniu synergicznym, złożonych z antyutleniaczy i absorberów halogenów.