****** u*i) Przemyslaw Machowski Uprawniony z patentu: Instytut Chemii Przemyslowej, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania mieszanin termoplastycznych o zwiekszonej sztywnosci Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanin polimerów termoplastycznych o zwiek¬ szonej sztywnosci i udarnosci oraz polepszonej od¬ pornosci cieplnej i chemicznej przy zachowaniu niezmienionej lub nawet lepszej przetwarzalnosci. 5 Otrzymane w sposobie wedlug wynalazku mie¬ szaniny termoplastów odznaczaja sie ponadto do¬ brymi wlasnosciami barierowymi.Znane dotychczas sposoby ulepszania wlasnosci uzytkowych polimerów termoplastycznych polegaja 10 na dodaniu do tych polimerów wypelniaczy nie¬ organicznych np. krzemionki, kredy, lub wypelnia¬ czy organicznych np. celulozy, pylu drzewnego, usieciowanych i rozdrobnionych polimerów oraz innych niz podstawowy polimerów termoplastycz¬ nych. Stosowanie wypelniaczy organicznych lub nieorganicznych wymaga z reguly kosztownej i energochlonnej preparacji i sporzadzania przed- mieszek. W przypadku mieszanin polimerów ter¬ moplastycznych znane sa takie uklady jak: poli¬ etylen i polipropylen ataktyczny, polietylen i ko¬ polimer etylen-buten, polietylen i poliamid, poli¬ propylen i kopolimer etylen-buten, polietylen i poliamid, polipropylen i poliweglan, polichlorek winylu i poliweglan i inne. Wada tych z reguly dwuskladnikowych mieszanin jest jednostronnosc skutków modyfikacji, przejawiajaca sie w polep¬ szeniu jednej cechy uzytkowej, kosztem pogorsze¬ nia innej, najczesciej przetwarzalnosci.Okazalo sie, ze mozna otrzymac polimery termo- plastyczne o zwiekszonej sztywnosci i udarnosci oraz lepszej odpornosci cieplnej i chemicznej, od¬ znaczajace sie przy tym dobra przetwarzalnoscia przez wytworzenie mieszaniny polietylenu z in¬ nym termoplastem na drodze modyfikacji reolo- gicznej w stanie stopionym, w obecnosci dodatku polimeru krzemoorganicznego i/lub izotaktycznego polipropylenu jako srodków mikroheterogenizuja- cych.Mikroheterogenicznosc wywolana dodatkiem polimeru krzemoorganicznego iAub polipropylenu polega na utworzeniu w stopionej mieszaninie, znajdujacej sie w polu oddzialywan teologicznych, nadczasteczkowych struktur aglomerycznych. Przed¬ miotowe struktury nadczasteczkowe istotnie po¬ lepszaja przetwarzalnosc oraz synergistycznie wzmacniaja zamierzony skutek sporzadzania mie¬ szanin polimerów termoplastycznych, to jest po¬ prawe wlasnosci uzytkowych np. udarnosci, odpor¬ nosci cieplnej i chemicznej.W sposobie wedlug wynalazku do polietylenu w stanie stopionym dodaje sie polimer krzemo- organiczny w ilosci do 15ty§ wagowych w stosunku do polietylenu i/lub izotaktyczny polipropylen w ilosci do 3Wo wagowych w stosunku do poliety¬ lenu, oraz w zaleznosci od kierunku zastosowania i zamierzonego efektu modyfikacji dodaje sie inne polimery termoplastyczne.Jako polimery termoplastyczne polepszajace wlasciwosci uzytkowe w sposobie wedlug wyna- 97 22897 928 lazku stDsuje sie poliamidy, poliweglany, politere- ftalan etylu, polihydroksyteter oraz politlenek fe- nylenu i jego kopolimery. Wymienione polimery termoplastyczne dodaje sie do stopionego poliety¬ lenu w postaci stalej, rozdrobnionej i/lub w stanie 5 stopionym, w ilosci 5—35°/o wagowych w stosunku do polietylenu jesli glównym skutkiem ma byc podniesienie sztywnosci, maksymalnej temperatury stosowania przy wydatnym podniesieniu przetwa- rzalnosci. 10 Mieszanie wszystkich skladników mozna prowa¬ dzic w typowej instalacji do homogenizacji i bar¬ wienia, technika stapiania podczas mieszania dy¬ spergujacego, po którym nastepuje mieszanie w stanie stopionym. Szczególnie przydatne dla rea- 15 lizacji sposobu wedlug wynalazku okazaly sie wy¬ sokotemperaturowe mieszalniki dwustopniowe, skla¬ dajace sie z szybkoobrotowego mieszalnika inten¬ sywnego lub mieszalnika dyspergujaco-rozcieraja- cego, sprzezonego poprzez kanal wyposazony w 20 otwieralny uklad regulacji nacisku na mieszany material z mieszalnikiem slimakowym, np. wytla¬ czarka, zakonczonym sitem spietrzajacym lub za¬ worem dlawiacym i granulatorem.Mieszanie moze byc takze prowadzone w wytla- 25 czarkach slimakowych, zagniatarkach i wytlaczar¬ kach ze strefa intensywnego mieszania. Otrzyma¬ ne sposobem wedlug wynalazku polimery termo¬ plastyczne stanowia material wyjsciowy do wy¬ twarzania róznych wyrobów wszystkimi znanymi 30 technikami wytlaczania lub wtrysku. Ze wzgledu na mikroheterogenicznosc mieszanin otrzymanych sposobem wedlug wynalazku, polegajaca na zacho¬ waniu struktur nadczasteczkowych w stanie sto¬ pionym, przedmiotowe mieszaniny wymagaja niz- 35 szych temperatur i cisnien w procesach przetwór¬ stwa.Do przetwórstwa mieszanin polimerów termo¬ plastycznych otrzymanych sposobem wedlug wy¬ nalazku stosuje sie typowe maszyny przetwórcze 40 np. wytlaczarki slimakowe, wtryskarki tlokowe i slimakowe.Przedmiot wynalazku jest blizej zilustrowany przykladami wykonania.Przyklad I. lkg polietylenu o gestosci d423 45 = 0,918 g/cm8, wskazniku szybkosci plyniecia, WiSPl9o°/2,i6 kG = 2,0 g/10 min, o nazwie handlowej Petrolen I 020/GO miesza sie z 0,3 kg poliweglanu w postaci wysuszonego proszku o wskazniku szyb¬ kosci plyniecia, WSPi8o0/5 ko = 4,0 g/10 min, o naz- 50 wie handlowej Bistan AW, z 0,05 kg polipropylenu izotaktycznego o wskazniku szybkosci plyniecia, WSPi9o°/5ko = 12 g/10 min, o nazwie handlowej Malen S 601 z 0,005 kg polidwumetylosiloksanu i z 0,01 kg stabilizatorów w mieszalniku dyspergu- w jacym, szybkoobrotowym w temperaturze 260°C przez 15 minut Otrzymano 1,35 kg mieszaniny po¬ limerów termoplastycznych w postaci granulatu przeznaczonego do wtrysku i wytlaczania o wskaz¬ niku szybkosci plyniecia, WSP2ao°/5kG = 9,5 g/10 60 min, granicy plastycznosci, Rpir = 370 kG/cm2, kry¬ tycznej szybkosci scinania, Vkr = 260 s_1.Uzyskane wyroby wtryskowe z tej mieszaniny polimerów termoplastycznych odznaczaja sie wie¬ ksza sztywnoscia, gladka, blyszczaca powierzchnia, w podwyzszona odpornoscia cieplna i podwj Jszona udarnoscia.Przyklad II. I kg polietylenu o charaktery¬ styce jak w przykladzie I o nazwie handlowej Po- liten I 020/GO miesza sie z 0,3 kg polihydroksy- eteru w postaci proszku, uprzednio starannie wysu¬ szonego, o temperaturze topnienia, TW ¦*¦= 220°C, wskazniku szybkosci plyniecia, WSP230°/2,i6 kG = = 5,2. g/10 min. o nazwie handlowej Epiterm W z 0,04 kg polipropylenu izotaktycznego o wskazni¬ ku szybkosci plyniecia, WSPi9o°/5 kG = 12 g/10 min, o nazwie handlowej Polypro S 601, z 0,01 kg poli¬ dwumetylosiloksanu i z 0,01 kg stabilizatorów w mieszalniku dyspergujacym, szybkoobrotowym w temperaturze 240°C przez 10 minut. Otrzymuje sie 1,35 kg mieszaniny polimerów termoplastycznych o wskazniku szybkosci plyniecia, WSPi90°/5kG = = 2,9 g/10 min, granicy plastycznosci, RPir = 480 kG/cm2 i mrozoodpornosci, TV = —30°C. Otrzyma¬ na mieszanine polimerów termoplastycznych stoso¬ wano do produkcji folii oraz pojemników we¬ wnatrz pustych. Wyroby te odznaczaja sie bardzo dobra podatnoscia na zadrukowanie, gdyz przyj¬ muja farby drukarskie bez glebokiej obróbki po¬ wierzchni. Zwiekszona sztywnosc umozliwia zmniejszenie grubosci scianek wyrobów o 10%.Przyklad III. 1 kg polietylenu liniowego o ge¬ stosci, d423 = 0,960 g/cm8, wskazniku plyniecia, WSPi90°/5 kG = 5 g/10 min, o nazwie handlowej Marlex 6050 miesza sie z 0,2 kg poliamidu 66 w postaci wysuszonego granulatu, o temperaturze topnienia, Ttop = 245°C, wskazniku szybkosci ply¬ niecia, WSP250°/2,16 kG = 3 g/10 min, o nazwie han¬ dlowej Zytel z 0,10 kg polipropylenu izotaktyczne¬ go, o wskazniku szybkosci plyniecia, WiSPi9o°/5kG = 12 g/10 min, o nazwie handlowej Malen S 601, z 0,005 kg polidwumetylosiloksanu i z 0,01 kg stabilizatorów w mieszalniku dyspergujacym, szyb¬ koobrotowym w temperaturze 260°C przez 15 mi¬ nut.. Uzyskano 1,3 kg mieszaniny tworzyw termo¬ plastycznych w postaci granulatu o wskazniku szyb¬ kosci plyniecia, WSP25o°/2,i6 kG = 6,5 g/10 min, gra¬ nicy plastycznosci, Rpir = 480 kG/cm2. Wzrost prze- twarzalnosci w porównaniu do surowców wyjscio¬ wych pozwolil na wtrysk wyrobów cienkoscien¬ nych przy zachowaniu duzej sztywnosci wyrobów.Wytloczone rury z otrzymanej mieszaniny termo- piastów wytrzymuja dlugotrwale dzialanie wody o temperaturze 100°C.Przyklad IV. 0,5 kg polietylenu rozgalezione¬ go o charakterystyce jak w przykladzie I, o naz¬ wie handlowej Politen I 020/GO i 0,5 kg poliety¬ lenu liniowego o gestosci, d423 = 0,960 g/cm8, wska¬ zniku szybkosci plyniecia, WSPi9o°/5 kG = 5 g/10 min, o nazwie handlowej Marlex 6050 miesza sie z 0,1 kg poliweglanu w postaci wysuszonego prosz¬ ku, o wskazniku szybkosci plyniecia, WSP2eo°/5kG = 3,0 g/10 min, o nazwie handlowej Bistan AW, z 0,05 kg polipropylenu izotaktycznego o wskazni¬ ku szybkosci plyniecia, WSPi9o°/« kG = 12 g/10 min, o nazwie handlowej Malen S601 z 0,01 kg stabili¬ zatorów w mieszalniku dyspergujacym, szybko¬ obrotowym w temperaturze 260°C przez 15 minut.Uzyskano 1,1 kg mieszaniny tworzyw termopla¬ stycznych w postaci granulatu o wskazniku szyb-•7 2*8 kosci plyniecia, WSP«o°/a,i6 kG = 6,5 g/10 min, gra¬ nicy plastycznosci, Rpir = 480 kG/cm2.Wzrost przetwarzalnosci w porównaniu do su¬ rowców wyjsciowych pozwolil na wtrysk wyro¬ bów cienkosciennych przy zachowaniu duzej sztyw- 5 nosci. Wytloczone rury z otrzymanej mieszaniny termoplastów wytrzymuja dlugotrwale dzialanie wody o temperaturze 100°C.Przyklad V. 0,5 kg polietylenu rozgalezione¬ go o charakterystyce jak w przykladzie I, o naz- io wie handlowej Politen I 020/GO i 0,5 kg poliety¬ lenu liniowego o gestosci, d4^ = 0,960 g/cm», wska¬ zniku szybkosci plyniecia WSPi9o°/5 kG = 5 g/10 min, o nazwie handlowej Marlex 6050 miesza sie z 0,1 kg poliweglanu w postaci wysuszonego pro- 15 szku, o wskazniku szybkosci plyniecia, WSP28O0/ /5 kG = 3,0 g/10 min, o nazwie handlowej Bistan AW z 0,05 kg polipropylenu izotaktycznego o wska¬ zniku szybkosci plyniecia, WSPi90°/5 kG = 12 g/10 min, o nazwie handlowej Malen S601 i z 0,01 kg 20 stabilizatorów w mieszalniku dyspergujacym, szyb¬ koobrotowym w temperaturze 260°C przez 15 mi¬ nut. Otrzymano 1,15 kg mieszaniny polimerów ter¬ moplastycznych w postaci granulatu przeznaczone¬ go do wtrysku i wytlaczania, o wskazniku szybko- 25 sci plyniecia, WSP25o°/5 kG = 6 g/10 min, udarnosci z karbem, ak = powyzej 120 kGcm/cm2, twardosci wg Shore'a = 65 stopni ShD. Otrzymane wyroby wtryskowe cienkoscienne z tej mieszaniny poli¬ merów termoplastycznych odznaczaja sie duza 30 sztywnoscia i odpornoscia na uderzenia.Dzieki dobrej przetwarzalnosci wydajnosc wtry¬ sku wyrobów cienkosciennych o grubosci scianek ok. 1 mm wzrosla 18°/o.Przyklad VI. 0,7 kg polietylenu rozgalezio- 35 nego, o charakterystyce jak w przykladzie I, o naz¬ wie handlowej Petrolen I 020/GO i 0,3 kg poliety¬ lenu liniowego o charakterystyce jak w przykla¬ dzie V, o nazwie handlowej Marlex 6050 miesza sie z 0,3 kg poliamidu 6, o temperaturze topnie- 40 nia, TtoP = 210°C, wskazniku szybkosci plyniecia WSP22o°/2,ie kG = 5 g/10 min, o nazwie handlowej Tarnamid 27 T, z 0,05 kg polipropylenu izotaktycz¬ nego o gestosci, d*23 = 0,901 g/cm*, wskazniku szyb¬ kosci plyniecia, WSPi»°/5 kG = 12 g/10 min, o naz- 45 wie handlowej Malen S601, z 0,01 kg stabilizato¬ rów w mieszalniku dyspergujacym, szybkoobroto¬ wym w temperaturze 240°C przez 10 minut, a na¬ stepnie granuluje. Otrzymano 1,35 kg mieszaniny polimerów termoplastycznych o wskazniku szyb- 50 kosci plyniecia, WSP2oo°/5 kG = 7 g/10 min, granicy plastycznosci, Rpir = 380 kG/cm2, mrozoodpornosci, Tr = —60°C. Z uzyskanej mieszaniny polimerów termoplastycznych wytloczono i rozdmuchano bu¬ telki i pojemniki do 10 dm», odporne na uderzenia w niskich temperaturach do —30°C.Dzieki duzej sztywnosci zmniejszono grubosc scianek o 209/« w porównaniu do wyrobów otrzy¬ mywanych z polietylenu rozgalezionego o nazwie handlowej Politen II 003/GO. PL