RU2229485C1 - Способ получения композиционного материала - Google Patents
Способ получения композиционного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2229485C1 RU2229485C1 RU2002130121/04A RU2002130121A RU2229485C1 RU 2229485 C1 RU2229485 C1 RU 2229485C1 RU 2002130121/04 A RU2002130121/04 A RU 2002130121/04A RU 2002130121 A RU2002130121 A RU 2002130121A RU 2229485 C1 RU2229485 C1 RU 2229485C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- polydimethylsiloxane
- photoinitiator
- polyethylene
- layer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам получения композитных полимерных материалов на основе полидиметилсилоксановых каучуков, не имеющих в своем составе активных групп, и может быть использовано для получения пленок, тонкослойных и объемных изделий в машиностроении, электротехнической, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности. Получение композиционного материала осуществляют путем нанесения смеси высокомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука, включающей фотоинициатор, на подложку с последующим фотоотверждением. В качестве фотоинициатора используют органические карбонилсодержащие соединения ряда ароматических кетонов и хинонов, выбранных из группы производных бензофенона, ксантона, антрона, антрахинона, в количестве 0,001-0,01 моль на 1 кг каучука, а в качестве подложки используют полиэтилен. Способ позволяет улучшить прочностные характеристики полидиметилсилоксановых полимеров, упростить и удешевить технологию их получения, увеличить ассортимент изделий. 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам получения композитных полимерных материалов на основе полидиметилсилоксановых каучуков, не имеющих в своем составе активных групп, и может быть использовано для получения пленок, тонкослойных и объемных изделий в машиностроении, электротехнической, медицинской, пищевой и др. отраслях промышленности.
Полидиметилсилоксановые каучуки известны и промышленно выпускаются уже довольно длительное время. Они широко применяются в тех отраслях промышленности, где требуются высокие термическая, химическая и электрическая стойкости, а также биологическая инертность полимерных изделий. Однако в силу особенностей структурного строения прочностные характеристики полидиметилсилоксановых каучуков очень низки. Поэтому для улучшения их свойств используют их отверждение и другие методы обработки.
Наиболее распространенным в промышленности является введение в состав полидиметилсилоксановых каучуков наполнителей – SiO2, TiO2, ZnO и т.д., позволяющее значительно увеличить их прочность - до 60-80 кГс/см2 (Шетц М. Силиконовый каучук. Л., “Химия”, 1975, с. 24). Однако введение наполнителей возможно только непосредственно при приготовлении смеси перед изготовлением изделий для термохимического отверждения в присутствии пероксидов (“Каучук синтетический термостойкий СКТ”, ГОСТ 14680-69), проводимого при высоких температурах (150-250°С) в отсутствие кислорода воздуха, в присутствии больших концентраций взрывоопасных органических перекисных инициаторов (до 10%), а также требующего довольно длительного отжига изделий при температуре 200-250°С для удаления продуктов разложения инициатора.
Другим эффективным способом, позволяющим улучшить прочностные характеристики полимерных материалов на основе полидиметилсилоксанов, является получение их сополимеров с другими полимерами и мономерами - блок- и привитых сополимеров.
Однако отсутствие в составе макромолекулы полидиметилсилоксановых полимеров активных групп сильно затрудняет их модификацию. Количество концевых гидроксильных групп в высокомолекулярных полидиметилсилоксановых полимерах очень мало для их модификации и позволяет отверждать только низкомолекулярные полидиметилсилоксановые каучуки. При этом прочность отвержденных полимеров не превышает 50 кГс/см2, что позволяет применять их только в качестве клеев и герметиков. Имеющиеся в них метильные группы химически инертны, позволяют проводить отверждение и модификацию полидиметилсилоксановых полимеров лишь при высоких температурах, при которых большинство полимеров и мономеров деструктируют.
Таким образом, прямых способов модифицирования готовых чисто полидиметилсилоксановых полимеров очень мало. К ним относится способ прямой модификации полидиметилсилоксановых полимеров под действием γ-излучения (а.с. СССР №176069. Бюл. изобр., 1965, №21), позволяющий осуществлять прививку к низкомолекулярным полидиметилсилоксановым каучукам непредельных соединений, например имидов малеиновой кислоты.
К его недостаткам относятся возможность модификации только низкомолекулярных полидиметилсилоксановых полимеров лишь некоторыми непредельными соединениями, использование опасного и требующего серьезных мер защиты γ-излучения.
Известен также способ получения композиции сверхвысокомолекулярного полиэтилена с полисилоксаном (заявка на изобретение №97100528/25, РФ, опубл. 20.01.1999 г.), заключающийся в смешении компонентов в механическом смесителе и вулканизации смеси непосредственно при получении изделий методом прессования, при этом полисилоксан предварительно подвулканизовывают в диапазоне температур 120-150°С, а температуру вулканизации выбирают из зависимости lgT=0,04x+2,588, где x - массовая доля каучука в смеси.
Недостатком данного способа получения композиционных материалов является его технологическая сложность, ограниченность только сверхвысокомолекулярным полиэтиленом в диапазоне концентраций от 5 до 15%, пригодность для получения только объемных изделий методом прессования, невозможность получения тонкослойных изделий, пленок и покрытий.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является фотохимический способ получения композиционного материала путем нанесения однородного раствора из 15%-ного раствора в толуоле полидиметилсилоксанового каучука с молекулярной массой 350000-600000 (каучук СКТ) и фотоинициатора - 3% раствора в толуоле 2-фторантрахинона или 1,2,3,4-тетрафторантрахинона на поверхность металла в три слоя с сушкой каждого слоя при комнатной температуре и дальнейшим облучением ультрафиолетовым светом (а.с. СССР №1694599, МКИ С 08 J 3/28, опубл. 30.11.91, Бюл. №44).
Недостатками данного способа являются высокая концентрация, малая доступность и высокая стоимость применяемых инициаторов; значительный неконтролируемый лучистый нагрев образцов, вызывающий окисление каучука, при высоких дозах облучения приводящий к повреждению его поверхностного слоя; невысокие прочностные характеристики отвержденного полидиме-тилсилоксанового каучука - не более 5-8 кГс/см2, что ограничивает его применение в основном защитными и изолирующими покрытиями на металлах.
Заявляемое изобретение направлено на решение следующих задач: улучшение прочностных характеристик полидиметилсилоксановых полимеров; упрощение и удешевление технологии их получения; увеличение ассортимента изделий.
Для решения поставленных задач предлагается способ получения композиционного материала путем нанесения смеси высокомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука, включающей фотоинициатор, на подложку с последующим фотоотверждением при использовании в качестве фотоинициаторов органических карбонилсодержащих соединений ряда ароматических кетонов и хинонов, выбранных из группы производных бензофенона, ксантона, антрона, антрахинона в количестве 0,001-0,01 моль на 1 кг каучука, при этом в качестве подложки используют полиэтилен.
В процессе фотохимической обработки в данных условиях происходит одновременное отверждение силоксанового каучука с образованием эластичного, упругого слоя полимера, прививка его к полиэтиленовой пленке, а также частичное сшивание полиэтилена, приводящее к увеличению его прочности.
Предложенный механизм инициированного фотоотверждения включает в себя: набухание верхнего слоя полиэтилена при нанесении на его поверхность раствора полидиметилсилоксанового каучука с фотоинициатором; взаимодиффузию макромолекул каучука в слой полиэтилена и полиэтилена в слой каучука; поглощение кванта света карбонилсодержащим фотоинициатором с образованием возбужденной молекулы, отрыв возбужденной молекулой атома водорода метильной группы макромолекулы СКТ и метиленовой группы полиэтилена с образованием макрорадикала и радикала фотоинициатора (семихинонного типа для хинонов и кетильного - для ароматических кетонов) и последующую рекомбинацию макрорадикалов с образованием сшивки.
где In - фотоинициатор.
При этом происходит отверждение каучука и переход его из вязкотекучего состояния в резиноподобное.
На границе раздела полидиметилсилоксан-полиэтилен рекомбинируют разноименные радикалы. Здесь образуется тонкий переходный слой привитого сополимера, обладающий высокой адгезионной прочностью и не разрушающийся при высоких нагрузках.
Некоторое количество фотоинициатора диффундирует в слой полиэтилена, где аналогичным образом реагирует с полиэтиленом, сшивая и упрочняя его.
Часть фотоинициатора оказывается привитой к полимерной матрице и в дальнейшем участвует во вторичных фотохимических реакциях.
Выбор используемого фотоинициатора определяется следующими критериями:
- возбужденное состояние фотоинициатора должно быть Т т.к. только это состояние активно в реакции дегидрирования;
- расположение основных и возбужденных энергетических уровней должно быть следующим: So Т Тππ* S Sππ*. Лишь в данном случае наблюдается достаточное электронное насыщение возбужденного триплетного состояния Т ;
- используемые фотоинициаторы должны быть достаточно совместимы с полидиметилсилоксановой матрицей.
Границы применяемых концентраций фотоинициатора обусловлены необходимостью достижения полидиметилсилоксановым полимером требуемых физико-механических характеристик и адгезии к полиэтилену при отверждении в данных условиях.
Прочность образующегося отвержденного материала определяется прочностью слоя полиэтилена. При этом толщина полиэтиленового слоя не ограничена.
Способ осуществляется следующим образом.
Пример 1
Для получения композиционного материала используют полидиметилси-локсановый каучук СКТ (ГОСТ 14680-69, молекулярная масса 300-600 тыс. у.е.), который находится в вязкотекучем состоянии, и полиэтилен высокого давления (марки 10803-020). К 20 г 15% раствора полидиметилсилоксанового каучука СКТ в толуоле добавляют раствор 7 мг 2-этилантрахинона в 1 мл толуола. Смесь тщательно перемешивают. Концентрация 2-этилантрахинона при этом составляет 0,01 моль на 1 кг каучука. Смесь наносят на пленку полиэтилена (толщина 0,13 мм) в один слой в количестве 66 мг/см2 с сушкой в токе воздуха в течение 1 часа при комнатной температуре. После сушки толщина слоя полидиметилсилоксанового полимера составляет 0,1 мм (±10%). Высушенные пленки экспонируют со стороны силоксанового каучука полным светом ультрафиолетовой лампы среднего давления ДРТ-1000 с расстояния 25 см. При этом получают гибкие и эластичные пленки, обладающие повышенной прочностью на растяжение, не расслаивающиеся даже при значительных механических воздействиях, стойкие к действию агрессивных сред (разбавленных минеральных и органических кислот, щелочей, концентрированных растворов солей, органических растворителей), высокой термостойкостью (полидиметилсилоксановый слой устойчив до 250°С даже при полном разрушении слоя полиэтилена).
Из полученных пленок вырубают образцы в виде двухсторонних лопаточек для механических испытаний образцов на разрыв при растяжении. Испытания проводят на разрывной машине РМБ-30. По результатам четырех параллельных испытаний определяют среднюю величину прочности на разрыв и относительного удлинения.
В таблицу сведены примеры получения композиционного материала (полидиметилсилоксанового каучука в комбинации с полиэтиленом, с различными фотоинициаторами и их содержанием), временем облучения, прочностью на разрыв при растяжении и относительным удлинением при разрыве получаемых полимеров.
Преимуществами предлагаемого способа перед прототипом являются: высокая прочность отвержденного полимера 92-106 кГс/см2 (достигается увеличение прочности на разрыв при растяжении в 15-20 раз); простота, мягкие условия отверждения; возможность дальнейшей механической обработки полученных композиционных полимерных материалов, например, путем сварки по полиэтилену. Поскольку увеличение толщины слоя полиэтилена не оказывает влияния на технологию получения и свойства продукта, возможно получение тонкослойных и объемных изделий методом прессования и штамповки.
Claims (1)
- Способ получения композиционного материала путем нанесения смеси высокомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука, включающей фотоинициатор, на подложку с последующим фотоотверждением, отличающийся тем, что в качестве фотоинициатора используют органические карбонилсодержащие соединения ряда ароматических кетонов и хинонов, выбранных из группы производных бензофенона, ксантона, антрона, антрахинона в количестве 0,001-0,01 моль на 1 кг каучука, а в качестве подложки используют полиэтилен.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130121/04A RU2229485C1 (ru) | 2002-11-10 | 2002-11-10 | Способ получения композиционного материала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002130121/04A RU2229485C1 (ru) | 2002-11-10 | 2002-11-10 | Способ получения композиционного материала |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002130121A RU2002130121A (ru) | 2004-05-10 |
RU2229485C1 true RU2229485C1 (ru) | 2004-05-27 |
Family
ID=32679187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002130121/04A RU2229485C1 (ru) | 2002-11-10 | 2002-11-10 | Способ получения композиционного материала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2229485C1 (ru) |
-
2002
- 2002-11-10 RU RU2002130121/04A patent/RU2229485C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8440736B2 (en) | Photocuable thiol-ene low gas permeability membranes | |
EP1979388B1 (en) | Elastic methacrylate compositions | |
EP2620455B1 (en) | Method for producing terminal acrylic-modified polybutadiene or terminal acrylic-modified hydrogenated polybutadiene, and composition containing same | |
Kuan et al. | Thermal and mechanical properties of silane‐grafted water crosslinked polyethylene | |
KR960031487A (ko) | 안정한 자유 라디칼에 의한 중합체의 안정화 | |
CA1290122C (en) | Reactive coextrusion of functionalized polymers | |
TWI638854B (zh) | 聚醯胺之改性 | |
KR101717913B1 (ko) | 말단 변성 폴리부타디엔 또는 말단 변성 수소 첨가 폴리부타디엔의 제조 방법 및 이들을 함유하는 조성물 | |
CS34392A3 (en) | Linear or branched block co-polymer and process for preparing thereof | |
Li | Synthesis, characterization and properties of vinyl ester matrix resins | |
RU2229485C1 (ru) | Способ получения композиционного материала | |
EP1362891A4 (en) | RESIN COMPOSITION, COATINGS COMPRISING THIS, COATING FILM AND METHOD FOR PRODUCING THIS FILM | |
CN110527334B (zh) | 一种基于碳量子点的真空可见光室温固化复合膜和制备方法 | |
KR100653149B1 (ko) | 경화성 조성물 | |
BE591575A (ru) | ||
CN112608662A (zh) | 一种纤维素纳米晶/聚酯丙烯酸酯复合uv固化树脂的制备方法 | |
JP2002265615A (ja) | 樹脂複合体の製造法 | |
WO2007058316A1 (ja) | 活性エネルギー線架橋型接着剤及びゴムとの接着方法 | |
JPS63151378A (ja) | 化粧材の製造方法 | |
JPH03275316A (ja) | 凹凸表面を有する離型用シート及び該離型用シートの製造方法 | |
WO2007010870A1 (ja) | 活性エネルギー線架橋型接着剤及びゴムとの接着方法 | |
JP2001253911A (ja) | エポキシ基およびアルコキシシリル基を有するポリブタジエン誘導体 | |
JP2019065097A (ja) | 熱可塑性樹脂成形体の製造方法 | |
JPS61133215A (ja) | 硬化性樹脂組成物 | |
JPS60147425A (ja) | 硬化性樹脂組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050119 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081111 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20101102 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121111 |