SU1014843A1 - Способ получени электропровод щей полимерной композиции - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ v ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ, включающий смешение авух термопластов и сажи, о г л и ч а ю ш и и с   тем, что, с иэлью повыше ни  электропровопности композиции, чала сажу смешивают с расплавом пласта, имеющего меньшую в зкость, v весовом соотношении 2О-5О:50-8О, затем полученный саженапопненный ком : понент смешивают с вторым термопластом, вз тым в таком количестве, чтобы KOHIцентраци  сажи в компози.оии состави1 ла 5-20 вес.%.

Description

эо

4ib

:

Изобретение огносигс  к технологии переработки пластмасс и может быть использовано дл  получени  электропровоц щих изделий из полимеров с целью их металлизации и дл  получени  материала обладающего антистатическими свойствами .

Дл  изготовлени  электропровод щего полимерного материала примен ют композиции , включающие в качестве основных ингредиентов сажу, обеспечивающую электропроводность композиции, и два или более полимерных компонента. При этом выщеперечисленные компоненты, напри- мер полиэтилен и синтетический научук, смещивают одновременно посредством вальцевани , экструдированием либо в смесигел х иной конструкции (l

Однако известные способы получени  сажесодержащих композиций на основе смесей полимеров не позвол ют получить высоких значений электропроводности при малом (менее 2О%) содержании сажи.

Наиболее близким к предлагаемому п технической сущности л достигаемому результату  вл етс  способ получени  электропровод щей полимерной композиции на основе сажи и смеси двух термопластов - полиэтилена и бутадиенстирольного термопласта либо полиэтилена и полиизобутилена (композици  содержит также стабилизаторы в количестве менее 0,3%), согласно которому смещение всех ингредиентов производ т одновременно в смесителе типа Бэнбери при 155° С 2J .

Ойнако данный способ смещени  дает возможность получить значение удельного объемного электросопротивлени  ( ру ) 9-10 Омсм при 15% содержани  печной сажи и 2-10 - Ом-см при 25% ацетиленовой сажи, что не позвол ет отнести эти композиции к высокопровод щим полимерным материалам. Использование таких композиций возможно толь- ко в виде антистатических материалов, причем с невысокими параметрами, поскольку дл  них р должно находитьс  в пределах 10 - 10 Ом-см. Более высоких значений электропроводности можно достичь увеличением концентрации сажи. Однако больщое содержание сажи увеличивает в зкость расплава композиции , что затрудн ет или делает невозможным получение изделий методами экструзии или лигь  под давлением. Большой процент содержани  сажи резко снижает разрывную и изгибную прочность.

а также величину относительного удлинени . Таким, образом, ухудшаютс  перераба тываемость и механические характеристики материала.

Цель изобретени  - повышение электропроводности композиции.

Поставленна  Цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  электропровод щей полймернрй композиции, включающему смешение двух термопластов и сажи, сначала сажу смешивают с расплавом термопласта, имеющего меньшую в зкость , в весовом соотношении 20-5.0 : 50-80, а затем полученный свеженаполненный компонент смешивают с вторым термоплас.том, вз тым в таком количестве , чтобы концентраци  сажи в композиции составила 5-20 вес.%.

На первом этапе сажу механически

перемешивают с одним из полимерных компонентов композиции (а именно с тем, расплав которого о.бладает меньшей в зкостью ) затем эту смесь пропускают через экструдер, где ймесь плавитс  и в расплавленном состо нии перемешиваетс . На выходе экструдера получают твердый саженаполненный компонент, который на втором этапе смещивают с вторым полимерным компонентом и экструдируюг.

0 Разбавление вторым компонентом ведут до требуемой концентрации сажи, рассчитанной на весь объем композиции.

Значительной величины электропроводности при этом достигают за счет нерав-

5 номерного распределени  сажи в композиции . Причиной такого распределени   вл етс  микрогетерогенна  структура полимерной смеси, т.е. состо ща  из чередующихс  микрообластей одного и другого

0 термодинамически несовместимых полимерных компонентов композиции. Прецла аемый способ введени  приводит к тому, что сажа находитс  преимущественно в микрообласт х того компонента компози-

5 ции, в который она вводитс  первоначально , а также на границе между микрооб- ласт ми компонентов, образу  трехмерную непрерывную структуру. Локальна  концентраци  сажи в этих област х зна-

п чительно выще, чем рассчитанна  на весь объем композиции, что и обеспечивает высокую электропроводность. П р и м е р 1. Получают электропро- . вод щую композицию на основе полиамида 12 (П12), сополимера акрилонитрипа, бутадиена, стирола (АБС) и печной сажи ПМ-100.

Сажу в количестве 30 вес.% смешивают с менее в зким компонентом порошкообразным П 12 (7О вес.%). Механическую смесь ппав г и перемешива. юг в лабораторном эксгрудере при 25О С Полученный твердый саженаполненный экструцат П12 дроб т до порошкообразного состо ни  и смешивают с вторым полимерным компонентом - АБС цо содержани  сажи 10% в одном случае, 15 - в другом и 20 - в третьем при расчете на всю композицию. Каждую из этих сме- сей затем повторно экструдируюг при . , Соотношени  компонентов дл  этих трех композиций приведена в табл. 1. ( Предлагаемый способ в дальнейшем обоз начаетс  как способ ). Дл  сравнени  получают композиции с таким же содержанием сажи при одновременном совмещении всех трех компонентов {П12, АБС и с;ажа). Сажу механически перемешивают сразу с двум  порошкообразными полимертыми компонентами , затем механические смеси экструдируют при . Соогношени  компонентов дл  таких композиций указаны в табл. 1 (извесг ный способ обозначаетс  в дальнейшем как способ II)., . П р и м е р -2 . Получают электропровод щую композицию на основе полиэтилена низкой плотности (ПЭ), поли- {оксиметилена (ПОМ) и печной сажи П У1-1ОО Сажу в количестве 20 вес.% смешивают с порошкообразным ПОМ (8О вес.%). Механическую смесь экструдируют в лабораторном эксгрудере при 185 С. Полученный саженаполненный экстр даг полиоксиметилена проб т до порошкообразного состо ни  и смешивают с вторым полимерным компонентом - ПЭ до содержани  сажи 6% в одном случае, 8 во втором и 15 - в третьем при рас- чеге на всю композицию. Эти механическиe смеси затем экструдирзпот при 185 С. Соотношени  компонентов дл  всех в табл. 1 I. трех случаев пршедены (способ 1). Таблица 1 .

П12-сажа

АБС-П12сажа

АБС-П12сажа

ПЭ-ПОМ1 1 1 сажа

70-ЗО

30

66.7-2.3,3-10

5О-35-15

33,3-46,7-20

45-45-10 42,5-42,5-15

80-20

70-24-6

6 8 15 60-32-8 25-60-15

ПЭ-ПОМсажаП

П8

Прогогип

ПЭ-БСТЭсажа-добавки П

сажа-добавки II

Дл  сравнени  получаюг композиции с содержанием сажи 6 и 8% при одновременном совмещении всех трех компо- ненгов (ПЭ, ПОМ и сажа). Сажу переме- шиваюг сразу с двум  порошкообразными полимерными компонентами, затем механические смеси экструдируют при 185 С. Соотношени  компонентов дл  композиций указаны в табл. 1 (способ П).30

В качестве представигелей классов термопластов - полиолефинов, полиамиТемпература , о С:, . .

- - , ( 43-72)180-,210

240-270 (ТУ-6-О5-081-145-72)240-270

. (ТУ-6 5-1587-74).. 195-215

(ГОСТ 16337-70)150-19О Наиболее приемлемые сочетани  компонентов ПЭ-ПОМ и П12-АБС. Совмещать ПОМ и П12 не представл етс  воз можным, так как при температуре переработки полиамида ПОМ разлагаетс . Пр смешивании ПЭ с П12и АБС полученны образны расслаиваютс  и не обладают удовлетворительными физико-механическими свойствами. Расслаивание происходит и при совмещении АБС с ПОМ. Таки образом, приведенные сочетани  компонентов  вл ютс  оптимальными. В зкость полимерных компонентов композиций определ ют на капилл рном вискозиметре МВ-2 в атмосфере инертного газа при напр жении сдвига, 4-10 Па, и температуре, равной температуре переработки. Значени  в з-i костей равны

70-24-6 6О-32-8

79.76-5-15-0,24

5 4,8-20-25-0,2

дов, стирольных сополимеров и сополимеров формальдегида с диоксоланом выбраны соответственно полиэтилен низкой плотности (ПЭ), полиамид 12 (012), сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС), а также полиоксиметилен (ПОМ). Сочетание компонентов выбрано исход  из возможности по:лучени  материала с приемлемыми физико-механическими свойствами и кэ температур их переработки, которые составл ют Температура из- Значение Компоненмерени  в зко- в зкости ты сти, - ПаС 2,82-10 5,62-10.. 1 7,91- 10 4,46МО Дл  измерени  электросопротивлени  иэ экструдата получают пленки толщиной f 0,5 мм путем горйчего прессовани  при 50 кг/см между обкладками из алюминиевой фольги. Обкладки не отдел ют от пленки, и они служат а качестве припрессованных электродов.

51О148436

Технические преимущества предлагас -в 8-10 раз. Как слецуег из габл. 2,

, мого изобретени  по сравнению с извест- р композиций ПЭ-ПОМ с 5-8% сажи, ным вицны .из габл. 2 и заключаютс  в

достижении гораздо меньших значений

электросопротивлени  при гаком же соцер-5 известным способом (П). Удельное жании сажи.

Так, если известный способ (П) цаег дл  композиции ПЭ-БСТЭ-15% сажи значение 10 Ом.см, то предлагаемый образом, предлагаемый способ (1) способ (1) ader дл  композиции ПЭ-ПОМ-позвол ет достичь значигельного сниже- 15% сажи значение ру 1,1 «10 Ом.см,ни  электросопротивлени  композиции без г.е. элекгросопрогивление сни авгс увеличени  содержани  сажи.

б ли ц а 2 полненных композиций.

полученных преалагаемым способом (1),

л и

в 1О -10 раза ниже, чем полученных

электросопротивление композиции на основе АБС-П12 с 10% сажи, полученной преалагаемым способом, в НО раз ниже; чем полученный, известным способом. Та-

Удельное объемное электросопро-. гивление РУ/ , Ом «см, дл  сажена

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ < ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ, включающий смешение двух термопластов и сажи, отличающийся тем, что, с целью повышения электропроводности композиции, сначала сажу смешивают с расплавом гермопласта, имеющего меньшую вязкость, Ввесовом соотношении 20-50:50-80, А затем полученный саженаполненный ком— . поненг смешивают с вторым термопластом, взятым в таком количестве, чтобы ковпценграция сажи в композиции составила 5-20 вес.%.