SU1788958A3

SU1788958A3 - Пoлиmephaя komпoзиция

Info

Publication number: SU1788958A3
Application number: SU914921702A
Authority: SU
Inventors: Evdokiya A Militskova; Elena A Pavlova; Irina O Stalnova; Viktor B Cherkashin
Original assignee: Haучho-Иccлeдobateльckий Иhctиtуt Плactичeckиx Macc Иm.Г.C.Пetpoba C Mockobckиm Oпыthыm Зaboдom Плactmacc
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1993-01-15

Description

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полисульфона, используемым для получения конструкционных материалов в машиностроении, электротехнике, электронике, авиационной промышленности, бытовой технике. Эти материалы должны обладать высокой стойкостью к растрескиванию в растворителях, легко перерабатываться и максимально сохранять показатели полисульфона.

Известно, что полисульфон (ПСФ) - жесткий конструкционный полимер, изделия из которого (особенно сложной конструк(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Использование: конструкционные материалы в машиностроении, электротехнике, электронике, авиационной промышленности, бытовой технике. Сущность: композиция включает, мас.ч.: ароматический полисульфон на основе 4,4-дихлордифенилсульфона и дифенилолпропана 85,0-90,0: разветвленный поликарбонат с показателем текучести расплава 50-60 г/10 мин (при 280°С, 2,16 кг) 5,0-10,0: полиалкилентерефталат 5,0-10,0: борная кислота 0,2-0.3 и/или окисленный полиэтилен 0.3-0.5 и технологические добавки (тетрастеарат пентаэритрита, стекловолокно, органические фосфиты) 0,1-30,0. Показатель текучести расплава (300°С, 2,16 кг) 5,8-23,8 г/10 мин. снижение разрушающего напряжения после контакта с растворителем 2-16%, усилие сьема изделия с формы 4,5-8,0 кг/см². 1 з.п. ф-лы,. 1 табл.

ции) часто растрескиваются уже при выталкивании из форм. Растрескивание изделий из полисульфона обуславливается напряжениями, замороженными при впрыске в литьевую форму вязкого расплава. Ктому же полисульфоны обладают достаточной адгезией к металлической форме, вследствие чего изделия с трудом выталкиваются из нее. растрескиваясь при этом. Так же известно, что с целью снижения охрупчивания изделий из полисульфона при проведении испытаний под нагрузкой и в смеси толуол-изопропанол (1:3) и растворах йена1788958АЗ (7000 МПа вместо 8000-8500 МПа), пониженной на 20-25°С теплостойкостью. Но композиционные материалы разработаны для конкретной цели (катушки электротехнического назначения) и данные показатели соответствуют предъявляемым требованиям. Применяемый поликарбонат линейной структура типа Lexan 101, Merlon с показателем текучести расплава при температуре 280°С и нагрузке 2,16 кг, равным 8,0 г/10 мин, не изменяет текучести расплава полисульфона, а введение большого количества полиалкилентерефталата (26%) ухудшает гидролизостойкость композиции, т.к. поли15 .алкилентерефталаты легко гидролизуются по сложным эфирным связям. Еще следует отметить, что между полиалкилентерефталатами и поликарбонатами протекает межцепной обмен при температуре переработки 280-300°С с выделением газа - СОг, что приводит к вспениванию расплава (это нежелательное явление'при переработке приводит к пробуксовыванию шнека при заборе очередной дозы для впрыска и, как следствие, неполному заполнению формы). Все описанные композиции не обладают стойкостью к растрескиванию в растворителях и требуют больших усилий выталкивания изделий из форм.

Цель изобретения - улучшение перерабатываемое™ композиции, повышение стойкости к растрескиванию в растворителе изделий на ее основе и облегчение их выемки из форм.

Указанная цель достигается тем, что полимерная композиция, включающая ароматический полисульфон на основе 4,4-диХ^ . лордифенилсульфона и дифенилолпропана, · поликарбонат, полиалкилентерефталат и 40 технологические добавки, в качестве поликарбоната содержит разветвленный поликарбонат с показателем текучести ' ρ3επη3θ350-60Γ/ί0ΜΜΗ(πρπ280^οΟ;2,16κΓ) и дополнительно содержит борную кислоту и/или окисленный полиэтилен при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Ароматический поли- .

. сульфон Указанный поликарбонат Полиалкилентерефталат Борная кислота и/или окисленный полиэтилен Технологические добавки В качестве технологических добавок используют тетрастеарат пентаэритрита, стекловолокно, органические фосфиты.

сыщенных прлиэфиров используют композицию из полисульфона и поликарбоната с молекулярной массой более 60000. Однако, при смешении большого количества высокомолекулярного поликарбоната (10-40 мас.ч.) с полисульфоном остается проблематичным повышение текучести расплава, сохранение на уровне полисульфона теплостойкости и гидролизостойкости (гидролизостойкость значительно, снизится за ' счет гидролиза (разрушения) карбонатных групп - О - С - О -).

II . о ·.

Известна полимерная композиция; ’ включающая ароматический полисульфон (5-90 мас.ч.), полиалкилентерефталат (1-90 мас.ч.) и привитой эластомер, состоящий из... 80% полибутадиена и 20% привитой смеси ' метилметакрилата с н-бутилакрилатом (1-60 мас.ч.).

Однако, хотя материал на основе этой композиции и обладает в 13 раз повышенной по сравнению с материалом на основе композиции, состоящей из полисульфона и полиалкилентерефталата, ударной вязкость и улучшенной прочностью линий спая, но при этом снижается его теплостойкость й гидролизостойкость.

Наиболее близкой к композиций по изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известная композиция, включающая ароматический полисульфон на основе 4,4-дихлордифенилсульфона и дифенилолпропана, линейный поликарбонате показателем текучести расплава при 280°С и нагрузке 2,16 кг, равным 8 г/10 мин, полиалкилентерефталат и технологические добавки.

Однако из таблицы известно, что композиции по Примерам 1-3 имеют (по сравнению с исходным полисульфоном) пониженный модуль упругости при растяжений, пониженную прочность при растяжении и низкую теплостойкость. Для 45 повышения ударной вязкости по Изоду и ударной вязкости при растяжении в компо. зицию вводят эластомер на основе бутадйен-стирола-акрилата. Однако, при этом ухудшаются модуль упругости, прочность при растяжении (до 500 кг/см²) и теплостойкость, В примерах 4-17 приводятся композиции, содержащие 32-42% полисульфона, 22-26,2% полиалкилентерефталата, 5-20% поликарбоната, 22% стекловолокна и 4% декабромдифенилоксида (для снижения горючести электротехнических деталей). Такие композиции обладают совсем иными свойствами, чем стеклонаполненный полисульфон: пониженным модулем упругости

0.3-0,5

0,1-30.0

Полисульфон выпускается по ТУ 6-06-688-продукт поликонденсации дифенилолп5 ропана и 4,4-дихлордифенилсульфона (полисульфон-А).

Разветвленный поликарбонат (зарубежные марки MacroIon СО - 2000 (ФРГ) и Panlite АО-5503 (Япония) применяют в основном для изготовления компакт-дисков для лазерных проигрывателей.

В композиции используют такой бесцветный, прозрачный поликарбонат в виде дробленых бракованных компакт-дисков и литников, имеющий показатель текучести расплава при температуре 280°С и нагрузке .2,16 кг, равный 50-60 г/10 мин, что в 10 раз выше, чем у линейного поликарбоната. При использовании разветвленного поликарбоната с показателем текучести расплава ниже 50 г/10 мин нельзя получить композицию с текучестью более 5 г/10 мин и материал со стойкостью к растрескиванию ниже 10%, а при использовании разветвленного поликарбоната с показателем текучести расплава более 60 г/10 мин получают материал с низкими физико-механическими показателями.

Борная кислота - слабая кислота используется как реактиве основаниями в медицине и др.

Окисленный полиэтилен получается как побочный продукт в производстве полиэтилена (Новополоцкий завод). Молекулярная масса 1050, содержание СО- и СООН групп около 10%.

Полиалкилентерефталаты - продукты реакции терефталевой кислоты с этиленили бутиленгликолем. Полиэтилентерефталат выпускается по ТУ-6-13-1-88, полибутилентерефталат выпускается по ТУ-6-06-21-88.

Тетрастеарат пентаэритрита - продукт реакции стеарино.вой кислоты с пентаэритритом.

Стекловолокно рубленое ТУ-6-1115266-84 (длина волокна 6.2 мм, диаметр волокна 13-20 мкм, насыпной вес 0,411 г/см³).

Органические фосфиты: lrgaphos-126 (импортный) или стафор-11 - циклический фосфит отечественного производства.

Композицию получают механическим смешением всех компонентов, экструди'рованием (после предварительной сушки при 130-135°С в вакууме 10-15 ч при температуре 280-300°С и последующей грануляцией.

Или предварительно получают концентрат всех добавок, содержащий 25 или 50% полисульфона, также сплавленный в экструдере и гранулированный. Такой гранулированный концентрат (Masterbatch) затем добавляют в промышленный полисульфон в количестве 13,4 или 20% и отливают изделия. Концентрат может быть окрашен, например, в черный цвет. .'

Пример! (мас.ч): 90 полисульфона (на основе дифенилолпропана -бисфенола-А и

4,4-дихлордифенилсульфона) с показателем текучести расплава при температуре 300°С и нагрузке 2,16 кг, равным 3,04 г/10 ми'н, смешивают с 5,0 полиэтилентерефталата с показателем текучести расплава при температуре 265°С и нагрузке 2,16 кг, равным 38 г/10 мин (марки В), 5,0 разветвленного поликарбоната с показателем текучести расплава при температуре 250°С и нагрузке 2,16 кг, равным 55 г/10 мин (марки Panlite АО-5503 в виде дробленых литников и бракованных компакт-дисков); 0,2 (в расчете на сухое) борной кислоты в виде 30-50% раствора в дистиллированной воде (для лучшего набрызгивания на гранулы), 2,2 тетрастеарата пентаэритрита в виде порошка. Полученную смесь сушат при температуре 120°С под вакуумом в течение 24 ч, экструдируют при температуре 280-300°С и гранулируют. Из полученных гранул отливают стандартные образцы при температуре 300-310°С.

П р и м е р 2 (мас.ч.): получают концентрат следующим образом. Смешивают механически 50 полисульфона, 25 полидиэтилентерефталата, 25 поликарбоната и 1,0 борной кислоты, 2,0 окисленного полиэтилена! 1,0 тетрастеарата пентаэритрита, возможно 2,5 сажи. Смесь пропускают через одношнековый экструдер при температуре 270-290°С и гранулируют. Затем к 80 полисульфона (как в примере 1) добавляют 20 полученного концентрата, тщательно перемешивают, сушат и отливают образцы.

При м е р 3. Как по примеру 1, но полиэтилентерефталата взято 10 мас.ч.

П р и м е р 4. Как по примеру 1, но вместо полиэтилентерефталата взят полибутилентерефталат с показателем текучести расплава при температуре 250°С и нагрузке 2,16 кг, равным 19,8 г/10 мин.

П р и м е р 5. Как по примерам 1,3, но в композицию вводят 30 мас.ч. рубленного стекловолокна и 0,5 мас.ч. окисленного полиэтилена.

Примеры 6-8. Как по примеру 1, но с разными количествами полисульфона, полиалкилентерефталата й разветвленного п о л и к а р б о н а та (с м .та б л и цу).

П р и м е р 9. Как по примеру 1, но взят поликарбонат с показателем текучести расплава (ПТР) 50 г/10 мин.

Композиция имеет ПТР = 6,2 г/10 мин.

Пример 10. Как по примеру 1, но взят поликарбонат с ПТР=60 г/10 мин.

Композиция имеет ПТР = 6,5 г/10 мин,

Композиции по примерам 9 и 10 имеют физико-механические показатели, идентичные показателям композиции по примеру 1.

Пример 11. Как по примеру 8, но окисленного полиэтилена взято 0,5 мас.ч. Свойства композиции остаются на уровне примера 8.

П р и м е р 12. Как по примеру 4, но тетрастеарата пентаэритрита взято 0,1 мас.ч. Свойства композиции остаются на уровне примера 4.

В таблице приведены составы композиций, их свойства и свойства материалов на их основе.

Стойкость к растрескиванию и усилие съема изделий с формы определялись по следующим методикам.

Стойкость к растрескиванию.

Данная методика позволяет оценить качество испытываемых литьевых изделий. В основе методики лежит способность различных химических веществ вызывать видимые дефекты в изделиях из пластмасс, имеющих соответственно внутренние напряжения. В качестве образца используют лопатку тип 2 (длиной 150 мм и толщиной 4 мм). Лопатку вставляют в шаблон. Шаблон изготовлен из нержавеющей стали и имеет определенную стрелу прогиба. Шаблон с лопаткой в напряженном состоянии погружают в цилиндр с растворителем, состоящим их н-гептана и этилацетата (1:1) на 15 с. Затем образец вынимают из шаблона, вытирают и выдерживают в течение 5 мин на воздухе. На разрывной машине лопатки испытывают на растяжение и определяют разрушающее напряжение. Стойкость к растрескиванию характеризуют относительным изменением разрушающего напряжения.

Усилие съема изделий с формы.

Усилие съема изделий определяют по . давлению, создаваемому в гидравлическом цилиндре литьевой машины при выталкива5 нии изделия - цилиндрического стакана с внешним диаметром 70 мм, высотой 70 мм, толщиной стенки 4 мм, открытым дном и перекрещивающимися литниковыми каналами.

Claims

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Полимерная композиция, включающая ароматический полисульфон на основе 15 4,4-дихлордифенилсульфона и дифенилолпропана, поликарбонат, полиалкилёнтерефталат и технологические добавки, отличающаяся тем, что, с целью улучшения перерабатываемое™ композиции, повыше20 ния стойкости к растрескиванию в растворителе изделий на ее основе и облегчения их выемки из форм, в качестве поликарбоната композиция содержит разветвленный поликарбонат с показателем текучести раб25 плава 50-60 г/10 мин (при 280°С, 2,16 кг) и дополнительно содержит борную кислоту и/или окисленный полиэтилен при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Ароматический полисульфон

Указанный поликарбонат Полиалкилентерефталат Борная кислота

И/или окисленный поли85,0-90,0

5.0-10,0

5,0-10,0

0,2-0,3 этилен 0,3-0,5

Технологические добавки 0,1-30,0.

2. Композиция по п.1, отличающаяс я тем, что в качестве технологических добавок она содержит тетрастеарат пёнтаэ40 ритрита, стекловолокно, органические фосфиты.

Компоненты, мас.ч. Полисульфон (ПСФ) ___________ Композиции по примеру известные 1 .J 3 4 5 1- А Т^5- контрольные 1 ^г 1^д Полисульфон (ПСФ) 100 45 80 42,8 90 90 87 90 85 82,5 95 80 90 85 86 90 90 Полиэтилентерефталат (ПЗТФ) марки ”В‘* - 26,2 5 5 10 10' 7,5 2,5 15 5 15 5 • Поликарбонат разветвленный (вторичный) 5 5 8 5 5 10 2,5 5 5· 15 5 Борная к-та - - - 0,2 - 0,3 0,25 0,2 0,4 0,1 0,3 - - -' 0,2 0,2 Окисленньм полиэтилен - • 0,4 0,3 0,2 о,6 0.5 Тетрастеарат пентаритрита - - 0,2 о,1 0,2 0,15 0,20 0,05 0,3 0,3 Фосфит Irgepпов-126” • .· 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 „ · Стекловолокно - - 22 - - - - 30 - - 35 - 30 - - - Поликарбонат линейный - 15 15 •5 5 По либу т и ле итер ефталат - 40 5 5 5

Показатель текучести расплава (300^вС/

2,16 кг/, г/Ю мин 3,04 9,5 3.2 17,0 6,3 5,8 23,8 18,1 19,0 30 3.8 18.5 3.2 22 12 5.2 3.0 Разрушавшее напряжение исходных образцов, КПа 67-7 58,9 60 125,3 80 79 70 70 125,9 68 79 65 58 120 63 8 88 Снижение разрушающего напряжения после контакта с растворителем, X 40-52 41 49 29 11,7 15,0 10 16 2,0 29 36 12 25 49 52 12 33 Усилие съема стакана с формы, кг/см^а 15 18 20 25 4,8 8.0 5,6 7,0 4,5 9,8 8,1 8,3 6 16 8,5 10 1В Ударная вязкость (образцы с надрезом), КДж/**² 7,7 4,6 5,8 6,0 •7,8 .8,1 6,7 6.5 22 8 7,7 5,4 6,7 15 6,8 6,3 6,1 Теплостойкость по ВИка,°C 171-183 156 160 172 187 180 178 179 без надреза 197 . 172 183 197 I8t без надреза 156 185 180 175 Модуль упругости при растяжении, НПа 2700-2900 2338 2500 6323 2700 2730 2590 2700 В590 '2420 2800 8400 2700 8000 7500 2700 2700