SU735613A1

SU735613A1 - Polyethylene-based composition

Info

Publication number: SU735613A1
Application number: SU772461691A
Authority: SU
Inventors: Василий Иванович Кузнецов; Фарит Гилимьянович Гилимьянов; Иосиф Владимирович Коновал; Алина Ивановна Музыкантова; Сергей Степанович Иванчев; Анатолий Егорович Батог
Original assignee: Новополоцкое Отделение П/Я В-2913
Priority date: 1977-03-05
Filing date: 1977-03-05
Publication date: 1980-05-25

Description

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА(54) POLYMERIC COMPOSITION BASED ON POLYETHYLENE

. Изобретение относитс к полимерным композици м на основе полиэтилена, примен емым в народном хоз й-стве в качестве конструкционного материала в области машиностроени , автомобилестроени и других област х. Известны Заполненные композиции на основе полиэтилена низкой плотности , содержащие наполнитель (алюмосиликат, рубленое стекловолокно ) и силановое соединение формулы RSi(OR)3 или ROSi(OR)3. причем силановое соединение предлагаетс вводить непосредственно в расплав полиэтилена с наполнителем 1. Модификаци поверхности алюмосиликатного наполнител происходит непосредственно в процессе смешени . Несколько лучшие результаты получены при предварительном нанесении силанового аппрета на поверхность алюмосиликатного наполнител , который затем ввод т в расплав полиэтилена 2 Однако таким способом модификации дости гаетс незначительное улучшение полимерофильности наполгаттел , который химически не св зываетс с полимером. Кроме того, свойства композиций не удовлетвор ют требовани м на конструкционный материал. Дл улучшени цолимерофильности предложены композиции, в которых содержитс полиэтилен низкой плотности, наполнитель и блоксополимер 3. В блоксополимере один из блоков обладает хорошей совместимостью с полиэтиленом , а второй блок - xSpoHfflN™ поверхностноактивными свойствами, за счет чего достигаетс улучшение св зи блоксополимера с наполнителем . Прототипом изобретени вл етс наполненна композици на основе полиэтилена низкой плотности, содержаща наполнитель, силан и рганическое соединение. Наполнитель модифиирован силановым аппретом, у которого в углеводородном радикале имеетс функциональна груши, способна взаимоде1ктвовать с функциональной группой органического соединени , добавл емого к полимеру 14). В качестве силанового аппрета примен етс , например, у-аминопропшттриэтоксисилан , а в качестве органического соединени - органические киЪготы. 373 Однако и в данном случае полиэтилен слабо св зан с наполнителем, а прочностные свойства кЪмпозицнн остаютс низкими. Так, например, дл композиции с модифицированным каолином разрушающее напр жение при раст жении равно 95 кгс/см и с каолином св зано около 30% полиэтилена, а в случае применени в KaiecTse наполнител рубленого стекловолокна разрушающее напр жение при раст жении равно 170 кгс/см, а со стекловолокном св зано 10% полиэтилена. Дл улучшени физико-механических свойств компрзищсй и уве)шчеггил количества привитого полимера На поверхности наполнител , полимерна композици на основе полиэтилена низкой плотности, содержаща алюмосиликатный наполшттелб , алшноалкилсилан и органическое соединение с функциональной группой, способной образовьгеать химические св зи с аминогруппой аминоалкилсилана в качестве органического соединени содержит соединени , содержащие также перекисную группу с периодом полураспада при температуре получени или переработки компози ции не более тридцати минут при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: Полиэтилен низкой ппотности7930 - 56,00 J-АминопропилтриЭтоксисидан035 - 2,00 Алюмосиликатный наполнитель20 ,00 - 40,00 Органическа перекись с функциональной группой, образующей химические св зи с аминогруппой аминоалкилсилана035 - 2,00 Возможное мол рное отношение аминоалкилсилана к органической перекиси составл ет от 0,9:1 до 1,5:1, предпочтительное мол рное отношение 1:1. .: Модификацию наполнител провод т в УСЛОВИЯХ , предотвращающих преждевременное разложение перекисных групп. В качестве шполштел можно применить аэросил, стекловолокно, каолин, асбест, тальк и другие алюмосиликаты, содержащие на поверхности гидроксильные группы... В качестве органических соединений, содержащих перекисную труппу, можно примен ть трет.бутилпероксипропионовую кислоту, монотрет . бутил пероксисукцинат, монотрет.бзтшгПёроксифталат , 1-трет.бутилперокси-23-эпойсициклопентан и др. Пример (контрольный). В 30 см бензола раствор ют } см -у-аминопропилтриэтоксйсщтана и 1 г стреариновой кислоты. В полученный раствор при комнатной температуре, внос т 30гвысушенного каолина. После перемешивани в течение 10 мин бензол оггон ют. Каолин сущат при комнатной температуре до посто нного веса под небольщим вакуумом. Наполненную композицию получают смешением модифицированного каолина с 120 г полиэтилена низкой плотности (,9I8 г/см) на микровальцах при температуре 110-115С и . вальцеванием при зазоре валков 0,5 мм в течение 10 мин. Количество св занного полиэтилена с наполнителем в композиции из расчета на наполнитель определ ют по разности веса до и после прокаливани в муфельной печи каолина, полученного после растворени полиэтилена , не св занного с наполнителем в п-ксилоле и высушивани . Ниже приведены характеристики наполненной полиэтиленовой композиции. Разруйиющее напр жение при раст жении 95 кгс/см ; относительное удлинение 100%; количество св занного полиэтилена с наполнителем 36%. Пример 2. Каолин обрабатьшают аналогично примеру 1, но вместо стеариновой кислоты примен ют монотрет.бутилпероксйсукцинат . Композици имеет следующие характеристики: разрушающее нагф жение при раст жении 125 кгс/см ; относительное удлинеш е 110%; количество св занного полиэтилена с наполнителем 78%. Пример 3. На каолин нанос т 0,5 см у-аминогропилтриэтоксисилана и 0,5 г монотрет .бутштпероксисукцината. Наполненную композицию получают аналогично примеру 1. Ниже приведены характеристики компо:зиции. Разрушающее напр жение при раст жении 115 кгс/см ; относительное удлинение 120%; количество св занного полигэтштена с наполнителем 60%. Пример 4. Обрботка каолина и услови получени , композиции аналогичны примеру 1, но вместо стеариновой кислрты примен ют моно-трет.бутилперокси-|3-пропш1еноксисукцинат. Композици Имеет.Следующие характеристики: разрушайшее М жение при раст жении 120 кг/см ; относительное удпинениеМО%; количество св занного полизтилена с наполнителем 57%. Пример 5. Обработку кйолина провод т в услови х, аналогичных примеру 1, но вместо стеариновой кислоты примен ют 1-трет. бутилперокси-23-эпоксициклопентан. Композици имеет следующие характеристики: разрушающее напр жение при раст жении 120 кгс/см ; относите1;ьное удлинение 120%; количество св занного полиэтилена с наполнителем 87%. П р и м е р 6 (контрольный). Композицию на основе полиэтилена низкой плотности получают в услови х, аналогичных примеру 1, но в качестве наполнител примен ют 30 г рубленого на отрезки длиной 4 мм стекловолокна.. The invention relates to polyethylene-based polymeric compositions used in a national economy as a structural material in the field of mechanical engineering, automotive and other fields. Known Filled compositions based on low density polyethylene, containing a filler (aluminosilicate, chopped glass fiber) and a silane compound of the formula RSi (OR) 3 or ROSi (OR) 3. the silane compound is proposed to be introduced directly into the melt of polyethylene with a filler 1. The surface of the aluminosilicate filler is modified directly during the mixing process. Somewhat better results were obtained with a preliminary deposition of a silane coupling agent on the surface of an aluminosilicate filler, which is then introduced into the melt of polyethylene 2. However, this modification method achieves a slight improvement in polymophilicity of the half-roll, which is not chemically bound to the polymer. In addition, the properties of the compositions do not satisfy the requirements for the construction material. To improve the polymerisation, compositions have been proposed that contain low density polyethylene, filler and block copolymer 3. In the block copolymer, one of the blocks has good compatibility with polyethylene, and the second block, xSpoHfflN ™, is surface active, thereby improving the bond of the block copolymer with the filler. The prototype of the invention is a filled composition based on low density polyethylene containing a filler, a silane and an organic compound. The filler is modified with a silane coupling agent, in which there is a functional pear in the hydrocarbon radical, which can interact with the functional group of the organic compound added to the polymer 14). For example, y-aminopropshtriethoxysilane is used as a silane coupling agent, and organic synthesizers are used as an organic compound. 373 However, in this case too, polyethylene is weakly bound to the filler, and the strength properties of the composition remain low. For example, for a composition with modified kaolin, the tensile stress at stretching is 95 kgf / cm and about 30% of polyethylene is bound to kaolin, and when used in KaiecTse filler of chopped fiberglass, the breaking stress at stretching is 170 kgf / cm and 10% polyethylene is bound to fiberglass. To improve the physical and mechanical properties komprzischsy Uwe) shcheggil amounts of grafted polymer on the surface of the filler, the polymeric compositions based on low density polyethylene containing aluminosilicate napolshttelb, alshnoalkilsilan and an organic compound having a functional group capable obrazovgeat chemical bond with an amino group aminoalkilsilana as an organic compound contains compounds that also contain a peroxide group with a half-life at the temperature of production or processing of comp no more than thirty minutes in the following ratio of components, parts by weight: Low-density polyethylene 7930 - 56.00 J-Aminopropyltri ethoxysidane 035 - 2.00 Aluminosilicate filler 20, 00 - 40.00 Organic peroxide with a functional group forming chemical bonds with the amino group aminoalkylsilane 035-2.00 The possible molar ratio of aminoalkylsilane to organic peroxide is from 0.9: 1 to 1.5: 1, the preferred molar ratio is 1: 1. .: A modification of the filler is carried out under CONDITIONS preventing the premature decomposition of peroxide groups. Aerosil, fiberglass, kaolin, asbestos, talc and other aluminosilicates containing hydroxyl groups on the surface can be used as a pebble ... Tert.butylperoxypropionic acid can be used as organic compounds containing a peroxide group. butyl peroxysuccinate, monotret.bzzhPPeroxyphthalate, 1-tert.butylperoxy-23-epoxycyclopentane, etc. Example (control). In 30 cm of benzene, dissolve cm-y-aminopropyltriethoxymethyl and 1 g of strearic acid. In the resulting solution at room temperature, 30g dried kaolin is introduced. After stirring for 10 minutes, benzene was distilled off. Kaolin is present at room temperature until constant weight under a slight vacuum. The filled composition is obtained by mixing modified kaolin with 120 g of low-density polyethylene (, 9I8 g / cm) on microhalves at a temperature of 110-115 ° C and. rolling with a roll gap of 0.5 mm for 10 minutes. The amount of bound polyethylene with filler in the composition based on the filler is determined by the difference in weight before and after calcining in the muffle furnace kaolin obtained after dissolving polyethylene not bound to the filler in p-xylene and drying. Below are the characteristics of the filled polyethylene composition. Stress at tensile 95 kgf / cm; relative lengthening of 100%; the amount of bound polyethylene with a filler is 36%. Example 2. Kaolin is treated as in Example 1, but monotret.butyl peroxosuccinate is used instead of stearic acid. The composition has the following characteristics: destructive nodulation when stretching 125 kgf / cm; relative elongation of 110%; the amount of bound polyethylene with filler is 78%. Example 3. 0.5 cm of y-aminogropyltriethoxysilane and 0.5 g of monotret. A filled composition is prepared as in Example 1. The characteristics of the components are listed below. Destructive stress when stretching 115 kgf / cm; relative elongation of 120%; the amount of polyethene bound with filler is 60%. Example 4. The processing of kaolin and the conditions for preparation of the composition are similar to those in Example 1, but mono-tert-butyl peroxy-3-propane ene oxysuccinate is used instead of stearic acid. Composition Has. The following characteristics: destructive mortality at a stretch of 120 kg / cm; relative miP%; the amount of bound polystyrene with a filler is 57%. Example 5. Choline treatment was carried out under conditions analogous to Example 1, but using 1-tert instead of stearic acid. butylperoxy-23-epoxycyclopentane. The composition has the following characteristics: breaking stress when stretching 120 kgf / cm; relative elongation of 120%; the amount of bound polyethylene with filler is 87%. PRI me R 6 (control). A low-density polyethylene composition is prepared under conditions similar to Example 1, but 30 grams of chopped fiberglass is used as the filler.

Модификацию поверхности стекловолокщ провод т бензольным раствором 0,5 см -аминопропилтриэтоксисилана и 0,5 г стеариновой кислоты. Композици имеет следующие характеристики; разрушающее напр жение при рас- 5 т жении 170 кгс/см ; количество св занного полиэти;1ена со стекловолокном 10%.The modification of the surface of the glass fibers is carried out with a benzene solution of 0.5 cm-aminopropyltriethoxysilane and 0.5 g of stearic acid. The composition has the following characteristics; breaking stress at 5 t of 170 kgf / cm; the amount of bound polyethylene; 1ena with fiberglass 10%.

Пример 7. Композицию получают аналогично примеру 6, но дл модификации стек- ю ловолокна вместо стеариновой кислоты примен ют монотрет .бутш1перокси-/3 - пропиледоксисукцинат . Композици имеет следующие характеристики: разрушающее напр жение при раст жении 250 кгс/см ; количество св занного лолиэт ле- 15 на со стекловолокном 40%.Example 7. A composition was prepared analogously to Example 6, but for modifying the glass of the fiber instead of stearic acid, monotret. 1-peroxy-3-propyloxyoxine succinate was used. The composition has the following characteristics: breaking stress when stretching 250 kgf / cm; the amount of loliet le-le tied is 15 per with fiberglass 40%.

Пример 8. Композицию получают аналогично примеру 6, но модификацию 60 г стекловолокна провод т 3 см У -аминопропилтризтоксисилана и 3. г монотрет.бутилпероксисукцината Наполненна композици получена смешением на микровальцах 60 г модифицированного стекловолокна с 90 г полиэтилена.Example 8. A composition was prepared as in Example 6, but a modification of 60 g of fiberglass was carried out with 3 cm of U-aminopropyltristoxysilane and 3. g of monotret. Butyl peroxy succinate. The filled composition was prepared by mixing 60 g of polyethylene on a microfiber.

Композици имеет следующие характеристики: разрущающе,е напр жение при раст жений25The composition has the following characteristics: destructive, its tensile stress 25

305 кгс/см ; количество св занного полиэтилена со стекловолокном 53%;305 kgf / cm; the amount of bound polyethylene with fiberglass is 53%;

Таким образом, применение напопнител , модифицированного jp -аминопропилтриэтоксисиланом и органической перекисью с функциональной 30 группой, реагирующей с аминогруппой силанового аппрета, дл наполнени полиэтилена позвол ет в 1,2-3,2 ра:за увеличить прочностные свойства композиции, а также срок службы изделий, изготовленных из наполненной композиции. 5Thus, the use of a napopnitel modified with jp-aminopropyltriethoxysilane and an organic peroxide with a functional group 30 that reacts with the amino group of the silane coupling agent for filling the polyethylene allows 1.2–3.2 ra: to increase the strength properties of the composition, as well as the service life of the products made from a filled composition. five

При планируемом производстве наполненных полиолефинов около 6 тыс. теши в год экономический эффект по предварительным расчетам состарит около 312 тыс. {туб/год.With the planned production of filled polyolefins about 6 thousand. Teshi per year, the economic effect according to preliminary calculations will be about 312 thousand {tubes / year.

Claims

1. For the sake of Japan N 49-43375, cl. 25 (1) And pub. 1974.

2. For France M 2275252, cl. C 08 F, pub. 1976.

3. The patent of Germany N 2435513, 39 to 22/06, published in 1975.

4.A copyright certificate of Japan according to the application N 49-49029, 25 (1) С, published. 1974.