SU854957A1 - Полимерна композици на основе полипропилена - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к термопластичной морозостойкой композиции на основе полипропилена, содержащей жидкий или низкомолекул рный пластификатор , котора  может быть использована дл  переработки экструзией, литьем под давлением и другими методами в издели  различного назначени , в том числе в качестве тароупаковочного материала.

Известны морозостойкие композиции на основе полипропилена, содержа1цие в качестве пластификаторов каучуки-силоксановые (СКТ), винилсилоксановые (СКТВ-1, СКТВ-2, СКТФВ-803) , фенилсилоксановые (СКТВМФ), в количестве до Ю мас.% названных каучуков fl .

Недостатками таких композиций  вл ютс  ограниченна  совместимость указанных пластификаторов с полимером , трудность их введени  и низкие физико-механические свойства.

Известны композиции на основе полипропилена,содержащие стабилизатор , высокомолекул рный диметилсилоксановый каучук в количестве 5-30%. от веса полипропилена 21.

В полимерной композиции з, содержащей полипротшлен, в качестве добавки использован метилвинилсилоксановый каучук в следующем соот - ношении, мае.%:

to

Полипропилен70-95

Метилвинилсилоксановый каучук 5-30

Недостатками этой полимерной композиции  вл ютс  низкие физикоIS механические показатели, низка  морозостойкость, использование специфического оборудовани  (вальцы)у нетипичного дл  технологии переработки пластмасс, что влечет применение дополнительных операцнй и повы - шение энергозатрат.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  полимерна  композици  на основе полипропилена, содержаща  щелочной сульфатный лигнин и жидкий пластификатор-диоктилсебацннат 4.

Недоста тком данной композиции.  вл етс  то, что в процессе эксплуатации происходит снижение физикомеханических характеристик материалу вследствие миграци  низкоМйлекул рного пластификатора диоктилсебацината ШОС из полимерной композиции.

Цель изобретени  - повышение проч ностных и эксплуатационных характеристик композиции.

Указанна  цель достигаетс  тем, что полимерна  композици  на основе полипропилена, содержаща  щелочной сульфатный лигнин и жидкий пластификатор , в качестве последнего содержит диоктилсебацинат или низкомолекул рный диметилсилоксановый каучук и допол1штельно yнмeтaкpилaт триэтиленгликол  и полиэтилсилоксановую жидкость при следующем соотнощенки компонентов, вес,ч.:

Полипропилен 100

Днметакрилат триэтилеНгликол  5-7

Щелочной сульфатный

лигнин1,5-2,5

Поли э тилсилок санова 

жидкость0,1-0,15

Диоктилсебацинат 8-10

или низкомолекул рный

диМетилсилок сановый

каучук2-5

Основной МОДИФИЦИРУЮ1ЦИЙ агент щелочной сульфатный лигнин, cvfноситс  к классу лигнинньпс веществ,составл ющих клеточные стенки растительных тканей, и представл ет собой сложное полимерное полифутсциональное ;соединение аморфного типа, построенное из структурных звеньев, содержащих различные тапы химических структур, который завис т как от вида древесины, так и от способа ее вьщелени . Щелочной сульфатный лигнин получают при переработке древесины сульфатным способом и вьщел ют из полуупаренного черного щелока.

Модифицирующее вли ние лигнина при введении его в полипропилен про вл етс  в увеличении прочности, твердости, термостабильности материала , также значительном увеличении морозостойкости { при введении низкомолекул рных или жидких каучукоподобных пластификаторов) без изменени  его физико-механических показателей за счет стабилизации структуры, за ключающейс  в ограничении подвижности линейных цепей базового полимера и его надмолекул рных образований при в процессе переработки . Модифицирующее влийнне лигнип

на интенсивнее всего про вл етс  при оптимальном его содержа1даи ас.2%11,

Низкомолекул рный крем1дайорганический каучук диметилсилоксанового

типа марки СКТН-А представл ет собой

жидкий в зкий продукт, не содержащий растворителей и отверждающийс  при комнатной температуре. Введение СКТН-А в полимеры придает композици ,

 м р д ценных тех1шческих свойств работоспособность в широком интер .вале температур от Кийус 60 до , высокую гидрофобность в воде , хорошие диэлектрические свойства , сохран ющиес  при действии

высоких температур во влажной атмосфере , стойкость к действию грибков и шкpoopгaнизмoв, полную физиологическую инертность.

Триэтиленгликоль, метакрилова  кислота (тШ-3), представл ет собой олигомерный сложный эфир диметакрилат триэтилёнгликрл . ТГМ-3 хорошо совмещаетс  с различными высокомолекул рньвми соединени ми (пластмасс ми , синтетическими каучуками и т.д.), образу  материалы, обладающие ценными свойствами.

Модификаци  при введении ТГМ-3 в базовый полимер ос цествл етс  за счет сополимеризации и хорошего совмещени  с высокомолекул рными соединен ми, что сопровождаетс 

улучшением технологических и физико-механических свойств получаемых модифицированных мате1Я1алов. При этом ТГМ-3 играет роль реакционноспособного пластификатора, облегчающего переработку термопласта, и спог собствует созданию s процессе формовани  издели  определенной химической и физической структуры, обепечивающий улучшение техиологических и физико-механических свойств полимерного материала.

.При сочетании с другими пластификаторами в зможно про вление

сйнергического эффекта. Установлено , что оптимальное содержание вводимой добавки 5rs7 мас.%.

, ПолиэтиленсилЬксанова  жидкость (ПЭС-31 представл ет собой линей- . ный продукт следующего строени 

пределы допустимьш температур экс плуатации этой жидкости от шнус 60 до -f 145°С, она обладает высокой термостойкостью и низкой температурой застывани .

Введе шенезначительного количества (ПЭС-5) 0,15% в полипропилен приводит к резкому (в 1,5-2 раза ) снижению эффективной резкости, что улучшает перерабатываемость композиции, т.е. позвол ет при той же потребл емой мощности двигател  снизить температэт У переработки на 15-20%, что равносильно увеличению производительности при тех же энергозатратах приблизительно на 20%.

Технологический процесс производства изделий из предлагаемых композиций морозостойких полипропиленов с использованием жидких и низкомолекул рных каучуков состои из следующих операций: смешени  исходных компонентов в оптимальных соотношени х набыстроходном смесителе флюидного типа; экструдировани  (гранул ци ) полученной порошкообразной смеси на двухшнековом экструдере-гранул торе с относительной длиной шнека 12,5 дм; получени  литьевых изделий из гранул морозостойких композиций полипропилена на термопластавтоматах.

В быстроходную ступень смесител  загружают комлоненты в соответПолипропилен

Щелочный сульфатный лигнин

ствии с рецептурой. Вначале загружают порошкообразные компоненты (полипропилен , стабилизаторы, щелочкой сульфатный .лигнин). Затем при работающем смесителе ввод т.низкомолекул рный кремнийорганический каучук СКТН-А или низкомолекул рный пластификатор ДОС и в смесь разбрызгивают силиконовую жидкость и олигоэфиракрилат , который служит реакционноспособным пластификатором,облегчающим переработку термопластов, а также способствует в процессе формовани  созданию сетчатой структуры в полимере.

Модифицирование в зкостных свойст расплавов полипропиленов обеспечиваетс  введением небольших количеств кремнийорганических олигомерных соединеиий , например полиэтилёнсилоксановай жидкости - ПЭС-5, причем эффек тивность вли ни  этих добавок зависит от способа их введени .

Подготовленна  смесь поступает в основной агрегат- гранул тор, предназначенный дл  уплотнени , пластификаирни и гомогенизации ингрет диентов композиции с последующим выдавливанием прутка через формуют щую фильеру. Из полученных гранул на литьевой машине получают различные издели .

Составы композиций представлены в. табл. 1.

Т а б л и ц а 1

85,85.

84,90 80,85 90,90

2,0

2,02,0 Диоктилсебацинат Низкомолекул рный силиконовый каучук СКТН-А Олигоэфириракрилат, тга73 Поли этилсилоксанова  жидкость ПЭС-5

Дл  сопоставлени  готов т известные композиции, содержащие мас.%: полипропилен 90,0%, щелочный сульфат

ный лигнин 2,0 и Диоктилсебацинат (киьл.озици  5) 8,0, а также 95,0% полипропилена и 5,0% (композици  6J силиконового каучука СКТВ, который представл ет собой высокомолекул рный кремнийорганический каучук с мол.вес, 400000 и выше.

Указанные композиции готов т следующим образом.

Порошкообразные ингредиенты подают в сухой формосмеситель флюидного типа,который представл ет со-, бой конусный сварной аппарат с поли рованной внутренней поверхностью и герметически закрывающейс  крышкой . Конструкци  смесител  обеспечивает высококачественное смешение полипропилена с ингредиентами при высокой интенсивности процесса. На этой же стадии при работающем смесителе ввод т жидкие добавки: пластификаторы (ДОС или СКТН-А), а также разб1%1згивают в смесь сили коновую жидкость ПЭС-5 и олигоэфиакрилат типа ТГМ-3. Приготовленный в формосмесителе концентрат и основную порцию полипропилена подают в блок основного смешени , представ л ющий собой комбинацию двух универсальных скоростных смесителей: гор чего {флюидного.) типа или фирмы Хеншель и холодного. В гор чем смесителе происходит интенсивное перемепшвакие порошкооб|разной массы с жидкими добавками. 10,0 7,0 0,10 0,15

После гор чего смесител  материал перегружают в смеситель с охлаждением . В этом смесителе происходит охлаждение материала,что позвол ет получать крупнозернистую форму сырь  обладающую повышеииой насыпной массой (0,4-0,5 кг/л).

Охлаждение порошкообразного полипропилена предотвращает также возможность его термическойдеструкции и значительно улучшает захват материала шнеком в зоне загрузки экструдера.

Из блока основного смешени  смесь поступает в предбуикер над экструдером, а затем в загрузочное устрсййство двухчерв чного экструдера фиргш Ангер А2-120, который обеспечивает уплотнение, пластификацию, расплавление, гомогенизацию и выдавливание его через фильеру, формующую жгуты. Агрегат А2-120 работает по принципу гор чей гранул ции: по плоскости фильеры движетс  быстровраща1га (Ийс  нож, ось вращени  которого параллельна оси экструдера. Ножразреэает жгут на гранушл, которые должны.быть монолитными и одинакового размера.

Гранул цию осуществл т при слеКУКвуак . технологических режимах (дл  гранул тора A2-I20 фирмы Ангер):

Температура подачи материала, С Врем  перемешивани  в гор ч«4 смеси теле, ми и 5,0 0,1

Как видно из приведенных данных,предлагаема  композици  на основе полипропилена  вл етс  морозостойкой , что достигаетс  введением в базовый полимер кодифицирующих добавок , обладающих синергическим эффектом .

Данна  компо итщ  может быть использована дл  тароупаковочных целей и получена по традиционной дл  технологии переработки пластмасс схеме без использовани  приемов примен емых в производстве резинотехнических изделий (вальцевани , а также растворителей дл  облегчени  ,:перерабатываемости, что значительно снижает энергозатраты и трудоемкость процесса. Это сопровождаетс  повышением физико-механических и зксплуата191оиных характеристик материала и изделий на его основе.

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   f

   Полимерна ,композици  на основе полипропилена, содержаща  щелочной 11 85 сульфатный лигнин и жидкий пласти катор , отличающа с  тем, что, с целью повьшенй  {фочиости 46. эксплуатационных характеристик, в качестве пластификатора она содержит диоктилсев ацинат или ниэкомолекул рный диметилсилоксановый каучук и . дополнительно диметакрилат триэтилен гликол  и полиэтилсилоксаиовую жидкость при следующем соотношенни понентов, вес.ч.: Полипропилен 100 Диметакрилат триэтиленгдикол  5-7 Щелочный сульфатный лигнцн 1,5-2,5 Поли этил си локсанова  жидкость 0,1-0,15 712 Диоктилсебацинат 8-10 иганизкомолекул рный димстилсилоксановый каучук 2-5 Источники информации,, -прин тые во внимание при экспертизе 1. Иванюков Д.В., Фридман М.Л. Полипропилен. М.., Хими , 1974, с.270.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 455124, кл. С 08 L 23/12, 1972.
3. 3. Авторское свидетельство СССР 8 491660, кл. С 08 L 23/12, 1973..
4. 4. Иванюков Д.В., Фридман Н.Д. Полипропилен.М., Хими , 1974, с.259 (прототип).