Способ получения полимерных материалов с модифицированной поверхностью

А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 97 08 ) 5/12 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(57) Использование: переработка пластмасс, Сущность изобретения: проводят обработку поверхности полимерного мате- и- риала растворами химических реактивов,активирующих поверхность", при нагрева- а, нии. После обработки растворами химичеов ских реактивов полимерный материалподвергают циклической обработке в токе инертного газа при 60-110 С: а) инертным газом 4 мин, б) парами воды 4 мин, в) парами 31 О 4 4 мин, и удаляют избыток реагента и 1 Х продуктов реакции после каждой стадии об- Й работки, причем обработку парами воды и81 С 14 проводят шестикратно. 1 табл. 3 Ьаа Ч 00 Ю 0 4 0 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 23.12.92. Бюл. ЬЬ 47(71) Ленинградский технологический инсттут им. Ленсовета(72) Г. П, Фол ом ее ва, М. Н, Цветко вА.И, Фоломеев, О.П. Янцева и Б.В. Крыл(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЬМАТЕРИАЛОВ С МОДИФИЦИРОВАННОПОВЕРХНОСТЬЮ Изобретение относится к переработке и модифицировании полимерных материалов (ПМ) и может быть мспользовано в химической, лакокрасочной промышленности, при декоративной отделке пластмасс.Известен способ получения композиции для защитных покрытий пластмасс, со. гласно которому защитные покрытия содержат поликремневую кислоту и сополимер алкилметакрилата и оксилалкилметакрилата. Покрытия, полученные по этому способу, повышают атмосферостойкость, механическую прочность пластмасс.Однако, данный способ трудоемок, покрытия не устойчивы к органическим растворителям, не обладают гидрофильностью.Наиболее близким к предлагаемому способу является способ модифицирования поверхности полимерных материалов, например, полиметилметакрилатов, заключающийся в обработке поверхности пластмасс 20-ным раствором гидроксида натрия при 60-100 С а течение 5-20 ч (заявка Японии М 58-17121 - прототип), Недостатком способа является отсутствие у обработанной поверхности пассивных свойств, малая механическая прочность поверхности, неустойчивость к действию растворителей,Цель изобретения - повышение химической устойчивости, поверхностной микро- твердости и гидрофильности полимерных материалов за счет создания на поверхности ультратонкой защитной неорганической пленки.Поставленная цель достигается тем, что в качестве химических реактивов, активирующих поверхность, используют 20 ф-ный раствор ИаОН или насыщенный раствор К 2 Сг 207 в 90 Н 2804 и процесс проводят при 50-90 С, после обработки растворами химических реактивов полимерный матери ал подвергают циклической обработке в то ке инертного газа рри 60-110 С:а) инертным газом 4 мин;б) парами воды 4 минв) парами 3 С)4 4 мини удаляют избыток реагента и продуктов реакции после каждой стадии обработки, причем обработку парами воды и ЯС проводят шестикратно,Существенным отличием предлагаемого способа является последовательная обработка поверхности материала в растворах химических реактивов, активирующих поверхность (20-ного раствора йаОН или насыщенный р-р К 2 СЮОт в 90 Н 2304) и парами ЯС 4 и Н 20 в токе инертного газа при 60 - 100 С. Последовательность операций формирования модифицированного слоя из жидкой и газовой сред приводит к образованию на поверхности ультратонкой равномерной пленки иэ диоксида кремния, что способствует повышению гидрофильности, микро- твердости и химической устойчивости поверхности ПМ. Предлагаемое техническое решение иллюстрируется примерами, подтверждающими возможность осуществления изобретения с получением положительного эффекта при использовании всей совокупности существенных признаков изобретения, указанных в формуле.П р и м е р 1, Образец ПММА выдерживают в 20-ном растворе чаОН при 90 С в течение 5 ч, затем достают, промывают водой и помещают в реактор проточного типа, где нагревают образец в атмосфере инертного газа - азота до 90 С в течение 4 мин, Скорость инертного газа составляет 50 мл/мин. Затем током инертного газа - азота подают пары воды в реактор и обрабатывают образец подвергают обработке парами четыреххлористого кремния в течение 4 мин. Затем удаляют избыток реагента и продукты реакции током инертного газа- азота в течение 4 мин и снова обрабатывают ПММА парами воды до отсутствия следов НС на выходе из реактора, Далее обрабатывают парами РСи т,д. Циклическую обработку парами Н 20 и 3 С 4 проводят 6 раз.П р и м е р 2, То же, что и в примере 1но перед обработкой в газовой фазе обра зец выдерживает 5 мин в насыщенном растворе К 2 Сг 207 в концентрированной (90) серной кислоте при 50 С. Результаты испытаний образцов различных полимерных материалов приведены в таблице. Как видно 10 из таблицы, предлагаемый способ позволяет значительно повысить гидрофобность поверхности полимерных материалов, увеличить поверхностное натяжение смачивания в 1,5-2 раза, повысить на 50 микро твердость поверхности ПМ, увеличитьхимическую устойчивость к органическим растворителям.Формула изобретения Способ получения полимерных матери алов с модифицированной поверхностьюпутем обработки поверхности полимерного материала растворами химических реактивов, активирующих поверхность, при нагревании, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 25 повышения химической устойчивости, поверхностной микротвердости и гидрофильности за счет создания на поверхности ультратонкой защитной неорганической пленки, в качестве химических реактивов, 30 активирующих поверхность, используют20 -ный раствор МаОН или насыщенный раствор К 2 Сг 207 в 90-ной Н 2304 и процесс проводят при 50-90 С с последующей обработкой поверхности пои 60-110 С, после 35 обработки растворами химических реактивов полимерный материал подвергают циклической обработке в токе инертного газа при 60 - 110 С: инертным газом 4 мин; парами воды 4 мин; парами ЯСИ 4 мин, и удаля ют избыток реагента и продуктов реакциипосле каждой стадии обработки: причем обработку парами воды и 5 С 4 проводят 6- кратно.1782976 Результаты испытаний исходный образец/модифицированный Образец гол смаиваниярад По прото"3типу-45 18-21 Не взаимодействуетс поверхностью 19"22 18-20 18-20 В 6/29,8 33/40 20 Не взаимодеиствс поверхностью 17,3/27,4 19,3/28,5 19-20 23/4718-20 25/50 МПС, ПММА - полиметилметакрилат, ИСП " сополимер стирола с метакрилатом, : ПАН - поликрилонитрил, АВС - акрилнитрилбутадиенстирольный пластик, ПС - полистирол, УПС " ударопрочный полистирол Составитель М.ЦветковаТехред М.Моргентал Корректор З,Салко Редактор Т.йагова аказ 4489 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 По примеру 2ПС Поверхнос ное натяжение сма чивания, мН/и 25/45-527/43-435/48 Микротвер- Химическая устойчи дость, вость (воздействие кГ/мм 2 , дихлорэтана) 23,8/35;119,3/32,0 .21,1/29,521,3/33,2