Композиция

(32) ПриоритетОпубликовано 30.09.74, Бюллетень3Дата опубликования описания 25.04.75 овета Министров ССС по делам изобретений 678,073.046.3(088.8) 53) крытн 2) Авторы изобретения Л, А, Ирген, Д, А, Поне и О. П. Киенкас нститут механики полимеров АН Латвийской ССР(71) Заявитель 4) КОМПОЗИЦ и прел) от 25 до 87 13 до 6 Изобретение относится к области переработки полимерных материалов, в частности к улучшению свойств наполненных полимерных материалов.Известны полимерные композиции, в которых в качестве модификаторов применяются оксиэтилирова нные фенолы, спирты, амиды, кислоты и их соли, а также композиции, содержащие высокомолекулярные соединения типа карбоксилсодержащего каучука.Применение низкомолекулярных модификаторов или высокомолекулярных сополимеров часто невозможно или ограничено, так как совместимость модификатора с полимером недостаточна. Изготовление модификатора из исходного полимера путем механохимического синтеза устраняет эту проблему.Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что высокомолекулярный модификатор содержит наполняемый полимер, к которому привиты малеиновая кислота или ее ангидрид, т. е. композиция состоит из исходного полимера, наполнителя и высокомолекулярного модификатора, который представляет собой привитый малеиновой кислотой или ее ангидридом исходный полимер.Наполненные модифицированные композиции полиэтилена получают на базе полиэтилена низкой плотности, а композиции полистирола - на базе блочного полистирола,В качестве наполнителе именяют основные (силикат кальция, м и кислые (каолин) наполнители.В качестве модификаторов используют вы 5 сокомолекулярные модификаторы, представляющие собой механохимическим путем синтезированные сополимеры, одним компонентом которых является исходный полимер (полиэтилен или полистирол), вторым - группа,10 способная к взаимодействию с поверхностьюнаполнителя, например карбоксильная группапо отношению к основным наполнителям.Ниже приводятся предельные соотношенияингредиентов, в которых они входят в компо 15 зиЦию, вес. оо:Термопластичный полимер(например, полиэтилен,полистирол)Наполнитель20 (например, мел, силикаткальция, каолин и др.) от 8Высокомолекулярныймодификатор от 01 до 7.Из описанных композиций изготовляют об 25 разцы и проводят их испытания,Для сравнительных испытаний определяютмодуль упругости при растяжении и изгибе нударную вязкость - характеристики, которыесильно зависят от структуры материала и яв 30 ляются также основными эксплуатационнымиБез моди- фикатора Показатель характеристиками в большинстве случаев. Определяют также ряд других характеристик.Сопоставляя полученные данные с характеристиками известных наполненных композиций, можно отметить следующие особенности наполненных систем, модифицированных высокомолекулярными модификаторами.1. Значения некоторых свойств композиций, существенных при эксплуатации, в частности, жесткость и ударная вязкость, увеличиваются ца 20 - 100% и более.2. Действие высокомолекулярного модификатора аналогично с одной стороны действию дцфильных поверхностно-активных веществ; вместе с тем наличие длинноцепного модификатора в системе приводит к возникновению ее особой структуры, особенно в пограничных с наполцителем слоях, которая обеспечивает повышение ряда свойств вследствие более благоприятного перераспределения напряжений при нагружении.3. Максимальные значения свойств наблюдаются в узком диапазоне содержания модификатора, что свидетельствует о наличии весьма существенных структурных изменений при модифиццровапци.4. Высокомолекулярный модификатор оказывает стабилизирующее действие на структуру полученного материала, в частности на его ударные характеристики,П р и м е р 1. Композиция на основе полиэтилена низкой плотности, наполненного мелом 1%:Полиэтилен низкой плотности 51,8 Мел химически осажденный 46,9 Высокомолекулярный модификатор ПЭ-МК(пол иэтцленмалеиноваякислота) 1,3Техническая характеристика наполненной композиции, модифицированной высокомолекулярным модификатором ПЭ-МК в сопоставлении с немодифицированной композицией, приведена в табл. 1.Таблица 1Введение высокомолекулярного модификатора несколько повышает модуль упругости композиции. Особенно резко высокомолекулярный модификатор повышает ударную вяз кость, увеличение которой составляет болеетрех раз по сравнению с композицией без модификатораП р и м е р 2. Композиция на основе полиэтилена низкой плотности, наполненного сили катом кальция, %:Полиэтилен низкой плотностиСиликат кальцияВысокомолекулярный модификатор ПЭ-МК 1,0Таблица 2 15 Высокомолекулярный модификатор ПЭ-МКБез моди- фикатора Показатель 20 Предел прочности прирастяжении, кг/смОтносительное удлине ние при разрыве, о;Модуль упругости прирастяжении, кг/смМодуль упругости приизгибе, кг/смУдарная вязкость, кгсм/см,равновесная (360суток после изготовления) 35 минимальная 141 140 5,8 5,8 10200 13500 9500 2500 19 19 27 13 Таблица 3 Введение высокомолекулярного модификатора ПЭ-МК в системе полиэтилен низкой плотности - метасиликат кальция приводит 40 к значительному увеличению ее жесткости.Модуль упругости при растяжении увеличивается на 30%, модуль упругости при изгибе - более чем в два раза.При этом стабилизируется структура сис темы, о чем свидетельствует практическое постоянство значений ударной вязкости во времени (табл. 3). Для немодифицированной системы ударная вязкость во времени сильно меняется.50125 139 55 14 Композиция 210 30 90 360 8500 715060 5900 10000 80006300 С модификатором ПЭ-МК 19 27 14 27 20 19 22 37 14 13 Без модификатора 65 65 200 Предел прочности при растяжении, кг/см Относительное удлинение при разрыве Модуль упругости при растяжении, кг/см при деформации,е 0(360 суток после изготовления) Изменение ударной вязкости во времени модифвцированного и немодифвцированного полиэтилена444778 Предмет изобретения Таблица 4 Высокомолекулярный модификатор ПЭ-МКБез моди- фикатора Показатель Предел прочности ири изгибе, кг/смМодуль упругости при изгибе, кг/см 250 490 45000 105000 Составитель А. Кулакова Техред О. ГуменюкРедактор Л. Герасимова Заказ 954/12 Изд.1174 Тираж 565 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 45Типография, пр. Сапунова, 2 П р и м е р 3. Композиция на основе полистирола наполненного каолином, %:Полистирол блочный 55,26 Ка олин 43,88 Высокомолекулярныймодификатор ПЭ-МК 0,86 Модифицированная композиция отличается существенно более высокой жесткостью и прочностью. Композиция, содержащая термопластичныйполимер, высокомолекулярный модификатор и минеральный наполнитель, о т л и ч а ю щ а я ся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств материала на основе этой композиции, в качестве модификатора использован привитой сополимер исходного полимера с ненасыщенной моно-(ди)-карбоновой кис лотой или ее ангидридом при следующем соотношении компонентов, вес. %:Полимер Основа Наполнитель 13 - 68 Модификатор 0,1 - 7.