Способ стабилизации полиметилметакрилата

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскна Социапистчческих Респубпнк(23) Прноритет(51) М, Кл. С 08 У 7/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(7) Заявитель Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА Изобретение относится к области переработки пластмасс, а именно полиметилметакрилата, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для повышения долго вечности полимерных изделий,В процессе эксплуатации полимерных изделий под влиянием различных внешних воздействий (свет, тепло, нагрузки, агрессивные среды) происхо О дит их старение. Старение представляет собой ухудшение комплекса свойств полимерных изделий: химических (деструкция, снижение молекулярной массы, процесс образования трехмер б ной структуры); физических (появление микротрещин на поверхности изделий,ухудшение прозрачности, увеличение ползучести и хладотекучести). для предотвращения процессов атаре- п 0 ния или их замедления в сонременной технологии переработки пластмасс широко используется стабилизация.Известны способы стабилизации полимерных изделий либо путем введения н расплав полимера стабилизирующих добавок, либо механическим перемешинанием мвлкодисперсного стабилизатора с гранулами полимера, либо диффузионным введением стабилизатора н поверхностный слой иэделия 111 .Изнестные способы стабилизации улучшают химические свойства полимеров,предотвращая развитие деструктивныхпроцессов, однако сопронождаютсяснижением механических свойствполимерного изделия, так как стабилизатор в данном случае играет рольинертного наполнителя,Ближайшим из числа известных является способ стабилизации полимеров путем их поверхностной обработки диффузионно-стабилизирующей системой, состоящей из 4-6 вес.ч тио.моченины (стабилизатор), 4-6 вес.ч.глицерина (пластификатор), 8892 вес.ч. воды (растворитель стабилизатора), и последующей термичесКойобработкой иэделий 2. Однако этотспособ стабилизации сопровождаетсяснижением долговечности полимерныхизделий. Это обусловлено тем, чтона поверхности любого полимерногоизделия всегда имеются дефекты (микро- и макротрещины,полосы, включе ния и др.). Обязательным условиемявляется испольэонание растворителейстабилизаторов, не растворяющих полимер. Такое ограничение приводит ктому, что растноритель стабилизатора, 847318дМфуеедируя в поверхностный слой полимерного иэделия, не способен эаплавлять или растворять имеющиеся дефекты, а наоборот вызывает их рас.клининание, в результате чего сразу после стабилизации эначитсльно повышается дефармируемасть полимерного изделия и понижается его прочность. Повышение же деформируемости полимерного изделия и снижение его прочности, как известно, абусланлинает снижение долговечности полимерного 10 иэделия. Недостатком известного ссяасоба является также длительность процесса и нетехнологичность: процесс стабилизации может длиться ат 10 мин да 5 ч, а термическая обработка при )5 130 ф С .- н чение 1 ч, Разогрев до трябуе.:ой температуры осуществляетсяс Орос гьы 3 С/мин р т е в да досхи жеееи 5 е температуры 130 С требуется еще 43 мин, а процесс охлаждения осу ществляется са скоростью 1 С/мин, т.е. для охлаждения изделия да комнатной температуры необходимо 110 мин. В общей сложности термообработка занимает около 4 ч. Поскольку процесс термообрабатки ведут н дизельном масле, то возникает неабодимость н протирке изделии, :то порождает нетехнологичность процесса.Целью изобретения является увеличение долговечности иолееметилметакрилаг - 30 та и упрощение технологии стабилизации.Поставленная цель достигается тем,что н качестве растворителя стабилизатора берут растворитель, параметррастворимости катарога равен пара 38метру растворимости палиметллметаскрилата, а процесс ведут при 80-85 Сн течение 3-4 мин с последующей выдержкой иэделия при комнатной температуре до полного удаления растварител 5 еСпособ осуществляют следующим образом; в сосуд загружают растнаритель, растворяющий не талька стабилизатор, но и вызывающий интенсивное растворение полиметилметакрилата, Выбор такого растворителя обеспечивается учетам равенства параметра растворимости растворителя и параметра растваримОсти ПОлиметил 50 метакрилата. Загрузку растворелтеля производят из расчета бмл на 1 см поверхности полимерного изде 2лия. Сюда же вводят требуемое коли 8 г честно стабилизатора. Содержимое д тщательна перемешивают до полного растворения стабчлиэатора. Затем полученную диффузелоеено-стабилизирую- щую систему разогревают да 80-85 С, нагружают в нее полимерное иэделие 60 и выдерживают его в течение 3-4 мин. Использование растворителей стабилизатора, вызывающих интенсивное растворение стабилиэируемого изделия, Обеспечивает быстрОе Образование на 85 поверхности иэделия раствора полимера, характеризующегося высокой термадинамической устайчивсстью. В результате этого образонавшийся растнар полимера запланляет и склеивает имеющиеся на. поверхности изделия дефекты, что приводит к значительному увеличению долговечности полимерного изделия. Температурные условия процесса и образование на поверхности иэделия раствора полимера обеспечивают быструю диффузию растноренного стабилизатора в поверхностный слой иэделия, что значительно сокращает время технологического процесса. Выдержка иэделий в течение 3-4 мин в сочетании с елнтенсинным растворением поверхности полимерного иэделия и температурными условиями процесса приводит к абразонаяиео на поверхности изделия после ега извлечения из диффуэееанна-стабилизирующей системы плотной защитной пленки из продуктов взаимодействия полимера и растворителя, в которой равнсмерно распределен стабилизатор. Образовавшаяся на поверхности пленка прочно удерживает стабилизатор, т,е. в данном случае проявляется н силу известных причин адгезионное взаимодействие стабилизатора и растворяемого полимера. Этот факт приводит к повышению эффектинности стабилизации. Мигрировать связанный таким образом стабилизатор не может и н процессе эксплуатации исключается повторная подпитка.Повьешение эффективности стабилизации и увеличение долговечности н процессе самой стабилизации делают ненужной термическую обработкУ полимерного изделия, что значительно упрощает технологический процесс стабилизации.Извлеченные после трех-четырех- минутной выдержки голимерные издеяия выдерживают прк комнатной температуре до полного удаления растнорителя с поверхности изделия,В процессе выдержки происходит закрепление достигнутого эффекта, Зона стабилизации охватывает глубину изделия н 500-600 мкм, т.е. распространяется на глубину залегания опасных поверхностных дефектов. Размерная стабильность изделий не нарушается в силу взаимной компенсации процессов сорбция-десорбция растворителя. Рекомендуемый температурный интервал проведения процесса характеризуется тем,. что именно в этой области температур у полимера резко увеличивается подвижность макрамолекул в поверхностном слое изделия, благодаря чему никогда не происходит обратного явления, т,е. снижения долговечности изделия,П р и м е р 1, Приводят диффузионную стабилизацию изделий из по647318 Исходные (нестабилиэированные)образцы абилизированные по примеру, М Долговечность при нагрузке 6,5 кг/ммч Раэруша ние при кгс/смг Ударная кгс см/ е напряжгибе,64 5 вязкость, г,07 Миграцив воду абилизатор наблюдает ормула иэобрет Как ви стабилиза му способ увеличени шению эффо и но че ри 45 ермической обраб табилизации, что ает производстве Составитель В.БалгинЛ,Новожилова Техред М.Борисова КорректорД.Мельниченк Реда аказ 244/21 Тир ЦНИИПИ Г по де 113035, Москва, ж 584 Подписное сударственного комитета СС ам изобретений и открытий Ж, Раушская наб., д.4/5 л ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная,4 лиметилметакрилата. Растворитель - н-амиловый спирт. Стабилизатор - диметил-ди-(п-фениламинофеноксисилан). Концентрация стабилизатора 0,1. Параметр растворимости полиметилметакрилата, н-амилового спирта 9 (к ал/см"),П р и м е р 2. Температура 85 С, время выдержки 4 мин. Проводят диф" фузионную стабилизацию полиметилметакрилатных изделий. Растворитель но из приведенной таблицы, ия иэделий по предлагаемоприводит к значительному их долговечности и повыктивности стабилизации. Таким образом, использование пред лагаемого способа диффузионной стабилизации полимерных изделий обеспечивает п сравнению с существующими способам следующие преимущества:а)повышение долговечности (в сред нем на 50-60), что ведет к экономии полимерных материалов;б) получение повышенной эффективсти стабилизации, в результатего исключается необходимость вточной подпитки;в) значительное сокращение времени технологического процесса, что обеспечивает большую производительность труда;50г) устранение т отки изделий после сзначительно сокращ нный цикл. н-бутиловый эфир уксусной кислоты.Стабилизатор - иэоэтилтетрагилрофталевый ангидрид. Концентрация стабилизатора 0,1. Параметр растворимости растворителя 9 (кал/см)г П р и м е р 3, То же, что и в примере 2. Стабилизатор - трифениловый эфир фосфорной кислоты.В таблицу сведены данные, характеризующие достигаемый эффект. Способ стабилизации полиметилметакрилата путем поверхностной обработки его раствором стабилизатора в растворителе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения долговечности полиметилметакрилата и упрощения технологии стабилизации, в качестве растворителя стабилизатора используют растворитель, параметр растворимости которого равен параметру растворимости полиметилметакрилата, а обработку ведут при 80- 85 С в течение 3-4 мин с последующей выдержкой при комнатной температуре до полного испарения растворителя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Фойгт И. Стабилизация синтетических полимеров против действия света и тепла. Л., Химия, 1972, с,354. 2. Авторское свидетельство СССРР 427033, кл, С 08 Ь 17/00, 1972.