269052

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик(088.8) Приоритет Комитет по делам зобретений и открытийОпубли ков 10,17,1970, Бюллетень14 ри Совете Министров СССРпубликования описания 9 Х 11.19 Ь 1.1.тле ЬЯ 1 з Р 1ЙЛТСБТЕ 0- т;,1Гс т(111;г;.111ЬЕЕь.ЙОТЕО вторзобретения ИностранецЭрик Поль Сизек (Соединенные Штаты ЛмеИностранная фирма Дженерал Электрик Ком (Соединенные Штаты Аме ики) аявитель ни ПЛАСТИЧН Известна термопластичная формовочная композиция на основе полифениленоксидов. Однако изделия, полученные цз нее, обладают относительно невысокой прочностью на разрыв.Предлагаем ая композиция, представляющая собой смесь полифениленоксидов с 1 - 99 вес. % полистирола, обладает повышенной прочностью на разрыв формованных изделий по сравнению с известной. Кроме того, полученные изчелия обладают по сравнению с изделиями, полученными из полистирола, повышенной прочностью на изгиб.Типичными примерами полифениленоксцдов, которые можно применять в процессе, предусмотренном данным изооретением, яв,чяются: поли- (2,6-диметил,4 -фенилен) - оксид, поли- (2,6-дибутил,4-фенилен) -оксид, поли- (2,б-дцлаурил,4-(ренилен)-оксид, поли-(2,6-дипропил,4-фенцлен)-оксид, поли-(2,6-дцметокси,4-фенилен)-оксид, поли-(2,6-диметокси,4- фенилен)-оксид, поли-(2,6-диэтокси,4-фенцлен)-оксид, поли-(2-метокси-б-этокси,4-фенилен)-оксцд, поли-(2,6-дихлорфенокси,4-фенцлен)-оксцд, поли-(2,6-дихлорэтил)-1,4-фен- лен)-оксид, поли-(2 - метил-изобутил - 1,4- фенилец)-оксид, поли-(2,6-дитолил,4-фенилен)-оксид, поли-(2,6-дихлорпропил,4-фенцлен)-оксид и т. д,РМОВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Количество окиси полифенцлена, котороеможно смешивать с полцстцролом, це ограничено, так как этц полимеры овмстимы при всех концентрациях. Обнаружено цецропор ццонально бо,чьшсе увеличение прочности наизгиб ц разрыв полсмесей прц всех концентрациях, Это увл чепце прочцостц значительно превышает ожидаемое ца основании прямопропорццоцальцой взапмозависцмостц.0 Е 4 апрцмер, прц цспьпаццц полцсмесц поли(2,6-дцметцл,4-фенлен) -аксцда ц полистирола фирмы 11 оцсанто Кэмцкал Компани торговой маркиЕустрекс НТ-1 прочность на разрыз быстро увеличивается прц неболь тих добавках окиси полифенцлепа. Когдаокись полфенлена составляет примерно 30% композиции. прочность на разрыв полисмесц равна прцблизтельно прочности на разрыв чистой окиси полифснцлена. После добавления 20 окиси полифенилена более 30 вес. % прочность на разрыв продолжает увеличиваться до величин, превышающих прочность каждого из полимеров, как таковых. Так, при добавлении от 70 до 80% окиси полфенлена дости гается максимальная прочность на разрыв,превышающая 843 кгслт-. При наличии более -85 вес. % окиси полифенилена прочность на разрыв начинает снижаться до равной прочности чистой окиси полифенилена.+62 +176 50 55 60 65 Как оыло сказано выше, прои добавленииокиси полифенилена к полистиролу прочностьна разрыв увеличивается во всем пределе концентраций. Поэтому к области, охватываемойданным изобретением, относятся полисмеси,содержащие от 1 до 99 вес. % окиси полифенилена в полистироле.Наибольшая прочность на разрыв достигается при содержании окиси полифенилена в пределах от 60 до 85 вес. %. Поэтому, если прочность на разрыв является наиболее важнымфактором при выборе полимера для специфического применения, то следует приготовлятьсмеоп такого состава, Полисмеси, содержащиеот 60 до 85 вес. % окиси полпфенилена в полистироле, являются предпочтительным и.Полистирол стоит дешевле, чем окись полифенилена. Полистирол, как таковой, имеет некоторые отличные физические, химические иэлектрические свойства. Однако полпсмесиполистирола и окиси полифенилена, в которыхполистирол сос 1 авляет от 70 до 99 вес. %,а окись полифенилена от 1 до 30 вес. %, обладают значительно лучшими физическими свойствами и сохраняюг другие отличные свойстваполистирола, Поэтому такие композиции также предпочтительны.Способ смешения полистирола и окиси полифенилена не имеет решающего значения. Однако было установлено, что лучшие результаты получаются, когда оба полимера смешиваюткак можно тщательнее. Составление композиций можно осуществлять путем смешенияобоих полимеров в вида порошка в смесителеБанбури или в роликовой мельнице; смешивать их можно также путем экструзиями смесипорошкообразных,полимеров. Установлено, чтоэкструзия является наиболее предпочтительным способом смешения компонентов и этотспособ дает возможность достигать наиоольшей степени диспергирования окиси полифенилена в полистироле.П р и м е р 1. Применяют образец поли-(2,6 диметил,4-фенилен) -оксида для получениятрех смесей с кристаллическим полистиролом,содержащих 5, 15 и 30 вес. %.Использованная окись полифенилена имеетуказанные ниже свойства;Истинная вязкость при 30 С,л/г 0,37Вязкость расплава, капластомер 19500Амин, % азота 0,065Хлор, ч./ на млн. ч. 1670Бром, ч./на млн. ч. 195Медь, ч./на млн., ч. 14Примененный полистирол обычного сортаобщего назначения, купленный у фирмы ДауКэмикал Компани и идентифицированный,как Стирен 666.Вначале окись полифенилена в виде порошка просеивают через сито с отверстиями диаметром 1,1 мм для удаления гранул чрезмернобольших размеров. Затем эту окись смешивают с гранулированным полистиролом и подают в одношнековый экструдер с шагом 1 дюйм (0,0254 м). Температура материала при экструзии изменяется в пределах от 232 до 254 С, а давление поддерживают равным 5 о,2 кг/смг, Нити, выходящие из экструдера, охлаждаются самопроизвольно на воздухе, а затем поступают на резку, после чего их снова экструдируют в тех же условиях до образования однородной дисперсии.После экструзии эти,нити разрезают на цилиндрические гранулы, сушат в термостате с циркулирующим воздухом не менее 2 час при температуре около 65 С и используют для литья под давлением при температ ре 232 С и давлении 56,2 кг/смг с цель 1 о получения полос для испытания размерами 2/ Х/в(/в дюйма.Приготовлены такие же полосы для испытания, содержащие 100 вес. % окиси полифенилена и 100 вес. % полистирола.Полосы из полистирола без окиси полифенилена, приготовленные тем же способом, белого цвета, не имеют пузырьков, царапин и серебристых прожилок, Полосы из полистирола, содержавшего 5, 15 и 30 вес. % окиси полифенилена, светлокоричневого цвета, причем в полистирольной матрице можно видеть крупинки окиси полифенилена, Порочность на разрыв каждого образца измеряют методом ЛТМ 638. При этом испытании образцы растягивают при комнатной тем пер атуре. Усилие, неооходим ое для разрыва образца, является мерой его прочности на разрыв. В табл. 1 показана прочность на разрыв стирола ббб, содержащего разное весовое количество окиси полифенилена. ф термин вычислеииая, применяемый здесь и в следующих таблицах, показывает величину, полученную иа основании прямолинейной зависимости между физическими свойствами 100 вес. % полистирола и 100 вес, 5 о окиси полифепилеиа. Как видно из приведенной таблицы, показатели прочности на разрыв значительно увеличиваются при увеличении содержания окиси полифенилена. Фактически предельная прочность на разрыв полистирола ббб достигает прочности на разрыв чистой окиси полифенилена 170 кг/с иг) при добавлении только 30 вес. % окиси полифенилена, При содержании 30 вес. % окиси полифенилена прочность на разрыв на 33% больше, чем предполагаемая нч основании прямо пропорциональнойвычис- ленная измеренная 0 5 15 30 100 738 759 801 864 1170 738 724 766 991 1170- 35 - 35 +126 Из этой таблицы видно, что при добавлении )% окиси полифенилена показатели прочнопи на изгиб примерно на 15% больше, чем зопорциональная величина, вычисленная на :новании содержания окиси полифенилена, то доказывает, что окись полифвнилена факчески обеспечивает более значительную рочность, чем можно было ожидать. При соржании окиси полифенилена 5 и 15 вес. % зочность на изгиб меньше, чем предполатаеая, однако, это обусловлено, вероятно, приененной процедурой испытания. Это предпозжение подтверждается результатами слеющих опытов, которые показывают увеличеие прочности на изгиб до уровня прочности алогичного полимера стирола.Проведен ряд испытаний образцов, пригозвленных, как описано в примере 1, с целью тределения температуры деформации при )здействии тепла и давления 18,5 кг/см- метоэм А ТМ 648; Температурой деформации при )здействии тепла называется температура, .обходимая для произвольного стандартного склонения на 33,7 (10 мм) при постоявном ."илии, приложенном при изгибе (18,5 кг/смя), зичем температура образца непрерывно полшается. Температура тепловой деформации шляется, таким образом, показателем способкти материала сохранять свою жвсткосгь и ослабляющем ее влиянии высокой темпеатуры.В табл. 3 показана температура тепловой деормации стирола 666, содержащего окись пофенилена, определенная для отклонения на ) мм. зависимости от количества окиси полифенилеа, Таким образом видно, что улучшение, доигаемое при добавлении окиси полифенилеа, значительно превосходит предполагаемое ри вычислении на основе пропорционального зличества добавленной окиси полифенилена. Прочность на изгиб образцов, полученных в римере 1, измеряют методом АЯТМВ 790. .ри этом определении измеряют нагрузку, не 5 ходимую для разрушения стандартного обазца при изгибании. Величина нагрузки, не 5 ходимой для разрушения, является мерой зочности на изгиб. Результаты испытаний на гиб стирола 666, содержащего окись полиенилена, приведены в табл. 2.измеренная 76 82 95 111 200 76 79 85 100 200 0 5 15 30 100 10 После этого полученный продукт разрезаютна гранулы и снова экструдируют с целью более тщательного перемешивания и увеличения 45 степени диспергирования окиси полифвниленав полистирольной матрице. Условия экструдирования такие же, как раньше.Экструдированные нити гранулируют и гранулированный продукт сушат приблизительно 50 в течение 2 час в термостате с циркулирующимвоздухом при температуре 65,6 С, Сухие гра.нулы используют для литья под давлением при температуре 232 С и давлении 56,2 кг/смг.Образцы для,испытания готовят, как описа но,в примере 1, размерами 21/я Х 1/2 Х 1/а дюйма. Они содержат разные количества окиси полифенилена. Кроме того, испытывают образцы, состоящие из полистирола 100 вес. /в и из окиси полифенилена 100 вес. о/о.60 Как и в предыдущем примере, измеряютпрочность на разрыв, прочность на изгиб и температуры гепловой деформации методом А ТМ. Полученные показатели прочности на разрыв Лустрекса НТ 88-1, содержащего окись 65 полифенилена, приведены в табл. 4,Из этой таблицы видно, что температура 15 тепловой деформации полистирола повышается при увеличении количества добавляемой окиси полифенилена, однако улучшение этого свойства несколько меньше предпочагаемого на основании пропорционального количества 20 содержащейся в нем окиси полифенилена. Таким образом ясно, что прочность на разрыв и изгиб полистирола можно значительно улучшить, увеличивая одновременно показатель температурной деформации.25 Пример 2. Образец окиси полифенилена,использованного в примере 1, смешивают собразцом высокопрочного к удару полистирола, полученного от фирмы Монсанто Кэмикал Компани под наименованием Лустрекс Н.Т.30 88-1.Оба продукта смешивают следующим образом.Окись полифенилена в виде тонкого порош.ка просеивают через сито для удаления круп ных частиц. Просеянную окись механическисмешивают с гранулами полистирола, и смесь загружают в бункер экструдера, описанного в примере 1.Экструзию проводят при температуре 254 С 40 со скоростью, равной примерно 45 г/мин.269052 Таблица Таблица 4 Прочность наразрыв, кг/смф Температура теплов Количество дефоРмации, "С (отк неиие 10 мм - 33,7Количество окиси полифенилена. % измеренная вычис- ленная образцов измеренная вы числе иая+188 72 79 87 104 131 200 72 78 91 100 136 200 0 5 15 30 50 100 15Из таблицы видно, что прочность на разрыв полисмесей значительно увеличивается и превышает пределы заранее предполагаемой прочности.Прочность на изгиб Лустрекса Н.Т. 88-1, содержащего окись полифенилена, показана в табл, 5. Таблица Прочность иа удар г Изоду, фут.ф-фунтф дюйм разреза Количество окиси полифеиилена, % Количество испытуемыхобразцов Таблица 5 Прочность иа изгиб, кг/смф Лустрек Н. Т. 88 Количество полифеинлена, вес,о Количество ИСПЫТди" ных образцов+1402196 1 фут - 0,3048 м фф 1 фунт - 0,0453 кг35 Как видно из таблицы, при добавлении ок. си полифенилена к Стирену 666 хрупкость п листирола не увеличивается значительно. Пр добавлении ее к Лустрекс Н.Т, 88 хрупкос 1 40 последнего не появляется, но это и предпол; гается, так как эта смесь полистирола прет назначается быть эластичной и в окиси пол фенилена не содержится модификатор.45 Предмет изобретения Термопластичная формовочная композици на основе полифениленоксидов, отличающаяс. тем, что, с целью повышения прочности н 50 разрыв формованных изделий, изготовленны из композиции, последняя содержит,полисти рол в количестве 1 - 99 вес.%.Составитель 8. Филимонов Техред Л. Я. Левина Корректор Л, И. Гаврилова Редактор Л. Новожилова Заказ 1775/17 Тираж 480 ПодписноеЦ 11 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открыгий при Совете Министров СССРМосква Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 Температура тепловой деформации Лустрекса Н.Т. ШШ, содержащего окись полифенилена, приведена в табл. 6.Как видно из приведенных выше таблиц, прочность на изгиб полистирола, содержащего окись полифенилена, можно улучшить в значительно большей степени, чем по предположению на основании пропорционального количества добавленной окиси полифенилена. Температура тепловой деформации полистирола улучшается в меньшей степени, чем можно было ожидать при добавлении 15 вес.% окиси полифенилена и несколько больше при добавлении 5, 30 и 50 вес.% оииси полифенилена,Прочность на удар по Изоду измеряют на Образцах примеров 1 и 2 по методу А ТМ 256, Прочность на удар - это энергия, необходимая для разрушения испытываемых образцс надрезом при резком ударе качающимся мятником. Получены, результаты, приведеннв табл, 7.