Способ получения стабилизатора для полиэтилена

О П И С А Н-Ис-В.ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СРНДЕТЕПЬСТЕУ Сосов Соввтокив Социвлистически Ресвубликрисоединением заявкиоритет отвитет оо делам крытий обретении ири Совете МиСССР УДК 547,562 1,07 Опубликовано 15,1.1971, Бсоллетець5Дата опубликования описания 1,111.1971 строе Авторыизобретения пджанов, В. Е. Броновицкик, Усманов Заявит ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛИЗАТОРА ДЛЯ ПОЛИЭТИЛЕН НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ2 е стабил Изобретение относится к техникзации полимерных материалов.В качестве стабилизаторов для полиэтилена низкого давления используют большое число индивидуальных соединений, например амины, фенолы, фосфорсодержащие соединения, а также полимеризованные смолы на основе триметилгидрохинолина.Предложенный способ, опираясь на известную реакцию гидрогенол из а, позволяет получать высокоэффективные стабилизаторы полиэтилена низкого давления, которые обладают высокой термостойкостью и большим индукционным периодом в процессе окисления.Способ состоит в том, что гцдрохинон подвергают взаимодействию с 5%-ным водным раствором щелочи в присутствии катализатора Со 5 при температуре до 450 С и давлении 100 атм с последующим выделением целевого продукта известными приемами.П р и м е р. В поллитровый автоклав загружают исходные вещества для гидрогенолиза: гидрохинон, 5%-ный водный раствор едкого натра и катализатор Со 5. Время гидрогенолиза во всех опытах 30 лсссн, температура 450 С, начальное давление водорода 100 атл.Получают щелочные растворы, которые подкисляют 10% -ной соляной кислотой ц экстрагируют выделяющиеся вещества эфиром. Затем серные эфирные растворы отделяют, промывают водой. сушат безводным ХаЯОи отгоняют эфир на глицериновой бане прп постепенном повышении температуры от 35 до 110 С.Вязкие продукты коричневого цвета нерастворяются в воде, хорошо растворимы в ацетоне, серном эфире, толуоле ц других растворителях подобного рода.Полученные продукты испытаны в качествеантиоксцдантов для полиэтилена низкогодавления.Термоокислцтельную деструкцию проводятца полумцкроокцслительной установке прц 185 С ц остаточном давлении кислорода 215 мм рт. ст.Одинаковую павеску пленки полиэтиленатолщиной 0,15 мм, содержащую по 1% суммарных продуктов гидрогенолиза гидрохино на (СПГ), подвергают окислению на установке.Результаты испытаний приведены нафиг. 1 ц 2; на фцг. 3 дан график влияния различных продуктов на скорость термоокис ленпя полиэтилена; на фцг. 4 - график измецепця вязкости.Из данных эксперимента видно, что нестабцлцзцрованный полиэтилен уже через 25 .1 сссн поглощает 10 мл кислорода (см. ЗО фиг. 1, кривая 1) с добавкой СПГ, время по10 15 20 25 ЗО 35 40 глощения такого количества кислорода увеличивается до 5 час (см. фиг. 1, кривая 2), тот же эффект удлинения индукционного периода показан с продуктом опыта 2 (кривая 3) и т. д, (до кривой 7),Интересно отметить, что соотношение гидрохинона и щелочи влияет на эффективность конечного продукта.Для выяснения группового состава и функциональных групп, ответственных за стабилизацию, СПГ деляет на три фракции: фенольную, кислотную и нейтральную по схеме, эфирный раствор для извлечения кислот обрабатывают МаНСОз. При этом в водный раствор переходят кислоты - кислотная фракция гидрогенолиза гидрохинона (КГ), Остальные продукты состоят из фенольной и нейтральной фракций гидрогенолиза гидрохинона (ФНГ), которые испытывают отдел; - но или делят. Фенольные фракции из эфирного раствора извлекают 10% -ным раствором едкого патра (ФГ).В эфирном растворе остаются продукты - нейтральная фракция гидрогенолиза гидрохинона (НГ).В зависимости от условий гидрогенолиза и рецептуры выход продуктов колеблется в пределах, %: КГ 21 - 26; ФГ 30 - 37, НГ 40 - 45,Из графика на фиг. 2 видно, что полиэтилен с 1 % добавкой НГ через 7 - 8 час поглощает около 10 лл кислорода (см. кривая 1), с 1 % добавкой ФГ - через 8 час, кривая 2; с 1% СПГ - кривая 3, а с 1 О/о НФГ - кривая 4.Таким образом, высокая антиоксидантная активность наблюдается у продуктов НФГ, а также СПГ. Следовательно, разделения продуктов можно не производить.В дальнейшем исследовании изучено влияние количества антиоксиданта на индукционный период и сравнение его действия с ионолом (2,б-дитрибутил-метилфенол) . Результаты исследования приведены на фиг. 3, где а - индукционный период окисления полиэтилена в присутствии антиоксидантов различной концентрации; б - изменениеДприведенной вязкости ( ) после деструкции. Кривая 1 - чистый полиэтилен; 2 - с 1 % гидрохиноном до гидрогенолиза; 3 - с 1 /, ионолом; 4 - с 1 СПГ и ионол (0,5: 0,5); 5 - с 25, ионолом; 6 - с 5/о ионола; 7 - с 1 СПГ; 8 - с 2 "/о СГ 1 Г; 9 - с Зо/о СГ 1 Г; 10 - с 5 О/о СП 1Для исследования стабилизирующего действия СГ 1 Г на процесс термической деструкции полиэтиленовой пленки стабилизированные и нестабилизированные образцы подвергают термостарению в воздушном термошкафу при 150"С, Эффективность добавки при старении оценивают по результатам вискозиметричсских измерений,На фиг, 4 дан график изменения приведенной вязкости при старении в сравнении с добавкой ионола, где видно преимущество СПГ, 1% добавки которых не дает полимеру сшиваться в течение 33 суток (см. кривую 3), в то время как полиэтилен без стабилизатора сшивается при данной температуре через 4 - 5 суток (см. фиг. 4, кривая 1), а с 1/, ионола полиэтилен стоек в течение 15 суток (см, кривую 2). Предмет изобретенияСпособ получения стабилизатора для полиэтилена низкого давления с применением гидрогенолиза, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и увеличения индукционного периода в процессе окисления полиэтилена, гидрохинон подвергают взаимодействию с 5%-ным водным раствором щелочи при температуре до 450 С и давлении 100 атм в присутствии катализатора СоЯ с последующим выделением целевого продукта известными приемами,292943 ДО Ф,О 3 б Я 2 5 1 д 2 1 24 27 бремя, Султифиг ФСоставитель Л. Крючкова Редактор Л, Г. Герасимова Техред Л. Я. ЛевинаКорректор Т, А. Уманец Изд.213 Заказ 369/8 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр, Сапунова, 2