Способ модификации поли-3, 3-бисхлорметил-оксациклобутана

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 180178 (21) 2570392/23-05 (51)лй, тз.л. С 08 Л 7/08 В 29 Г 7/20 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий. (71) Заявитель Институт механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИ-З, 3-БИС- (ХЛОРМЕТИЛ) - -ОКСАЦИКЛОБУТАНА Изобретение относится к области термической обработки изделий и покрытий из поли-З,З-бис-(хлорметил)- -оксациклобутана (пентапласта), широ ко применяемого в различных отраслях промышленности для работы в агрессивных средах при повышенных температурах и для антикоррозионной защиты оборудования. 10Известен способ термической обра" ботки многих видов полимеров, направленно влияющих на их структуру и обеспечивающих стабильность свойств (11Известно, что основным недостатком пентапласта является его жесткость. Относительное удлинение при разрыве составляет всего 15-40. По" лученные обычными приемами (из растворов или путем напыления) пентапластовые покрытия из-эа большой жесткости и внутренних напряжений быстро теряют адгезию и выходят из строя. 25Наиболее близким из числа описанных в литературе к предлагаемому по, сл ой ущности и получаемому эФФекту является способ модификации поли-З,З-бис-(хлорметил)-оксициклобу-зо тана, заключающийся в том, что расплавленное покрытие из него резкоохлаждают (подв ергают зак алк е), затем прогревают до 100 С и выдерживают при 100 С в течение 1 ч (21,Для литьевых и прессованных иэделийрекомендаций по термической обработке пентапласта, обеспечивающих наибольшие деформационные характеристикиполимера, практически нет,Существующий способ термообработки не позволяет получать стабильныхсвойств пентапластовых покрытий.Цель изобретения, - повьйениедеформационных свойств йолучаемыхизделий.Поставленная цель достигается тем,что в известном способе модификацииполи-З,З-бис-(хлорметил) -оксациклобутана путем его изотермического отжига, отжиг ведут при 142-155 оС, Этоттемпературный интервал соответствуетначалу перехода 1 з -формы молекулярнойупаковки пентапласта в оС форму,При отжиге закаленных образцовпентапласта и температурном интервале 70-142 С с увеличением температуоры происходит совершенствованиемера, Это проявляется в увеличенииинтенсивности отражения рентгенонских лучей в диапазоне углов, характерных для-Формы, При этом деформационные свойства полимера несколько снижаются,Проведение отжига н температурноминтервале 142-155 С приводит к уменьшению межмолекулярного взаимодействия вследствие возрастания количества сегментов, обладающих значительнойподвижностью, в результате чего пентапласт приобретает повышенную деформационную способность. Подобное возрастание числаподвижных сегментови увеличение степени их подвижности,фиксируемое при помощи ядерного магнитного резонанса, наблюдается и уполиэтилена. Однако деформационныесвойства полиэтилена при этом не измерялись,Отжиг пентапласта при температурах, превышающих вышеуказанный диапазон, вплоть до температуры плавления, приводит к увеличению жесткостиполимера, вследствие перехода его нболее совершенную с(-Форму молекулярной упаковки.Описанные изменения, происходящиепри отжиге закаленного пентапласта,больше всего проявляются на покрытиях, листах и изделиях небольшойтолщины (до 1,5 мм), когда при закал- .ке из расплава практически весь полимерный материал переходит в аморфноесостояние, из которого прихолоднойфкристаллизации реализуется )1-Формамолекулярной упаковки. В случае получения толстостенных образцов илиизделий методом литья под давлением,как правило, создаются температурновременные условия для образованияобеих Форм молекулярной упаковки. 40Соотношение -и А-Форм при этом определяется скоростью охлаждения расплава при Формировании иэделий, Длятаких пентапластовых изделий термическая обработка, проводимая с цельюувеличения их деформационных характеристик, более эффективна у образцовс большим содержанием -Формы молекулярной упаковки.П р и м е р 1, Проводят термическую обработку пентапластовых пленок,изготовленных путем спекания контролируемого слоя порошка (марка А,ТУ 6-05-1422-71) в термостате при220 С в течение 30 мин с последующейзакалкой в жидком азоте сразу после 55извлечения иэ термостата, Толщинаполучаемых пленок составляет 300600 мкм. Термическая обработка закаленных пленок заключается в их последующем отжиге н воздушной среде при заданных температурах. Точность поддержания и измерения температуры составляет +0,1 С, Отожженные пленки охлаждают на воздухе до нормальной температуры, После охлаждения пленки подвергают рентгеноструктурному анализу, Параллельно проводят испытания образцов на деформируемость под действием сжимающих, растягивающих и растягивающе-изгибающих сил.Рентгеноструктурный анализ, проводимый на установке ДРОН, позволяет установить продолжительность температурногО воздействия, необходимого для достижения в полимерном. образце определенной Формы молекулярной упаковки, соответствующей заданной температуре отжига. Длительность полного прогрева образца до достижения заданной температуры отжига составляет 15 мин на 1 мм толщины образца.Деформируемость образцов под действием сжимающей силы определяют при помощи термического анализатора фирмы Ригаку (Япония) при следующих условиях;ОТемпература испытаний, С 20 Величина условия сжатия,гс 10 Диаметр цилиндрическогоиндентора, мм 1 Длительность воздействиянагрузки на образец, мин 5 Испытания проводят на образцах диаметром 5 мм, вырезанных иэ термообработанных пленок пентапласта. Толщина образцов составляет 600 мкм.Оценку деформационных свойств под действием растягинающей силы проводят по величине относительного удлинения при испытании пентапластовых образцов на разрыв, Для этих испытаний используют образцы в виде двусторонных лопаточек с размером рабочей части 2 х 7 мм и толщиной 300- 350 мкм. Испытания проводят на разрывной машине ЦИпри 20 С, скорость деформиронания 20 мм/мин.Стойкость к ноздействию растягивающе-изгибающих нагрузок проводят испытаниями образцов на перегиб до разрушения при воздействии на них растягивающей нагрузки ОД кгс и угле перегиба 120 с частотой 1,6 Гц. Образцы изготавливают из пленок 5 х 0,6 х 50 мм.Результаты испытаний представлены в табл. 1.732303 Таблица 1 Числоперегибов доразрушения иое Вид термическойобработки ери ыве Закалка в воде,отжиг при,7 акалка в жидкомзоте, отжиг вечение 15 минри 1, С; веденная 6,0 8,0 9,0 125 лагаемая 160 145 120 3 Из данных, приведенных в табл . 1, следует, что проведение отжига пентапластовых пленок в предлагаемом интервале температур приводит к улучшению всех исследуемых характеристик материала. Однако наиболее предпочтительной является температура отжига 145 С . Отжиг при этой температуре увеличивает деформируемость при сжатии в 2 раза, относительяое удлинение при разрыве в 2,5 раза, а число перегибов до разрушения возрастает еще более существенно по сравнению с образцами, термообработанными согласно известному режиму.П р и м е р 2. Термической обработке подвергают образцы, изготовленные литьем под давлением из гранулированного пентапласта. Литье производят по рекомендуемым режимам в прессформе, охлаждаемой водой(1-20 С) Изготавливают образцы для испытаний на расстяжение и на ударный изгиб. Полученные образцы подвергают отжигу.Результаты испытаний приведены в табл. 2.Таблица 2 жение табл, 2 64,5 42 4 б 114 1 14 9540 5 45Данные, приведенные в таблице 2,также свидетельствуют о том, что проведение термической обработки в предлагаемом температурном интервале способствует увеличению относительногоудлинения при разрыве и ударной вязкости для образцов, изготовленныхметодом литья под давлением.Таким образом, предлагаемый способ термической обработки пентаплас 55 та обладает следующими преимуществами: позволяет существенно улучшитьдеформационные характеристики полимера при действии растягивающей исжимающих сил; увеличивать стойкостьматериала к воздействию растягивающе-изгибающих нагрузок; повыситьТираж 549 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений ц открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Эаказ 1536/4 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 широкому внедрению этого материала в промышленности,Экономический эФфект достигается за счет увеличения срока эксплуатации пентапластовых покрытий и изделий и экономии металла. Способ модификации поли-З,З-бис-(хлорметил) -оксациклобутана путем его закалки и последующего изотермического отжига, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения деформационных свойств получаемых изделий, отжиг ведут при 142-155 С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кестельман Н.Я. Термическаяобработка полимерных материалов вмашиностроении. М., Машиностроение, 19 б 8, с, 11.2, Бугоркова Н.А. н др. Технология получения высококачественных покрытий из пентапласта. Лакокрасочныематериалы и их применение, 1970,9 1, с, 34-37 (прототип),