Способ получения полимерной композиции

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск икС 04 идлистнческикРеспублик оц 883097М. Кд. С 08 1. 23/12С 08,1 3/20 3 Ъвударотвеиый комитет СССР ив деяаи изабретеиий и открытийДата опубликования описания 25. 1 1. 81.В.А. )Корин, Н.С. Ениколопов, В.Г. Никольский, .Н.А, Миронов, В.В. КулакЬв и А.Э.,ЧеботаревскийОрдена Ленина институт химической физики АН СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОИПОЗИЦИИ Изобретение относится к способам переработки полимеров и может быть использовано при изготовлении полимерных композиций.Известен способ получения полимерной композиции путем сдвиговой деформации под высоким давлением смеси полиэтилена и полиэтилена дейтерированного 11).Однако этот способ требует высоких давлений переработки смеси.10 Наиболее близким к предлагаемому техническим решением по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения полимерной композиции путем смешения двух полимерных компонентов (полипропилена с полиэтиленом) с последующим сдвиговым деформированием 1 2 1.Недостатком этого способа является большая величина используемого давления, при котором достигается совместимость полимеров, Совмешение полиэтилена и полипропилена наблюдается при давлении 20 кбар.Цель изобретения - снижение давления.Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения полимерной композиции путем смешения полипропилена с другим полиолефином с последующим сдвиговым деформированием под давлением, в качестве полиолефина используют полиэтилен или сополимер этилена с пропиленом и на стадии смешения вводят неорганичес-. кий наполнитель, выбранный из группы, включающей технический углерод, аэросил и асбест, размером частиц 0,005-2 мкм в количестве 0,5- 30 мас.Ж.Совместимость смеси двух и более аморфнокристаллических или аморфных полимеров характеризуется наличием у данной смеси единого релаксационного перехода в области температуры стеклования, т.е. единой температурь88309 25 55 40 45 50 55 стеклования. Неоднородная, несовмесгимая смесь полимеров имеет нескол"- ко температур стеклования, соответ- .ственно количеству полимерных компонентов в смеси. Температуры стеклования полимерных компонентов в исходной смеси, а также в смеси, .подвергнутой действию сдвигового деформирования (СД) под высоким давлением(ВД), определяют по положению максимума релаксации на кривых высвечивания радиотермолюминесценции(РТЛ).На фиг. 1-4 представлены графикирадиотермолюминесценции,П р и м е р 1. Полипропилен(ПП)в.количестве 1,60 г смешивают с40 г синтетического этилен-пропиленового каучука (СКЭП) в лабораторном экструдере при 2200 С и затем гранулируют. Из гранул горячим прессованием готовят пленки толщиной 100 мкмЗатем из пленок вырезают образцы диаметром 20-30 мм, помещают их междудвумя наковальнаями Бриджмена, размещенными в прессе, и поднимают давление до 5-10 кбар.Сдвиговую деформацию (СД) под высоким давлением (ВД) осуществляютпутем поворота одной из наковален, Вданном случае угол поворота составлял 1.000 градусов, т.е. подвижнаянаковальня в сумме совершала 2,78оборота вокруг своей оси, ОбработкуСДВД проводят при комнатной, температуре,У исходной смеси ПП/СКЭП, неподсвергнутой действию СДВД (фиг, 1, кривая ), имеется на кривой РТЛ два максимума при темпаратурах - 68 и -8 С, соответствующих температурам стеклования (Тс) СКЭП и ПП. У смеси ПП/СКЭП, подвергнутой действию СД при давлении 10 кбар, Тс ПП и СКЭП постепенно сближаются (фиг, 1, кривая 2). СД при давлении 20 кбар приводит к образованию квазиоднородной композиции, Тс которой соответству ет -21 С. Однако у этой композиции наблюдается еще один слабо выраженный релаксационный переход в районе -б.С, который связан с наличием свободной фазы СКЭП (фиг, 1, кривая 3) Прогрев при 240 С в течение 5 мин композиции ПП/СКЭП, подвергнутой действию СД при давлении 10 и 20 кбар приводит к ее фазовому разделению, и кривая РТЛ в этом случае становит 7.ся такой же, как кривая исходнойсмеси (фиг. 1, кривая 1,)П р и м е р 2. Смешивают ПП соСКЭП в количествах. 160 и 40 г соответственно с добавкойи 10 г аэросила с размером частиц 0,005-0,04 мкмобработку проводят, как в примере1. Затем образцы подвергают СД придавлении 5 и 10 кбар, как в примере 1.При введении активного неорганического наполнителя - аэросила в смеси ПП/СКЭП в количестве 0,5 мас.7давление, при котором наблюдаетсяобразование квазиоднородной композиции, понижается до 10 кбар (фиг;2,кривая 1),Увеличение содержания аэросиладо 5 мас.Е в смеси приводит к снижению давления, при котором образуетсятакая квазиоднородная композиция,до 5 кбар. Всли эту смесь подвергнуть СД при давлении 10 кбар, образуется однородная композицияПП/СКЭП, имеющая единую Тс при-25 С (фиг. 2, кривая 2). Переплавтаких композиций при 240 С не приводит к их полному фазовому разделе -нию, и кривые РТЛ остаются такими,как и до переплава (Лиг. 2, кривые1 и 2). Такие же, как и в примере 2, изменения Тс наблюдаются при введении в смесь ПП/СКЭП 20 мас.Е сажи с размером частиц от 0,2 до 1 мкм и ас - беста с размером частиц 0,5-2,0 мкм. Однако содержание сажи в смеси для получения однородной нерасслаивающейся композиции с единой Тс должно быть увеличено до 20-ЗОБ от общей массы полимерных компонентов. Этосвязано с некоторой агрегацией частиц сажи, в результате которой ихразмеры увеличиваются до 2 мкм, иэти укрупненные частицы не участвуютв процессе деспергирования полимерных компонентов под действием сдвиговых деформаций при высоких давлениях. Содержание асбеста в смеси для получения однородной композиции ПП/СКЭП также должно составлять 1020 мас.Е от веса полимерных компонентов. Это связано с наличием всмеси частиц асбеста размером до 2 мкм. На фиг. 3 приведены кривыеРТЛ композиций ПП/СКЭП с 30 мас.Есажи (кривая 1) и с 15 мас,7 асбеста (кривая 2), подвергнутые СД, рав88 3097 ной 1000, при давлениях 5 и 1 О кбар соответственно.П р и м е р 3. Осуществляют смешение ПП со СКЭП, как в примере,1, и на стадии смешения добавляют в смесь неактивный неорганический наполнитель - двуокись титана с размером частиц 2-10 мкм в количестве 10 мас.,7 Обработка такой смеси в прессе при СД, равной 1000, и давлении 1 О кбар не привела к сближению температур стеклования (фиг. 4, кривая 1).Таким образом, введение в полимерную смесь активных неорганических наполнителей, таких как аэросил, сажа или асбест с размером частиц от 0,005 до 2 мкм в количествах от 0,5 до 30 глас. от общего веса полимерных компонентов, позволяет существенно в 2-4 раза снизить величину давления, при котором в результате воздействия сдвиговой деформации происходит совмещение аморфных участков полимеров на молекулярном (сегментальном) уровне и образуется термически устойчивая полимерная композиция, имеющая единую температуру стеклования.Предлагаемый способ получения полимерных композиций позволяет получать новые типа полимеров и композиционных полимерных материалов, и может найти применение в промьппЬленности, так как давление до 1 О кбар в настоящее время реально достижимо на промьпппенном оборудовании, иепользуемом при обработке металлов. формула изобретения Способ получения полимернойкомпозиции путем смешения полипро 1 о пилена с другим полиолефином с последующим сдвиговым деформированиемпод давлением, о г л и ч а .ю щ и йс я тем, что, с целью снижения давления, в качестве полиолефина исполь 1 Ю зуют полиэтилен или сополимер этилена с пропиленом и на стадии смешениявводят неорганический наполнитель,выбранный из группы, включающей технический углерод, азросил и асбест,2 о размером частиц 0,005-2 мкм в количестве 0,5-30 мас,Ж.Источники информации,принятые вовнимание при экспертиве1. Жорин В.А. и др. Поведение сме"И сей полиэтилена и дейтерированногополиэтилена привысоких давленияхв сочетании с деформациями сдвига.,Доклады АН СССР, 1977, т, 232, Ь 1 1,с. 118..Зо 2. Жорик В.А. и др. Исследованиесмесей полиэтилена и полипропиленапосле воздействия высоких давлений.Доклады АН СССР, 1979, т. 244, 9 5,с. 1153-1156..уь В. аята ила Тираж 533сударственного комитета ССам изобретений и открытийосква ЖРаушская н б, д. 4/5илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 а СоставиРедактор И. Николайчук Теквед Заказ 10117/34ВНИИПИ Гопо дел113035 И алгин1(оввектор ОПодписноеСР.