Способ модификации полимерных пленок

.И. Кузавк с полиСР термс яадге др. Диффу ровВиль прев поли 60 м поль поли льство ССС/08, 1971 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ(71.) Институт механики металмерных систем АН Белорусской(56) 1. Мачюлис А,Н. иная стабилизация полиме(прототип)57) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИМЕР- ЛЕНОК путем обработки их поверх ого слоя раствором стабилизав растворителе с последуюшей обработкой, о т л и ч а ю щи й тем, что, с.целью повышения ии пленок к подложке, термооб- ку проводят при температуре, ышающей температуру плавления мера на 5-100 фС, в течение 2-н, а в качестве полимеров исуют полиолефины,.полиэфиры или амиды.Изобретение относится к химичес- кой, последнюю .проводят при темпера. кой технологии, а именно технологии туре, превышающей температуру плавобработки полимерных пленок, адге- ления полимера на 5-100 С, в тече-.эионио связанных с подложкой. ние 2-60 мин, а вкачестве полимеОсновным недостатком полимеров и ,ров используют полиолефины, полиэфи-изделий на их основе является низкая 5 ры или полиамиды.стойкость к действию агрессивных Термообработку стабилизированныхфакторов (температура, радиация,пленок по предлагаемому способу прожидкие среды, кислород), в результа- водят при температуре, когда Полите,чего ухудшаЮтся их свойства и мер находится в расплавленном соснаблюдается разрушение полимера при 10 тоянии. По известному способу тем"эксплуатации, Для сохранения исход- пература обработки поликапроамиданых свойств иэделий полимеры стабили (140-160 ОС ) значительно ниже егозуют. Известны два принципиально температуры плавления - 216 С. Обрановых способа стабилизации полимеров; боткаизвестным способом позволяетсбъемный иповерхностный. .15 повысить термостабильность поликапроПри введении стабилизаторов в по амида, однако адгезия полимера кверхностный слой полимерных изделий подложке остается на уровне, достигв первую очередь изменяются свойст- нутом при формировании. Согласнова этого слоя, а объем полимера не предлагаемому способу обработка припретерпевает изменений. Поверхиост температуре выше температуры плавленая стабилизация изделий позволяет ния полимера позволяет значите,ьноповысить в несколько раз стабилизи- увеличить адгезионную прочность пленрующий эффект по сравнена с объем- ки Ч подложкой,ным введением стабилизатора. Этот При этом термостабильность пленки .способ позволяет экономить стабили н ухудшается. Температура и время терзаторы и применять более дорогие мообработки пленок зависят от природыэффективные стабилизаторы без су- полимера (температура его плавления ).,щественного удорожания изделий. Из- При температурах, близких к темпевестный способ поверхностной стаби- ратуре плавления полимера, увеличивализации полимеров включает обработ- ется время, необходимое.для достижеку иэделий в различных жнцких и га- ния вь."окой адгезионной прочности и30зообразных средах 1 ),достаточного содержания стабилизатоОднако этот способ не позволяет . ра в покрытии. При температурах,повысить адгеэию полимеров. превышающих температуру плавленияНаиболее близким к предлагаемому более чем на 100 С, а также придлиспособу по технической сущности яв- З 5 тельной термообработке, происходитляется способ модификации изделий, интенсивное расходование стабилизарапример полимерных пленок, из по- тора и вследствие этого снижение адлиамидов, .согласнокоторому изделия гезионной прочности. По результатамвыдерживают в течение 10-30 минпри )исследований, температура термооб-,50-70 С в системе, состоящей из 40 работки для различных полимеров не90 вес.ч. воды, 5 вес. ч. глицерина должна превышать более чем на 5 и 5 вес.ч, гидрохинона (стабилизатор); 100 С температуру плавленияполимеа затем терМообрабатывают в течение . ра (при длительности термообработки30 мин при 140-160 ОС в среде воздуха, 2-60 мин)Обработка изделий из поликапроамида, 45позволяет увеличить их термостабиль- Введение стабилизатора в поверхность в 2-3 раза по сравнению с не- .ностный слой полимерной пленки, адгестабилизированным2 ), зионно связанной с подложкой, можноВыдержка в среде стабилизатора осуществлять как при температуреи последующая термообработка изделий. 50 ниже температуры плавления полимера,не изменяют их адгезию. Однако, ши- так и при температуре выше его темроко применяемые для изделий полиме пературы плавления,.например, исры (,полиэтилен, пентапласт н др.), пользуя.растворители с температуройобладают низкой адгезией к различным кипения, превышающей температуруподложкам. Поэтому после обработки плавления полимера. В последнем слупо известному способу они имеют низ- чае процесс стабилизации ускоряется.кую адгеэию, что может .привести к П р и м е р . Используют порбйкЬпреждевременному разрушению изделий образные, полимеры различных классон:при эксплуатации. полиолефины - полиэтилен низкогоЦелью изобретения является повы- давления (ГОСТ 16338-70 ), полиэфирнышение адгезии к положке. 60 пентапласт (ТУ-05-1422-71), полиПоставЛенная цель достигается амиды-поликапроамид ( ТУ 6-06-309-70) .тем, что по способу модификации по- В качестве подложек используютлимерных пленок путем обработки их стальную(Ст. 3, ГОСТ 380-71,6=70 мкм)поверхностного слоя раствором стаби- -и алюминиевую(А 99, ГОСТ 618-73,лизатора с последующей термообработ- й = 200 мкм ) фольгу,Температура формирования пленокна подложках 180 ОС (полиэтилен ),200 С ( пентапласт ) 220 ОС ( поликапроамид Ь время формирования - 5 мин,В качестве стабилизаторов используют промышленные органические ста-"билизаторы для полиэтилена - бис-,(5-метил-3-метилбензил-оксифенил )-моносульфид (тиоалкофен МВП )Удля пентапласта - Ы,И -ди-э-нафтил-й-фениландиамин(диафен НН ). Стабилизаторм растворяют в гептане, Концентрация раствора 20 мас Дляполикапроамида используют стабилизирующую систему известного способа,т.е. 90 вес.ч. воды, 5 вес.ч, глице- .15рина, 5 вес.ч. гидрохинона.,Пленкивыдерживают в растворах при 50 ОС втечение 20 мин с целью введения вповерхностный слой полимера стабилизатора. После этого производят термообработку пленок по известному (ниже температуры плавления полимеров)и по предлагаемому способам.Адгеэионную прочность пленок оце-,.нивают методом отслаивания металла:,выражают в кН/м, Разрушающее: напряжение при растяжении оценивают намашине 2 Рпри скорости раст 1;хения 50 мм/мин.Результаты исследования представлены в табл. 1 и 2,Анализ данных, приведенных втабл 1, показывает, что термообрафбтка по известному способу сохраняет адгезионную прочность пленок на уровне, достигнутом при формировании, а по предлагаемому в ,увеличива,ет адгезию на 30-50 в , для полиэтиленовых, на 10-25 - для пентапластовых, на 30-20 - для поликапроамид-. ных пленок на алюминии. Для пленок на стали .увеличение адгеэии происхо- дит в несколько раз. При исследованных температуре и времени(2-60 мин ) термообработки прочностные характеристики пленок не снижаются по сравнению с известными.Как следует из данных, приведенных в табл. 1, при температуре плавления полимера требуется очень длительная термообработка, чтобы достичь высокой адгезии. При температурах, превышающих температуру плавления полимера более чем на 100 С, наблюдается снижение адгезии пленок. Наибдлее оптимальным температурным диапазоном обработки стабилизированных полимерных пленок, адгезионно связанных,с подложкой, является область температур, превышающая на 5-.100 С температуру плавления полиомера.Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно увеличить адгезионную прочность стабилиэировачных полимерных пленок,что невозможно сделать известным способом. ,Этот способ может найти широкое применение для получения полимерных из-. делий на различных подложках и позволяет увеличить долговечность изделий при эксплуатации в различных условиях.1030380 Табли ца 2 Полимер Полиэтилен Известный 100 40е ее Предлагаемый 200 40 42 42 40 --- 40 Пентапласт Известный 150 87 - . 83 88 92 80в Предлагаемый220 75 - 78 70 80 90 96 97 Поликапро"амид Известный 150 95 92 100 Предлагаемый 230 97 - 83 95 - 100 97 Составитель В. Балгин ,.Редактор Н. Егорова Техред Т.фанта Корректор А,Новх в в щв ще ввщще в тв щещщ щеш ееЗаказ 5129/28 Тираж 494 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва,. Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ обра- ботки Температураобработки фС Разрушающее напряжение, кгс/см , при растяжении полимерных пленок за время термообработки, мин0 2 5 10 15 .20 30 45 60 126 1 Г 1 .1 1 40 - 45 - 46 40