Композиция на основе полиэтилена

Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ополнительное к авт. св 51) М 432166 2322) Заявлено 15.12,7 С 081. 23/О С 08 К 5/41 присоединением заявк Государстееннын комитет(45) Дата опубликования описания 30.03.79 СССР о лелем изобретений открытий(72) Авторы изобретения А. Мамедов, 3, К. Багирова и А. Г. Ахмедо 71) Заявител ербайджанский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. С. М. Кирова(54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА Однако они неустойчивы при светотерстарении.Композиция, содеБП, в процессе термпри 160 С в течениения ведущего валкавалков 1; 1,2) снижаразрыв на 6 - 14%, в500-часовом свето-,ловиях исскуственнойи повышенной влажнжение прочности наЦелью изобретенитерм о-светостабильноДостигается это текомпозиция в качестдержит ди- (3,5-дитрсульфит при следуюпонентов, вес. %:ПолиэтиленДи-(3,5-дитретбфитСоединение имеет структурну полилкил щая в каенбис- (4 Известна компози честве стабилизато метил - 6 трет. бу фен БП.Известные композ но неплохую термос ия, содерж а 2,2-мет илфенол) 7 - 99,9 л)- суль- ,1 - 1,3ю формулу 98,утил-оксибензи 0исалкотносительции имею абильност трет-ис,не-трет т-нзс 1 Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиэтилена.Известно что полиолефины, в частности полиэтилен, при переработке и эксплуатации под влиянием высоких температур, солнечной радиации, кислорода и других внешних факторов теряют свои физико-механическис, физико-химические и реологические свойства.Для устранения недостатков в их состав 10 вводят стабилизирующие добавки, относящиеся к различным классам органических соединений.Известны композиции на основеолефинов, в частности содержащие афенольные стабилизаторы 1. ржащая Бисалкофен остарения на вальцах 8 ч (скорость враще об/мин, фракция ет свою прочность на то время как при термостарении (в успогоды при 60 - 70 С ости) происходит сниразрыв на 50 - 60%, я является улучшениести композиции.м, что предлагаемая ве стабилизатора соетбутил-оксибензил)- щем соотношении комУказанное соединение синтезируется следующим образом. К раствору 42 г 2,6-дитретбутилфенола, 6 г параформа и 50 мл ледяной уксусной кислоты при охлаждении (ОС) и перемешивании добавляют 11,9 г хлористого тионила, Смесь перемешивают при 0 - 5 С в течение 1 ч, после чего температуру постепенно доводят до комнатной (20 - 22 С) и оставляют на 1 ч. Затем реакционную смесь промывают водой до нейтральной реакции, высушивают и перекристализовывают (из к-октана).Получают 40 г (77%) ди-(3,5-дитретбутил-оксибензил) -сульфита, т 47 - 48 СНайдено, %: С 69,51; Н 8,94; 5 6,31 СЗОН 46055.Вычислено, %; 69,45; Н 8,97; 5 6,18 П р и м е р. Композицию готовят на основе полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) марки 15802 в 0. Характеристика исходного полиэтиленаПлотность, г/см 0,92Разрушающее напряжение прирастяжении, кг/ем 148Предел текучести при растяжении,кг/ем 92Относительное удлинение приразрыве, % 680Индекс текучести расплава,г/10 мин 1,08Эффективная вязкость расплава,пз 25000Эффективность действия ди-(3,5-дитретбутил-оксибензил)-сульфита в качествестабилизатора и модифицирующего агентав составе полиэтилена определяют при искусственном старении образцов композициив аппарате искусственной погоды ИП-3,светостарения - в камере с лампами ПРКпо ГОСТУ 16337-70 термомеханическими испытаниями на вальцах и т. д.В качестве эталона испытывают композиции полиэтилена с промышленными стабилизаторами и их синергическими смесями: сантанокс, бензол-ОА, топанол КА++ дилаурилтиодипропионат, бисалкофенБП+бензол ОА, топанол КА+дилаурилтиодипропионат+тинувин, бисалкофенБП, тиоалкофен МБП, диафан ФП и т. д,Свето- и искусственное старение образцовкомпозиции.Из композиционного полиэтилена методом прессования, в пресс-формах по ГОСТУ12019-66 изготавливают пластины по ГОСТУ16337-70 при режиме:Температура прессования, С 150Давление прессования, кг/см 100Время прессования, мин 10 - 15Охлаждают под давлением до 40 С.Из прессованных пленок вырубают лопатки, часть которых испытывают до старения, а остальные помещают в аппаратискусственной погоды марки ИП-3 дляускоренного искусственного старения 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4(ГОСТ 10226-68) и в камеру с лампамиПРК для фотостарения (ГОСТ 16337-70) Режим при искусственном старении: соз. дают искусственную температуру 60 - 70 С. В камеру везерометра (ИП-3) поддержи. вают повышенную влажность, достигаемую периодическим орошением в течение 1 мин камеры, через каждые 8 мин.Термомеханическое испытание образцов композиции на старение в условиях переработки.По ГОСТУ 16337-70 200 г композиции из полиэтилена подвергают вальцеванию в течение 24 ч по следующему режиму: температура вальцевания 160 С, скорость вращения ведущего валка 30 об/мин, фракция вальков 1: 1,2.Полотно композиции подрезают непрерывно, Из вальцованного полотна прессуют пластины по указанному режиму.После старения образцы испытывают на разрывных машинах РМИ, РМИ, приборе ИИРТ (ротометр) и на приборе Тангенспо следующим показателям: разрушающее напряжение (ар, кг/см); предел текучести при растяжении (окг/см) по ГОСТУ 11262-68; относительное удлинение при разрыве (ер, %); индекс текучести расплава (Я, г/10 мин) по ГОСТУ 11645-65 и тангенс угла диэлектрических потерь (1 дб при 10 Гц). Образцы подвергаютфото- и искусственному старению, соответственно 240 и 50: 500 ч. После чего образцы извлекают из камеры и испытывались по ГОСТУ.При небольших степенях старения в условиях искусственной погоды (50 ч) и в условиях переработки (до 8 ч) эффективность стабилизатора или композиции в целом определяют по величине изменения индекса текучести расплава (или эффективной вязкостью) и тангенсом угла диэлектрических потерь, При больших степенях старения (экспозиции), эффективность стабилизирующих агентов в композиции определяют по величине изменения физико-механических данных композиций полиэтилена.Результаты испытаний приведены в таол, 1,Изменение разрушающего напряжения при растяжении образцов композиции с промышленными стабилизатора и их синергическими смесями; сантонокс, бензол ОА, толаноа КА+дилаурилтиодипропионат, бисалкофен БП, бисалкофен БП+бензол ОА, топанол КА+дилаурилтиоодипропионат+тинувин, тиоалкофен МБП, диафан ФП при концентрациях О,ООЗ+090 г/моль/кг, после 500-часового старения в условиях искусственной погоды превышает 35% (ЗЬ - 100%) и наблюдается полное разрушение образцов композиции, а после 24-часового термомеханического старения в условиях переработки появляются хрупкость, прочность образцов почти равна нулю (измене654644 О О СЧ Ч О сэ СО - . СЧ СЧ СО СО СО СО СО со со со о -. с о ч со гс со ь со осч Ьо сч со со о со о о со ссс - сч " с сч осс г- с г- со с- д со г. Со соО Сч СО со О со о Ос со аэ сч с с сч сю со с 3 соСО сО с СО со ссо соос со осо соооо счоЬОЬ Рэ сч СОоООО ФСО сч м со ссс о сч счо ьоь ооо ьоо хЭо-.о -сэс о,х хо оо о ь((сч с о Э о о ььс)-осч х о Я о оооооооооооооо-сч о о оо О ( О О ( ( ) О О ( СС Сч О СО СО СО Сс СО С ссс о сч с со со ооо-с 3СО сч 1 сч со с 1 о ь о о - сч сч сч со о ооо ооо ооо ооо о сососчососч с со сч соь 1ь сх х сс о 2 о счс со сч сч сч ссс Ф сч сч счсч ОЭ ссч сч сч со сч сч счсч сч сч СЧ СЭ с сч сч сч сч сЧ осс 1 о счг- о сО ь сч с) .й х осчо счоо оосч о с сч осч счо СО сО (Р) сч со СО оъ сч о с 1 сч ч с сб с со сч ссо со с. ь со со со со со со со со со х о сс о счсчосчоосчоосч-осо-ой й о о) о) ос ) ос о ( ос ос о) со о осс 1сс Яо р,И асю 8 ссхссБ й,Я о с-с- а х ох сс сс х К сосоосооо о сз ь со сх О О О О О О О О О О О О б о со т 2: О б х + о о 4оЕ+ С х Р) Е й о з о х а х й 3 о 3 И о сс Щ х Ф РЩ х о Ф Я х Э ж Ж Ф 3 Х Ф И о ы х 2 хс мхссо оИ -"- оос)х (ссх ахссхох Б щ ФхЯхсчо,х;о Ксс ссх хх дхЮОЯ сох х о е о х о оСС) ОтССс ОЬСЧ ЯОО СОСОЬ сч с 0 сфс 1 со со654644 х эх фсоф оО ох Е3 зО оххс о О 3 О ЭЭс хо хфоф х аохх ххо офхф ОО СЧ О о сч о СЧ О СЧ СЧ х Э а о Э о о х Сн о сч сч о о о СЧ н СЧ о о осо сРо о о со -щ - о о о о о о х "о Э -Г- о О О -сэс Э О ф х о х х о х аО 1о Э с х х Э с х ( О к о ь СЧ СЧ сР СЧ СЧ СЧ-Сч СО осч СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ ш СЧ Щ СЧс й о Д1 Ф а ка эххО ххах оффЭ О щфо х х х о о х О И + Ю Е о х о о + С Ю Ст 3 х 3 Э х о ьх с х о йс к о сС х Э х о о х Щ й й о М х х х а Ф а Ф х х х х х Й 6 8 ок Э о д о с Э ф р х х х Ю к Э И о 3 а Э СЧ 1 О О О сл О С- СчО О О сО СЧ О СЧ СЧ С 1 СЧ СЧ .Ч О О О о о о О О О о о о о О О ОО СЬ о о оО О О н С- Л о о осос о" с " о оО СО с сО о о о о о о о о о О сР О ЮО О СЧ Л сО О о о о сч а со ососд со с о СЧ с 3 с 1 о со оэ сО сО О тс Ч О СО Ф С О н СЧ С щ со со со о О н СЧ о со он н и О) СЧ сО сь с- то Ос (О с с с о О со 3 о со О СО 1 ОО с С 1 О с СО О 1 со 1 О с 1 СОСЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ Щсо ) н со СО О н ир СОо о о о о о о о Е Ю х 4 о х Ж + Е СО О654644 9 10 Составитель А. КулаковаТехред Н. Строганова Корректоры: Л. Тарасова Редактор А. Соловьева Заказ 301/10 Изд.249 Тираж 590 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Сапунова. 2 Тппогпайп,. пр. ние 100%), в то время как с предлагаемымсоединением изменения этого показателягораздо ниже и соответственно равны (10+30) % при искусственном старении и 35 -65% при 24 ч термомеханическом испыта- онии.Опносительное удлинение полиэтилена спромышленными стабилизаторами при 500 часовом старении в аппарате ИП-3 и 24 часовом на вальцах значительно изменяется в большинстве случаев полностью разрушаются (изменяется от 700 до 0%), а спредлагаемым соединением 0,015 - 0,030г моль/кг изменения относительного удлинения образцов композиции незначительно 15от 720 до 460%.Индекс текучести расплава из предлагаемой композиции после 50-часового испытания в аппарате ИП-3 и 24-часового вальцевания в пределах 0,14+0,50 и 0,04 - 0,22, 20а изменение индекса текучести расплавапромышленных. композиций доходит до 80раз при искусственном старении и полностью отсутствует текучесть при вальцевании, 25Величина тангенса угла диэлектрических потерь после 16-часового вальцевания,предлагаемой композиции увеличивается в4 раза, тогда как у промышленных композиций, постоянна, 30П р и м е р. В качестве полиолефина используют полиэтилен высокой плотностимарки 20606-012 по ГОСТУ 16338-70.Характеристика исходного полиэтиленаПлотность, кг/см 0,952 35Кристалличность, 75 - 76Температура хрупкости,не выше, С 130Разрушающая напряжения,кг/см 252 40Относительное удлинениепри разрыве, % 712Индекс текучести расплава,г/10 мин 1,1Тангенс угла диэлектрических 45потерь (сааб) 10, Гц 2Изменение свойств композиции изучаютпри свето-, термо- (в условиях искусственной погоды) и высокотемпературном (в условпях переработки) старении образцов полиэтилена, содержащих различные ста. билизаторы.Свето-, термостарение композиции проводят в условиях искусственной погоды.Из композиций методом прессования (ГОСТУ 16337-70) в пресс-формах по ГОСТУ 12019-66, изготавливают по ГОСТУ 16337-70 при режиме:Температура прессования, С 150 Давление прессования, кг/см 2 200 Время прессования, мин 15 - 20 Охлаждают под давлением до 40 С.Из прессованных пленок вырубают лопотки, часть которых испытывали до старения (ГОСТ 262-53), а остальную часть помещают в аппарат искусственной погоды для ускоренного термостарения,Как видно из табл, 2, изменение физико- механических и реологических показателей композиции на основе ПЭ, ВП, АГУпри старении гораздо меньше, чем у известных композиций.Таким образом, предлагаемое соединение АГУпри концентрациях 0,1 - 1,3 вес. % эффективно улучшает физико-механические и реологические показатели полиэтилена и по своим модифицирующим и стабилизирующим свойствам превосходит промышленные соединения, введенных в состав полиэтилена в этих концентрациях. Формула изобретенияКомпозиция на основе полиэтилена, содержащая стабилизатор, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения термо-, светостабильности композиции, она содержит в качестве стабилизатора ди-(3,5-дитретбутил-оксибензил) -сульфит при следующем соотношении компонентов, вес. %:Полиэтилен 98,7 - 99,9 Ди- (3,5-дитретбутпл-оксибензил) -сульфит 0,1 - 1,3Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Химические добавки к полимерам. Справочник, М., Химия, 1973, с, 96.2. Химические добавки к полимерам. Справочник, М., Химия, 1973, с. 77.