Полимерная композиция

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Изобретение относится к термопластичным композициям на основе полимера 3,3.бис-(хлор- метил) оксациклобутана (пентапласта), которые могут быть использованы для изготовления ударопрочных и стойких к растрескиванию кон. струкционных деталей, работающих при высоких температурах (до 150 - 160 С) или в агрессивных средах. 10Пентапласт обладает комплексом ценных свойств: высокой химической стойкостью, тепло.стойкостью, прочностью и т.д. Однако су.цественным его недостатком является хрупкость, темперао тура хрупкости пентапласта составляет 14.18 С.Да.15 же незначительное снижение температуры окру.жаюшей среды вызывает заметное окрупнива.ние пентапласта, выражающееся в резком умень.шенин ударной вязкости, резкий перегиб температурной зависимосги ударной вязкости наблюдается приО Г; снижение температуры с 20 до 15 Г вызывает уменьшение ударной вязкости в 2 - ,5 раза. с О до 10 С - в 6-7 раз, а с "0 ло О Г - в 12-14 раз,Известен целый ряд.композиций на основе пентапласта и различных добавок - термостабилизаторов, наполнителей, пластификаторов и т,п. Известны в частности композиции стабилизированного пентапласта с пластификаторами, например с фталатами 11 и 2), тримеллитатами 3 и другими сложными эфирами двухосновных и многоосновных кислот. Введение таких пластификаторов в количестве 2 - 3, преимущественно 10 - 20%, существенно увеличивает эластичность, деформируемость и морозостойкость пентапласта, что и определяет . основное применение этих композиций в качест. ве материала для изготовления электроизоляцни кабелей. Однако для изготовления конструк. ционных деталей, например, для химического машиностроения или медицинского приборостроения эти композиции не годятся ввиду недостаточно высоких показателей теплостойкости, химстойкости и предела прочности при растяжении. Верхний температурный предел зксплуа. тапии изделий из стабилизированных компози. ций пентапласта с диалкилфталатами составляет 105 С 1) и 2),а снаиболеетермостабилъными765323 3тРиметиллитатными пластификаторами - до 120 С 3, что недостаточно для ряда областей техники. Известны. также стабилизированные компо.зиции пентапласта с рядом наполнителей, например со стекловолокном, графитом, аэросилом, сажен и другими, вводимыми, как правило,в количестве 10 - 20% 4. Высокие жесткостьитеплостойкость таких композиций позволяютизготовлять из них ряд конструкционных де.талей, работающих при повышенных температурах (вплоть до 150 С), Однако из-за хрупкости такие композиции непригодны для изготовления конструкционных деталеи, подверженныхударныь) нагрузкам,Наиболее близкой к предлагаемым композициям по составу и достигаемому эффектуявляется композиция, включающая 3,3.бис- (хлор(иетил) оксациклобутан и термостабилизатор, например бис.5-метил-З трет-бутил-окси. фенилметан (торговое название бисалкофенЬП), й,й-ди-р.нафтил.и-фенилендиамин (диафен НН) и другие 4, Введение термостабилизаторов предотвращает термодеструкциюпентапласта при его переработке и эксплуата.ции, однако на физико-механические свойстваполимера в частности на ударную вязкость,не оказывает практически никакого воздействия., Такие композиции обладают высокиМис, показателями теплостойкости (до 150 С),химстойкости и прочности при растяжении. Од.нако существенным недостатком укаэанных композиций является недостаточно высокая ударная вязкость, особенно при снижении температуры до 10 - 15 С и ниже, что не обес.печивает надежной эксплуатации изготовленных из них конструкционных деталей, подвер.женных в процессе работы, монтажа или транспортировки ударным нагрузкам, Кроме того, 1 О при изготовлении из таких композиций деталей, подвергаемых одновременному воздействию жидких агрессивных сред и механических напряжений (например, напряжений, возникаю.щих при трении уплотнительных поверхностей), 15 наблюдается довольно быстрое растрескиваниедеталей в зонах концентрации напряжений,Целью изобретения является создание наоснове пентапласта композиции, сочетающей повышенные ударную вязкость и стойкость к растрескиванию с высокими показателями теплостойкости (при 120-160 С), предела прочности при растяжении и химстойкости Такой комплекс свойств определяет основное 25 назначение предлагаемых композиций - изготовление из них ударопрочных и теплостойких конструкционных деталей. Цель достигается тем, что полимерная ком. позиция, включающая пентапласт и термо 30 стабилизатор, дополнительно содержит олигоамид общей формулы,сн-сн,нн -(сн 1 (сн 1 -нн-сс-(сн-нн-с 01 н-с2 2 2 2. 2значительное снижение теплостойкости и мехаошении компонентов, нических свойств материала.В качестве термостабилизатора можно при 94,8 - 99,6 менять бисалкофен БП, диафен НН, неозон0,3 - 1,2, О (фенил+нафтиламин) и другие обычные40- для пентапласта термостабилизаторы,где и = 2-13,и продолжают перемешивание в течение еще10 мин. Полученные композиции гомогенизируют в расплаве на одночервячном экструдерепри 190-200 С, гранулируют и изготовляютобразцы для испытаний,г де и = 2-13,при следующем соотн,мас.%:ПолимерТермостабилизаторОлигоамид 0,1 4,0Нижний предел содержания олигоамидаи м е р ы 1 - 12. В лопастный смеси.обусловлен тем, что при его содержании П Рменее 0,1% ударная вязкость и другие физико- тель 3 руж р ртель заг ают по ошкообразный пентапластма ки БП (ТУ 6 - 05 - )422 - 74), термостаби.механические свойства композиции изменяют 45 . марки (ся незначительно по сравнению с термоста- изато и пе емешивают их в течение 10 минбилизированным пентапластом, Верхний пре- при комнатной темпер уртемпе ат е и скооости врадел содержания олигоамида обусловлен тем, щения мешалки 2800 об/мин. Вводят навескучто при его содержании свыше 4% начинается олигоамида обшей формулы(нн-(сн,1, (сн 1;нн-со(сн 1;нн-со-нн .П р и м е р ы 13 - 15 (контрольные) Композиция и образцы иэ них готовят аналогичнопримерам 1-12, но без введения в них олигоамидных добавок,Состав и свойства композиций, полученныхпо примерам 1 - 15, приведены в табл, 1 и 2,765323 1 О 25 Состав пентапластовь 0,1 Бисалкофен БП 0,35 99,55 2,09 4,0 1,20 То же 94,80 2,09 2,0 0,30 97,70 2,09 0,5 99,15 0,35 Диафен НН 1,28 1,5 13 0,35 То же 98,15 1,28 4,0 13 0,35 96,65 28 1,0 Бисалкофен БП 0,35 98,65 5Измерение показателя текучести расплава проводили согласно ТУ 6-05 -42-74 прио00 Г и нагрузке 5 кг. измерение предела прочности при растяжении и относительное удлинение нз питьевых лопатках по ГОСТ 11262 впри 20 Г и скорости деформации 50 мм/мин. Теплостойкость определяли на прессованных дисках в соответствии с ГОСТ 15065 - 69, ударную вязкость на литьевых и прессованных брусках по ГОСТ 46 - 47 - 69.,Лля определения стойкости к растрескиванию из композиций изготовляли поршни медицинских дозаторов и подвергали их стендовым испытаниям в условиях циклической дозиров. ки агрессивных рабочих сред (о.толуидиновый 15 раствор, 6%-ный раствор перекиси водорода, 20%-ные растворы КОН, МаОН, НС) прио0 С и скорости скольжения 1 м/мин. Стойкость к растрескиванию характеризовалась количеством циклов, при котором поршни20 сохраняли герметичность и работоспособность до появления трещин на поршнях. Как известно, величина ударной вязкости пентапласта является нестабильной характеристикой, изменяюшсйся в очень широких пределах в зависимости от ряда факторов, в первую очередь, от температуры испытаний, способа изготовления образцов и молекулярной массы полимера. Лля более четкого выявле.ния влияния олигоамидных добавок на ударную вязкость пентапласта испытания провоодили на литьевых образцах при 14 - 15 С (т,е. в условиях, когда начинает проявляться хрупкость даже у высокомолекулярного пентао Э 5 пласта) и на прессованных образцах при 20 С. 6Образцы для испытаний изготовляли литьемпод давлением при температуре 185 - 200 С иудельном давлении 1000 кгс/см (стандартныелопатки и бруски, а также поршни медицинских дозаторов) и прессованием при температуре 200 С и удельном давлении 200 кгс/см(диски диаметром 30 мм и толшиноВ 5 мми бруски размером 4 х 6 х 55 мм),Из табл. 2 видно, что введение олигоамидных добавок значительно (в среднем в- 3 раза) повышает ударную вязкость и стойкость к растрескиванию пентапласта при од.повременном воздействии жидких сред и механических напряжений с сохранением осталь.ных физико-механических свойств на достаточно высоком уровне.Таким образом, композиция позволяетполучать на основе пентапласта материал с ценным, не известным ранее комплексом свойств,сочетающим повышенные ударную вязкостьи стойкость к растрескиванию с высокимуровнем теплостойкости, прочности при растяжении и химстойкости, Эти композиции имеют в 1,5 - 3 раза более высокие значенияударной вязкости по сравнению со стабилизированным пентапластом, причем показателитеплостойкости и прочности при растяжениисохраняются на исходном уровне. Такое сочетание свойств обеспечивает увеличение надежности и срока службы изделий из пентапласта, например конструкционных деталей, подвергаемых при эксплуатации или монтаже значительным ударным нагрузкам, При этом наилучшим комплексом свойств обладают композиции пейтапласта с 1 - 2% олигоамида с числомзвеньев, 8 - 13.Таблица 1х композиций765313 игозм ил олержание о ж 0,3 2,09