Композиция на основе полипропилена

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 771126(23) Прио 1)итет Государственный комитет по делам нзооретеннй н открытнй(72) Авторы изобретения Московский технологический институт мясной и молочной промышленности(54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИГРОПИЛЕНА Изобретение относится к термопластической морозостойкой композиции на основе полипропилена, содержащей окисленный (вторичный) полиэтилен в качестве пластификатора и щелочной сульфатный лигнин, как наполнитель, вводимые для5 улучшения сопротивления к уцарным нагрузкам материала при низких температурах.Композиция может быть использована10 цля переработки в изделия, в том числе в качестве таро-упаковочного материала литьем поц давлением, экструзией, прес- сованием и другими методами.Полипропилен не является морозостой 15 ким полимером, что существенно ограничивает область его применения, эксплуатацию изделий из него при низких температурах.Известны морозостойкие композиции на основе полипропилена, содержащие в качестве пластификатора этиленпропиленовые каучуки, бутилкаучуки, силоксановые каучуки, полиизобутилен, а также низкомолекулярные пластификаторы, вкачестве которых выбираются сложныеэфиры жирных кислот с высокой температурой плавления и низкой температуройзамерзания Ь 11. У всех указанных композиций можно отметить, что введениенизкомолекулярных пластификаторов значительно увеличивает морозостойкостьсистемы, низкомолекулярный пластификатор обладает повышенной склонностьюк миграции, наблюдаемой в процессе эксплуатации, особенно при повышенных температурах, что вецет к ухудшению физико-механических свойств, Введение большинства пластификаторов снижает теплостойкость, а также твердость при оцновременном увеличении способности к деформированию в условиях низких температур,Известны композиции ПП с ПЭВД и ПЭнД. Совмещение полипропилена с высокомолекулярными цобавками )тоэволяет существенно изменять свойства материа771126 4 шей перерабатываемостью, т, к. индекс расплава смесей в широком интервале соотношений ПП и ПЭ выше, чем у исходных полимеров 1,Таблица 1 Индекс расплава(с надрезом),к Дж/м 120,2 23,0 25,4 26,4 28,3 Теплостойкостьпо Вика,оС 93 90 103 99 Морозостойкость,-15 -10 -5 Изучение композиции ПП с 5-20 вес,% ПЭ показало, что введение этого полимера способствует некоторому снижению поверхностной твердости и теплостойкости материала, но в то же время приводит к понижению температуры морозостойкости на 10-20 С. Такое небольшое. 4овлияние ПЭ на морозостойкость объясняется, очевидно, ограниченной совместимостью этих двух полимеров. Таким образом, ПЭ играет при введении его в ПП роль высокомолекулярного пластификатора полипропилена, ПП и ПЭ относятся к термодинамически несовместимым полимерам, но в то же время они совместимы "эксплуатационно" 2 и способны , перерабатываться в изделия. ОграниченИ ная совместимость является причиной их невысокой морозостойкости.Известны также композиции первичного ПЭ с окисленным ПЭ 3 ), которые ла в нужном направлении. Композиции с первичным ПЭ обладают лучшей совместимостью и способностью получения композиций с пониженной температурой хрупкости и более высокой Морозостойкостью по сравнению с ПП, повышенными ударной вязкостью и физико-механическими характеристиками, а также лучфизико-механические свойства композиций ПП и его смесей с ПЭНД представлены в табл. 1 характеризуются низкими физико-механическим и показа тел ям и.Наиболее близкой из числа известных является полимерная композиция, содержащая полипропилен, щелочной сульфатный лигнин и низкомолекулярный пластификатор - диэтилсебаценат 4. Малое значение ударной вязкости при низких температурах ограничивает область применения изделий из данной композиции, а миграция и выпотевание в процессе эксплуатации низкомолекулярного пластификатора диэтилсебацената приводит к ухудшению свойств данного материала.Целью предложения является повышение прочностных и эксплуатационных характеристик в условиях низких темпера-, тур.Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция на основе полипропилена, включающая щелочной суль7711 10 Таблица 2 Полипропилен 78,5 75 Шелочной сульфатный лигнин 1,5 19,5 22,5 16,5 Окисленный поли этилен, содержащийгель-фракцииСтепень окисляемости, мг/г моль 40 30 20 18 Требования ТУ на щелочной сульфатный лигнин для производстваРТИ, шин и пластмасс 2 бол0 Сод ние вла 1 % более Содержание эолы,Не боле Кислотност ресчете на,2 О) % 03 ратный личшн, дополнительно содержит окислекный полиэтилен с содержанием гель-фракции 30-40% и степенью окисляемости по числу омыления 16-20 мг/ /г. моль при следующем соотношении компонентов, вес.%;Полипропилен 75-82 Окисленный полиэтилен 1 6,5-22,5 Шелочной сульфатный лигнин 1,5-2,5 В качестве окисленного ПЭ используют пленочные отходы, отслужившие свой срок службы и вышедшие из употребления (вторичный полиэтилен),Увеличение содержания вторичного полиэтилена в композиции выше 22,5% приводит к резкому ухудшению физико- механических характеристик и приводит Используют щелочной сульфатный лигнин 4 ), соответствующий ВТУ - 59 26 6к расслоению системы. Содержание вторичного полиэтилена менее 16,5% оказывается недостаточным.Технологический процесс производства изделий из предлагаемой композиции иа основе полипропилена с использованием вторичного полиэтилена и щелочного сульфатного лигнина состоит из следующих операций: 1) сухого смешения всех компонентов в смесителе флюидного типа или типа Хеншель"; 2) грануляции полученной порошкообразной композиции на обычном одношнековом экструдере; 3) получении изделий методом литья под давлением, экструзии, прессования и т, д. Готовят композиции состава, приведенного в табл, 2,или ВТУ - 68 в соответствии с данными, приведенными в табл, 3.Та блица 3771126 1 родолжение табл.3 Содержание лигнина Не менеев сульфатном лигни,0не, % 80,0 Содержание некоторых примесей, нерастворимых в 0,1 н,растворе ОН, % Не более1,0 0,5 Табл ица 4Свойства вторичного полиэтилена Показатель текучестирасплава при 190 ОС2/10 мин Предел текучести прирастяжении, мн/м Не менее ГОСТ 11262-768,5 Относительное удлинение, % Температура хрупкости,ОС Насыпная плотностьгранулята, г/см,Насыпная плотность агломерата, г/смРазрушающее напряжение,мн/м 10,0 ГОСТ 11262-76 Содержание гель-фракции, % 30-40Степень окисляемости по числу омыпения,мг/г моль,1 6-20 ВТУи ВТУрегламентирует содержание в щелочном сульфатном лигнине общих гидроксилов не менее 10%, содержание метоксильных групп не менее 12%.20Модифицирующее влияние лигнина при введении его в полипропилен проявляется в увеличении прочности, твердости, термостабильности материала, также в значительном увеличении морозостойкости при введении пластифицирующего агента без ухудшения физико-механических, свойств за счет стабилизации структуры, заключающейся вограниченной подвижности линейных цепейбазового полимера и его надмолекулярныхобразований при течении в процессе переработки,Используют вторичный полиэтилен соответствующий ТУ 6-05-1798-76, в соответствии с данными, приведенными в табл. 4. Не менее ГОСТ 11645-73 0,3 Не менее ГОСТ 11262-76 60,0 Не менее ГОСТ 11782-71-30 Н,е менее ГОСТ 11035-64 0,4 Не менее ГОСТ 11035-64 0,3.Таблица 5 Ударная вязкость при-30 -35 -35 -35 Твердость по Гринелю, МПа 46 7-67 52 53 55 Те пл ост ойк остьпо Вика принагрузке 0,5 ноС 15065-69 93 94. 96 Насыпная пл от 0 45 Не Не Не менее менее менее 0,45 0,45 0,45 11035-64 ность гранул,кг/м Показатель те 1,1 1,2 9 77Композиции готовят следующим образом; все компоненты подают в смеси- тель флюидного типа, который представляет конусный аппарат с закрывающейся крышкой, обеспечивающий высококачественное смешение и перемешивают в течение 45 мин.Полученную смесь подают в приемный бункер экструдера, который обеспечивает уплотнение, пластификацию, плавление, гомогенизацию и выдавливанием через кучести расплава, г/10 мин 0,7 1,0 формула изобретенияКомпозиция на основе полипропилена,включающая щелочной сульфатный лигнин,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения прочностных и эксплуатационных характеристик в условиях низ 1126 10формующую головку жгутов, которые режутся на гранулы размером 3-5 мм.Экструзию проводят на экструдере"Сагбо Раьс)ОеЫЕ" с отношением длинык диаметру червяка Э =8 при температуре 473 К.Образцы для испытаний готовят налитьевой машине "Ки А 5(" 25/32 притемпературе. литья 473 К.Свойства приведенных композицийсведены в табл. 5,ких температур, она дополнительно содержит окисленный полиэтилен с содержа- Ынием гель-фракции 30-40% и степеньюокисляемости по числу опыления 1620 мг/г моль при следующем соотношении. компонентов, вес,7 о:ПолипропиленОкисленный полиэтиленШелочной сульфатныйлигнин 75-82 16,5-22,5 1,5-2,5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Иванюков Д. В., фридман М, Л.,Полипропилен, М., "Химия", 1974,с, 107-124. 7711262. Иенская Е. А. Исследование эксплуатационных свойств смесей полимеров.Автореф. цисс, на соискание учен. степени кандид. техн, наук, Москва, 1972,с. 22,3. Мелкумов А, Н. и цр, Исследование вторичного полиэтилена, "Пластические массы", 1977, с. 23-24,4.Гуль В. Е., Любешкина Е, Г, Новая1 О морозостойкая моцификация полипропилена -попролин, "Пластические массы", 1966,М 1, с, 68-69 (прототип), Составитмь А. КулаковаРедактор Л, Новожилова Техред А.Ач, Корректор А. ГриценкоЗаказ 7397/35 Тираж 549 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4