Полимерная композиция на основе полипропилена

фР Р 4 з,Уг; йясн 71) Заявит сковский технологический инси молочной промышленности ой,11,1 г т4) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯПОЛИПРОПИЛЕ НА ОСНОВЕ Изобретение относится к термопластичной морозостойкой композиции на основе полипропилена, содержащей жидкий или низкомолекулярный пластификатор, которая может быть использована для переработки экструзией, литьем под давлением и другими методами в изделия различного назначения,в том числе в качестве тароупаковочного материала.Известны морозостойкие композиции на основе полипропилена, содер" жащие в качестве пластификаторов каучуки-силоксановые ( СКТ), винилсилоксановые (СКТВ, СКТВ, СКТФВ), фенилсилоксановые (СКТВМФ), в количестве до 10 мас.7 названных каучуков 11. мпозиций явестимость Недостатками ляются ограни указанных пла мером, трудно кне физико-ме х ная тификаторов с полить их введения и низанические свойства. 72) Авторы . В изобретения Известны композиции на основе полипропилена,содержащие стабилизатор, высокомолекулярный диметилсилоксановый каучук в количестве 5-303 от веса полипропилена 21.В полимерной композиции 3, со" держащей полипропилен, в качестве добавки использован метилвинилси" локсановый каучук в следующем соот - ношении, мас,й:Полипроннлен 70-95 Метилвинилсилоксановый каучук 5-30 Недостатками этой полимерной композиции являются низкие физико- механические показатели, низкая морозостойкость, использование спе - цифического оборудования (вальцы)т нетипичного для технологии переработки пластмасс, что влечет применение дополнительных операций и повы - щенке энергозатрат.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае"40 45 50 55 мому эффекту является полимерная композиция на основе полипропилена, содержащая щелочной сульфатный лигнин и.жидкий пластификатор"диоктилсебацинат Я.Недостатком данной композиции. является то, что в процессе эксплуатации происходит снижение физико- механических характеристик материала вследствие миграции низкомЪлекулярного пластификатора диоктилсебацината ДОС) из полимерной композиции.Цель изобретения - повышение проч. ностных и эксплуатационных характеристик композиции.Укаэанная цель достигается тем, что полимерная композиция на основе полипропилена, содержащая щелочной сульфатный лигнин и жидкий плас" тификатор, в качестве последнего содержит диоктилсебацинат или низко" молекулярный диметилсилоксановый каучук и дополвительно пиметакрилат триэтиленгликоля и полиэтилсилоаса" новую жидкость при следующем соотношении компонентов, вес,ч.:Полипропилен 00Диметакрилат триэтиленгликоля 5-7Щелочной сульфатныйлигнин 1,5-2,5ПолиэтилсилоксановаяжидкостьДиоктилсебацинатили низкомолекулярныйдиметилсилоксановыйкаучук 2-5Основной модифицирующий агент- щелочной сульфатный лигнин, атносится к классу лигнинных веществ, составляющих клеточные стенки растительных тканей, и представляет собой сложное полимерное полифункциональное соединение аморфного типа, построенное из структурных звеньев, содержащих различные типы химических структур, которыВ зависят как от вида древесины, так и от способа ее выделения, Щелочной сульфатный лиг" нин получают при переработке древесины сульфатным способом и выделяют из полуупаренного черного щелока.Модифицирующее влияние лигнина при введении его в полипропилен проявляется в увеличении прочности, твердости, термостабильности материала, также значительном увеличении морозостойкости (при введении низкоф молекулярных илй жидких каучукоподобных пластификаторов) беэ изменения его физико-механических показателей за счет стабилизации структуры, заключающейся в ограничении подвижности линейных цепей базового поли" мера и его надмолекулярных образований при течении в процессе переработки. Модифицирующее влияние лпгния на интенсивнее всего проявляется при оптимальном его содержании 1 час. 2 ВНиэкомолекулярный кремнийарганический каучук диметилсилоксанового типа марки СКТН-А представляет собой жидкий вязкий продукт, не содержащий растворителей и отверждающийся при комнатной температуре. Введение СКТН-А в полимеры придает композицию, ям ряд ценных технических свойствГ работоспособность в широком интер.вале температур от йийус 60 до +300 С, высокую гидрофобность в воде , хорошие диэлектрические свойства, сохраняющиеся при действии высоких температур во влажной атмосфере, стойкость к действию грибков и микроорганизмов, полную физиологическую инертность.Триэтиленгликоль, метакриловая кислота (ТГМ-З, представляет собой .олигомерный сложный эфир диметакрилат триэтиленгликоля. ТГМ.-З хорошо совмещается с различными высокомолекулярными соединениями (пластмассами, синтетическими каучуками и т,д.), образуя материалы, обладающие ценными свойствами. Модификация.при введении ТГМв базовый полимер осуществляется за счет сополимеризации и хорошего совмещения с высокомолекулярными соединеняии, что сопровождается улучшением технологических и физико-механических свойств получаемых модифицированных материалов. При этом ТГМ"3 играет роль "реакционноспособного пластификатора", облегчающего переработку термопласта, и спо. собствует созданию в процессе формования изделия определенной хими-ческой и физической структуры, обепечивающий улучшение технологических и физико-механических свойств полимерного материала..При сочетании с другими пластификаторами возможно проявление,85 4,90 80,85 90 э 9 липропилеи чный сульфатлигнин 2,0 2,2 0;инергического эффекта. Установлено, что оптимальное содержание вводимой добавки 57 мас.Х. Пределы допустимьп температур экс.плуатации этой жидкости от минус бО до + 145 оС, она обладает высокой термостойкостью и низкой температурой застывания.Введениенезначительного количества 1,ПЭС) 0,153 в полинропилен приводит к резкому (в 1,5-2 раза) снижению эффективной резкости, что улучшает перерабатываемость композиции, т.е. позволяет при той же потребляемой мощности двигателя снизить температуру переработки на 15-203, что равносильно увеличению производительности при тех же энергозатратах приблизительно на 203,Технологический процесс производства изделий из предлагаемы( композиций морозостойких полипропиленов с использованием жидких и низкомолекулярных каучуков состоит из следующих операций: смешения всех исхоДных компонентов в оптимальных соотношениях набыстроходном смесителе Флюидного типа; зкструдирования грануляция) полученной порошкообразной смеси на двухшнековом экструдере-грануляторе с относи. тельной длиной шнека 12,5 дм; полу-, чения литьевых изделий из гранул морозостойких композиций полипропилена на термопластавтоматах.В быстроходную ступень смесителя загружают компоненты в соответйПолиэтиленсилоксановая жидкость(ПЭС).представляет собой линей-ный продукт следующего строения ствии с рецептурой, Вначале загружают порошкообразные компоненты (полипропипен, стабилизаторы, щепоч 1 ной сульфатный.лигнин). Затем приработающем смесителе вводят низкомолекуляриый кремнийорганическийкаучук СКТН-А или низкомолекулярныйпластификатор ДОС и в смесь разбрыз 20 гивают силиконовую жидкость и олиго"эфиракрилат, который служит "реакционноспасобным пластификатором",облегчающим переработку термопластов,Фа также способствует в процессе фор 25 мования созданию сетчатой структуры в полимере.Модифицирование вязкостных свойстврасплавов полипропиленов обеспечивается введением небольших количеств30 кремнийорганических олигомерных соединений, например полиэтиленсилоксановой жидкости - ПЭС, причем эффективность влияния этих добавок зависит. от способа их введения.Зз Подготовленная смесь поступаетв основной агрегат- гранулятор,предназначенный для уплотнения,пластификации и гомогенизации ингре-.диентов композиции с последующимЮ выдавливанием прутка через формующую фильеру. Иэ полученных гранулна личьевой машине получают различные изделия.Составы композиций представленыв. табл.1,854957 8Продолжение табл, 1. Х Е Компоненты 1 2. 3 4 Диоктилсебацинат 80 10,0 Низкомолекулярныйсиликоновый каучукСКТН-А2,0 5,0 Олигозфириракрилат,ТГМ7,0 7,0 5,0 5,0 0,15 0110 0115 Ов 1 Для сопоставления готовят известные композиции, содержащие мас.Х: полипропилен 90,0 Й, щелочный сульфат. ный лигнин 2,0 и диоктилсебацината (км 1.озиция 51 8,0, а также 95,0 Х полипропилена и 5,0 Х (композиция б ) силиконового каучука СКТВ, который представляет собой высокомолекулярный кремнийорганический каучук с мол.вес. 400000 и выше.Указанные композиции готовят следующим образом.Порошкообразные ингредиенты подают в сухой формосмеситель флюид-. ного типа, который представляет собой конусный сварной аппарат с полированной внутренней поверхностью и герметически закрывающейся крышкой. Конструкция смесителя обеспечивает высококачественное смешение полипропилена с ингредиентами при высокой интенсивности процесса, На этой же стадии при работающем смесителе вводят жидкие добавки: пластификаторы (ДОС или СКТН-А), а также разбрызгивают в смесь силиконовую жидкость ПЭСи олигоэфнакрилат типа ТГМ. Приготовленный в формосмесителе концентрат и ос" новную порцию полипропилена подают в блок основного смешения, представ ляющий собой комбинацию двух универсальных скоростных смесителей:горячего ( флюидного) типа или Фирмы "Хеншель" и холодного. В горячем смесителе происходят интенсивное перемешивание порошкообразной массы с жидкими добавками. Температура подачиматериала,ф СВремя перемешивания в горячем смесителе,мин 70 - 80 Полиэтилсилоксановаяжидкость ПЭС"5 После горячего смесителя материалперегружают в смеситель с охлаждением. В этом смесителе происходитохлаждение материала,что позволяетполучать крупнозернистую форму сыРья,обладающую повышенной насыпной массой(0,4-О, 5 кг/л ).Охлаждение порошкообразного полипропилена предотвращает также возможность его термическойдеструкции изначительно улучшает захват материалашнеком в зоне загрузки экструдера.Иэ блока основного смешениясмесь поступает в предбункер над,экструдером, а затем в загрузочноеустройство двухчервячного экструдерафирмы "Ангер" А 2-120, который обеспечивает уплотнение, пластификацию,расплавление, гомогениэацию и выдавливание его через фильеру, формующую жгуты. Агрегат А 2-120 работаетпо принципу горячей грануляции: поплоскости Фильеры движется быстро- М врарцарйся нож, ось вращения которого параллельна оси экструдера. Ножразрезает жгут на гранулы, которыедолжны, быть монолитными и одинаковогоразмера. 50Грануляцию осуществлят при следующих технологических режимах (длягранулятора Л 2-120 фирмы "Ангер"):9 854957 10Из полученнйх гранул готовят образцы для физико"механических испыта-ний по стандартнья методикам. Литьеобразцов осуществляют на машине"Куа:сн" при соответствующих режимахВ качестве основных показателейсвойств выбраны: разрушающее напряжение и относительное удлинение приразрыве, которые определяют на разрыв.10 ной машине РИИсогласно ГОСТ1262-76, ударная вязкость по,методике Диистад (РОСТ 4235-697 наобразцах с надрезом, теплостойкостьв воздушной среде по Вика (принагрузке 5 кг по ГОСТ 5065-697 иморозостойкость, оцениваемую потемпературе хрупкости при изгибесогласно ИРТУ 605-05-67;Свойства предлагаемьас и иэвест ных морозостойких композиций наоснове полипропйлейа сопоставлены втабл.2. Температура позонам экструдераА 2-120 оС123 .4 21,0 ,20-220 220-230 230-240 240 - 250 250 - 260 260 - 270 567Частота вращения шнека, мин " 20- 60 Таблица 2 Теплостойкость поВика, С УфарнаявязкостькДж/м Разрушающее напря жение при разрыве МН/м Компо эиции Иорозо- стойкостьС тносительное длинение при азливе,Ж 98 ь 0 6,5-32+-35 "30+-35 87,0 6655 89,0 Как видно из приведенных данных предлагаемая композиция на основе полипропилена является морозостойкой, что достигается введением в50 базовый полимер модифицирующих добавок, обладающих синергическим эффектом.Данная композиция может быть ис" пользована для тароупаковочных целей и получена по традиционной для технологии переработки пластмасс схеме без использования приемов, применяемых в производстве резиноТемператураохлаждающей водыдля гранулята,оС 50- - 60Температура маслав экструдере,оС 50Размер гранул в 3 - 5любом направлении,мм 1 35,0 1050,0 5 30,0-32,0 950,0 6 26,0-28,0 550,0 технических изделий (вальцевания,а также растворителей для облегченияперерабатываемости), что значительно снижает энергозатраты и трудоемкость процесса. Это сопровождаетсяповышением физико-механических иэксплуатационных характеристик материала н изделий на его основе. Формула изобретения Полимерная, композиция на основеполипропилена, содержащая щелочной854957 12 8-10 Диоктилсебацинатили низкомолекулярный днметилсилоксановый каучук 2-5 15-2 ф 5 0,1-0,15 Составитель А. ЙулакеэаРедактор И.Недолуженко Техред А. Ач Корректор Г. Реаетиик Заказ 6826/34 . Тираж 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нэобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. 4/5 Фив фижал ППП "Патент", г. Ужгород; ул. Проектная, 411сульфатный лигнин и жидкий пластификатор, отл и ча ш щ а я с я тем, что, с целью повышения йрочности .й"; эксплуатационных характеристик, в качестве пластификатора она содержит диоктнлсебацинат нли ниэкомолекулярный диметилсилоксановый каучук и дополнительно диметакрилат триэтиленМгликоля и полнэтилсилоксановув жид" кость при следующем соотношении компонентов, вес.ч.Полипропилен 190 Днметакрилат триэтиленгликоля 5-7 Щелочный сульфатныйлигницПолиэтилсилоксановая жидкость 5 Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе 1. Иванюков Д.В., Фридман М.Л. Полипропилен. М , "Химия", 1974,10 с.270. 62. Авторское свидетельство СССРВ 455124, кл. С 08 Ь 23/12, 1972.3. Авторское свидетельство СССРи В 491660,кл. С 08 1.-23/12, 1973.4. Иванюков Д.В., фридман М,Й.Полипропилен, М."Химия", 1974,с.259 (прототип).