Способ хлорсульфирования пленки из полиэтилена низкой плотности Советский патент 1984 года по МПК C08F8/38 C08J7/12 

О 00

э

11

00 Изобретение относится к высокомоле|)сулярным соединениям, а именно к получению пленок хлорсульфированного полиэтилена, и может быть использовано при изготовлении тары, упаковоч ных материалов и изолирующих устройств из пленочных материалов. Известен способ хлорсульфирования полиэтилена (ПЭ) , заключающийся в . том, что тонкий порошок ПЭ обрабатывают в псевдоожи.женном слое газообразной смесью хлора и сернистого ангидрида при 50-80°С, после чего из порошка хлорсульфированного полиэтилена ХПСЭ формуют изделия. Условия проведения реакции обуславливают химическую модификацию всего объема ПЭ СИ . Продукты .хлорсульфирования в отличие от исходного ПЭ имеют улучшен№ле адгезионные свойства и повышен:ную огнестойкость, однако получаемые пленки имеют высокую проницаемость по газам и жидкостям. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб хлороульфирования ПЭ пленки, в соответствии с которым пленка из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) обрабатывают газообразной смесью хло ра и сернистого ангидрида (объемная доля хлора равна 0,5) при комнатной температуре а течение.1-3 ч под действием ультрафиолетовогр УФ-Облучения 12. В известном способе хлорсульфирование ПЭ проводят с целью получеНИН малопроницаемой пленки. Достига.ется уменьшение газопроницаемости по кислороду по сравнению с исходной пленкой в 25 раз. Однако проницаемость по органическим жидкостям снизкается недостаточно. Целью изобретения является снижение проницаемости пленки по органическим растворителям. Поставленная цель достигается тем что согласно способу хлорсульфирования пленки из полиэтилена низкой плотности обработкой смесью хлора и сернистого ангидрида под действием ультрафиолетового облучения, обработку ведут при температуре от -15 до . Хлорсульфирование по предлагаемому способу обеспечивает более равномерное, в отличие от известного способа распределение прививаемых функциональных групп в поверхностном слое ПЭ пленки. Предел понижения тем пературы находится около -30°С, вбли зи температуры компенсации газообраз ного хлора. Воздействие жидкого хлор наПЭ пленку приводит к повышению ее проницаемости по органическим растворителям по сравнению с пленкой, обработанной газообразными реагентами. Оптимальная объемная доля хлора в газовой смеси равна 0,5 (таблицаi . Оптимальное время хлорсульфирования 120-180 мин (таблица). Проницаемость хлорсульфированной пленки по отношению к неполярным растворителям по сравнению с известным способом умень шается на 2,5-4 десятичных порядка, по отношению к полярным растворителям - в 3-5 раза. По сравнению с немодифицированной ПЭ пленкой уменьшение проницаемости хлорсульфированной ПЭ пленки по неполярным растворителям на 4-5 десятичных порядков, по полярным растворителям - в 5-20 р.аз ( таблица). Столь большое различие в проницаемости модифицированной по предлагаемому способу ПЭ пленки по сравнению с известным способом по органическим жидкостям обусловлено существенным различием в характере модификации поверхностного слоя пленочного ПЭ при комнатной температуре и при пониженной температуре, приближаюпейся к температуре стеклования полиэтилена -20°С . Способ осуществляют следующим образом. Пленку ПЭНП промышленного производства толщиной 100 мкм помещают в кварцевый термостатированный сосуд, который откачивают до остаточного давления 2-10 Па, после чего продувают газообразной смесью хлора и сернистого ангидрида (в.определенном соотношении) в течение определенного времени. Кварцевый сосуд облучают УФсветом. В качестве источника УФ-света используют ртутную лампу. По окончании хлорсульфирования ПЭ пленку промывают водой и высушивают на воздухе при комнатной температуре. Хлорсульфирование ПЭ пленок проводят при разных режимах, которые отличаются временем облучения, содержанием хлора в смеси и температурой. Результаты испытаний на проницаемость по органическим растворителям немодифицированной и модифицированной при разных режимах ПЭ пленок приведены в таблице. Пленка, модифицированная в течение 90 мин при , рассматривается как известная. В этой же таблице, приведены результаты испытаний на проницаемость модифицированных при -30°С .в течение 20 мин и 120 мин ПЭ пленок спустя 4 года, после их хлорсульфирования. В течение этих лет пленки хранились при комнатной температуре. Обозначение в таблице для этих пленок - (хр. 4г).

Известный способ по условиям модификации. Из таблицы видно, что проницаемость хлорсульфированных плёнок ПЭ по неполярным растворителям уменьшается по сравнению с проницаемостью известных на 2,5-4.десятичных порядка, по полярным - в 3-4 раза. Столь существенное различие в проницаемости пленок, модифицированных по пред лагаемому способу по сравнению с проницаемостью по известному способу обусловлено существенными различиями в химической структуре поверхностного слоя пленки, модифицированной при пониженной и комнатной температурах. Оптимальное содержание хлора в газовой смеси равно 0,5 (.в объемных долях). При повышении содержания сернистогоангидрида в газовой смеси выше и, очевидно, увеличение сте пени хлорсульфирования по сравнению со степенью хлорирования, проницаемость модифицированных пленок ПЭ возрастает. Следовательно, для достижения низкой проницаемости достаточно небольшое оптимальное содержание сульфохлоридных групп в поверхностном слое (порядка 4 мас.% по сере, Oi/SO OQ- 3). Оптимальное время модификации 120-180 мин. При дальнейшем увеличении времени модификации проницаемость хлорсульфированных пленок возрастает. Оптимальная температура модификации - ниже от -15 до . Хлорсульфированная при низких температурах ПЭ пленка обладает высокими стабильными характеристиками в отношении проницаемости: .увеличение их проницаемости пЪ бензолу и этилацетату после 4-летнего хранения ХСПЭ не превЕлоает 15-30% (погрешность в определении проницаеиофтй 10-15%).

Прочность ПЭ пленок на раэдир и разрыв после их хлорсульфирования практически ие изменяется.

немодифицнрованной ПЭ ллек ки, иcпbльэye юй в качестве упаковочного материала, на хлорсульфированнукг по предлагаемому способу позволяет увеличить надежность и срок службы тары, изолирующих устройств, упаковочных материалов, а также позволяет предохранить сохраняемый объект от воздействия жиров, масел и органических растворителей в течение длительного времени.

СПОСОБ ХЛОРСУЛЬФИРОВАНИЯ ПЛЕНКИ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ обработкой смесью хлора и сернистого ангидрида под действием ультрафиолетового облучения/ отличающийся тем, что, с целью снижения проницаемости пленки по органическим растворителям, обработку ведут при температуре от -15 до .