Полимерная композиция Советский патент 1993 года по МПК C08J11/04 C08L23/30 

Изобретение относится к областирегенерации пластмассовых отходов и может быть использовано для получения гранулированных материалов и изделий из отходов полиэтилена (вторичный полиэтилен). Известна полимерная композиция, содержащая вторичный полиэтилен и технологическую добавку - катализаторы гидролиза сложных эфиров. Добавка к отходам полиэтилена катализаторов гидролиза сложных зфиров повышает текучесть расплава в 1,2-1,5 раза, облегчая тем самым последующую его переработку. Недостатком компо1эиции является то, что данная технологическая добавка не позволдет получить пригодный к дальнейшей переработке материал из вторичного полиэтилена, содержащего перекисные и гидроперекисные соединения (полиэтиленовой пленки, использовавшейся в качестве подложки для предварительного фор(уоеания изделий из стеклопластика и загрязненной вследствие этого неотаержденной полиэфирной смолой содержащей перекись дикумила или бензоила). Особенностью указанного вида вторичного сырья является то, что после отмывки поверхностных загрязнений в отхЪдах полиэтиленовой пленки остаются перекисные соединения (перекись дикумила или бензоила), которые диффундировали в полиэтилен за период эксплуатации пленки. Переработка этих отходов в гранулирован ный материал и изделия методом экструзии, литья и т.д. практически невозможна в виде образования в процессе переработки трехмерной сшитой структуры материалас практически полной потерей текучести его расплава. Кроме того, достижение эффекта требует в ряде случаев подбора специальных режимов переработки композиции, что ограничивает возможности ее применения. Наиболее близкой по технической сущности к предложенной композиции является полимерная композиция, содержащая вторичный полиэтилен и технологическую добавку - вещество, выбранное из группы, включающей органические спирты с алкильным радикалом Cio-C2Q, органические кислоты, с алкильным радикалом Сю-Сар, натриевые или калиевые соли указанных кислот, стеараты бария, кальция, цинка, полиорганосилоксаны. содержащие в качестве заместителей кремния метил, этил, фенил и водород, диэтиленгликоль. антрацен. сернистый молибден и графит. Указанные добавки играют роль межструктурной смазки, повышая текучесть расплава вторичного полиэтилена в 1.5-2.5 раза, вследствие чего данная композиция по сравнению с предыдущей отличается лучшей перерабатываемостью. Недостатком композиции является то, что указанная добавка не повышает текучесть расплава вторичного полиэтилена, содержащего перекисные и гидроперекисные соединения. Такие отходы полиэтилена имеют настолько низкую текучесть расплава, что совершенно не пригодны к переработке и не используются. Цель изобретения - повышение текучести расплава вторичного полиэтилена, сшитого перекисью. Указанная цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая вторичный полиэтилен и технологическую добавку, в качестве технологической добавки содержит тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Вторичный полиэтилен97,0-99,8 Тиосульфат натрия0,2-3.0 Вторичный полиэтилен представляет собой смесь отходов полиэтилена и перекиси бензоила или дикумила, которые диффундировали в полиэтиленовую пленку в процессе ее эксплуатации в качестве подложки для предварительного формирования изделий из КОМПОЗИЦИЙ на основе полиэфирных олигомерных смол и стекловолокнистого наполнителя. В процессе переработки таких отходов известными методами (экструзии, литья под давлением) при температуре переработки (выше температуры плавления) происходит химическая сшивка полиэтилена С образованием трехмерной структуры, Содержание гель-фракции (нерастворимого остатка) достигает в нем 85%. При этом полиэтилен практически полностью теряет текучесть расплава и его формование в изделия становится невозможным. Добавка известнь1х модификаторов, улучшающих текучесть расплава вторичного полиэтилена, например смазок по прототипу, не эффективна в связи с тем, чтотрехмерная структура при этом Сохраняется. : . При введении во вториЧн,ь1й полиэтилен, содержащий перекисные и.,гидроперекисные соединения, тиосульфата натрия по классическому механизму должна была произойти дополнительная пространственная сшивка полиэтилена содержащейся в нем двухвалентной серой. Однако наблюдается неожиданный эффект - значительное снижение пространственной Сшивки полиэтилена в процессе его переработки за, счет взаимодействия тиосульфата натрия с продуктами окисления полиэтилена. Исследование ИК-спектроскопией установлено, что сернистые соединения входят в состав макромолекул полиэтилена при снижении в ней перекисных группировок, образуя сополимер, обладающий специфическими свойствами. В процессе последующей обработки изделия рост )ракций практически не наблюдается благодаря стерическим эффекта макромолекул нового строения.

Введение в Отходы полиэтилена, содержащие перекисные и гидроперекисные соединения, менее 0,2 мае. % тиосульфата натрия не вызывает заметного эффекта повышения текучести их расплава а более 3,0 мас.% нецелесообразно, так как ие приводит к дальнейшему росту текучести.

Пример1.В вертикальный аппарат роторного типа с мощностью привода 100 кВт, диаметром рабочей камеры 900 мм и скоростью ротора, снабженного ножами, ЮЬО об/мин загружают в течение 4 мин загрязненную изношенную полиэтилено,вую плёнку, использовавшуюся в качестве подложки для предварительного формования изделий из стеклопластика и содержащую неотвержденную полиэфирную смолу и стекловолокнистый наполнитель в количестве 10%. Одновременно с загрузкой материала в течение 4 мин подают 520 л ЁОДЫ. За время загрузки отходы измельчаются и промь1ваются от загрязнений. По окончании стадий измельчения и отмывки прекрахцают подачу промывочной воды. Затем в течение Тб мин осуществляют отжим и сушку матерйаЛа в этом же аппарате. После сушки материала температура его возр,астает до 95-100°С и начинается процесс агяемерации, который сопровождается увеличением потребляемой мощности и сплавлением частиц материала. На стадии начала агломерации вводят тиосульфат натрия в количестве 0,2 мас.% на 99,8 мас,% отходов. Агломерированный продукт перерабатывают непосредственно в изделия или в гранулированный материал методом эксУру ии при 130-150°С или в изделия литьем пад давлением при 170-210°С. В представленной таблице приведены значения показателя текучести полученного вторичного материала, его прочности при разрыве, относительно удлинения при разрыве, содержания гель-фракции и относительной скорости формования (относительнонемодифицировакнойизношенной полиэтиленовой пленки). Скорость формования определялась как скорость формования трубчатой заготовки с последующим ее охлаждением и коэффициентом выт;яжки трубы 1,1 до разрыва заготовки. Скорость формования йемодифицированного вторичного полиэтилена примята за единицу.

При м е р 2. Загрязненную изношенную полиэтиленовую пленку, использовавшуюся в качестве подложки для предварительного формования изделий из

стеклопластика и содержащую неотвержденную полиэфирную смолу и стекловолокнистый наполнитель 8 количестве 10%, измельчают е присутствии врды на роторном измельчителе пластмасс, отделяют от

0 загрязнений в ванне, дополнительно про мывают в вертикальном высокоскоростном роторном аппарате и сушат в течение 2-3 ч при 60-70 С, а затем вводят тиосульфат натрия в количестве 1,8 мас.% на 98,2 мас.%

5 отходов и экструдируют при температуре 130-150°С непосредственно в издо/ия или в гранулированный материал.

Показатель текучести расплава полученного вторичного материала, его прочно0 сть при разрыве, относительное удлинение при разрыве и относительная скорость фор мования указаны в таблице.

Примерз. Загрязненную изношенную полиэтиленовую пленку, использовавшую5 ся в качестве подложки для предварительного формования изделий из стеклопластика и содержащую неотвержденную полиэфирную смолу и стекловолокнистый наполнитель в количестве 10%,

0 измельчают и промывают от загрязнений в вертикальном аппарате роторного типа по примеру 1, после чего в этом же аппарате осуществляют отжим и сушку материала, в процессе которой вводят тиосульфат натрия

5 в количестве 3,0 мас.% на 97,0 мас.% отходов. По окончании сушки материала температура его возрастает до 95-100°С и начинается процесс агломерации, после которой агломерированный продукт перера0 батывают также по примеру 1 Показатель текучести расплава полученного вторичного материала, его прочность при разрыве, относительное удлинение при разрыве и относительная скорость формования указаны в

5 таблице.

Из приведенный таблицы видно, что вторичный полиэтилен, содержащий перекисные и гидроперекисные соединения, имеет чрезвычайно низкие показатель теку0 чести расплава - 0,02 при г/10 мин и. скорость формования, в 10 раз ниже изношенной полиэтиленовой пленки, вследствие чего практически не формуются методами экструзии и литья под давлением.

5 Введение известных добавок, например смазок (стеарата бария), не приводит к росту показателя текучести расплава.

Введение во вторичный полиэтилен, сшитый перекисью. 0.2-3,0 мае,% тиосульфата натрия позволяет избежать в процессе

последующей переработки образовамий в полиэтилене трехмерной простраиственной структуры, о чем свидетельствуют следующие показатели;

снижение в десятки раз содержания гель-фракции;

увеличение в 20-30 раз показателя текучести расплава.

Скорость формования «т0ричною полиэтилена возрастает е 8-10 раз, что делает возможным их переработкутрадиционными методами литья под давлением и экструзий.

Таким образом, использование изобретения позволит перерабатывать ранее неперерабатываемый ёросрвый материал, что обуслбаливает экономический эффект в сумМб 110 руб на 1 т вторичного полиэтилена, сшитого перекисью.

6) Авторское свидетельство СССР J 590969, кя, С 08 L 3/30. 1975. ABJ-opcKoe Свидетельство СССР № 1005442, кл. С 08 L 23/30. 1981.

9113121010

Формула и зоб р е т е н и якомпозиция содержит в качестве технолоПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ; содер- ™ческой добавки тиосульфат натрия при жащая вторичные полиэтилен и технологи- следующем соотношении компонентов.

ческую добавку, отличающаяся тем, что, с .ч..

%f f. r VI «bt-l LX/ V I Vl 4 1 ..

целью повышения текучести расплава вте- S S°P толиэтилен97,0 - 99.8

ричного полиэтилена, cшиtoro перекисью, ,2-3,0