Способ радиационного сшивания аморфного полистирола Советский патент 1990 года по МПК B29C71/04 

Изобретение относится к переработке термопластов и может быть использовано при изготовлении высокопрочных и термостойких пленочных материалов.

Цель изобретения - снижение дозы сшивания и повышение прочности модуля упругости и термостойкости.

Пример 1. Пленки полистирола (ПС) с мол.м. (М) 1ЫО и степенью полидисперсности (молекулярно- массовым распределением) Mw/Mh 1 ,05 где ТЗ и - средневесовая и средне- числовая молекулярные массы соответственно, подвергают одноосной ориен- тационной вытяжке при 100°С на утюжке, обеспечивающем локальный разогрев пленки и малое (Ј1 с) пребывание ее при высокой температуре, до получения степени вытяжки 8, 10, 12. Степень вытяжки // 1/10 определяется как отношение вытянутой длины 1 образца к первоначальной 10.Степень ориентации таких образцов по данным ИК-дихроизма составляет cos28 0,5-0,6, что свидетельствует об образовании ориентированной аморфной структуры нематического типа. 9 - угол разориентации осей цепей макромолекул относительно оси растяжения. Высушенные и отвакуумированные образцы облучают затем у-лучами 6° Со до поглощенной дозы 50 кГр. Для сравнения было выполнено облучение изотропных ( Д 1) образцов. О наличии сшитой структуры судят по растворимости и степени набухания облученных образцов . Степень набухания определяет весовым методом как отношение разности масс набухшего и сухого образцов к массе сухого образца. Облученные дозой меньше 50 кГр изотропные и ориентированные образцы растворяют в бензоле и толуоле при комнатной температуре, т.е. сшитая структура при таких дозах не образуется. Сильно ориентированные пленки, облученные дозой 50 кГр перестают растворяться в толуоле при комнатной тем(Л

I

сл

00

пературе и имеют вид набухших растяжимых гелей. Степень набухания этих образцов составляет 15-112.

В последующих примерах ориентаци- онную вытяжку проводят так, как описано в примере 1, Отличия от примера 1 заключаются в молекулярной массе, МНР и дозе облучения образцов.

Пример 2. Вытянутые до Д 8-}2 и облученные дозой 100 кГр фбразцы ПС с М 11 Ю6 и ± 1,05 не растворяются даже в кипящем толуоле (Tu,.h 110°С), при этом

размеры пленки в продольном направлении сокращаются в два раза, а в поперечном увеличиваются примерно з пять раз. Степень набухания лежит в пределах 15-9%.

Пример 3. Сильно ориентированные 2) пленки ПС с М 1 1 Mw/ftn 1 ,05 облучают $ - лучами 60Со дозой 240 кГр. Образцы ве растворяются в толуоле, степень йабухания для них равна 10-5%, т.е. Образуется сетка с большей плотностью сшивки.

Пример 4. Образец ПС с М 1110б и 1,05, вытянутый до / я 8, облучают JJ -лучами60Со дозой 5103 кГр. Степень набухания равна 3,2%, Повышение дозы облучения До 5103 кГр не приводит к заметному увеличению прочности и модуля упру- Гости по сравнению с образцами, об- лученными дозой 240 кГр.

Пример 5. Ориентированные Образцы ПС с М 131 О6 и Mw/Nn i 1,1 облучались У-лучаоии Ср дозой 240 кГр. Степень набухания изменяется от 11 до 6% с увеличением степени вытяжки от 8 до 12.

Пример 6. Ориентированные ( 8-12) пленки ПС с м 16-Ю6 и Mw/Mn 1 ,2 облучают -лучами 6° Со дозой 240 кГр. С ростом М и степени вытяжки эффективность сшивания возрастает, степень набухания в данном случае составляет 8-5%.

Пример 7„ Образцы промышленного ПС с„М - 0,4 -10fr и %/Йп 2 (прототип)9 ориентированные так, же,

0

0

5

0 5

о

.5 д

как в предыдущих примерах до 8-12 (cos2Q 0,42), облучают дозой 100 кГр,, Облученные образцы растворяются в толуоле при комнатной температуре без всякого намека на нерастворимую фракцию, т.е. сшивания не происходит .

Пример 8. Ориентированные образцы промьгашенного ПС с М 0,4 10 и ft 2 облучались дозой 240 кГр, Сшивание ойразцов не происходит.

Показатели механических свойств - разрывная прочность dp, модуль упругости Е и относительное удлинение при разрыве f в исходных и облученных пленок ПС в изотропном и ориентированном . состояних определяют из диаграмм растяжения, полученных с помощью автоматизированной установки УМИВ-3. Погрешность в определении силы и деформации не превышает 1%. Термостойкость образцов определяют по началу подъема восходящей ветви термомеханической кривой, снятой при стандартных условиях (0 3 КПп и скорость подъема температуры 1°С/мин) на установке УМИВ-3.

Степень набухания, характеризующая плотность сшивки, Физико-механические свойства и термостойкость исходных и облученных изотропных и ориентированных ( Д 8-12) пленок ПС разной М показаны в таблице.,

Формула изобретения

Способ радиационного сшивания аморфного полистирола воздействием У - излучения °Со, отличающий- с я тем, что, с целью снижения дозы сшивания и повышения прочности, модуля упругости и термостойкости, в качестве полистирола используют полистирол с мол.м. (11-16)40° узкого молекулярно-массового распределения Mw/Mrt Ь05 1,2, где Mw - средневе- совая и М j, - среднечисловая молекулярные массы, подвергают его одноосной термовытяжке до степеней вытяжки 8-12 и облучают в интервале поглощенных доз 50-240 кГр.

Изобретение относится к способам радиационного сшивания полистирола под воздействием γ-излучения 6°Со и может быть использовано при изготовлении пленочных материалов. Изобретение позволяет повысить прочность, модуль упругости и термостойкость при снижении дозы облучения до 50-240 кГр за счет использования полистирола мол.м. (11-16) .10 6 узкого молекулярно-массового распределения 1,05-1,2 и предварительной одноосной термовытяжки до степени вытяжки 8-12. 1 табл.