Полимерная композиция Советский патент 1992 года по МПК C08L23/06 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/08 C08K5/01 

Изобретение относится к получению полимерных композиций на основе полиэтилена и порошка вольфрама и может быть использовано в различных отраслях промышленности (например, в качестве защиты от излучений высокой энергии).

Использование вольфрама в качестве наполнителя полимеров обуславливается возможностью регулирования плотности материала. Вольфрам обладает высокой плотностью. Поэтому введение его в полимер позволяет получать композиционные материалы с высокой плотностью, используемые для изготовления изделий импульсно.й техники.

Наиболее близкой к предлагаемой является полимерная композиция на основе полиэтилена низкой плотности (ПЭНП). содержащая 20-80 мае. % вольфрама. С увеличением количества вводимого вольфрама значительно увеличивается динамический модуль упругости, твердость, теплостойкость, но падает прочность. Специфические свойства композиций на основе полимера и вольфрама проявляются только при высоком содержании металла, но при этом происходит резкое снижение прочности вследствие возрастания внутренних напряжений.

Целью изобретения является улучшение физико-механических свойств высоконаполненных композиций на основе полиэтилена и вольфрама.

Поставленная цель достигается тем, что в полимерную композицию, содержащую ПЭНП и порошок вольфрама, введен дополнительно полиизобутилен при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиэтилен низюй плотности1,8:4,0

Полиизобутилен0,6:2,0

Вольфрам95.0:97.0

Полимерную композицию получают смешением ПЭНП, порошка вольфрама и

N iJ О СО 00

ю

ПИБ 9 смесительной камере двухроторного смесигеля-пластикатора Брабендер. При 443 К в смесительную камеру при вращении ротора вводят 1/2 часть вольфрама, затем добавляют ПЭНП и ПИБ, через 1,5-2 мин вводят оставшуюся часть металла. Полный цикл смешения составляет 10-12 мин. Полученную композицию гранулируют и прессуют при 463 К и 10 МПа в течение 15-20 мин в пластины толщиной 1 мм. Для характеристики полимерной композиции определяют по стандартным методикам разрушающее напряжение при растяжении ( а, МПа) и ударную вязкость (Q, кДж/м ).

Примеры 1-6. В смесительной камере двухроторного смесителя-пластикатора смешивают, мас.%: ПЭНП 2,75-5.0; ПИБ 0- 2,25; вольфрам 95.

Свойства композиций приведены в таблице.

В примере 1 приведены свойства известной композиции ПЭНП:вольфрам 5:95. Примеры 3-5 относятся к композициям, содержащим указанные в формуле количественные интервалы компонентов композиции, Примеры 2 и 6 относятся к композициям, имеющим запредельные значения указанных в формуле интервалов составляющих композиций.

Как видно из таблицы, замена 1,0-2.0 мас.% полиэтилена в известной композиции ПИБ приводит к увеличению прочности и ударной вязкости металлополимерных композиций.

Примеры 7-12. В смесительной камере двухроторного смесителя-пластика- тора смешивают, мас.%:ПЭНП 2,2-4,0; ПИБ 0-1,8 и вольфрама 96,0. Примеры 9-11 относятся к композициям, содержащим указанные в формуле количественные интервалы компонентов композиции. Примеры 8 и 12 относятся к композициям, имеющим запредельные значения указанных в формуле интервалов составляющих композиции.

Как видно из таблицы, замена 0,8-1.6 мас.% полиэтилена в известной композиции, состоящей из 4,0 мас.% ПЭНП и 96.0 мас.% вольфрама, ПИБ приводит к увеличению прочности и ударной вязкости металлополимерных композиций.

Примеры 13-18. В смесительной камере двухроторного смесителя-пластика- тора смешивают, мас.%: ПЭНП 1.65-3,0: ПИБ 0-1,35 и вольфрам 97.0. В примере 13 приведены свойства известной композиции

ПЭНП:вольфрам 3:97 мас.%, которая в отличие от композиций, соответствующих примерам 15-17, после переработки вдвух- роторном смесителе-пластикаторе внешне

представляет собой несформованную рассыпчатую массу. Примеры 14 и 18 относятся к композициям, имеющим запредельные значения указанных в формуле интервалов составляющих композиции. Как видно из

таблицы, замена 0,6-1,2 мас.% полиэтилена в известной композиции, состоящей из 3 мас.% ПЭНП и 97 мас.% вольфрама, ПИБ приводит к увеличению прочности и ударной вязкости металлополимерных композиций. Для подтверждения положительного эффекта от введения ПИБ в композицию ПЭНП:вольфрам в таблице также приведены свойства ПЭНП (пример 19), композиции ПЭНП:ПИБ 80:20 мас.% (пример 20). композиции на основе ПИБ, содержащей 95 и 97 мас.% вольфрама (примеры 21 и 22). Все композиции переработаны в идентичных условиях.

Как видно из таблицы, введение ПИБ в

ПЭНП не приводит к его упрочнению. Композиции на основе ПИБ, содержащие вольфрам в указанных количествах, представляют собой рассыпчатые несформованные массы, свойства которых определить невозможно.

Таким образом замена ПЭНП на 20-40 мас.% ПИБ в композициях, содержащих 95- 97 мас.% вольфрама, позволяет значительно увеличить их прочность и ударную

вязкость. При уменьшении доли вводимого вольфрама в двухкомпонентную полимерную систему положительная роль ПИБ не проявляется (примеры 23 и 24). Получение композиции с большим содержанием вольфрама на данном оборудовании не представляется возможным.

Формула изобретения Полимерная композиция, содержащая полиэтилен низкой плотности и порошок

вольфрама, отличающаяся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств композиции, она дополнительно содержит полиизобутилен с мол.м. 70000- 99000 в количестве 20-40% от количества

полиэтилена низкой плотности при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиэтилен низкой плотности1,8-4,0

Полиизобутилен0,6-2,0

Вольфрам95,0-97.0

Сущность изобретения: композиция содержит, %: полиэтилен низкой плотности 1,8-4,0; полиизобутилен 0,6-2,0; вольфрам 95,0-97,0. Компоненты композиции смешивают в смесительной камере двухроторного смесителя-пластикатора. Характеристики композиции: прочность 5,95-8,65 МПа. ударная вязкость 16,8-35 кДж/м. 1 табл.