Антистатическая полимерная композиция Советский патент 1993 года по МПК C08L81/06 C08K3/16 

ел

С

Использование: для предотвращения накопления статического электричества при движении сыпучих тел и нефтепродуктов по полимерным трубопроводам и транспортерам, в полимерной изоляции движущихся частей. Сущность изобретения: блок-сополимер формулы (О (СН2)2 (ОСбН4С(СНз)2СбН4-0-СбН4 5(0)2- СеН4)ю ОСеН4С(СНз)2 СеН40(СН2)2 ОСО NH- -СбН4 СН2-СбН4МН-СО/т - /(0-(СН2)2}40 (OCH2CH)i3-OCONHCeH4CH2C6H4NHCO/n- / - СНз где т 20-25, п 10-20, в сочетании с двухйодистым иттербием 3-7% от массы блок-сополимера) обеспечивают улучшенные антистатические свойства.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для предотвращения накопления статического электричества при движении сыпучих тел и нефтепродуктов по полимерным трубопроводам и транспортерам, в полимерной изоляции движущихся частей.

Целью изобретения является улучшение антистатических свойств композиции и удешевление ее.

Поставленная цель достигается тем. что в антистатическом блок-сополимере на основе ПАСО в качестве водорастворимого полимера используется Лапрол (сополимер окиси этилена с окисью пропилена) марки 2502, и в блок-сополимер вводится небольшая (несколько массовых процентов) добавка иттербия двухйодистого(УЬ .Указанные блок-сополимеры имеют статистическое строение и состоят из жестких гидрофобных блоков полиариленсульфоноксидэ и эластичных водорастворимых блоков Лап рола марки 2502. Последний представляет собой сополимер окиси этилена (70 мас.%)и окиси пропилена (30 мае. %).

Синтез блрк-сопояимеров осуществляли взаимодействием смеси полиариленсуль- фоноксиддиола и Лапрола с диизоцианатом (4,1 - дифенилметандиизоцианат или толуи- лендиизоцианат) в присутствии оловоорга- нических катализаторов (октбат олова, дибутилдилауринатолова) в среде 1,2-дих- лорэтана. Реакцию проводили при 70°С в течение 4 ч, блок-сополимер выделяли из раствора путем полива реакционной смеси на стеклянную или металлическую подложку с последующим испарением растворителя и образованием пленки полимера. Строение блок-сополимеров доказано данными WK- и ЯМР-спектроскопии. Они растворимы в ряде органических растворителей (хлороформ, метиленхлорид.диоксан,

ON

тетрагидрофуран, хлорбензол, диметилфор- мамид, диметилсульфоксид) и могут перерабатываться из расплава при 150-250°С (в зависимости от содержания блоков Лапрола).

Л р и м е р 1. Синтез полиариленсульфо- ноксидлапрольного блок-сополимера, содержащего 60 мас.% блоков ПАСО и 20 мас.% блоков Лапрола.

В трехгорлую колбу объемом 1 л, снабженную механической мешалкой и системой подачи и отвода инертного газа, помещали 46 г (0,01 г-моль) полиариленсульфоноксид- диола с молекулярной массой (ММ), равной 4600, 11,5 г (0,0046 г-моль), Лапрола с ММ, равной 2500,3,65 г(0,0146 г-моль) 4,4 -дифе- нилметандиизоциэната, 0,31 г (0,5 мас.% от массы блок-сополимера) октоата олова и 600 мл безводною 1,2-дихлорэтана, Реакцию проводили при 70°С в течение 4 ч и выливали реакционную массу в стеклянную чашку. После испарения растворителя получали пластину полимера с m 25, п 10 (по данным гель-проникающей хроматогра- фии).

П р и м е р 2. Синтез ПАСО-Лапрольного блок-сополимера, содержащего 60 мас.% блоков ПАСО и 20 мас.% блоков Лзпрола.

То же, что и в примере 1. В колбу загружали 46 г (0,01 г-моль) полиариленсульфо- ноксиддиола с мм 4600,30,67 г (0,012 г-моль) Лапрола с мм 2500, 5,5 г (0,022 г-моль) 4,4 -дифенилметандиизоцианата. 0,41 г (0,5 мас.% от массы блок-сополимера) дибу- тилдилаурината олова и 800 мл безводного 1,2-дихлорэтана. Реакцию проводили при 70°С 4 ч. Полимер имел m 20 и п 20.

Блок-сополимер выделяют из раствора путем полива реакционной смеси на стеклянную или металлическую подложку с последующим испарением растворителя. Лапрол обладает такими же свойствами, что и ПЭО, отличается от него лишь химическим строением и реакционной способностью.

Затем в блок-сополимер вводят YbJ2 К суспензии металлического иттербия в тет- рагидрофуране (), предварительно абсолютированной перегонкой под LIAIH-iB атмосфере аргона, добавляют по каплям йодистый метилен при интенсивном перемешивании раствора. Реакция сопровождается бурным выделением этилена и постепенным окрашиванием раствора в жёлтый цвет. Затем раствор фильтруют для удаления нёпрореагировавшего иттербия и .смешивают с раствором блок-сополимера также 8 тетрагидрофуране. Полученный смешенный раствор выпаривают.

Антистатические характеристики образцов оценивают по их стойкости к приоб0

5

0

5

0

5

0

ретёнию заряда посредством воздействия униполярного коронного разряда при системе электродов: игла-плоскость. Длина игл составляет 1 см, диаметр острия - 0,4 мм, они располагаются на расстоянии 1 см от образца блок-сополимера. Время зарядки составляет 10 мин, а напряжение зарядки 8 кВ. Электретную разность потенциалов или компенсирующее напряжение UK определяют методом вибрирующего электрода. Поверхностную плотность заряда вычисляют по формуле

еМЛ h

где Е и h - диэлектрическая проницаемость и толщина образца; е0 - диэлектрическая проницаемость вакуума. Погрешность измерения О составляет 6%. За антистатические показатели принимают плотность заряда, измеренную сразу после окончания зарядки (70) и время полного спада заряда т.

Испытания на механическую долговечность Гн проводят при 223К на разрывной машине, позволяющей поддерживать одну и ту же величину механического напряжения на образце во время измерения. Измерения гн показали, что во всех случаях имеет место линейная зависимость между Ig TH и механическим напряжением а. Поэтому в качестве параметра, характеризующего кратковременную механическую прочность, используют величину механического напряжения Он, соответствующего Ig гн 0, т.е. долговечности 1 с.

Емкость и тангенс угла диэлектрических потерь (tg о) измеряют с помощью моста Р-589 на частоте 1 кГц. Относительную диэлектрическую проницаемость F. вычисляют по формуле Ch

е Ј0S

5

0

5

где S - площадь обкладок; h - толщина диэлектрика; С - его емкость.

Если у индивидуального ПАСО время спада заряда составляет около 17 сут, то у ПАСО - 20 мас.% Лапрол она уменьшается до 2,5 ч, что сопоставимо с временем спада заряда (1,5 ч) у ПАСО - 20 мас.% ПЭО, Добавка VbJa приводит к дальнейшему уменьшению времени спада заряда. У блок- сополимера ПАСО - 40 мас.% Лапрол появления статического электричества при наших условиях зарядки вообще не наблюдается, но его диэлектрические характеристики весьма плохи.

При введении в блок-сополимер добавок УЫ2 также наблюдается некоторое ухудшение диэлектрических характеристик.