Способ поверхностной модификации кристаллических и аморфных термопластов и резин Советский патент 1993 года по МПК C08J7/14 C08F8/22 

Изобретение относится к технологии модификации полимерных материалов и изделий из них для получения материалов, например тары:

Цель изобретения - уменьшение проницаемости по низкомолекулярным веществам и повышение грибостойкости.

Примеры 1-5. Образцы пленочного материала из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) толщиной 100 мкм обрабатывают 15%-ным фтором в смеси с азотом при температуре 20°С, затем термообра- батывают, а потом опять фторируют. В данных примерах приведены две стадии фторирования и одна стадия термообработки поочередно, время фторирования два раза по 10 мин. Определяют при помощи элементного анализа содержание фтора в образцах, измеряют коэффициент

проницаемости по н-гептану газохроматог- рафическйм методом при 30 и при 70°С.

Пример 6. Образцы пленочного материала из ПЭНП обрабатывают по примеру 1, но в три стадии фторирования по 5, 10 и 5 мин и две стадии термообработки поочередно.

Пример. Образцы пленочного материала из ПЭНП обрабатывают по примеру 1, но в четыре стадии фторирования по 5 мин каждая и две стадии термообработки поочередно.

Примеры 8-9. Образцы пленочного материала из ПЭНП обрабатывают по примеру 1, но в пять стадий фторирования по 4 мин каждая и четыре стадии термообработки поочередно.

00

ON VI V| GO

Пример 10. Образцы пленочного материала из ПЭНП обрабатывают по примеру 9, но в смеси с гелием.

Примеры 11-14. Образцы пленочного материала из ПЭНП обрабатывают по примеру 1, но с выходом за пределы режимов термообработки, заявленных в изобретении (контрольные примеры).

Примеры 15-18. Обработку проводят по примеру 1, но в качестве образцов пле- ночных материалов используют полиэтилен высокой плотности (ПЭВП): полипропилен (ПП), сополимер этилена с винилацетатом (СПЛ Э-ВАэ, сополимер этилена с винилх- лоридом (СПЛ Э-8Х).

Примеры 19-20. Обработку проводят по примеру 1, но в качестве образцов пленочных материалов используют фторопласт (32Л и полиамид 12 (ПА-12),

Примеры 21-22. Обработку проводят по примеру 1, но в качестве образцов пленочных материалов используют стеклообразный полимер - полистирол (ПС).

Пример 23, Обработку проводят по примеру 22, но при температуре термообра- ботки 60°С и в четыре стадии фторирования по 5 мин каждая и три стадии термообработки.

Пример 24(контрольный). Обработку проводят по примеру 21, но при температу- ре термообработки 85°С, т.е. выше заявленных режимов. Происходит потеря формы изделия.

Примеры 25-30, Обработку проводят по примеру 1, но в качестве образцов пле- ночных материалов используют резину на основе натурального каучука, резину на основе полиизобутилена, резину на основе бу- тадиенметилстирольного каучука, резину на основе этиленпропиленового каучука. В графе 2 в таблице 1 в скобках в примерах 1-20 представлены температуры плавления полимеров, в примерах 21-24 - температуры стеклования.

Экспериментальные данные по приме- рам 1-30 приведены в табл.1.

Примеры 31-36. Образцы пленок ПЭНП обрабатывают по примеру 4 и оценивают изменение проницаемости по следующим низкомолекулярным веществам: н-гексан (неполярное вещество с асимметричной молекулой - химический аналог полимера), бензол (неполярное вещество

ароматической группы с симметричной молекулой малого размера, тетрахлорид углерода (неполярное галогенсодержащее вещество), бензина А-76 (техническая смесь алифатических, ароматических, гетероциклических углеводородов и тетраэтилсвин- ца), бутанол (полярное вещество - алифатический одноатомный спирт), метан - неполярное вещество, при комнатной температуре газ, углеводород.

Проницаемость образцов по указанным низкомолекулярным веществам представлена в табл.2; результаты испытаний - в табл.3.

Пример 37. Обработанные образцы полимерных материалов различного химического состава испытывают на биостойкость к грибам (Aspergillus flavus) no методикам ГОСТ 9.049-75 с учетом ГОСТ 9.048-75 и авт.св. СССР № 1331268. Номер примера в первой графе таблицы 3 соответствует номеру примера в табл.1.

Пример 38. Образцы пленочного материала из резины на основе натурального каучука толщиной 1 мм, необработанные, обработанные по известному способу и по изобретению оценивают на скорость миграции ингредиентов, содержащихся в резине (пластификатор, мягчитель, противостари- тель, антиозонант) - всего 45 мас.%, в соответствии с ГОСТ 14926-281 в течение 24 ч, при70°С.

В табл,4 представлены результаты испытаний.

Формул а изобретени я Способ поверхностной модификации кристаллических и аморфных термопластов и резин фторированием газообразным фтором в смеси с инертным газом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения проницаемости по низкомолекулярным веществам и повышения грибостойкости, операцию фторирования разделяют во времени на 2-5 стадий, между которыми осуществляют обработку кристаллических термопластов при температуре на 2б-35°С ниже температуры плавления аморфных термопластов при температуре, лежащей в интервале от температуры стеклования до температуры на 10°С ниже ее, и резин при температуре 40-100°С, при этом общее время обработки составляет 1-60 мин.

Таблица 2

Изобретение относится к способам модификации поверхности полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении полимерной тары. Изобретение позволяет снизить проницаемость материала по низкомолекулярным веществам и повысить его грибостойкость. Согласно изобретению обработку газообразным фтором е смеси с инертным газом проводят в 2-5 стадии, между которыми осуществляют термообработку: для кристаллических термопластов при температуре на 26-35°С ниже температуры плавления, для аморфных термопластов при температуре, лежащей в интервале от температуры стеклования до температуры на 10°С ниже ее, для резин - .при 40-100°С. Общее время обработки составляет 1-60 мин. 4 табл.

Образец резины

Таблица 3

Таблица 4

Изменение массы образца вследствие миграции ингредиента, %