Полимерная композиция на основе полиэтилена Советский патент 1974 года по МПК C08F29/04 

1

Изобретение относится к термостабилизированным композициям на основе полиэтилеча и может найти применение для получения изделий, обладающих повышенной стойкостью к действию тепла и кислорода воздуха, а также способностью к нейтрализации статического электричества, возникающего при изготовлен НИИ и эксплуатации пластмассовых изделий.

Известна композиция, в которой наполнители - тальк, каолин, двуокись титана - повыщают стойкость к действию тепла и кислорода.

Однако стойкость эта недостаточна; кроме того, указанные наполнители обладают низкой электропроводностью, ограничивающей применение их в пластмассовых изделиях, используемых при транспортировке взрывчатых веществ и других сыпучих материалов в жарких климатических условиях.

Целью изобретения является повыщенне устойчивости композиции к действию тепла к кислорода воздуха, а также придание ей электропроводящих свойств.

Для этого в предлагаемой полимерной композиции применен неорганический наполнитель, частицы которого покрыты пленкой из термообработанногополиакрилонитрила

(ПАН), причем компоненты взяты в следующих соотнощениях (вес. ч.):

Полиэтилен90-70

Наполнитель9,72-29,17

Полиакрилонитрил0,28-2,58.

Модифицирование поверхности наполнителя раствором ПАН в диметилформамиде (ДМФА) осуществляется следующим образом.

Предварительно наполнитель (тальк, каолин, двуокись титана и др.) прокаливают на воздухе в течение 4 час при 450-500°С для удаления адсорбированных газов, влаги и увеличения реакционной способности наполнителя, развития микропористости его частиц. Прокаленный наполнитель обрабатывают 10%-ным раствором ПАН в ДМФА (весовые соотнощения наполнителя и раствора ПАН в ДМФА 1:1 -1:3). После удаления из полученной системы растворителя в интервале температур 120-180°С с последующей термообработкой в интервале 180-800°С частицы наполнителя покрываются тонкой пленкой термообработанного ПАН. Полученный таким образом наполнитель содержит 2-9% (от веса наполнителя) термообработанного ПАН.

Предлагаемая композиция может быть получена смешиванием на щаровой. мельнице полиэтилена (ПЭ) и наполнителя, предварительно термообработанного растворим ПАН в ДМФА. Из полученного пресс-поращка изготавливают пленку методом горячего прессования при 160°С и давлении 120 кг/см.

Пример 1. Полиэтилен низкого давления

(ПЭНД) с в&мсУДйфйцированным наполнителем (в таблицах - наполнитель I) (тальк, каолин, двуокись титана) подвергают термоокислительной деструкции при определенной температуре и исходном давлении, кислорода и определяют индукционный : период окисления (см. табл. 1).

Эффективность наполнителей при

Пример 2. Испытание проводят аналогично примеру 1, но для. повышения эффекта стабилизации-в ПЭНДвводят наполнитель, предварительно термообработанный раствором 5 ПАН в ДМФА.с последующей термообработкой в интервале 180 400°С (наполнитель II). Результаты представлены в табл. I.

Таблица 1 ингибированном окислении полиэтилена

Пример 3. Испытание, проводят аналогично .примеру 1, но - в ПЭНД не; вводят наполнитель (ом.г:табл.1)..

П-рнэд.ер4.;ПЭНД с наполнителем (тальк, коалин, двуокись титана) подвергают термиВлияние степени-наполнения и условий модифицирования наполнителя на термическую деструкцию композиций на основе полиэтилена

ческой деструкции при 380 и 390°С в вакууме. Термостабилизирующий эффект наполнителей определяют по потере веса в процентах от веса полимера в течение 2 час (см. табл. 2).

Таблица 2 .

Cf

.ж с; о а Н

Пример 5. Испытание проводят аналогично примеру 4, но для пЪвышенияэффекта термостабилизации в ПЭНД вводятнаполнитель, предварительно обработанный раствором ПАН в ДМФА, с последующей термообработкой в интервале 180-400 и 180-500°С ()1апол11итель П1).

Пример 6. Испытание проводят аналогично примеру 4, но в ПЭНД не вводят наполнитель (см. табл. 2).

Пример 7. Для установления области применения композиций на основе ПЭ на разрывной машине типа ZMGJT-250 при скорости 50 мм/мин определяют механические характеристики и на приборах Е9-4 и Е6/3 - удельное объемное сопротивление образцов, наполненных немодифицированным наполнителем (см. табл. 3).

Пример 8. Испытания проводят аналогично примеру 7, но для повышения антистатического эффекта, т. е. для придания композиции электропроводящих свойств, в ПЭНД вводят наполнитель, обработанный растворов ПАН в ДМФА с последующей термообработкой при 400, 500, 600 (наполнитель IV) и 800°С (наполнитель V) (см. табл. 3).

Как видно из табл. 1 наибольшей эффективностью против действия кислорода при повышенных температурах обладают образцы, наполненные модифицированным тальком, индукционный период окисления которых в 2-3 раза больше по сравнению с ненаполненным полиэтиленом.

Модифицированные наполнители не уступают в эффективности стабилизации таким стабилизаторам как диан -и тоалкофен БП, но уступают топанолу Са. Преимуществом наполнителей, поверхность которых покрыга тонким слоем термообработанного ПАН, по сравнению с промышленными органическими стабилизаторами является то, что они не улетучиваются в процессе переработки и эксплуатации изделий из композиций и придают им электропроводящие свойства.

Данные табл. 2 показывают, что паибольщий термостабилизирующий эффект наблюдается лри введении в полимер именно модифицированных наполнителей, причем этот эффект почти не зависит от температуры термообработки модифицированных наполнителей.

Из табл. 3 явствует, что с введением в полимер модифицированных и немоднфицированных наполнителей значение предела прочности на растяжение почти не изменяется, а значение относительного удлинения становится меньше, чем при использовании, например, промышленного стабилизатора сантонокс.

С введением в полимер модифицированных наполнителей с различной температурой термообработки можно получить наполненный полимерный материал, обладающий диэлектрическими и электропроводящими свойствами. Для улучшения электропроводящих свойств материала в ПЭ вводят модифицированный наполнитель, содержащий термообработанный ПАН в количестве 8,6% от веса наполнителя, при этом другие исследованные свойства композиций почти -не изменяются.

Предмет изобретения

Полимерная композиция, содержащая полиэтилен и неорганический наполнитель, отличающийся тем, что, с целью повышения ее устойчивости к действию тепла и кислорода воздуха, а также для придания электропроводящих свойств, применен неорганический наполнитель, частицы которого покрыты нленкой из термообработанного полиакрилонитрила, причем компоненты взяты в следующих соотнощениях (вес. ч.):

- Полиэтилен90-70

Наполнитель9,72-29,17

Полиакрилонитрил 0,28-2,58.