1
Изобретение относится к облас1и полимерной химии и может быть использовано при производстве cnHTCTtPiecKHX полимеров, способных разрушаться под действием света.
Известно применение ка| бонильных соединений в качестве ускорителей УФ деструкции термопластичных ю;шмеров.
По данному изобретению предложено использовать в качестве фоторазрушающих компонентов катонные сополимеры, которые вводят в синтетический нолимер в количестве 0,01-5% по весу карбонильных групп.
К пригодным для датюй цели синтетическим полимерам относятся разнообразные известные полимерные продукты. Они мо1ут представлять собой агщитивные полимеры и сопо;шмеры одного или более винилиденовых мономеров, представленных обпаей формулой
Х У
дс X 1Ю1и)1)од, низши алкил и галоген,
У арил, ociaioK замещепнин арилкарбоноluiii KMCJioihi, алкилоьый фир карбоновой кислоты, пиано - и алиниклическая rpymia с ие более чем 8 атомами углерода, низ1Г1ая алкокси - и амидогругата и низишй алкенил.
Термин н)1зп1ий применяется здесь для обозначения таких химически.х qjymi, как алкил, алкоксил, ацилокси и алкенил, содержащих до 6 атомов углерода.
Примерами винилиденовы.ч мономеров являются этилен, пропилен, бутен - 1, пекген - 1, 2 -метилбутен - 1,4 - мепишентен - 1, изобутилен, стирол, хлорсгирол, метилстирол, бромстирол, а-метилстирол, акриловая кислота, мегакриловая кислота, метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, этилэтакрилат, вннилацетат, винилпропионат, вижигхлорид, винилфторид, хлористый ВИШ1ЛИДСН, акрилонит шл, виш1л6утират, метакрилонитрил, винилш1клогексен 3, винилметловый эфир, винилэтиловый эфир, акриламид, метакриламид, N - алкилзамещенные акриламиды и метакриламиды, бутадаеи, пентадиен, гексадиен и изопрен.
Так, например, оптимальным вариантом осуществления изобретения является применение таких композиций, как смеси по шсшрола (большая пропорция) и ксток-а|)оонилсодержапшх соиолня пропорция), смеси полимеров стирола (меныц пьшая пропорция) и кето метилметакрилата (бо карбонилсодержаших
сополимеров метилметатерция), смесей полиметилкрилата (меньшая пр
пропорция), и кетокарбометакрилата (больпиу
нилсодержаших сопо ммеров метилметакрилата
и смесей полиэтилена (боль(меньшая пропорция)
шая пропорция) и сополимеров кетокарбонипсодержащего этилена и i епредельното кетона (меньшая пропорция). Макромолекулярные кетонные сополимеры, деградирующие при воздействии
ультрафиолетовых луч
и не экстрагируются из полимерных смесей.
В качестве синтетических полимеров в композициях изобретения 1У:ожно применять также конденсационные полимеры или сополимеры, например полиамиды, полиэфиры, по;шуретаны, пояиэпоксиды, полиамидные эсжры, полиимильк полимочевины, полиаминокисл( ты и т.д.
Лучшие результат л достигаются при применении кетокарбонилсо1;ержашего полимера, полукрайней мере мономера, из
чаемого из одного ПС
которого образуется синтетический полимер.
Примером таких
композиции является смесь сополимеров гексамётилендиамина и адитшновои кислоты (найлон, меяьшая пропорция) с кетосодержащими сополимерами гексаметилендиамина и большая пропорция). адипиновои кислоты могут содержать 0,01-Ю, Кетосополимеры предпочтительно 0,02-2 вес.7ь кетокарбонильных групп. В случае аддит ивных кетосопояимеров кетобоковой цепи в положении. группы находятся в непосредственно смежным с основной по;шмернои цепью. В случае кондс нсацио}шых кетосополимеров, ходиться или в боковой цепи, кетогруппы могут нг или, что менее желательно, в как указано выше, Сетосополимер смешивают с скелете полимера. ером и получают полимерн ю синтетическим полил ашую не более 3 вес.% кетокомпозицию, содеря групп в расчете на не композиции. Композиции, деградирующие при воздействии ультрафиолетовых ),учей, можно получать также при смешении фото деградирующего кетосодержащего аддитивного полимера с кондесационным полимером и фотоде1-{1аллрующего кетосодержащего кондесационного полимера с аддитивным полимером. Примером явш;ется фотоде1радирующий при воздействии ультра()иолетовых лучей поливиниловый спирт. Его пол (Чают при смешении полимеров вини.да;.етата с кет ходержащими полимерами винилацетата с последующим гидролизом смеси. С другой стороны, гlдpoлизoвa fflыe полимеры винилацетата смещивгют с гидро;шзованными кетосодержащими полимерами винилацетата и получаю по.пимеры винилового спирта, УФ - деградирующие аддитивные кетосоиолимеры, применяемые для смешения с синтетуческими полимерами при получении компози1ши,2 ти смеси состоят из сопилнмерон oiiHoio яо KpaiiHcH мере ii:ii- n. о кгмиия г (Гнцсй формулой
СН О
1 «
R -С, - Г - а
тле R итпм нолорола или пичший а.
R алкил. а.чкари.ч. алкенил или арил. имеющий 1-Ч атомов углерода, и (luiniin вичилил:новою мономера с обшей формулой
р
сн,с
гдеП представляет собой вояороп, i апогеи или алкил;
Z футсциональная группа, как; арил, замещенный арил, карбоновая кислота, низший алкилкарбоксилат. низший алкил, низший алкенил, водород, галоген, нитрил, низшая ацилокси -, низшая алкоКси - или амидогруппа. Из указанного непредельного кетона получается твер.дьш сополимер, содержащий 0,01-10 вес.% кетокарбонильных групп. Таким образом, сополимеры имеют следующее структурное звено Примерами таких непредель ых кетонов являются метилвинилкетон, этилвинилкетон, пропилвинилкетон, изоприлвинилкетон, бутилвинилкетон. метилизопропенилкетон, этилизопропенилкетон, метилизобутенилкетон, фе шлвинилкетон, фенилизопропенилкетон и т.п. Химические реакции фотодеградации в настоящее время еше полностью неизвестны. Однако с практической и экономической точек зрения выгоды изобретения значительны. Вместо того, чтобы срштезировать совершенно новую композицию с целью получения УФ - фотодеградируемого пластика, необходимо только приготовить небольшое количество кетосополимера и применять его с большим количеством обыч}1ого синтетического полимера, дешевого и доступного в больших количествах. В композициях предлагаемого изобретения желательно применять 3 - 30, предпочтательно 10-25 вес.% кетосодержашего полимера совместно с 97-70, предпочтительно 90-75 вес.% синтетического полимера. Для приготовления композиций можно испо;п зовать любой известный способ смешения полимеров. В некоторых случаях полимерные смеси можно получать при двухстадийном процессе полимеризашш. Например, при полимеризашти стирола в массе эют мономер можно noJDi,Mepii:)OHaib не rlOjц Ol:тью, сопо;шмеризог а1ь с лоо;1И.лсиИ1М кетона
и проводить сополимеризанин) с оемальнмм мономером стирола. Лруюй пккоб получения смесей, который мож}1о примсня|Ь в некоторых системах полимеризации, состоит и растп(мчмгии кетск-олержащето полимера в мономере или мономерах, непользованш.1х в качестве основного по/шмера. и по;шмеризации этого мономера.
Полимерные смеси особенно пригодны для изготовления таких разнообразных изде;шГ|, как оберто1шые пленки, бутылки, чашки, подносы, контейнеры, портсигары, волокна, листы, ножевые изделия, плиты, посуда и т.п., а также для получения пенопластов и пористых изделий.
Г1еноп.)1астьг можно использовать для изготовления таких изделн, как подстилки под груз, листы, подносы, посуда, лотки для мяса, коробки для яиц, чашки и т.п.
Пример. Сополимер готовят из 95 вес.; стирола и 5 вес.% фе1шлвинига етона при нагревании смеси мономеров в желательной пропорции в растворителе. Полученный сополимер зкстрагируют. Смеси зтих полимеров смепшвают с полистирольной смодой в сухом состоянии (твердые гранулы) в смесителе Бембери и из композиции готовят прессованием пленки. Такие композиции содержат соответственно 10,30 и 50 вес./ сополимера стирола и фенилвинилкетопа, остальную часть составляет полистирол. Пленки облучают прямым солнечным светлом вне помещения. Одновременно готовят таким же способом и обдумают пленку того же полистирола без добавления сопо.гшмера.
Через 1 ч облучения все пленки из композиции, предусмотренной изобретением, становятся хрупкими. Пленка полистирола заметно не изменяется,
Пример. Сопо.шмеры стирола и метидизо пропенидкетона (МИПК) в разных количествах смешивают с меньшими количествами продажного пояистиро;и (Каринекс). Сухие полимеры смешивают в смесителе Бембери. Из полученных композиций прямым прессованием готовят пленки толщиной 0,014 см. Пленки подвергают испытанию на погодо стойкость.
Испытания ат иосферостойкости проводят, поместив образцы в специальный УФ - акцелерометр, который имитирует облучение удьтрафиолетовыми лучами прямого солнечного света. Через разные промежутки времени измеряют характеристическую вязкость полимерных пленок. Уменьшение этой вязкости указывает на уменьшение молекуяярного веса, т.е расщепление цепей и деградацию полимера. Характеристическая вязкость 0,5 указывает на хрупкость полимера.
Полученные результаты показаны в табд, 1.
П р и м е р 3. 95 вес. сополимера стирола и 5 Bec.vt мегилизопроценилкетона подушют при обычной суспензионной полимеризации. Эту маточную смйсь смешивают в разных пропорциях с продажным полистролом (Каринекс) и из смеси Г010ВЯ1 i}iany;iki. обрайоинные ..орсюбразую
щим вешествим, затем по.чучают пористые листы. CrKvofiHocTb пенопластов к фото деграда1ши определяли при экспозиции их во внешней среде в Торонто, Канаде, в июле в течение разных периодов времени. После де|-рада1ши по..тимерных смесей определяют их молекулярный вес при измерениях вязкости в растворах полимерной смеси в толуоле при 30° С. Полученные результаты показаны в табл. 2.
П р и м е р 4. Сопо;шмер полиспфола. и этиленметидизопропенилкетона,
Смесь готовят механически смешением 4 i продажного по.пиэтилена низкой плотности с I г сополимера этилена и метилизопропенилке iHa. Сопо яимер содержит 0,5 всс.% метилизопропенилкетона и получен при обычной полимеризации с высоким давлением. После смешения образец спрессовывают при 130 С в течение 2 мин. Сформоваттый лист дробят на гранулы, повторяя смешение и прессование три раза. Зате.м из смеси готовят прямым прессованием пленку толпщной 0,25 мм, а также образец основного полиэтилена в качестве контро..
Иве пленки об.г1учают в УФ - акцелерометре. Через 180ч облучения пленка из смеси становится хрупкой и ломается при изгибании на 180°, в то время как контрольная пленкане меняется. Такие же результаты получают при применении сополимера этилена и .метилвинилкетона вместо сополимера этилена и метилизопропенилкетона.
П р и м е р 5, Смесь полиэтилена высокой плотности готовят из 0,5 г того же сополимера этилена и метилизопропенилкетона и 4 г полиэтилена Марлакс 6050.
После облучения в течение 150 ч в УФ - акцелераторе пленка из смеси становится хрупкой и разрушается при изгибании на 180°; контро тьная пленка не изменяется.
П р и м е р 6. Сопотшмер готовят из 95 вес,% стирола и метидизопропенилкетона при суспензионной полимеризации 20 вес,ч, этого сополимера с 80 вес.ч. продажного ударопрочного полистирола. Из смеси путем прессования по.дучают лист толшиной 0,279 мм. Такой же .гшст подучают из стирола, не содержавшего кетонного полимера. Оба ;шста подвергали испытанию в атмосферных усдовиял в Англии в июле месяце. Через 40 дней тшст смеси становился хрупким а хрупкость листа, не содержавшего кетоного полимера, достигла такой же степени только через 120 дней.
Фоторазрушаюшиеся полимеры в соответствии с изобретением можно получить на основе тех полимеров, с которыми нельзя провести сополимеризацию с непредельным кетоном, К таким полимерам относятся кроме указанного выше полизтидена высокой плопюсти полипрс пилен, кристаллический полистирол, полибутен - 1, полипентен - 1,поди1ексен - 1, nojni (4 - мети.шентеи - Г) и подобные высшие олефины с нор.мальными или разветвленможно приютовигь только
ными цепями, которые агора Циглера, Такие катас применением катали;
лизагоры не иолимеричунп и не сошишмсритукч кегонные мономгрм.
1 а G л и ц а 1
