Полимерная композиция Советский патент 1993 года по МПК C08L23/30 

Изобретение относится к производству полимерных материалов и может быть использовано для получения изделия из гранулированного. агломерированного полиэтилена и его растворов из вторичного сырья.

Известна композиция, содержащая окисленный полиэтилен на основе вторичного полиэтилена, регенерированного из изношенных изделий путем их плавления. Так как в процессе эксплуатации изделий полиэтилен окисляется, регенерированный материал характеризуется числом омыления 15-200 и наличием в нем 10-15% гельфракции.

Изменение структуры полиэтилена в результате окисления материала при эксплуатации изделий из него, наличие нерастворимой (сшитой) части во вторичном полиэтилене значительно уменьшает его текучесть, прочность и удлинение расплава. Это приводит к снижению производительности перерабатывающего оборудования, ухудшает качество формуемых изделий, не позволяет использовать вторичный полиэтилен для производства тех изделий, где требуется высокая степень вытяжки расплава (пленки, выдувные изделия большой емкости и др.).

Цель изобретения - улучшение перерабатываемости полимерной композиции на основе окис .энного полиэтилена в изделия, повышение физико-механических свойств изделий из этой композиции.

Это достигается тем, что в композицию, содержащую окисленный полиэтилен, регенерированный из изношенных изделий, с числом омыления 15-20 и содержанием гель-фракции 10-15%, дополнительно вводят катализаторы гидролиза сложных эфиров основного и/или кислотного характера при соотношении ингредиентов в композиции, мас.%:

Окисленный полиэтилен90-99,9

Катализаторы гидролиза

сложных эфиров0,1-10

В качестве добавок могут использоваться следующие.

Основные катализаторы гидролиза

сложных эфиров, такие как

окислы металлов: ZnO, MgO, АЬОз, TiOa

гидраты окислов: Ва(ОН)2, NaOH, КОН,

Мд(ОН)2, Са(ОН)2.

Соли сильных оснований и слабых кислот, например силикаты: LizSiOs, Ма2510з, К2510з, NaKSiOa, LiKSiOa;

ортобораты: МаВОз, КзВОз. ИзВОз: пиробораты: Na2B207, К2В207, Li2B207: карбонаты: Ыа2СОз; И2СОз, К2СОз, СаСОз. МдСОз, ВаСОз, гпСОз:

бикарбонаты: ЫаНСОз, иНСОз, КНСОз, Са(НСОз)2, Мд(НСОз)2, Ва(НСОз)2 2п(НСОз)2.

Кислотные катализаторы, такие как кислоты: серная, соляная, ортофосфорная и др.;

соли сильных кислот и слабых оснований, например ZnCl2. А1С1з, FeCb;

кислые соли многоатомных кислот, например КН2Р04, NH4 Н2Р04, NaHS04.

Оптимальное содержание катализаторов гидролиза составляет 0,5-3 мас.% и зависит от степени окисления полиэтилена. При введении незначительных количеств (до 0,1%) добавки эффект повышения текучести расплава вторичного полиэтилена незначителен, в случае максимальной добавки (до 10%) наблюдается то же явление ввиду проявления эффекта наполнения материала.

Растворы предлагаемой полимерной композиции могут найти применение для получения продуктов химической модификации и других целей.

П р и м е р 1. Изношенную полиэтиленовую пленку, применявшуюся для укрытия культивационных сооружений, измельчают в роторном измельчителе пластмасс при одновременной подаче в дробилку воды (соотношение полиэтилена и воды 1:15). Затем измельченную пленку отмывают от загрязнений в непрерывно действующем шнековом аппарате. Отмывка производится проточной водой при комнатной температуре. Затем отходы отжимают на центрифуге до остаточной влажности 8-10% и сушат при 55-65°С в течение 3-4 ч до остаточной влажности 0,1-0,2%.

Подготовленные таким образом отходы полиэтилена, имеющие показатель текучести расплава 0,05 г/10 мин и содержащие 28% гель-фракции, смешивают с порошкообразной окисью цинка при комнатной температуре до равномерного распределения компонентов в перемешиваемом объеме материала.

Весовое соотношение полиэтилена и окиси цинка 99:1.

Смесь экструдируют при 150-160°С и получают гранулированный вторичный полиэтилен с текучестью 0,35 г/10 мин и содержанием гель-фракции 8%.

П р и м е р 2. Композицию по примеру 1 (соотношение полиэтилена и окиси цинка 99:1) вальцуют при 130-140°С в течение 10 мин и получают полиэтиленовый лист или пленку с текучестью 0,4 г/10 мин и содержанием гель-фракции 3%.

Приме р 3. Подготовленную по примеру 1 изношенную полиэтиленовую пленку смешивают при комнатной температуре с

2% двуокиси титана. Затем смесь экструдируют при 150-170°С и получают гранулированный вторичный полиэтилен с текучестью 0,25 г/10 мин и содержанием гель-фракции 12%.

П р и м е р 4. Подготовленную по примеру 1 изношенную полиэтиленовую пленку смешивают с 1% Na2Si03 и вальцуют при температуре 140-150°С в течение 15 мин. Получают полиэтиленовый лист или пленку с. текучестью 0,45 г/10 мин и содержанием гель-фракции 4%.

П р и м е р 5. Подготовленную по примеру 1 изношенную полиэтиленовую пленку с содержанием 12% гель-фракции и текучестью расплава 0,2 г/10 мин смешивают с 0,1 % Ti02 и затем экструдируют при 170°С. Полученная композиция обладает текучест ю расплава 0,4 г/10 мин и содержит 9% гель-фракции.

П р и м е р 6. Подготовленную по примеру 1 изношенную полиэтиленовую пленку с текучестью расплава 0,08 г/10 мин и содержанием гель-фракции 42% смешивают с 10% окиси цинка. Затем смесь экструдируют при 170-180°С. Получают материал с текучестью 0,25 г/10 мин и содержанием гель-фракции 16%,

П р и м е р 7. Подготовленную по примеру 1 изношенную полиэтиленовую пленку загружают в аппарат роторного типа, обеспечивающий высокие сдвиговые напряжения в полиэтилене. При скорости ротора 2000 об/мин нагревают материал до темдературы, близкой к температуре его плавления. После получения подплавленной массы при 90-95°С подают 1 и, раствор NaOH из расчета 10% раствора от веса полиэтилена и продолжают перемешивание до получения агломерированного продукта с размером частиц 1 -5 мм, текучестью 0,3г/10мин и содержанием гель-фракции 10%,

П р и м е р 8, Подготовленную по примеру 1 полиэтиленовую пленку загружают в м-ксилол в соотношении 1:100, затем добавляют 0,5 н, раствор КОН в изоамиловом спирте (соотношение полиэтилена и раствора 1:25) и кипятят при 135°С в течение 1 ч. Получают прозрачный раствор полиэтилена, который не содержит гель-фракции.

В табл.-1 приведены физико-механические свойства вторичного полиэтилена, полученного из изношенной полиэтиленовой пленки, применявшейся в сельском хозяйстве для укрытия культивационных сооружений.

Полученная композиция может быть использована для производства выдувных, пленочных и других изделий и успешно переработана методами термоформования, при этом увеличивается производительность перерабатывающего оборудования и повышается качество изделий,

Свойства изделий из предлагаемой композиции показаны в табл, 2,

(56) Сб, Опыт применения полимерных материалов в сельском хозяйстве под ред, Баркова А.С,, Артюшина A.M., изд-во Колос. М,, 1974, с. 148-149.

Таблица

т абл и цэ2

Формула изобретения

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая окисленный полиэтилен, регенерированный из изношенных изделий, с числом омыления 15 - 200 и содержанием гель-фракции 10-50%, отличающаяся тем, что, с целью улучщения перерабатываемйсти ее в изделия и повышения физико-механических свойств изделий, она 25 дополнительно содержит катализаторы гидролиза сложных эфиров основного и/или кислотного характера при следующем соотношении ингредиентов в композиции, мас.%:

30 Окисленный полиэтилен90-99,9

Катализаторы гидролиза сложных эфиров0,1 -10