Полимерная композиция Советский патент 1980 года по МПК C08L23/06 C08K5/98 

f

Изобретение относится к композиции на основе полиолефина и добавок, сенсибилизирующих сшивание под воздействием ионизирующего излучения высокой энергии. Подобные композиции предназначаются для изготовления различного рода изделий, например пленок, волокон, упаковочной тары.

Известно, что физические и хими-ческие свойства полиолефинов, в частности полиэтилена, могут быть модифицированы путем обработки этих поли .меров в форме порошков или в Форме .изделий, например пленок, волокон, труб, излучением высокой энергии. В результате происходит сшивание полимерных цепей. Облученные полиолефины обладают значительно более .высоким пределом прочности при растя жении, ударопрочкости стойкостью к растрескиванию в агрессивных средах, погодостойкостью и температурой начала тепловой деформации по сравнению с необлученными полимерами, что значит,ельно расширяет область их применения .

Известно также, что сшиванию способствуют различные соединения, являющиеся источникс1ми свободных рсщикалов. Эти соединения позволяют снижать дозу облучения для достижения требуемой степени сшивания. Такими сенсибилизирующими добавками являются, например хлорбензол i . Мономеры, имеющие полифункциональный радикал, например сложные эфиры акриловой, метакриловой и циануровой кислот, непредельные кислоты - акриловая, метакриловая, непредельные производные бензола - дивинил, триаллйлбензол и 21.

Общими недостаткс1ми этих сенсибилизирующих добдвок являются:

нетехнологичность их введения добавки вводят погружением полиолефина в виде порошка или изделия, например пленки, в сенсибилизатор ил в его раствор, после чего избыток жидкости должен быть удален;

облучаемый материал должен в течение длительного времени сохранять необходимое и постоянное количество сенсибилиэирук1:чей добавки, что трудно осуществить авиду летучести вышеуказанных сенсибилизирующих веществ и требует применения специальны; : приемов и операций,

использование.указанных вьше веществ в качестве сенсибйлизируюсшх добавок повышает в несколько раз стоимость готового продукта из-за дефицитности и высокой стоимости большей части рекомендуемых сенсиби лизаторов. Известно также применение различ ных соединений свинца, в том числе стеарата свинца, в качестве сенсибилизирующей добавки при сшивании хлорированных полиолефинов Для этой цели полиолефиныхлорируют в сумпендированном состоянии в автоклаве, затем отмывают и сушат. Высушенные хлорированные полиолефины смешивают в смесителе Бенбери со стеаратом свинца, причем последний вводится в количестве 1-10% от веса хлорированного полиолефцна. До пускается введение и других добавок стабилизаторов, наполнителей и т.д. .Из композиции изготавливают листы, которые затем облучают на ускорителе электронов (|Ь- облучение) . Введение двухосновного стеарата сви ца совместно с двухосновньгм фталатом свинца в количестве соответственно 1 и 3 вес,ч. позволяет значительно снизить дозу облучения для достижения необходимой степени сшивания. Так, например, содержание ге фракции, характеризующей, степень сш вания (чем выше степень сшивания, тем выше содержание гель-Фракции) при облучении дозой 5 Мрад повышает ся с 45 до 77%. . Недостатком сенсибилизирующих добавок является то, что соединения свинца, в том числе стеарат свинца., обладает высокой токсичностью, что создает вредные условия рабогы и ог раничивает сферу применения изделий содержащих этот сенсибилизатор. Так изделия, полученные с применением в качестве сенсибилизирующей добавки соли свинца, нельзя применять в . контакте с пищевыми продуктами и медицинскими препаратами. Цель изобретения - приданиеизде лиям нетоксичности, а также улучшение условий труда. Для этого сшиваемая ионизирующим излучением композиция в качестве Зависимость соде

разных дозах облучения от содержания в полиэтилене стеарата натрия.

Таблица 1 полиолефина содержит полиэтилен, а в качестве сенсибилизирующей добавки - стеарат натрия, кальция или цинка при следующем соотношении компонентов, вес.%: Полиэтилен90-99 Стеарат натрия, кальция или цинка 1-10 Композиция может дополнительно содержать сополимер этилена с винИлацетатом,. Установлено, что введение даже 1 вес.% стеарата натрия в полиэтилен низкой плотности с индексом расплава 0,3 г/10 мин значительно повышает степень сшивания полиэтилена, что проявляется в увеличении содержания гель-фракции, при облучении до поглощенной дозы 2 Мрада гельфракция увеличивается с 38 до 58%. В примерах содерхсание гель-фракции, характеризующее степень сшив:ания пояиблефинов, определяют следующим образом. Навеску облученного материала около 0,2000 г, помещенную в капроновую ткань (капсулу) погружают в колбу е 250 мл ксилола и кипятят с обратным холодильником в течение 12 ч. Затем навеску и капроновой капсуле извлекают из колбы и сушат в вакуумной сушилке до постоянного веса. Количество оставшегося после экстракции остатка (гель-фракция) выражено в % к весу исходной навески . . .. , . . . При м е р 1. Навески из 100 вес. полиэтилена низкой плотности с индексом расплава 0,3 г/10 мин смешивают на вальцах .с различным количеством {0,5-20 вес.ч.) стеарата натрия при температуре в течение 10 мин. . .. Из полученных композиций прессуют пластины толщиной 1 и 2 мм. Пластины облучают на установке PX-S 30 до поглощенных доз 2,3,5,10 и 20 Мрад Степень сшивания облученного материала характеризуют по содержанию гель-фракции. . Результаты приведены в табл.,1. гель-фракции при

Как видно из табл. 1, введение 2 вес.ч. стеарата натрия на 100 вес.ч. полиолефина (образец № 4) позволяет достичь при облучении до Поглощенной дозы 2 Мрад примерно ту же степень сшивания полиэтилена, которая при облучении в отсутствии стеарата натрия достигается при дозе 5 Мрад.

Физико-метахические свойства полиэтилена.

Физико-механические свойства опытных образцов, изготовленных из композиции, содержащей 2 вес.ч. стеарата натрия, облученных до доз 5 и 10 Мрад, приведены в табл. 2 в сравнении с полиэтиленом без стеарата натрия, облученным до дозы 10 Мрад и необлученным.

Таблица 2

152

170

182

165

Испытание проведено в соответствии С

Примечание. ГОСТ 1633-70. При дят, как стеарата

Пример 3. Аналогичен примеру 1, вместо стеарата натрия вводят стеарат кальция в количестве 3,95 вес.ч. на 100 вес .ч. полиэтилена. Облучают его поглощенный дозой 2 МраЛ Содержание гель-фракции 56%.

Пример4. 90 вес.ч. полиэтилена низкой плотности смешивают с 10 вер.ч. сополимера этилена с 20 вес.% винилацетата (СЭВ) и 1 вес.ч. стеарата натрия. Из композиции прессуют пластины и облучают в атмосфере аргона до поглощенной дозы 2 Мрада, посл1е чего прогревают

680

109

516

102

550

113 612 112

при в течение 1 ч. Содеркание ;гель-фракции составляет 60,26%, в т;о время как для полиэтилена низкой плотности оно составляет 37,74%, & для композиций из 90 вес.ч. полиэтилена низкой плотности и 10 вес.ч. СЭВ 43,07%.

Пр и мер 5. В смесителе приготовляют КОМПОЗИЦ.ШО состава, вес.%: Полиэтилен 81,75

Церехлор7,0

Таймонокс7,0

Бисалкофен БП 0,5 Фосфит П-240,75

Ласт ДП-40,5 мер 2. Все операции прово- в количестве 4,06 вес.ч. на 100 вес.ч, S примере 1, только вместо 5 полиэтилена.Облучают до доз 2,3,5 и натрия вводят стеарат цинка 10 Мрад.Резул-1 таты приведены втабл. 3. Содержание гель-фракции в облученных образцах полиэтилена, содержащих стеарат цинка и без него. Т а б л и ц а 3

Гидроокись натрия 0,5 Стеарат натрия 2,0 Композицию облучают Ь -лучами до поглощенной дозы 5 и 10 Мрад, определяют гель-фракцию. Количество гель-фракции композиции, содержащей

Содержание гель-фракции в композициях на основе полиэтилена после радиационного облучения

стеарат натрия, дано в табл. 4 в сравнении с композицией того же состава, но без стеарата натрия. Количество гель-фракции, найденное в композиции (к), пересчитывалось насодержащийся в композиции полиэтилен (ПЭ)

Таблица 4