Способ модификации поли-3,3-бис/хлорметил/-оксациклобутана Советский патент 1980 года по МПК C08J7/08 B29D7/20 

Изобретение относится к области термической обработки изделий и покрытий из поли-3,3-бис-(хлорметил)-оксациклобутана (пентапласта), широ ко применяемого в различных отраслях промышленности для работы в агрессив ных средах при повышенных температурах и для антикоррозионной защиты оборудования. Известен способ термической обработки многих видов полимеров, направленно влияющих на их структуру и обеспечивающих стабильность свойств 1. Известно, что основным недостатком пентапласта является его жесткость. Относительное удлинение при разрьдве составляет всего 15-40%, Полученные обычными приемами (из растворов или путем напыления) пентаиластовые покрытия из-за большой жесткости и внутренних напряжений теряют адгезию и выходят из строя. Наиболее близким из числа описанных в литературе к предлагаемому по технической сущности и получаемому эффекту является способ модификации поли-3,3-бис-(хлорметил)-оксициклобу тана, заключающийся в том, что расплавлен 1ое покрытие из него резко охлаждают (подвергают закалке), затем прогревают до 100°С и выдерживают при в течение 1 ч 12 . Для литьевых и прессованных изделий рекомендаций по термической обработке пентапласта, обеспечивающих наибольшие деформационные характеристики полимера, практически нет. Существующий способ термообработки не позволяет получать стабильных свойств, пентапластовых . Цель изобретения ,- пбвьлиение деформационных свойств получаемых изделий. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе модификации поли-3,3-бис-(хлорметил)-оксациклобутана путем его изотермического отжига, отжиг ведут при 142-155 С. Этот температурный интервал соответствует началу перехода fb -формл молекулярной упаковки пентапласта вс5 форму. При отжиге закаленных образцов пентапласта и температурном интервале 70-142с с увеличением температуры происходит совершенствование Ь -формы молекулярной упаковки полимера. Это проявляется в увеличении интенсивности отражения рентгеновских лучей в диапазоне углов, характерных для (5-формы. При этом деформационные свойства полимера несколько снижаются.

Проведение отжига в температурном интерва.пе 142-155с приводит к уменьшению межмолекулярного взаимодействия вследствие возрастания количества сегментов, обладающих значительно подвижностью, в результате чего пентапласт приобретает повышенную деформационную способность. Подобное возрастание числа подвижных сегментов и увеличение степени их подвижности, фиксируемое при помощи ядерного магнитного резонанса, наблюдается и у полиэтилена. Однако деформационные свойства полиэтилена при этом не измерялись .

Отжиг пентапласта при температурах, превЕлшающих вышеуказанный диапазон, вплоть до температуры плавления, приводит к увеличению жесткости полимера, вследствие перехода его в более совершенную оС-форму .молекулярной упаковки.

Описанные изменения, происходящие при отжиге закаленного пентапласта, больше всего проявляются на покрытиях, листах и изделиях, небольшой толщины (до 1,5 мгл) , когда при закалке из расплава практически весь полимерный материал переходит в аморфное состояние, из которого прихолодной кристаллизации реализуется )6-форма молекулярной упаковки. В случае получения толстостенных образцов или изделий методом литья под давлением, как правило, создаются температурновременные условия для образования обеих форм молекулярной упаковки. Соотношение р)-и cL-форм при этом определяется скоростью охлаждения расплава при формировании изделий. Для таких пентапластовых изделий термическая обработка, проводимая с целью увеличения их деформационных характеристик, более эффективна у образцов с большим содержанием ft-формы молекулярной упаковки.

Пример 1. Проводят термическую обработку пентапластовых пленок, изготовленных путем спекания контролируемого слоя порошка (марка А, ТУ 6-05-1422-71) в термостате при в течение 30 мин с последующей закалкой в жидком азоте сразу после извлечения из термостата, Толишна получаемых пленок составляет 300600 мкм. Термическая обработка закаленных пленок заключается в их последующем отжиге в воздушной среде при заданных температурах. Точность поддержания и измерения температуры составляет ±0,1°С. Отожженные пленки охлаждают на воздухе до нормальной температуры. После охлаждения пленки подвергают рентгеноструктурному анализу. Параллельно проводят испытания образцов на деформируемост под действием сжимающих, растягивающих и растягивающе-изгибающих сил.

Рентгеноструктурный анализ, проводимый на установке ДРОН-2, позволяет установить продолжительность температурного воздействия, необходимого для достижения в полимерном, образце определенной формы молекулярной упаковки, соответствующей заданной температуре отжига. Длительность полного прогрева образца до достижения заданной температуры отжига составляет 15 мин на 1 мм толщины образца .

Деформируемость образцов под действием сжимающей силы определяют при помощи термического анализатора фирмы Ригаку (Япония) при следующих условиях :

Температура испытаний, С 20 Величина условия сжатия,гс 10 Диаметр цилиндрического индентора, мм1

Длительность воздействия .нагрузки на образец, мин 5 Испытания проводят на образцах диаметром 5 мм, вырезанных из термообработанных пленок пентапласта. Толщина образцов составляет 600 мкм.

Оценку деформационных свойств под действием растягивающей силы проводят по величине относительного удлинения при испытании пентапластовых образцов на разрыв. Для .этих испытаний используют образцы в виде двусторонных лопаточек с размером рабочей части 2 X 7 мм и толщиной 300350 мкм. Испытания проводят на разрывной машине ЦМ-10 при , скорость деформирования 20 мм/мин.

Стойкость к воздействию растягивающе-изгибающих нагрузок проводят испытаниями образцов на перегиб до разрушения при воздействии на них растягивающей нагрузки кгс и угле перегиба частотой 1,6 Гц. Образцы изгот.авливают из пленок 5 X 0,6 X 50 мм.

Результаты испытаний представлен в табл. 1.

Таблиц

Закалка в воде, отжиг при , 60 мин

Закалка в жидком

я азоте, отжиг в течение 15 мин при t,C:

120

36

120

40

4,7

45

5,5

30

широкому внедрению этого материала в прокшшшеннести.

Экономический эффект достигается за счет увеличения срока эксплуатации пентапластовьах покрытий и изделий и экономии металла.

Формула изобретения

Способ модификации поли-3,3-бис- (хлорметил)-оксациклобутана путем его закалки и последующего изотермического отжига, отличающийс я тем, что, с целью повышения деформационных свойств получаемых изделий, отжиг ведут при 142-155°С.

Источники Информации, принятые во внимание при экспертизе

1, с, 34-37 (прототип).