Способ обработки поверхности труб из полиэтилена сульфированием Советский патент 1983 года по МПК C08J7/14 C08L23/06 

Изобретение относится к области пластических масс, в частности к способам обработки поверхности изделий из полиэтилена химической модификацией, и может быть использовано при изготовлении труб из полиэтилена, предназначенных для транспортировки органических жидкостей.

Известен способ обработки поверхности изделий из термопластов растворителем и водньм раствором сорной кислоты. ОбрабЪтку растворителем осуществляют при 60-100 С в течение 260 с с последуквдей обработкой 7085%-ным раствором серной кислоты при 80-120 С в течение 24-100 ч

Недостаток способа состоит в том, что обработанные изделия имеют сравнительно высокую проницаемость.

Наиболее близким-к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ обработки поверхности труб из полиэтилена сульфированием смесью серного ангидрида с инертным газом. Способ включает вакууми4)ование реактора, обработку полимера серным ангидридом в смеси с инертным газом, Iнейтрализацию акмиаком, отгонку продуктов реакции и непрореагировавшего

серного ангидрида с последуктдам его вымораживанием для повторного использования. Обработка полимеров провок дится серным ангидридом с концентрацией не менее 80% при давлении 5 100 торр, т.е. 5-100 мм рт.ст. 2.

Недостатком данного способа является сравнительно высокая проницаемл мость, обусловленная наличием стадии нейтрализации аммиаком, что усложня. ет процесс, хотя и позволяет нейтрализовать сульфогруппы. Подобная нейтрализация приводит к снижению интенсивности межмолекулярного взаимодействия в поверхностном слое полимера, и, следовательно, к увеличению проницаемости.

Цель изобретения заключается в снижении проницаемости полиэтиленовых труб по отношению к органическим растворителям.

Указанная цель достигается тем, что согласно- способу обработки поверхности труй из полиэтилена суль25 фированием в среде, содержащей серный ангидрид, обработку осуществляют раствором серного ангидрида в серной кислоте при концентрации серного ангидрида 10-40 вес.% в течение 130 60 мин при 10-70 С.

Пример 1 (контрольйый. Колцевой отрезок трубы из полиэтилена высокого давления м.10203-003 с бензином А-76 испытывгцот на сохранность жидкости.

Пример 2. Кольцевой отрезок трубы по примеру 1, обработанный олеумом с концентрацией 10 вео.% в течение 60 мии при изнутри и снаружи, с бензином А-76 испытывают на сохранность жидкости.

Пример 3. Кольцевой отрезок трубы по примеру 1, обработанный олеумом с концонтраци-ей 40 вес.% в течение 1 мин при изнутри и снаружи, с бензином А-76 испытывают на сохранность жидкости.

Пример 4. Кольцевой отрезок трубы по примеру 1, обработанный олеумом с концентрацией 20 вес.% в тсчение 10 мин 14ри изнутри и снаружи, с бензином А-76 испытывают на сохранность жидкости.

Пример 5. Кольцевой отрезок трубы по примеру 1, обрабоганный олеумом с концентрацией 20 вес.% в течение 30 мин при 20с изнутри и снаружи, с бензином А-76 испытывают на сохранность жидкости.

П р и м е р 6. Кольцевой отрезок трубы по примеру 1, обработанный олеумом с концентрацией 20 вес.% в течение 60 мин при изнутри и снаружи, испытывают на сохранность жидкости.

Пример 7. Кольцевой отрезок трубы по примеру 1, обработанный олеумом с концентрацией 20 вес.% в течение 30 мин при 20° С только снаружи, с бензином А-76 испытывают на сохранноЬть жидкости.

Пример 8. Кольцевой отрезок трубы по примеру 1, обработанныйолеумом с кЬнцентрсЩией 20 вес.% в течение 30 ыкн при только изнутри, с бензином А-76 испытывают на сохранность жидкости.

Пример 9. Кольцевой отрезок трубы из полиэтилена высокого давления м.10203-003 с 15 вес.% наполнителя (сажи) с бензином А-76 нспытыВс1ют на сохранность жидкости.

Пример 10. Кольцевой отрезок трубы по примеру 9, обработанный олеумом с концентрацией 20 вес.% в течение 30 мин при снаружи и изнутри, с бензином А-76 испытывают на,сохранность жидкости.

Пример 11. Кольцевой отрезок трубы по примеру 1 с четыреххлористым углеродом исшйгывают ма сохранность жидкости

Пример 12. Кольцевой отрезок трубы по примеру 1, обработанный олеумом с концентрацией 20 вес.% а течение 30 мин при снаружи и изнутри, с четыреххлористым углеродом испытывают на сохранность жидкости.

Примеры 13-18 для обработки полимерной трубы при минимальных и максимальных значениях режимов с указанием результатов испытаний приведены в таблице. Там же приведены результаты испытаний по всем остальным примерам.

Анализ таблицы показывает, что предлагае№1й способ позволяет в несколько раз снизить потери топлива (бензина А-76 в 12 раз) и органичес.ких растворителей (четыреххлористого углерода в 35 раз) при транспортировке) последних по трубам. Величина уменьшения потерь вещества, траспортируемого по трубе, пропорционал .но связана с содержанием серы в материале трубы и определяется только им, содержание же кислорода несущественно, о чем может свидетельствовать тот факт, что простое окисление трубы из полиэтилена ( введение кислорода не дает подобного эффекта.

Параметры обработки олеумом (концентрация, время, те1«|пература} трубы из полиэтилена указанных в таблице границ пра тически не приводят к уменьшению потерь жидкости при транспортированиц ее по трубе. С другой стороны параметры выше указанных величин ведут к деструкции поверхностного слоя йолимера, нарушению его монолитности и не позволяю существенно снизить Потери жидкости.

Использование изобретения даст возможность экономить noJWMSp за сче уменьшения толщины трубы, так как диффузию и и4парение вещества через стенки трубы лимитирует поверхностный слой, co epжaщий сульфогруппы (экономия пс имера может достигаться также введением наполнителя и последующей обработкой трубы, как видно из таблицы, обработка олеумом эффективна и ДЛ5 наполненных труб из полиэтилена); заменить дефицитные металлические трубы, по которым транспортируется топливо, попутные газы нефти на ряде химических и нефтехимических прс изводств, органические растворители, что позволит добиться значительного экономического эффекта как за бчет экономии метсшла, так и за сч4т сокращения . затрат при строительстве из-за более, легкого веса пол1 мврных труб, такие трубы могут найти применение на автозаправочных станциях, хранилищ 1Х горючесмазочных 1|1атериалов и ц)yгиx производствах .связанных с транспортировкой различных веществ по трубам; использовать предлагаеише трубы вместо стеклянных при транспортировке по ним светочувствительных жидкостей, так как предлагаемая труба после обработки олеумом за

счет частичной карбонизации становит-. ся черной и непрозрачной дпя вида«мого света.

21,1

85,7 14,3 О

Формула изобретения

Способ обработки поверхности труб из полиэтилена сульфированием в среде, содержащей серный ангидрид, о тлиЧающийся тем, что, с целью снижения проницаемости труб по отношению к органическим растворителям, обработку осуществляют раствором серного ангидрида в серной кислоте при концентрации серного ангид рида 10-40 вес.% течение 1-60 мин при 10-70 0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент Швейцарии 581161, кл. С 08 J 7/14, опублик. 1976 (прототип).