Спосіб підвищення оптичної прозорості полімерних матеріалів

Спосіб підвищення оптичної прозорості полімерних матеріалів, що включає вплив фізичних полів, який відрізняється тим, що підвищення оптичної прозорості полімерних матеріалів досягається за допомогою нагрівання виготовленого за традиційною технологією полімерного матеріалу до температури плавлення зі швидкістю 2,5 3°С/хв і охолодження до кімнатної температури зі швидкістю 5 7°С/хв у присутності постійного магнітного поля напруженістю не менше 80КА/м релаксаційних переходів, що обумовлюють орієнтацію сегментів макромолекул, збільшення числа і розмірів упорядкованих областей, що володіють підвищеною регулярністю будови, що приводить до поліпшення ряду механічних властивостей Однак зазначений спосіб нетехнолопчний утім відношенні, що необхідні для зміни структури матеріалу електричні поля досить високі, що роблять метод електро-вибухонебезпечним Тривалість обробки значна - три години і більш Крім того, у результаті застосування цього способу не вдається досягти істотного підвищення оптичної прозорості в жорстко-зчіпних полімерах, що кристалізуються, у тому числі в сополімерах пропилена з етиленом, що є основним матеріалом у виробництві корпусів свинцево-кислотних акумуляторних батарей, де світлопроникність матеріалу корпуса є одним з важливих показників В основу винаходу, що пропонується, поставлена задача удосконалення способу підвищення оптичної прозорості полімерних матеріалів, що включає застосування фізичних полів, у якому за рахунок нагрівання матеріалу до температури вище температури плавлення й охолодження до кімнатної температури з детермінованою швидкістю в присутності накладеного магнітного поля досягається підвищення оптичної прозорості, скорочення процесу обробки, розширення класу різних матеріалів оброблюваних полімерів, підвищення технологічності виробництва Поставлена задача зважується тим, що в спо ю о> о> ю 57995 собі підвищення оптичної прозорості полімерних матеріалів, що включає вплив фізичних полів, ВІДПОВІДНО до винаходу, підвищення оптичної прозорості полімерних матеріалів досягається за допомогою нагрівання виготовленого за традиційною технологією полімерного матеріалу до температури плавлення зі швидкістю (2,5 3,0)°С/хв і охолодження до кімнатної температури зі швидкістю (5 7)°С/хв у присутності магнітного поля напруженістю не менш 80КА/м При температурах вище температури плавлення, як у твердозчіпних, так і в гнучкозчіпних полімерах, що кристалізуються, існують локалізовані області, у яких сегменти макромолекул упаковані паралельно один одному Такі області за структурою близькі до кристалічного упакування, однак, відрізняються від останньої відсутністю жорстокого порядку в поперечному і подовжньому напрямках і аналогічно кристалам характеризуються анізотропією діамагнітної сприйнятливості Тому при накладенні постійного магнітного поля зазначені області орієнтуються таким чином, що вуглеводневі ланцюги спрямовані по нормалі до вектора напруженості поля Причому, при підвищенні температури у визначених межах понад температури плавлення рухливість макромолекул зростає, що сприяє орієнтації сегментів (макромолекул і їхніх агрегатів) у постійному магнітному полі У той же час збільшення молекулярної рухливості в результаті подальшого росту температури приводить до руйнування структурно - упорядкованих областей у розплаві полімеру, так що існує інтервал оптимальних температур і швидкостей росту і зниження температури оброблюваного матеріалу і величина зазначених швидкостей взаємозалежна з напруженістю магнітного поля Зокрема, збільшення швидкості нагрівання приводить до необхідності підвищення оптимальної температури розплаву Збільшення напруженості магнітного поля понад деякого мінімального, при якому виявляється ефект, приводить до підвищення оптичної прозорості полімеру Сутність заявленого винаходу не випливає для фахівця явно з відомого рівня техніки, тому що є продуктом ретельних експериментальних досліджень і базується на фундаментальних властивостях неупорядкованих структур, що кристалізуються Сукупність ознак, що характеризують відомий спосіб, не забезпечують досягнення нових властивостей, і тільки наявність ВІДМІТНИХ ознак дозволяє одержати новий технічний результат Отже, пропонований винахід відповідає критерію «винахідницький рівень» Сукупність ВІДМІТНИХ ознак в заявленому способі термомагнітної обробки в порівнянні зі способом - прототипом дозволяє також скоротити тривалість обробки, розширити клас полімерів, властивості яких можуть бути модифіковані в бажаному напрямку, забезпечити експлуатаційну безпеку технологічної операції Приклад використання способу Зразки сополімера пропилена з етиленом ДСТ 16337-77, ДСТ 9808-84, з якого виготовляються корпуси стартерних акумуляторних батарей типу 6СТ - 45, 6СТ 55, 6СТ - 60 (фрагменти стандартного корпуса) зі швидкістю 2,7°С/хв нагрівали до температури 172°С/хв (температура плавлення 161 -162°С) в присутності постійного магнітного поля електромагніта напруженістю ЮОКА/м, потім прохолоджували зі швидкістю 6°С/хв до кімнатної температури Оптичні характеристики оцінювали по ЗМІНІ СВІТЛОпропускання зразків методом оптичної мікроскопи в поляризованім СВІТЛІ Реєстрували відносне світлопропускання І=І/ІО, де і і іо - інтенсивності світлового потоку, пропорційні струмам у вимірювальному фотоелектричному перетворювачі після і до термомагнітної обробки Оптична прозорість збільшувалась в 1,55-1,7 рази при збільшенні напруженості магнітного поля від 80 до 220КА/М Подальше збільшення напруженості магнітного поля не приводило до збільшення величини світлопропускання 3 рентгеноструктурного аналізу випливало, що термомагнітна обробка приводить до підвищення ступеня кристалографічної орієнтації, що і сприяє збільшенню оптичної прозорості Підвищення температури понад 184°С приводить до зниження світлопропускання, тому що структурна упорядкованість розплаву руйнується інтенсивним тепловим рухом макромолекул Це свідчить, що термомагнітна обробка - контрольоване нагрівання до оптимальної температури (рівної чи злегка перевищуючу температуру плавлення) і контрольоване охолодження до кімнатної температури в присутності магнітного поля - породжує орієнтаЦІЙНІ зв'язки і перехід полімеру в квазірідиннокристалічний стан і характеризується рівнобіжним розташуванням структурних елементів Подібні результати були отримані при дослідженні інших полімерних матеріалів - поліетилена, поліаміду, і полівінілхлориду, що свідчить про універсальність способу модифікації, що заявляється, властивостей полімерів за рахунок теплових і магнітних полів Підвищення оптичної прозорості сополімера пропилена з етиленом важливо в тім відношенні, що досліджений матеріал є основним у виробництві корпусів свинцево-кислотних акумуляторних батарей Володіючи ВИСОКИМИ МІЦКОСНИМИ характеристиками, сополімер пропилена з етиленом, що виготовляється за традиційною технологією і який є основним матеріалом у виготовленні стартерних акумуляторних батарей в Україні і Роси, не дозволяє візуально спостерігати рівень електроліту, стан електродів (міру сульфатацм, опадання), наявність (відсутність) шламу в електроліті, що є істотним недоліком конструкції таких батарей Так, у 2002 році концерн Daimler Chrysler AG відкликав з експлуатації партію з 65тис автомобілів моделі Mercedes C-class, у яких стартерні акумулятори вибухають через знижений рівень електроліту і це зниження не вдається помітити у світлонепроникних корпусах використовуваних акумуляторів Оброблений у ВІДПОВІДНОСТІ з винаходом, що заявляється, сополімер пропилена з етиленом близький по ступені світлопроникності до стирол - акрилонитрилу (SAN), з якого виготовляються корпуси НОВІТНІХ акумуляторних батарей типу OPZS (Болгарія, Німеччина), але вигідно відрізняється удароМІЦНІСТЮ і ціною Крім того, термомагнітна обробка приводить до підвищення СТІЙКОСТІ матеріалу до фото-1 термоокислювальних процесів Таким чином, пропонований спосіб підвищен 5 57995 6 ня оптичної прозорості полімерних матеріалів є тих, котрі є будівельним матеріалом при виготовдосить ефективним, має задовільну технологійленні «прозорих стель» офісів, торгових центрів і ність, є універсальним у проблемі модифікації ш властивостей полімерних матеріалів, утому числі і Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 08 2003 Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна