Полімерна композиція

Реферат: Полімерна композиція включає суміш відходів поліетилену та модифікуючу добавку. Як модифікуючу добавку містить гексаметилентетрамін. UA 88774 U (54) ПОЛІМЕРНА КОМПОЗИЦІЯ UA 88774 U UA 88774 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області утилізації полімерних відходів та отримання полімерних композицій на основі вторинного поліетилену (ВПЕ) і призначена для застосування в будівництві та комунальному господарстві. Відома полімерна композиція [1], яка має в своєму складі ВПЕ, перекис бензоїлу або третбутилу та модифікуючу добавку - блочний полімер ди(метакрилоїд-хлорметил)метилфосфонату (ПМФ), середня мол. маса 1000-15000. Така композиція має поліпшену світлостійкість, тепло- та водостійкість. Недоліком такої полімерної композиції є низькі показники фізико-механічних властивостей (руйнуюча напруга при розтягу та відносне видовження). Найбільш близькою до полімерної композиції, що заявляється, є композиція, що містить вторинний поліетилен та добавку тіосульфату натрію (ТН), за такого співвідношення компонентів, мас. %: вторинний поліетилен 97-99,8 тіосульфат натрію 0,2-3,0. Як поліетилен використовують вторинний поліетилен - суміш відходів поліетилену та перекису бензоїлу або дикумілу, що дифундували в поліетиленову плівку в процесі її експлуатації, як підкладки для попереднього формування виробів з композицій на основі поліетерних смол та скловолокнистого наповнювача [2]. Перевагою полімерної композиції, є можливість використання вторинної сировини. Недоліком - низькі показники руйнуючої напруги при розтягу та відносного видовження при розриві. Задачею корисної моделі є створення полімерної композиції, з поліпшеними фізикомеханічними властивостями, з використанням полімерних відходів для зменшення собівартості матеріалу. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція, що включає суміш відходів поліетилену та модифікуючу добавку, згідно із запропонованою корисною моделлю, як модифікуючу добавку містить гексаметилентетрамін, за такого співвідношення компонентів, мас. %: вторинний поліетилен 99,7-99,9 гексаметилентетрамін 0,1-0,3. Полімерна композиція містить вторинний поліетилен високого тиску з розміром гранул 4-5 мм, що отриманий при гранулюванні відходів поліетиленової плівки для теплиць (ТУ 63178-8481), та гексаметилентетрамін (ГМТА) - C6H12N4 (ГОСТ 1318-82). Суть корисної моделі пояснюється такими прикладами. Полімерну композицію отримують механічним змішуванням компонентів в лабораторному екструдері за такого співвідношення: вторинний поліетилен - 99,9 мас. %, гексаметилентетрамін - 0,1 мас. %. Екструдер має діаметр шнека 25 мм, відношення довжини шнека до його діаметра складає (L/D=15), має зону завантаження, з примусовим охолодженням і три зони з регульованим тепловим режимом. Температура в зонах нагріву складала: перша зона - 135 °C, друга зона - 155 °C, третя зона - 165 °C. Отримана полімерна композиція має вигляд твердої речовини чорного кольору. Потім з отриманого екструдату пресують зразки. Зразки для фізикомеханічних досліджень у вигляді двосторонніх лопаток (ГОСТ 10636-78) отримували шляхом гарячого формування подрібненого екструдату, при заданих технологічних умовах пресування (160 °C, тиск 10 МПа) з наступним охолодженням під тиском до 20 С. Після витримки зразків протягом 15 діб їх випробовують на розривній машині. За оцінювальні критерії фізико-механічних властивостей були прийняті: руйнівна напруга при розтягу (σр), відносне видовження (Δε) та показник текучості розтопу (ПТР) температура розтопу полімерних композицій - 190 °C. ПТР визначали на приладі для вимірювання індексу розтопу термопластів. Показники фізико-механічних властивостей - σр та Δε визначали на розривній машині FU 1000 за ГОСТ 11262-80. Розтягування лопаток проводили при швидкості переміщення рухомого затискача верхньої траверси 20 мм/хв, робоча зона складала 90 мм. Визначали граничне значення міцності σр видовження Δε та ПТР, а їх середні значення вираховували за п'ятьма зразками. Приклади 2-4 наведені в таблиці. Приклад 5 (прототип). У вертикальний апарат роторного типу завантажують протягом 4 хвилин забруднену зношену поліетиленову плівку, яка була використана як підкладки для попереднього формування виробів з композицій на основі склопластику і що містить неотверджену поліетерну смолу та скловолокнистий наповнювач в кількості 10 %. Одночасно додають воду. За час завантаження відходи подрібнюються та промиваються від забруднення, віджимаються та сушаться. Після сушіння матеріалу підвищують температуру до 95-100 °C і починають процес агломерації, який супроводжується плавленням матеріалу. На стадії початку агломерації вводять тіосульфат натрію в кількості 0,2 мас. % на 99,8 мас. % відходів 1 UA 88774 U поліетилену. Отриманий продукт екструдують при 130-150 °C безпосередньо в вироби або в гранульований матеріал. Склад композицій та фізико-механічні властивості модифікованого вторинного поліетилену наведені в таблиці. 5 Таблиця Номер прикладу 1 2 3 4 (контрольний) 5 (прототип) 10 15 20 Склад компонентів в суміші, мас. % Полімер Модифікуючі добавки ВПЕ TН ГМТА 99,9 0,1 99,8 0,2 99,7 0,3 99,5 0,5 99,8 0,2 Властивості отриманих композицій ПТР, г/10 хв 0,6 0,8 0,8 0,76 0,4 σр, МПа 12,1 13,4 12,9 12 12,2 Δε, % 399,1 414 434,2 91,4 140 З наведених в таблиці даних видно, що полімерна композиція, яка містить як модифікуючу добавку гексаметилентетрамін, має міцність при розриві, а особливо, відносне видовження (приклади 1-3), вищі, ніж показники властивостей у прототипі (приклад 5 - прототип). Міцність при розриві збільшується в 1,1 разу, відносне видовження при розриві - в 3,1 разу, ПТР в 2 рази, порівняно з прототипом, що значно полегшує переробку вторинного поліетилену. Модифікуюча добавка ГМТА в кількості 0,5 мас. ч погіршує відносне видовження композиції (приклад 4 контрольний). Джерела інформації: 5 1. Патент RU № 2007428, МПК C08L23/06, C08L43/02, С08K5/14. Полимерная композиция. / Лобачева Г.К., Лысенко М.В., Тужиков О.И., Бахтина Г.Д., Крюков Н.В., Улицкий В.А., Меркулов Е.И., Мельниченко А.С. Патентообладатель: Волгоградский политехнический институт. - Заяв.: 4949298/05, 25.06.1991. Опубл. 15.02.1994. 2. А.с. № 1131210 СССР. Кл. МКИЗ С08L 23/06. Полимерная композиция. / Левин B.C., Калитина А.П., Ломакин В.К., Неелов И.П. - Заявл. 08.12.83, № 3671633/23. Опубл. 30.10.93. Бюл. № 39-40. - прототип. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Полімерна композиція, що включає суміш відходів поліетилену та модифікуючу добавку, яка відрізняється тим, що як модифікуючу добавку містить гексаметилентетрамін, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: вторинний поліетилен 99,7-99,9 гексаметилентетрамін 0,1-0,3. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2