Полімерна композиція

Реферат: Полімерна композиція містить олігодієн, отверджувач поліізоціанат, агент розгалуження гліцерин, каталізатор дибутилдилауринат олова, наповнювач. Композиція містить як олігодієн гідроксилвмісний олігоізопрен ОРД, як наповнювач - природний мінерал, вибраний з ряду таурит, шунгіт, кареліт, та додатково 1,4-бутандіол. UA 85332 U (12) UA 85332 U UA 85332 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до поліуретанових композицій на основі рідких олігомерів, наповнених добавками органічної та неорганічної природи, які можуть бути використані для одержання поліуретанових матеріалів, наприклад, водостійких герметиків та наливних покриттів в будівництві і комунальному господарстві. Відомі полімерні композиції на основі дієнових олігомерів (рідких каучуків), наповнені мінеральними наповнювачами різної природи, наприклад, крейдою, які модифікують відповідним чином для надання їм здатності до взаємодії з матеріалом олігомерної матриці [1, 2]. Таким чином вдається підвищити експлуатаційні властивості одержаних матеріалів, зокрема міцністні та деформаційні показники. Найбільш близькою до полімерної композиції, що заявляється, є композиція на основі рідкого дивінілпіпериленового коолігомеру СКДП-Н [3] такого складу, мас. ч.: кополімер бутадієну з піпериленом молекулярної 100 маси 1200-3200 із вмістом гідроксильних груп 0,7-1,0 % поліізоціанат 20-38 гліцерин 3-7 каталізатор 0,05-3,00 уретаноутворення гумова крихта 50-200 кополімер бутадієну з піпериленом молекулярної 3-5 маси 500-1200 із вмістом гідроксильних груп 0,9-1,3 % Кополімери містять кінцеві гідроксильні групи і тверднуть під дією поліізоціанату з утворенням поліуретанового матеріалу. Для надання матеріалу здатності до твердіння в композицію додають агент розгалуження ланцюга (гліцерин) та каталізатор уретаноутворення. Технологічні властивості композиції регулюють добавкою низькомолекулярної фракції каучуку СКДП-Н. Для підвищення показників міцності та еластичності в композицію додають наповнювач - гумову крихту. Компоненти композиції змішують і стверджують композицію за температури навколишнього середовища протягом 1-5 діб з одержанням еластичного матеріалу. Ці поліуретанові матеріали мають недостатньо високі міцність та відносне подовження при розриві. Іншим недоліком є необхідність підбору гумового наповнювача з оптимальними властивостями. В основу корисної моделі поставлена задача створення полімерної композиції, у якої завдяки вибору типу мінерального наповнювача і його кількості забезпечуються високі міцністно-деформаційні властивості отвердженого матеріалу. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція, що містить олігодієн, поліізоціанат, агент розгалуження гліцерин, каталізатор дибутилдилауринат олова ДБДЛО і наповнювач, згідно із запропонованою корисною моделлю, містить як олігодієн гідроксилвмісний олігоізопрен ОРД, як наповнювач природний мінерал, вибраний з ряду таурит, шунгіт, кареліт та додатково подовжувач ланцюга 1,4-бутандіол при такому співвідношенні компонентів (мас. ч.): гідроксилвмісний 100 олігоізопрен ОРД 2,4-толуілендіізоціанат 13,6 гліцерин 0,2 каталізатор 0,002 дибутилдилауринат олова 1,4-бутандіол 1,5 природний мінеральний наповнювач: таурит 0,2-10 шунгіт 0,5-20 кареліт 0,5-10. Рідкий гідроксилвмісний олігоізопрен ОРД одержано полімеризацією ізопрену в розчині нбутилового спирту з ініціатором пероксидом водню. Молекулярна маса складає близько 2000, функціональність по гідроксильним групам - близько 3, в'язкість при 25 °C-5,8 Па с. Експериментально був підібраний склад композиції, який забезпечив підвищення фізикомеханічних властивостей полімерної композиції. Такі властивості дозволяють використовувати 1 UA 85332 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 полімерну композицію для одержання полімерних матеріалів, водостійких герметиків та покриттів в будівництві, в комунальному господарстві та в інших областях. Полімерну композицію одержували змішуванням гідроксилвмісного олігодієну ОРД з 1,4бутандіолом, гліцерином та каталізатором, після чого додавали природний мінеральний наповнювач. Суміш вакуумували при 20 мм рт.ст. протягом 20 хв., після чого додавали 2,4толуїлендіізоціанат, ретельно змішували та знову вакуумували. Рідку композицію виливали в фторопластову форму або на скляну пластинку і стверджували в ексикаторі протягом 3 діб. Матеріал витримували протягом 20 діб, готували зразки для фізико-механічних випробувань у вигляді двосторонніх лопаток по ГОСТ 16336-93 і випробували на розривній машині F 1000 при швидкості деформації 20 мм/хв.; робоча зона складала 90 мм. Як критерії для оцінки якості отвердненої композиції прийняті міцність при розриві р та відносне подовження при розриві р. Приклад 1. Готують суміш 100 мас. ч. каучуку ОРД (олігоізопрен радикальної полімеризації з ініціатором пероксидом водню), 1,5 мас. ч. 1,4-бутандіолу, 0,2 мас. ч. гліцерину, 0,867 мас. ч. розчину каталізатора та 0,2 мас. ч. тауриту. Ретельно перемішують до одержання однорідної маси, вакуумують і додають 13,6 мас. ч. 2,4-толуїлендіізоціанату. Після перемішування і вакуумування отверджують спочатку в ексикаторі, а потім на повітрі, і через 20 діб випробують на розрив. Результати випробувань приведені в табл. 1. Приклади 2-5. Готують суміші з компонентів композиції, як указано в прикладі 1, але композиція додатково містить 0,5-10 мас. ч. тауриту. Після ствердження випробують за прикладом 1. Приклад 6 (контрольний). Готують суміші з компонентів композиції, як указано в прикладі 1, але композиція додатково містить 0,15 мас. ч. тауриту. Після отверднення випробують за прикладом 1. Приклад 7 (контрольний). Готують суміші з компонентів композиції, як указано в прикладі 1, але композиція додатково містить 20 мас. ч. тауриту. Після отверднення випробують за прикладом 1. Приклади 8-13. Готують суміші з компонентів композиції, як указано в прикладі 1, але композиція містить 0,5-20 мас. ч. шунгіту. Після отвердження випробують за прикладом 1. Приклад 14 (контрольний). Готують суміші з компонентів композиції, як указано в прикладі 1, але композиція додатково містить 0,2 мас. ч. шунгіту. Після отверднення випробують за прикладом 1. Приклад 15 (контрольний). Готують суміші з компонентів композиції, як указано в прикладі 1, але композиція додатково містить 25 мас. ч. шунгіту. Після отверднення випробують за прикладом 1. Приклад 16-19. Готують суміші з компонентів композиції, як указано в прикладі 1, але композиція містить 0,5-10 мас. ч. кареліту. Після ствердження випробують за прикладом 1. Приклад 20 (контрольний). Готують суміші з компонентів композиції, як указано в прикладі 1, але композиція додатково містить 0,2 мас. ч. кареліту. Після отверднення випробують за прикладом 1. Приклад 21 (контрольний). Готують суміші з компонентів композиції, як указано в прикладі 1, але композиція додатково містить 20 мас. ч. кареліту. Після отверднення випробують за прикладом 1. Приклад 22 (найближчий аналог). Готують суміш 100 мас. ч. рідкого каучуку СКДП-Н (кополімер бутадієну з піпериленом) молекулярної маси 2100 з вмістом гідроксильних груп 0,81 %, 5 мас. ч. гліцерину, 0,1 мас. ч. каталізатора уретаноутворення дибутилдилауринату олова, 100 мас. ч. гумової крихти та 4 мас. ч. каучуку СКДП-Н молекулярної маси 1000 з вмістом гідроксильних груп 1,0 %. Ретельно перемішують до одержання однорідної маси, вакуумують і додають 30 мас. ч. поліізоціанату. Після перемішування і вакуумування стверджують в ексикаторі, а потім на повітрі, і через 20 діб випробують на розрив. Результати випробувань приведені в табл. 1. Склади композицій та фізико-механічні властивості зразків представлені в таблиці. 2 UA 85332 U Таблиця Номер прикладу Властивості композита Вміст наповнювача, мас. ч., на міцність при розриві відносне подовження 100 мас. ч. каучуку р, МПа при розриві р, % таурит 1 0,2 2 0,5 3 2 4 5 5 10 6 - контроль 0,15 7 - контроль 20 шунгіт 8 0,5 9 1 10 2 11 5 12 10 13 20 14 - контроль 0,2 15 - контроль 25 кареліт 16 0,5 17 2 18 5 19 10 20 - контроль 0,2 21 - контроль 20 22 – найближчий гумова крихта аналог 5 10 15 20 25 4,36 3,41 2,38 3,20 2,34 2,85 2,26 278 399 314 303 270 144 184 1,95 2,50 2,59 2,99 2,67 2,98 1,64 зразок пластичний 246 261 260 278 280 360 242 2,59 2,41 3,27 3,14 1,53 зразок пластичний 261 296 401 306 180 1,77 225 З таблиці видно, що при добавці тауриту 0,2 мас. ч. (приклад 1) міцність і відносне подовження зразка значно підвищується і перевищує дані для найближчого аналога. Подальше збільшення добавки тауриту (приклади 2-5) приводить до збільшення міцності при деякому зменшенню подовження, але в усіх випадках обидві характеристики перевищують відповідні характеристики найближчого аналога. Найбільше зростання міцності (в 1,5 рази проти найближчого аналога) має місце при наповненні тауритом 0,2 мас. ч., а подовження є максимальним при добавці 0,5 мас. ч. (в 2,8 рази проти найближчого аналога). При добавці тауриту 0,15 мас. ч. і 20 мас. ч. зразки поступаються найближчому аналогу по подовженню, хоч міцність ще перевищує відповідну величину найближчого аналога. Добавки шунгіту в кількості 0,5-20 мас. ч. (приклади 8-13) перевищують показники найближчого аналога, причому максимальне перевищення по міцності спостерігається при 5 мас. ч. шунгіту (приклад 11), а по подовженню - при 20 мас. ч. (приклад 13). При подальшій добавці композиція втрачає текучість, а при вмісту 0,2 мас. ч. (приклад 14) має показник міцності нижчий, ніж матеріал, одержаний згідно з найближчим аналогом (приклад 22). Добавки кареліту (приклади 16-19) ефективні у кількостях 0,5-10 мас. ч. (приклади 13-16), а максимальна ефективність у зростанні властивостей має місце при добавці 5 мас. ч. (приклад 15). При добавці кареліту 0,2 мас. ч. полімерна композиція має гірші показники, ніж одержана згідно найближчого аналога, а при 20 мас. ч. стає пластичною. З наведених в таблиці даних видно, що зразки, наповнені тауритом в кількості 0,2-10 мас. ч., мають вищі показники розривної міцності і відносного подовження при розриві, ніж найближчий аналог. Добавки шунгіту ефективні в кількостях 0,5-20 мас. ч., а кареліту - в кількостях 0,5-10 мас. ч. Таким чином, наведені дані показують, що полімерна композиція, наповнена природними мінеральними наповнювачами тауритом в кількості 0,2-10 мас. ч. від маси композиції, шунгітом в кількості 0,5-20 мас. ч., або карелітом в кількості 0,5-10 мас. ч., має вищі міцність при розриві і відносне подовження при розриві, ніж досягнуті в найближчому аналозі. Найкращі результати по 3 UA 85332 U міцності досягаються при вмісту 0,2, 5 і 5 мас. ч. тауриту, шунгіту та кареліту відповідно; по подовженню - при вмісту 0,5, 20 і 5 мас. ч. тауриту, шунгіту та кареліту відповідно. 5 10 Джерела інформації: 1. Композиционные материалы на основе полиуретанов / Под ред. Ф.А. Шутова. - М: Химия, 1982.-240 с. 2. Медведев В.П., Огрель A.M., Лукьяничев В.В., Зотов Ю.Л., Еремина Н.Б., Но Б.И. Полимерная композиция для покрытия беговых дорожек и спортивных площадок. А.с. СССР 1742297, кл. С09D 3/72, 1984. - Заявл. 23.015.90, № 4785697/05. Опубл. 23.06.92. Бюл. № 23. 3. Медведев В.П., Огрель A.M., Краснов Е.З. Композиция для покрытия. А.с. СССР 1229214, кл. С 09 D 3/72, 1984. - Заявл. 13.08.84, № 3782068/23-05. Опубл. 23.06.86. Бюл. № 17 найближчий аналог. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Полімерна композиція, що містить олігодієн, отверджувач поліізоціанат, агент розгалуження гліцерин, каталізатор дибутилдилауринат олова, наповнювач, яка відрізняється тим, що композиція містить як олігодієн гідроксилвмісний олігоізопрен ОРД, як наповнювач - природний мінерал, вибраний з ряду таурит, шунгіт, кареліт, та додатково 1,4-бутандіол, при такому співвідношенні компонентів (мас. ч.): гідроксилвмісний олігоізопрен 100 ОРД 2,4-толуілендіізоціанат 13,6 гліцерин 0,2 каталізатор дибутилдилауринат 0,002 олова 1,4-бутандіол 1,5 природний мінеральний наповнювач: таурит 0,2-10 шунгіт 0,5-20 кареліт 0,5-10. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 4