close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 13554

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.08.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 08L 23/00
C 08K 13/00
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОЙ К ТЕРМООКИСЛЕНИЮ
ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ПЛЕНКИ ИЛИ МОНОЛИТА
(21) Номер заявки: a 20081357
(22) 2008.10.28
(43) 2010.06.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины" (BY)
(72) Авторы: Воробьева Елена Валерьевна; Лин Дмитрий Григорьевич
(BY)
BY 13554 C1 2010.08.30
BY (11) 13554
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Гомельский государственный
университет имени Франциска Скорины" (BY)
(56) BY 9428 C1, 2007.
ЛИН Д.Г. и др. // Пластические массы,
2002.- № 1.- С. 9-11.
ЛИН Д.Г. и др. // Журнал прикладной
химии.- 2004.- Т.77.- Вып. 9.- С. 15391542.
ЛИН Д.Г. и др. // Журнал прикладной
химии.- 2003.- Т.76.- Вып. 5.- С. 856-859.
ЕГОРЕНКОВ Н.И. и др. // Доклады
Академии наук БССР.- 1972.- Т. XVI,
№ 11.- С. 1012-1014.
ЛИН Д.Г. и др. // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук.- 2006.- № 2.С. 29-32.
(57)
Способ получения устойчивой к термоокислению полиэтиленовой пленки или монолита путем прессования смеси порошков полиэтилена и N-фенилнафтиламина-2 при температуре 150±2 °С и времени выдержки в прессе в течение 90-120 секунд, отличающийся
тем, что предварительно порошок N-фенилнафтиламина-2 смешивают с дисперсной медью и термообрабатывают на воздухе при температуре 145-155 °С в течение 7-17 часов, к
термообработанной смеси добавляют органический растворитель, отделяют медь фильтрованием, испаряют растворитель и смешивают полученный N-фенилнафтиламин-2 с
полиэтиленом при следующем соотношении компонентов, мас. %:
N-фенилнафтиламин-2
0,05-1,00
полиэтилен
остальное.
Изобретение относится к способам получения полиэтиленовых пленок и монолитов и
может найти применение в химической промышленности при получении пленок, пленочных покрытий и монолитов для конструкций или деталей специального назначения.
BY 13554 C1 2010.08.30
В настоящее время полиэтилен занимает одно из ведущих мест среди промышленных
полимерных материалов по степени использования в народном хозяйстве. Однако этот
полимер обладает низкой термоокислительной стабильностью - на воздухе при действии
повышенных температур он легко подвергается процессам окисления или "старения", что
приводит к ухудшению эксплуатационных качеств материала. Так как полиэтилен перерабатывают при повышенных температурах, то процессы старения начинают развиваться
еще на стадии переработки и формирования изделий (пленки, покрытия, монолита). По
этой причине в промышленности используют различные композиции полиэтилена с другими ингредиентами, замедляющими процесс его окисления.
Известен способ получения полиэтиленовых пленок путем прессования при температуре 150 °С и времени выдержки в прессе в течение 90-120 секунд смеси порошка полиэтилена низкого давления и порошка дисперсной меди. При этом компоненты берут в
соотношении, об. %: дисперсная медь 0-5, порошок полиэтилена до 100 [1].
Полученная этим способом полиэтиленовая пленка имеет крайне низкую термоокислительную стабильность. Это объясняется тем, что медь, присутствующая в полученной полиэтиленовой пленке, является катализатором окислительных превращений полимера [2].
Обычно для замедления процессов окисления полимерного материала используют антиокислительные добавки (антиоксиданты).
Наиболее близким к заявляемому является способ получения устойчивой к термоокислению полиэтиленовой пленки или монолита путем прессования смеси порошков полиэтилена и N-фенилнафтиламина-2 при температуре 150±2 °С и времени выдержки в
прессе в течение 90÷120 секунд [3].
При этом в смесь порошков добавляют дисперсную медь и порошки берут в соотношении, мас. %:
дисперсная медь
5-20
N-фенилнафтиламин-2
0,01-0,5
полиэтилен
до 100 (прототип).
Известно, что медь является универсальным катализатором реакций окислительных
превращений органических веществ [4], поэтому медь в составе этого покрытия катализирует окисление N-фенилнафтиламина-2 до нитроксильных радикалов (описание процессов ниже), что приводит к увеличению термоокислительной стойкости покрытия, но в то
же время катализирует окисление самого полиэтилена, что снижает термоокислительную
стойкость покрытия.
В результате термоокислительная стойкость полученного покрытия возросла в незначительной степени. Максимальная продолжительность индукционного периода окисления
(в дальнейшем будет обозначаться ИПО) полимерных образцов этой композиции (толщина полиэтиленового покрытия 100 мкм, температура испытательного термоокисления
150 °С) не превышает 30 часов.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в получении полиэтиленовой пленки или монолита, устойчивых к термоокислению.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении окислительного преобразования N-фенилнафтиламина-2 до нитроксильных радикалов под влиянием меди и в исключении окислительного воздействия этого металла на
полиэтилен.
Технический результат достигается тем, что в способе получения устойчивой к термоокислению полиэтиленовой пленки или монолита путем прессования смеси порошков полиэтилена и N-фенилнафтиламина-2 при температуре 150±2 °С и времени выдержки в
прессе в течение 90÷120 секунд, предварительно порошок N-фенилнафтиламина-2 смешивают с дисперсной медью и термообрабатывают на воздухе при температуре 145155 °С в течение 7-17 часов, к термообработанной смеси добавляют органический растворитель, отделяют медь фильтрованием, испаряют растворитель и смешивают полученный
2
BY 13554 C1 2010.08.30
N-фенилнафтиламин-2 с полиэтиленом при следующем соотношении компонентов,
мас. %:
N-фенилнафтиламин-2
0,05-1,0
полиэтилен
остальное.
Сущность заявляемого способа получения устойчивой к термоокислению полиэтиленовой пленки или монолита заключается в следующем.
В условиях контакта с медью N-фенилнафтиламин-2 химически преобразуется (окисляется) в нитроксильные радикалы, которые способны многократно обрывать цепи химических
окислительных
превращений
полимера.
Поэтому
преобразованный
термообработкой N-фенилнафтиламин-2 более эффективно подавляет окисление полимера по сравнению с исходным N-фенилнафтиламином-2. Последующее отделение термообработанного N-фенилнафтиламина-2 от меди и смешивание его с порошком
полиэтилена исключает ее каталитическое действие на процесс окисления последнего.
Таким образом, предлагаемый способ получения устойчивой к термоокислению полиэтиленовой пленки или покрытия позволяет использовать положительное влияние меди на
антиоксидант N-фенилнафтиламин-2 и исключает отрицательное влияние меди на полимер.
Термоокислительная устойчивость получаемой полиэтиленовой пленки существенно
зависит от температуры и продолжительности термообработки N-фенилнафтиламина-2 в
контакте с медью. Установлено, что при температуре 145-155 °С оптимальное время термовоздействия составляет 7-17 часов. За пределами рекомендуемых температурновременных границ получаемая добавка не обладает антиокислительными свойствами.
Очевидно, в случае более низкой температуры и меньшей продолжительности термовоздействия N-фенилнафтиламин-2 не успевает преобразоваться, а в случае более высокой
температуры и большей продолжительности термовоздействия снижение эффективности
происходит вследствие термодеструкции химической структуры молекулы антиоксиданта.
Рекомендуемое количество термообработанного N-фенилнафтиламина-2, вводимого в
полимер, как и для большинства антиокислительных добавок, - от 0,05 до 1,0 мас. % [5].
При добавлении больших количеств антиокислительной добавки продукты ее распада
становятся активными катализаторами окислительных превращений.
Заявляемый способ получения устойчивой к термоокислению полиэтиленовой пленки
или монолита осуществляют следующим образом.
Порошок N-фенилнафтиламина-2 смешивают с дисперсной медью и термообрабатывают на воздухе при температуре 145-155 °С в течение 7-17 часов. К термообработанной
смеси добавляют органический растворитель, отделяют медь фильтрованием, испаряют
растворитель и смешивают полученный N-фенилнафтиламин-2 с полиэтиленом при следующем соотношении компонентов, мас. %: термообработанный N-фенилнафтиламин-2 0,05-1,0, полиэтилен - остальное.
Механическую смесь порошков прессуют при температуре 150±2 °С и выдерживают в
прессе в течение 90-120 секунд. Готовое изделие - пленку или монолит - извлекают из пресса.
Пример 1
Готовили механическую смесь, состоящую из порошка N-фенилнафтиламина-2 и
1 мас. %, дисперсной меди. После тщательного перемешивания компонентов провели
термообработку смеси на воздухе в термошкафах при температуре 150 °С в течение
10 часов. Затем полученную массу растворили в органическом растворителе (ацетоне) и
отфильтровали. После испарения растворителя N-фенилнафтиламин-2 в количестве
0,1 мас. %, ввели в порошок полиэтилена и полученную механическую смесь прессовали
при температуре 150 °С и времени выдержки в течение 100 секунд, получили полиэтиленовую пленку толщиной 100 мкм. Термоиспытания полученного образца полимерной
пленки проводили при температуре 150 °С на инертной подложке из кристалла КВr. Результаты испытаний приведены в таблице.
3
BY 13554 C1 2010.08.30
Пример 2
Готовили механическую смесь по примеру 1, но не отделяли порошок меди. Полученную добавку в количестве 0,1 мас. %, ввели в порошок полиэтилена и изготовили пленки
полимера толщиной 100 мкм.
Термообработку пленки проводили при температуре 150 °С. Результаты приведены в
таблице.
Пример 3
Готовят механическую смесь по примеру 1, но не проводят ее термообработку, полученную смесь в количестве 0,1 мас. %, вводят в порошок полиэтилена. Проводят аналогичные испытания. Результаты приведены в таблице.
Пример
1
2
3
Результаты испытаний полиэтиленовых пленок
по их устойчивости к термоокислению
Время термообработки NПродолжительность
фенилнафтиламина-2 в конИПО полиэтиленовой
Отделение меди
такте с медью (порошок),
пленки, содержащей
час
0,1 % добавки, час
10
+
85
10
20
7,5
Источники информации:
1. Химические добавки к полимерам: Справочник / Под ред. И.П. Масловой. - М.: Химия, 1981. - 264 с.
2. Lin D.G., Vorobieva E.V. On Oxidation and Adhesion of Copper-Filled PE // Journal of
Applied Polymer Science. - 2001.- Vol. 80.- P. 2047-2052.
3. Егоренков Н.И., Лин Д.Г., Белый В.А. О причинах катализа и ингибирования при
окислении полиэтилена в присутствии меди // Доклады АН БССР. -1972. - 16. - № 11. С. 1012-1014.
4. Патент РБ 9428, МПК C 08 L 23/00, опубл. 2007.06.30 (прототип).
5. Старение и стабилизация полимеров / Под ред. М.Б. Неймана . - М.: Наука, 1964. 332 с.
6. Денисов Е.Т., Саркисов О.М., Лихтенштейн Г.И. Химическая кинетика. - М.: Химия, 2000. - 568 с.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
89 Кб
Теги
патент, 13554
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа