RU2487147C1 - Способ получения полимерной нанокомпозиции на основе поливинилхлорида - Google Patents
Способ получения полимерной нанокомпозиции на основе поливинилхлорида Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487147C1 RU2487147C1 RU2011144053/05A RU2011144053A RU2487147C1 RU 2487147 C1 RU2487147 C1 RU 2487147C1 RU 2011144053/05 A RU2011144053/05 A RU 2011144053/05A RU 2011144053 A RU2011144053 A RU 2011144053A RU 2487147 C1 RU2487147 C1 RU 2487147C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyvinyl chloride
- pvc
- amount
- nano
- composition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства конструкционных, в том числе строительных, материалов. Способ получения полимерной нанокомпозиции на основе поливинилхлорида включает смешение порошкообразного поливинилхлорида, модификатора ударной прочности, комплексного стабилизатора и нанодобавки, выбранной из углеродных нанотрубок, оксида меди и оксида алюминия, в количестве 0,002-0,08 мас.ч. При этом поливинилхлорид предварительно смешивают с нанодобавкой в соотношении 100:0,1-5 мас.ч. и вводят полученный концентрат в основную композицию в количестве 2-5 мас.ч. Изобретение обеспечивает улучшение технологических и эксплуатационных характеристик композиции, а также равномерное распределение малого количества нанодобавки. 1 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к области производства конструкционных, в том числе строительных, материалов, а именно к технологии производства поливинилхлоридных композиций с нанодобавками.
Известны способы получения полимерных композиций с нанодобавками на основе термопластичного связующего (полипропилена, полиэтилена низкой и высокой плотностей, поливинилхлорида (ПВХ) и полистирола), заключающиеся во введении нанодобавки в мономеры с дальнейшим смешением в основной полимер [Preparation and mechanical properties of solid-phase grafting nanocomposites of PVC/graft copolymers/MMT / Z.Dunbai, C.Changgen, J. Demin // Journal of Wuhan University of Technology. 2006, №4, Vol.21, P.26-30]. Перемешиваются нанодобавка и ПВХ до однородного состояния, после чего в смесь вводят предварительно смешанные между собой мономеры бутилакрилата, метилметакрилата, малеинового ангидрида, бензопероксида и перемешивают. Смешанную композицию запечатывают, нагревают при 80°C в течение 4-6 ч.
К основным недостаткам данного способа следует отнести сложность и необходимость значительного переоснащения, переоборудования имеющегося производства под данный вид производства вследствие появляющихся новых технологических операций и отсутствия «гибкого» производства продукции.
Известен способ приготовления полимерных композиций с нанодобавками, заключающийся во введении нанодобавки непосредственно при приготовлении композиции или смешением в расплаве. Авторы рассматривают совмещение [Material properties of nanoclay PVC composites / W.Awad, G.Beyer, D. Benderly // Polymer. 2009. Vol.50, P.1857-1867] нанодобавки с диизодецилфталатом в смесителе в течение 5 минут при 4000 об/мин с добавлением полярного активатора и последующим смешением с ПВХ.
К недостаткам композиций, полученных таким образом, следует отнести относительно высокое содержание вводимой нанодобавки и низкие значения физико-механических характеристик получаемых.
Известен способ, включающий смешение порошкообразного ПВХ с нанодобавкой и остальными компонентами в закрытой мешалке [PVC-MWNT (Multiwall carbon nanotube) nanocomposites / K.Leskovics, I.Velki, K.Marossy. // Material Sciences and Engineering. 2009. Vol.34/2, P.61-67]. Способ приготовления заключается в следующем: взвешенные компоненты перемешиваются при комнатной температуре в закрытом смесителе.
К основным недостаткам данного способа можно отнести сложность равномерного распределения небольшого количества наноразмерной добавки (минимальный процент содержания нанодобавки 5%), как следствие, увеличение водопоглощения и уменьшение прочности, текучести и термостабильности.
Проведенный анализ техники и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
Задачей является получение ПВХ-нанокомпозиций с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками, такими как показатель прочности, текучесть расплава и термостабильность, обеспечивая равномерное распределение малого количества нанодобавки.
Результат достигается тем, что в способе получения полимерной нанокомпозиции на основе ПВХ, заключающемся в смешении порошкообразного ПВХ, модификатора ударной прочности, комплексного стабилизатора, нанодобавки, согласно изобретению ПВХ предварительно смешивают с нанодобавкой, выбранной из углеродных нанотрубок, оксида меди и оксида алюминия, при соотношении 100:0,1-5 м.ч., далее полученный концентрат вводят в основную композицию в количестве 2-5 м.ч., при этом количество нанодобавки в композиции равно 0,002-0,08 м.ч.
Результат также достигается тем, что для приготовления премикса смешивают 100 м.ч. порошкообразного ПВХ с 0,05-5 м.ч. нанодобавки.
Для получения полимерной нанокомпозиции на основе ПВХ использовались компоненты, удовлетворяющие следующим требованиям:
Поливинилхлорид суспензионный марки С7058М (ГОСТ 14332-78)
Комплексный стабилизатор, например Interstab (сертификат №99-00244)
Модификатор ударной прочности, например FM-22
В качестве нанодобавки можно использовать: различные аллотропные формы углерода (углеродные одно- и многослойные нанотрубки, фуллерены), слоистые силикаты, аэросил, двуокись титана, наноразмерныс порошки металлов, полимерные добавки.
Полимерную нанокомпозицию на основе ПВХ готовили следующим образом. Предварительно готовили премикс по следующей методике.
Порошкообразный ПВХ в количестве 100 м.ч. смешивали с 0.05-5 м.ч. нанодобавки, далее подвергали тщательному высокоэнергетическому, механохимическому воздействию смешением в планетарной шаровой мельнице или шаровой мельнице при 100-700 об/мин течение 3-40 минут. Данный вид совмещения под действием ударных и сдвиговых нагрузок способствует равномерному диспергированию наноразмерной добавки.
Готовый премикс смешивали с чистым ПВХ-порошком до получения в композиции заданной концентрации нанодобавки. После добавляли остальные компоненты: комплексный стабилизатор Interstab в количестве 3-7 м.ч. и модификатор ударной прочности FM-22 количестве 5-8 м.ч.
Для исследований свойств полимерных нанокомпозиций на основе ПВХ были изготовлены образцы в виде пленок. Пленочные образцы готовились методом термопластикации на лабораторных вальцах с фрикцией 1:1.25 при температуре валков 90-100°C в течение 5-6 мин. Вальцевание проводилось при толщине зазора между валками 8-13 мкм.
Пример 1. Согласно изобретению готовили премикс, состоящий из 100 м.ч. ПВХ и 0,1 м.ч. многослойных углеродных нанотрубок (УНТ) фирмы «Arkema» (Франция).
Композицию, с заданным содержанием, например 0,002 м.ч. УНТ, готовили при следующем соотношении компонентов, м.ч.:
ПВХ | 98 |
Модификатор ударной прочности FM-22 | 5 |
Комплексный стабилизатор Interstab | 4 |
Премикс | 2.002 |
Пример 2. Согласно изобретению готовили премикс, состоящий из 100 м.ч. ПВХ и 5 м.ч. наноразмерного порошка оксида алюминия (производства Томского политехнического университета).
Композицию, содержащую, например 0,08 м.ч. оксида алюминия, готовили при следующем соотношении компонентов, м.ч.:
ПВХ | 98.4 |
Модификатор ударной прочности FM-22 | 5 |
Комплексный стабилизатор Interstab | 4 |
Премикс | 1.68 |
Пример 3. Согласно изобретению готовили премикс, состоящий из 100 м.ч. ПВХ и 1 м.ч. наноразмерного порошка оксида меди (производства Томского политехнического университета).
Композицию, содержащую, например 0,05 м.ч. оксида меди, готовили при следующем соотношении компонентов, м.ч.:
ПВХ | 95 |
Модификатор ударной прочности FM-22 | 5 |
Комплексный стабилизатор Interstab | 4 |
Премикс | 5.05 |
Свойства композиций представлены в таблице.
Сравнительные характеристики ПВХ-композиций, исходной и модифицированной нанодобавками по примерам 1-3 | |||
Нанодобавка (на 100 мас.ч. ПВХ) | Показатель | ||
Прочность на растяжение, МПа | Показатель текучести расплава (ПТР), г/10 мин | Термостабильность, мин | |
Без нанодобавки (контрольный) | 36 | 0,15 | 41 |
Модифицированная многослойными УНТ: 0,002 м.ч. (0.0018%) | 46 | 0,26 | 66 |
Модифицированная наноразмерным порошком оксида алюминия: 0,008 м.ч. (0.0073%) | 40 | 0,19 | 61 |
Модифицированная наноразмерным порошком оксида меди: 0,005 м.ч. (0.0046%) | 41 | 0,23 | 63 |
Прототип - сухое смешение с: 3% Nanosyl 7000 | 32 | 0,16 | 55 |
Из примера применения в качестве модификаторов УНТ, наноразмерные порошки оксида меди и оксида алюминия видно, что при введении нанодобавок в соответствии с изобретением улучшаются термостабильность, показатель текучести расплава (ПТР) и прочностные показатели вследствие более равномерного распределения сверхмалого количества нанодобавки, в результате уменьшается конечная стоимость производимых по данной методике изделий.
Claims (1)
- Способ получения полимерной нанокомпозиции на основе поливинилхлорида, заключающийся в смешении порошкообразного поливинилхлорида, модификатора ударной прочности, комплексного стабилизатора, нанодобавки, отличающийся тем, что поливинилхлорид предварительно смешивают с нанодобавкой, выбранной из углеродных нанотрубок, оксида меди и оксида алюминия, при соотношении 100:0,1-5 мас.ч., далее полученный концентрат вводят в основную композицию в количестве 2-5 мас.ч., при этом количество нанодобавки в композиции равно 0,002-0,08 мас.ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011144053/05A RU2487147C1 (ru) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Способ получения полимерной нанокомпозиции на основе поливинилхлорида |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011144053/05A RU2487147C1 (ru) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Способ получения полимерной нанокомпозиции на основе поливинилхлорида |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011144053A RU2011144053A (ru) | 2013-05-10 |
RU2487147C1 true RU2487147C1 (ru) | 2013-07-10 |
Family
ID=48788228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011144053/05A RU2487147C1 (ru) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Способ получения полимерной нанокомпозиции на основе поливинилхлорида |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487147C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2212421C2 (ru) * | 2001-09-03 | 2003-09-20 | Государственное унитарное предприятие Республики Татарстан Завод "СТРОЙПЛАСТ" при Государственном внебюджетном жилищном фонде | Композиция на основе пвх для профильных изделий |
US7371452B2 (en) * | 2003-04-28 | 2008-05-13 | Eastman Kodak Company | Conductive patterned sheet utilizing multi-layered conductive conduit channels |
US20080194736A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Minqiu Lu | PVC nanocomposite manufacturing technology and applications |
KR100869590B1 (ko) * | 2007-07-27 | 2008-11-21 | 한국생산기술연구원 | 염화비닐수지 나노복합체 및 그 제조방법 |
RU2350632C2 (ru) * | 2003-06-24 | 2009-03-27 | Полимерс Острейлиа Пти. Лимитед | Акриловые диспергирующие агенты в нанокомпозитах |
-
2011
- 2011-10-31 RU RU2011144053/05A patent/RU2487147C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2212421C2 (ru) * | 2001-09-03 | 2003-09-20 | Государственное унитарное предприятие Республики Татарстан Завод "СТРОЙПЛАСТ" при Государственном внебюджетном жилищном фонде | Композиция на основе пвх для профильных изделий |
US7371452B2 (en) * | 2003-04-28 | 2008-05-13 | Eastman Kodak Company | Conductive patterned sheet utilizing multi-layered conductive conduit channels |
RU2350632C2 (ru) * | 2003-06-24 | 2009-03-27 | Полимерс Острейлиа Пти. Лимитед | Акриловые диспергирующие агенты в нанокомпозитах |
US20080194736A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Minqiu Lu | PVC nanocomposite manufacturing technology and applications |
KR100869590B1 (ko) * | 2007-07-27 | 2008-11-21 | 한국생산기술연구원 | 염화비닐수지 나노복합체 및 그 제조방법 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Основы технологии переработки пластмасс./ Под ред. В.Н. Кулезнева и В.К. Гусева. - М.: Химия, 1995. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011144053A (ru) | 2013-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bilotti et al. | Sepiolite needle-like clay for PA6 nanocomposites: an alternative to layered silicates? | |
Lotti et al. | Rheological, mechanical and transport properties of blown films of high density polyethylene nanocomposites | |
Bitinis et al. | Physicochemical properties of organoclay filled polylactic acid/natural rubber blend bionanocomposites | |
Akbari et al. | Surface chemistry of halloysite nanotubes controls the curability of low filled epoxy nanocomposites | |
Espino-Pérez et al. | Influence of chemical surface modification of cellulose nanowhiskers on thermal, mechanical, and barrier properties of poly (lactide) based bionanocomposites | |
Alamri et al. | Effect of water absorption on the mechanical properties of nano-filler reinforced epoxy nanocomposites | |
Pracella et al. | Morphology and properties tuning of PLA/cellulose nanocrystals bio-nanocomposites by means of reactive functionalization and blending with PVAc | |
Lee et al. | Thermal, mechanical, and rheological properties of poly (ε‐caprolactone)/halloysite nanotube nanocomposites | |
Geng et al. | Well-dispersed cellulose nanocrystals in hydrophobic polymers by in situ polymerization for synthesizing highly reinforced bio-nanocomposites | |
Mishra et al. | PEEK composites reinforced with zirconia nanofiller | |
Mousavi et al. | Modification of the epoxy resin mechanical and thermal properties with silicon acrylate and montmorillonite nanoparticles | |
TW200909500A (en) | Barium sulfate-containing composite (1) | |
Song et al. | Viscoelastic and fractal characteristics of a supramolecular hydrogel hybridized with clay nanoparticles | |
Fereidoon et al. | Influence of mesoporous silica and hydroxyapatite nanoparticles on the mechanical and morphological properties of polypropylene | |
Pal | Effect of different nanofillers on mechanical and dynamic behavior of PMMA based nanocomposites | |
Azizi et al. | Preparation and properties of poly (vinyl alcohol)/chitosan blend bio-nanocomposites reinforced by cellulose nanocrystals | |
Zhu et al. | Preparation and properties of montmorillonite/poly (ethylene glycol) grafted polypropylene/polypropylene nanocomposites | |
Sahraeian et al. | Rheological, thermal and dynamic mechanical studies of the LDPE/perlite nanocomposites | |
Bilotti et al. | In situ polymerised polyamide 6/sepiolite nanocomposites: Effect of different interphases | |
Shi et al. | Biomimetic self-assembly of calcium phosphate templated by PNIPAAm nanogels for sustained smart drug delivery | |
TW201726368A (zh) | 高衝擊強度聚丙烯複合物 | |
Saiz-Arroyo et al. | Improving the structure and physical properties of LDPE foams using silica nanoparticles as an additive | |
Mohanty | Investigation of physical, flexural, and dynamic mechanical properties of alumina and graphene nanoplatelets filled epoxy nanocomposites. | |
Lai et al. | Comparative studies of thermo-mechanical and morphological properties of polylactic acid/fumed silica/clay (1.28 E) and polylactic acid/fumed silica/clay (1.34 TCN) nanocomposites | |
Sapiai et al. | Effect of nanofillers dispersion on mechanical properties of clay/epoxy and silica/epoxy nanocomposites |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141101 |