RU2789615C1 - Способ изготовления полимерной композиции - Google Patents
Способ изготовления полимерной композиции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789615C1 RU2789615C1 RU2022111165A RU2022111165A RU2789615C1 RU 2789615 C1 RU2789615 C1 RU 2789615C1 RU 2022111165 A RU2022111165 A RU 2022111165A RU 2022111165 A RU2022111165 A RU 2022111165A RU 2789615 C1 RU2789615 C1 RU 2789615C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- polycarbonate
- ethylene
- vinyl acetate
- composition
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к полимерным композициям на основе смеси поликарбоната (ПК) и сополимера этилена с винилацетатом (СЭВА) и может быть использовано для изготовления полимерных изделий: листов, пленок, а также адгезионных материалов. Способ получения полимерной композиции из поликарбоната и сополимера этилена с винилацетатом состоит из этапов, на которых: предварительно растворяют поликарбонат и сополимер этилена с винилацетатом в органическом растворителе в первой емкости; нагревают и подают раствор поликарбоната и сополимера этилена с винилацетатом в реактор через сопло с помощью насоса мощностью 1500 Вт; одновременно подают в реактор, нагретый до 150°C, сверхкритический углекислый газ через сопло с помощью насоса мощностью 1500 Вт; осаждают полученные частицы на металлической подложке. При этом объем реактора составляет от 2 до 10 л. Технический результат заключается в получении композиции с лучшими физико-химическими свойствами в сравнении с прототипом. 1 ил., 3 табл., 8 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к полимерным композициям на основе смеси поликарбоната (ПК) и сополимера этилена с винилацетатом (СЭВА) и может быть использовано для изготовления полимерных изделий: листов, пленок, а также адгезионных материалов.
Уровень техники
Как известно, СЭВА обладает очень хорошей адгезией к различным материалам, обладает высокой морозостойкостью, но имеет невысокие прочностные характеристики и низкую теплостойкость. ПК же, наоборот, является полимером с высокими физико-механическими свойствами и высокой теплостойкостью, но обладает невысокой адгезией. Получение данной композиции позволит получить материал, обладающий свойствами обоих компонентов.
Известна полимерная композиция, содержащая, в мас.ч.: А) от 10 до 90 ароматического поликарбоната; В) от 10 до 90 одного из соединений выбранного из группы привитого сополимера, состоящей из винилароматических соединений, винилцианидов, алкилового эфира акриловой кислоты и др. (см. патент RU 2439099, C08K 5/09, C08L 67/02, 2006).
Известна композиция, состоящая из, в мас.ч., 27-94 привитого сополимера полипропилена, 5-63 поликарбоната, 1-15 алифатического полиэфира (см. патент RU 2171821, C08L 51/06, C08L 69/00, C08L 67/02, 1996).
Другая полимерная композиция содержит, мас.ч.: А) от 10 до 90 гомополикарбоната на основе бисфенола, Б) от 10 до 90 привитого сополимера из группы полиуретановых, этиленвиниацетатных, силиконовых, этиленпропиленовых каучуков, акрилатных, диеновых каучуков, В) от 1 до 20 линейного полимера с функциональными группами глицидилового эфира, Д) от 1 до 20 второго привитого полимера из полиалкилакрилата и полиорганосилоксана (см. патент RU 2458088, C08L 69/00, C08L 55/02, C08L 33/10, 2007).
Известны также смеси полиолефинов и поликарбонатов из зарубежных патентов: патент Великобритании GB 982752, где описывается смесь, состоящая из 80-99% полиэтилена и 1-20% ароматического поликарбоната; патент США US 4119607 рассматривает композицию из 40 мас. % алкениларендиенового блок-сополимера и 5-48 мас. % одного из промышленного термопласта: поликарбоната, полиэтилена или насыщенного полиэфира; патент Канады СА 705481 описывает смесь, состоящую из 80-99,5% кристаллизующего полипропилена и 0,5-20% полиарилкарбонатного полимера; патент США US 4299929 рассматривает композицию поликарбоната и акрилонитрилбутадиенстирольного пластика.
Недостатком всех перечисленных патентов является то, что композиции получены традиционным способом: смешением в расплаве, что не всегда приводит к комбинированию отдельных свойств смешиваемых материалов, так как практически все полимеры являются несовместимыми и образуют при смешении разные фазы, которые могут расслаиваться и приводить к ухудшению свойств композиций.
Известно, выбранное в качестве прототипа решение, описанное в статье «Значения пределов воздействия и критические параметры тройной смеси С02+толуол/дихлорметан, участвующей в процессе осаждения Диспергирование с улучшенным растворением за счет сверхкритических (SEDS) флюидов»
(DOI: 10.1016/j.molliq.2021.116371), в которой раскрывается приготовление полимерной композиции, включающей поликарбонат и сополимер этилена с винилацетатом причем композицию получают смешением и диспергированием по методу сверхкритического антирастворителя (SEDS).
Однако в данном решении не раскрывается использования реактора оптимального объема, что не позволяет получить более высокие физико-технические характеристики композиции.
Раскрытие изобретения.
В одном аспекте изобретения раскрыт способ получения полимерной композиции из поликарбоната и сополимера этилена с винилацетатом, содержащий этапы, на которых:
- предварительно растворяют поликарбонат и сополимер этилена с винилацетатом в органическом растворителе в первой емкости;
- нагревают и подают раствор поликарбоната и сополимера этилена с винилацетатом в реактор через сопло с помощью насоса мощностью 1500 Вт;
- одновременно подают в реактор нагретый до 150 градусов Цельсия углекислый газ через сопло с помощью насоса мощностью 1500 Вт;
- осаждают полученные частицы на металлической подложке; отличающийся тем, что объем реактора составляет от 2 до 10 литров.
Задачей изобретения является смешение и получение частиц композиции поликарбоната и сополимера этилена с винилацетатом с повышенным уровнем совместимости и более высокими физико-механическими свойствами чем в прототипе.
Сущность изобретения заключается в том, что смешение частиц композиции поликарбоната и сополимера этилена с винилацетатом осуществляют с помощью антирастворителя, для этого готовят раствор, нагревают его, сжимают, пропускают через сопло, смешивают со сверхкритическим антирастворителем, осаждают полученные частицы и собирают их, при этом в качестве растворяемого вещества выступает смесь поликарбоната и сополимера этилена с винилацетатом в соотношении от 25% до 75% соответственно, объем реактора составляет 2-10 литров, а для сбора диспергированных частиц на дне реактора устанавливается металлическая подложка.
Технический результат, достигаемый решением, заключается в получении композиции с лучшими физико-химическими свойствами в сравнении с прототипом.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 показывает схему установки для получения композиции.
Осуществление изобретения
В качестве объектов исследований использованы следующие полимеры: сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА) и поликарбонат.
Принципиальная схема установки, предназначенной для диспергирования смесей полимеров по методу SEDS, представлена на фиг. 1, где
1 - баллон с СО2,
2 - емкость для раствора "исследуемое вещество органический растворитель",
3 - вентиль на линии подачи раствора в сопло,
4 - насос подачи раствора,
5 - насос подачи СО2,
6 - нагреватель раствора,
7 - нагреватель СО2,
8 - коаксиальное сопло,
9 - реактор,
10 - регулятор обратного давления,
11 - сепаратор.
Емкость 1 функционально связана по текучей среде с насосом 5, который через нагреватель 7 по линии связи по текучей среде связан с соплом 8 реактора 9. Емкость 2 функционально связана по текучей среде с насосом 4, который через нагреватель 6 по линии связи по текучей среде связан с соплом 8 реактора 9. Реактор 9 в свою очередь через регулятор 10 по текучей среде функционально связан с сепаратором 11. Все элементы установки диспергирования смесей полимеров находятся в одном корпусе.
Для подачи раствора смеси полимеров в органическом растворителе из емкости 2 и СО2 из баллона 1 используются плунжерные насосы 4 и 5. Цилиндрическая емкость из нержавеющей стали объемом 2-10 литров используется в качестве реактора 9. Давление в реакторе 9 измеряется с помощью манометра и регулируется регулятором 10 обратного давления. Впрыскивание жидкого раствора и подача сверхкритического диоксида углерода происходят одновременно через коаксиальное сопло 8. При этом, раствор полимеров в органическом растворителе подается по внутреннему отверстию, а СО2 по внешнему кольцевому зазору. Для сбора диспергированных частиц на дне реактора 9 устанавливается металлическая подложка. Оставшийся после эксперимента органический растворитель собирается в сепараторе 11.
Для измерения физико-механических свойствах композиции посредством прессования на гидравлическом прессе получали пластины 100×100 мм и толщиной 0.9-1.1 мм. Прочность при разрыве определяли в рамках требований ГОСТ 11262-76. Образец для испытания вырубался в виде лопатки с помощью специального ножа. Разрушающее напряжение при разрыве определялось как отношение усилия, при котором происходит разрушение образца, к площади поперечного сечения рабочей части образца до разрыва. Определение деформационно-прочностных свойств образца проводилось на разрывной машине. Расчетная длина образца для определения относительного удлинения составляла 20 мм. Испытание проводилось при температуре 20±2°С и относительной влажности 50±5% в соответствии с ГОСТ 12423-66.
В качестве результата испытания принималось среднее арифметическое для ряда образцов.
В результате экспериментов установлены предпочтительные режимные параметры осуществления процесса диспергирования полимерных смесей СЭВА/поликарбонат (табл. 1).
Полученные частицы имеют сферическую форму диаметром от 160 до 250 нм, зависящем от режимных параметров осуществления процесса диспергирования. При этом, при прочих равных условиях и из одной и той же массы исходной полимерной смеси после диспергирования получаются образцы различного объема. Самому низкому значению давления отвечает наиболее объемный образец с наименьшей плотностью, а самому высокому значению давления соответственно наименее объемный и с наибольшей плотностью.
При этом существенным в отношении достигаемых физико-технических свойств композиции является объем реактора. При прочих равных условиях проведения реакции увеличение объема реактора 9 по сравнению с прототипом, в котором объем реактора 1 литр, приводит к улучшению физико-технических свойств получаемой композиции.
Чем больше объем реактора 9, тем быстрее падает давление, в результате кристаллизация происходит интенсивнее, что приводит к увеличению условной прочности на разрыв и относительного удлинения при разрыве пластинки, полученной из композиции.
Максимальный объем реактора 9, при котором наблюдается улучшение физико-технических свойств зависит от производительности насосов 4 и 5. В результате экспериментов было выявлено, что при мощности насосов 4 и 5 в 1500 Вт, наилучшие показатели физико-технических свойств композиции получаются при объеме реактора от 2 до 10 л.
Для всех полимерных смесей наблюдается повышение степени структурной упорядоченности, выраженной возрастанием удельной теплоты плавления и соответственно степени кристалличности в сопоставлении с аддитивными значениями.
Несомненный интерес представляет и вопрос влияния режимных параметров осуществления процесса диспергирования по методу SEDS на величину удельной теплоты плавления смесей изучаемых полимеров. Соответствующие усредненные данные для объема реактора 2-10 литров представлены в таблице 2.
Анализ данных, представленных в таблице 2, позволяет заключить, что во всех приведенных случаях диспергирования смесей полимеров в рамках метода SEDS удельная теплота плавления превышает теплоту плавления смесей, полученных смешением в расплаве в среднем в ~2,7 раз.
Изучение физико-механических характеристик исследуемых смесей проведено на отпрессованных образцах. Результаты исследования усредненных деформационно-прочностных показателей материалов представлены в таблице 3.
Как понятно из представленных выше данных, увеличение объема реактора в сравнении с прототипом приводит к улучшению свойств получаемой композиции. Дальнейшее увеличение объема реактора без увеличения других параметров установки не приводит к дальнейшему улучшению показателей композиции.
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании и знаний уровня техники, станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.
Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.
Под функциональной связью элементов следует понимать связь, обеспечивающую корректное взаимодействие этих элементов друг с другом и реализацию той или иной функциональности элементов. Частными примерами функциональной связи может быть связь с возможностью обмена информацией, связь с возможностью передачи электрического тока, связь с возможностью передачи механического движения, связь с возможностью передачи света, звука, электромагнитных или механических колебаний и т.д. Конкретный вид функциональной связи определяется характером взаимодействия упомянутых элементов, и, если не указано иное, обеспечивается широко известными средствами, используя широко известные в технике принципы.
Способы, раскрытые здесь, содержат один или несколько этапов или действий для достижения описанного способа. Этапы и/или действия способа могут заменять друг друга, не выходя за пределы объема формулы изобретения. Другими словами, если не определен конкретный порядок этапов или действий, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий может изменяться, не выходя за пределы объема формулы изобретения.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкое изобретение, и что данное изобретение не должно ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.
Признаки, упомянутые в различных зависимых пунктах формулы, а также реализации, раскрытые в различных частях описания, могут быть скомбинированы с достижением полезных эффектов, даже если возможность такого комбинирования не раскрыта явно.
Claims (6)
- Способ получения полимерной композиции из поликарбоната и сополимера этилена с винилацетатом, содержащий этапы, на которых:
- - предварительно растворяют поликарбонат и сополимер этилена с винилацетатом в органическом растворителе в первой емкости;
- - нагревают и подают раствор поликарбоната и сополимера этилена с винилацетатом в реактор через сопло с помощью насоса мощностью 1500 Вт;
- - одновременно подают в реактор, нагретый до 150°C, сверхкритический углекислый газ через сопло с помощью насоса мощностью 1500 Вт;
- - осаждают полученные частицы на металлической подложке,
- отличающийся тем, что объем реактора составляет от 2 до 10 л.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2789615C1 true RU2789615C1 (ru) | 2023-02-06 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2171821C2 (ru) * | 1995-05-31 | 2001-08-10 | Монтелл Норт Америка Инк. | Полимерная композиция |
KR20020009442A (ko) * | 2000-07-21 | 2002-02-01 | 요하킴 쉴제, 균헤르 레이트메이어 | 연속에멀젼중합에 의한 보호콜로이드안정 폴리머의 제조방법 |
RU2439099C2 (ru) * | 2005-12-09 | 2012-01-10 | Байер Матириальсайенс Аг | Поликарбонатные формовочные массы |
CN102892813B (zh) * | 2010-03-12 | 2015-09-09 | 株式会社理光 | 颗粒及其制造方法 |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2171821C2 (ru) * | 1995-05-31 | 2001-08-10 | Монтелл Норт Америка Инк. | Полимерная композиция |
KR20020009442A (ko) * | 2000-07-21 | 2002-02-01 | 요하킴 쉴제, 균헤르 레이트메이어 | 연속에멀젼중합에 의한 보호콜로이드안정 폴리머의 제조방법 |
RU2439099C2 (ru) * | 2005-12-09 | 2012-01-10 | Байер Матириальсайенс Аг | Поликарбонатные формовочные массы |
CN102892813B (zh) * | 2010-03-12 | 2015-09-09 | 株式会社理光 | 颗粒及其制造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ilnar Sh. Khabriev et al., VLE properties and the critical parameters of ternary mixture of CO2 + toluene/dichloromethane involved in the SEDS precipitation process. Journal of Molecular Liquids, 2021, 337, pp. 1-15, DOI: 10.1016/j.molliq.2021.116371. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69909247T2 (de) | Mischungen aus thermoplastischen fluorpolymeren | |
CN105473655B (zh) | 氟聚合物共混物 | |
RU2789615C1 (ru) | Способ изготовления полимерной композиции | |
CN107922519A (zh) | 改性聚四氟乙烯的水性乳化液、细粉及拉伸多孔体的制造方法 | |
EP2357036A2 (en) | Method and apparatus for manufacturing polymer particle | |
TW201607962A (zh) | 聚乙烯醇及含有其之水性乳液、接著劑及乳化聚合用分散劑 | |
Lee et al. | Effect of ultrasound on the properties of biodegradable polymer blends of poly (lactic acid) with poly (butylene adipate-co-terephthalate) | |
JPS63502992A (ja) | エチレンポリマー組成物と、その製造方法 | |
CN105885222A (zh) | 一种复合聚丙烯管材生产工艺 | |
CN1041190A (zh) | 用于闪蒸纺织聚合物丛丝的卤化烃 | |
CN108409681B (zh) | 一种连续化制备苯并噁嗪的方法 | |
CN113025296B (zh) | 一种采用微流场反应技术制备w/o/w型纳米驱油剂的方法 | |
JP2015507061A (ja) | フルオロポリマー組成物の調製方法 | |
GB2086249A (en) | Mixing apparatus | |
JP2007177104A (ja) | 小生物捕獲用粘着性組成物 | |
CN115253954A (zh) | 一种连续反应装置及应用 | |
US20110166295A1 (en) | Improved monovinylidene aromatic polymer compositions comprising poly-alpha-olefin additives | |
CN105399893B (zh) | 聚碳酸酯增韧用丙烯酸酯聚合物/蒙脱土复合粒子的制备方法 | |
CN101422669A (zh) | 一种亲水性高分子微孔过滤材料的制备方法 | |
Ma et al. | Functional modification of poly (vinyl alcohol) by copolymerizing with a hydrophobic cationic double alkyl‐substituted monomer | |
Panaitescu et al. | Composite materials of polypropylene and waste jute fibers | |
US5501804A (en) | Apparatus and process for blending elastomer particles and solution into a uniform mixture | |
JPWO2011142283A1 (ja) | ポリ乳酸微粒子の製造方法、ポリ乳酸微粒子、並びにこれを用いた結晶核剤、成形体、及び表面改質剤 | |
WO2004005354A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer wässrigen polymerisatdispersion | |
Wang et al. | Simultaneous improvement of the plasticization, mechanical and migration resistance properties of PVC materials by grafting ricinoleic acid-derived phosphate ester |