SU576960A3 - Ускоритель уф-деструкции термопластичных полимеров - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к облас1и полимерной химии и может быть использовано при производстве cnHTCTtPiecKHX полимеров, способных разрушатьс  под действием света.

Известно применение ка| бонильных соединений в качестве ускорителей УФ деструкции термопластичных ю;шмеров.

По данному изобретению предложено использовать в качестве фоторазрушающих компонентов катонные сополимеры, которые ввод т в синтетический нолимер в количестве 0,01-5% по весу карбонильных групп.

К пригодным дл  датюй цели синтетическим полимерам относ тс  разнообразные известные полимерные продукты. Они мо1ут представл ть собой агщитивные полимеры и сопо;шмеры одного или более винилиденовых мономеров, представленных обпаей формулой

Х У

дс X 1Ю1и)1)од, низши алкил и галоген,

У арил, ociaioK замещепнин арилкарбоноluiii KMCJioihi, алкилоьый фир карбоновой кислоты , пиано - и алиниклическа  rpymia с ие более чем 8 атомами углерода, низ1Г1а  алкокси - и амидогругата и низишй алкенил.

Термин н)1зп1ий примен етс  здесь дл  обозначени  таких химически.х qjymi, как алкил, алкоксил, ацилокси и алкенил, содержащих до 6 атомов углерода.

Примерами винилиденовы.ч мономеров  вл ютс  этилен, пропилен, бутен - 1, пекген - 1, 2 -метилбутен - 1,4 - мепишентен - 1, изобутилен, стирол, хлорсгирол, метилстирол, бромстирол, а-метилстирол, акрилова  кислота, мегакрилова  кислота, метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат , этилметакрилат, этилэтакрилат, вннилацетат, винилпропионат, вижигхлорид, винилфторид, хлористый ВИШ1ЛИДСН, акрилонит шл, виш1л6утират, метакрилонитрил, винилш1клогексен 3, винилметловый эфир, винилэтиловый эфир, акриламид, метакриламид, N - алкилзамещенные акриламиды и метакриламиды, бутадаеи, пентадиен, гексадиен и изопрен.

Так, например, оптимальным вариантом осуществлени  изобретени   вл етс  применение таких композиций, как смеси по шсшрола (больша  пропорци ) и ксток-а|)оонилсодержапшх соиолн  пропорци ), смеси полимеров стирола (меныц пьша  пропорци ) и кето метилметакрилата (бо карбонилсодержаших

сополимеров метилметатерци ), смесей полиметилкрилата (меньша  пр

пропорци ), и кетокарбометакрилата (больпиу

нилсодержаших сопо ммеров метилметакрилата

и смесей полиэтилена (боль (меньша  пропорци )

ша  пропорци ) и сополимеров кетокарбонипсодержащего этилена и i епредельното кетона (меньша  пропорци ). Макромолекул рные кетонные сополимеры, деградирующие при воздействии

ультрафиолетовых луч

и не экстрагируютс  из полимерных смесей.

В качестве синтетических полимеров в композици х изобретени  1У:ожно примен ть также конденсационные полимеры или сополимеры, например полиамиды, полиэфиры, по;шуретаны, по иэпоксиды , полиамидные эсжры, полиимильк полимочевины , полиаминокисл( ты и т.д.

Лучшие результат л достигаютс  при применении кетокарбонилсо1;ержашего полимера, полукрайней мере мономера, из

чаемого из одного ПС

которого образуетс  синтетический полимер.

Примером таких

композиции  вл етс  смесь сополимеров гексамётилендиамина и адитшновои кислоты (найлон, ме ьша  пропорци ) с кетосодержащими сополимерами гексаметилендиамина и больша  пропорци ). адипиновои кислоты могут содержать 0,01-Ю, Кетосополимеры предпочтительно 0,02-2 вес.7ь кетокарбонильных групп. В случае аддит ивных кетосопо имеров кетобоковой цепи в положении. группы наход тс  в непосредственно смежным с основной по;шмернои цепью. В случае кондс нсацио}шых кетосополимеров, ходитьс  или в боковой цепи, кетогруппы могут нг или, что менее желательно, в как указано выше, Сетосополимер смешивают с скелете полимера. ером и получают полимерн ю синтетическим полил ашую не более 3 вес.% кетокомпозицию , содер  групп в расчете на не композиции. Композиции, деградирующие при воздействии ультрафиолетовых ),учей, можно получать также при смешении фото деградирующего кетосодержащего аддитивного полимера с кондесационным полимером и фотоде1-{1аллрующего кетосодержащего кондесационного полимера с аддитивным полимером . Примером  вш;етс  фотоде1радирующий при воздействии ультра()иолетовых лучей поливиниловый спирт. Его пол ( Чают при смешении полимеров вини.да;.етата с кет ходержащими полимерами винилацетата с последующим гидролизом смеси. С другой стороны, гlдpoлизoвa fflыe полимеры винилацетата смещивгют с гидро;шзованными кетосодержащими полимерами винилацетата и получаю по.пимеры винилового спирта, УФ - деградирующие аддитивные кетосоиолимеры, примен емые дл  смешени  с синтетуческими полимерами при получении компози1ши,2 ти смеси состо т из сопилнмерон oiiHoio  о KpaiiHcH мере ii:ii- n. о кгмии  г (Гнцсй формулой

СН О

1 «

R -С, - Г - а

тле R итпм нолорола или пичший а.

R алкил. а.чкари.ч. алкенил или арил. имеющий 1-Ч атомов углерода, и (luiniin вичилил:новою мономера с обшей формулой

р

сн,с

гдеП представл ет собой во ороп, i апогеи или алкил;

Z футсциональна  группа, как; арил, замещенный арил, карбонова  кислота, низший алкилкарбоксилат . низший алкил, низший алкенил, водород , галоген, нитрил, низша  ацилокси -, низша  алкоКси - или амидогруппа. Из указанного непредельного кетона получаетс  твер.дьш сополимер, содержащий 0,01-10 вес.% кетокарбонильных групп. Таким образом, сополимеры имеют следующее структурное звено Примерами таких непредель ых кетонов  вл ютс  метилвинилкетон, этилвинилкетон, пропилвинилкетон , изоприлвинилкетон, бутилвинилкетон. метилизопропенилкетон, этилизопропенилкетон, метилизобутенилкетон , фе шлвинилкетон, фенилизопропенилкетон и т.п. Химические реакции фотодеградации в насто щее врем  еше полностью неизвестны. Однако с практической и экономической точек зрени  выгоды изобретени  значительны. Вместо того, чтобы срштезировать совершенно новую композицию с целью получени  УФ - фотодеградируемого пластика , необходимо только приготовить небольшое количество кетосополимера и примен ть его с большим количеством обыч}1ого синтетического полимера , дешевого и доступного в больших количествах. В композици х предлагаемого изобретени  желательно примен ть 3 - 30, предпочтательно 10-25 вес.% кетосодержашего полимера совместно с 97-70, предпочтительно 90-75 вес.% синтетического полимера. Дл  приготовлени  композиций можно испо;п зовать любой известный способ смешени  полимеров . В некоторых случа х полимерные смеси можно получать при двухстадийном процессе полимеризашш . Например, при полимеризашти стирола в массе эют мономер можно noJDi,Mepii:)OHaib не rlOjц Ol:тью, сопо;шмеризог а1ь с лоо;1И.лсиИ1М кетона

и проводить сополимеризанин) с оемальнмм мономером стирола. Лруюй пккоб получени  смесей, который мож}1о примсн |Ь в некоторых системах полимеризации, состоит и растп(мчмгии кетск-олержащето полимера в мономере или мономерах, непользованш .1х в качестве основного по/шмера. и по;шмеризации этого мономера.

Полимерные смеси особенно пригодны дл  изготовлени  таких разнообразных изде;шГ|, как оберто1шые пленки, бутылки, чашки, подносы, контейнеры, портсигары, волокна, листы, ножевые издели , плиты, посуда и т.п., а также дл  получени  пенопластов и пористых изделий.

Г1еноп.)1астьг можно использовать дл  изготовлени  таких изделн, как подстилки под груз, листы, подносы, посуда, лотки дл  м са, коробки дл   иц, чашки и т.п.

Пример. Сополимер готов т из 95 вес.; стирола и 5 вес.% фе1шлвинига етона при нагревании смеси мономеров в желательной пропорции в растворителе. Полученный сополимер зкстрагируют . Смеси зтих полимеров смепшвают с полистирольной смодой в сухом состо нии (твердые гранулы) в смесителе Бембери и из композиции готов т прессованием пленки. Такие композиции содержат соответственно 10,30 и 50 вес./ сополимера стирола и фенилвинилкетопа, остальную часть составл ет полистирол. Пленки облучают пр мым солнечным светлом вне помещени . Одновременно готов т таким же способом и обдумают пленку того же полистирола без добавлени  сопо.гшмера.

Через 1 ч облучени  все пленки из композиции, предусмотренной изобретением, станов тс  хрупкими . Пленка полистирола заметно не измен етс ,

Пример. Сопо.шмеры стирола и метидизо пропенидкетона (МИПК) в разных количествах смешивают с меньшими количествами продажного по истиро;и (Каринекс). Сухие полимеры смешивают в смесителе Бембери. Из полученных композиций пр мым прессованием готов т пленки толщиной 0,014 см. Пленки подвергают испытанию на погодо стойкость.

Испытани  ат иосферостойкости провод т, поместив образцы в специальный УФ - акцелерометр, который имитирует облучение удьтрафиолетовыми лучами пр мого солнечного света. Через разные промежутки времени измер ют характеристическую в зкость полимерных пленок. Уменьшение этой в зкости указывает на уменьшение молеку  рного веса, т.е расщепление цепей и деградацию полимера. Характеристическа  в зкость 0,5 указывает на хрупкость полимера.

Полученные результаты показаны в табд, 1.

П р и м е р 3. 95 вес. сополимера стирола и 5 Bec.vt мегилизопроценилкетона подушют при обычной суспензионной полимеризации. Эту маточную смйсь смешивают в разных пропорци х с продажным полистролом (Каринекс) и из смеси Г010ВЯ1 i}iany;iki. обрайоинные ..орсюбразую

щим вешествим, затем по.чучают пористые листы. CrKvofiHocTb пенопластов к фото деграда1ши определ ли при экспозиции их во внешней среде в Торонто, Канаде, в июле в течение разных периодов времени. После де|-рада1ши по..тимерных смесей определ ют их молекул рный вес при измерени х в зкости в растворах полимерной смеси в толуоле при 30° С. Полученные результаты показаны в табл. 2.

П р и м е р 4. Сопо;шмер полиспфола. и этиленметидизопропенилкетона,

Смесь готов т механически смешением 4 i продажного по.пиэтилена низкой плотности с I г сополимера этилена и метилизопропенилке iHa. Сопо  имер содержит 0,5 всс.% метилизопропенилкетона и получен при обычной полимеризации с высоким давлением. После смешени  образец спрессовывают при 130 С в течение 2 мин. Сформоваттый лист дроб т на гранулы, повтор   смешение и прессование три раза. Зате.м из смеси готов т пр мым прессованием пленку толпщной 0,25 мм, а также образец основного полиэтилена в качестве контро ..

Иве пленки об.г1учают в УФ - акцелерометре. Через 180ч облучени  пленка из смеси становитс  хрупкой и ломаетс  при изгибании на 180°, в то врем  как контрольна  пленкане мен етс . Такие же результаты получают при применении сополимера этилена и .метилвинилкетона вместо сополимера этилена и метилизопропенилкетона.

П р и м е р 5, Смесь полиэтилена высокой плотности готов т из 0,5 г того же сополимера этилена и метилизопропенилкетона и 4 г полиэтилена Марлакс 6050.

После облучени  в течение 150 ч в УФ - акцелераторе пленка из смеси становитс  хрупкой и разрушаетс  при изгибании на 180°; контро тьна  пленка не измен етс .

П р и м е р 6. Сопотшмер готов т из 95 вес,% стирола и метидизопропенилкетона при суспензионной полимеризации 20 вес,ч, этого сополимера с 80 вес.ч. продажного ударопрочного полистирола. Из смеси путем прессовани  по.дучают лист толшиной 0,279 мм. Такой же .гшст подучают из стирола, не содержавшего кетонного полимера. Оба ;шста подвергали испытанию в атмосферных усдови л в Англии в июле мес це. Через 40 дней тшст смеси становилс  хрупким а хрупкость листа, не содержавшего кетоного полимера, достигла такой же степени только через 120 дней.

Фоторазрушаюшиес  полимеры в соответствии с изобретением можно получить на основе тех полимеров, с которыми нельз  провести сополимеризацию с непредельным кетоном, К таким полимерам относ тс  кроме указанного выше полизтидена высокой плопюсти полипрс пилен, кристаллический полистирол, полибутен - 1, полипентен - 1,поди1ексен - 1, nojni (4 - мети.шентеи - Г) и подобные высшие олефины с нор.мальными или разветвленможно приютовигь только

ными цеп ми, которые агора Циглера, Такие катас применением катали;

лизагоры не иолимеричунп и не сошишмсритукч кегонные мономгрм.

1 а G л и ц а 1