Способ получения полимерных материалов с модифицированной поверхностью
Использование: переработка пластмасс . Сущность изобретения: проводят обработку поверхности полимерного материала растворами химических реактивов, активирующих поверхность, при нагревании . После обработки растворами химических реактивов полимерный материал подвергают циклической обработке в токе инертного газа при 60-110°С: а) инертным газом 4 мин, б) парами воды 4 мин, в) парами SICM 4 мин, и удаляют избыток реагента и продуктов реакции после каждой стадии обработки , причем обработку парами воды и SICU проводят шестикратно. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю С 08 J 5/12
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4669468/05 (22) 28.03.89 (46) 23.12.92. Бюл. hb 47 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) Г.П. Фоломеева, М.Н. Цветкова, А.И, Фоломеев. О.П. Янцева и Б.В. Крылов (56) Патент Японии В 53 — 45222, 1978.
Патент Японии М 58-17121, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ
МАТЕРИАЛОВ С МОДИФИЦИРОВАННОЙ
ПОВЕРХНОСТЬЮ
Изобретение относится к переработке и модифицировании полимерных материалов (ПМ) и может быть использовано в химической, лакокрасочной промышленности, при декоративной отделке пластмасс.
Известен способ получения композиции для защитных покрытий пластмасс, со. гласно которому защитные покрытия содержат поликремневую кислоту и сополимер алкилметакрилата и оксилалкилметакрилата. Покрытия, полученные по этому способу, повышают атмосферостойкость, механическую прочность пластмасс.
Однако. данный способ трудоемок, покрытия не устойчивы к органическим растворителям, не обладают гидрофил ьн остью.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ модифицирования поверхности полимерных материалов, например, полиметилметакрилатов, заключающийся в обработке поверхности пластмасс 20$-ным раствором гидроксида натрия при 60-100 С а течение 5-20 ч (заяв„„Я2„„1782976 А1 (57) Использование: переработка пластмасс. Сущность изобретения: проводят обработку поверхности полимерного материала растворами химических реактивов, активирующих поверхность, при нагревании. После обработки растворами химических реактивов полимерный материал подвергают циклической обработке в токе инертного газа при 60-110 С: а) инертным газом 4 мин, б) парами воды 4 мин, в} парами
SiCI4 4 мин, и удаляют избыток реагента и продуктов реакции после каждой стадии обработки, причем обработку парами воды и
SiCI4 проводят шестикратно. 1 табл. ка Японии М 58-17121 — прототип), Недостатком способа является отсутствие у обработанной поверхности пассивных свойств, - малая механическая прочность поверхности, неустойчивость к действию растворителей. ° евай
Цель изобретения — повышение химической устойчивости, поверхностной микро- 0ф твердости и гидрофильности полимерных материалов за счет создания на поверхно- 0 сти ультратонкой защитной неорганической пленки.
Поставленная цель достигается тем, что 0 в качестве химических реактивов, активирующих ооверхнесть, испопьвуют 20тп-ныи раствор NeOH ипи насыщенный раствор
КгСг2ОТ в 90 HzSO4 и процесс проводят при 50-90 С, после обработки растворами химических реактивов полимерный материап подвергают циклической обработке в токе инертного газа при 60-110 С: а) инертным газом 4 мин; б) парами воды 4 мин: в) парами SICI4 4 мин
1782976 и удаляют избыток реагента и продуктов реакции после каждой стадии обработки, причем обработку парами воды и SICILY проводят шестикратно.
Существенным отличием предлагаемого способа является последовательная обработка поверхности материала в растворах химических реактивов, активирующих поверхность (20 -ного раствора
NaOH или насыщенный р-р KzCrzOz в 90
HzSO4) и парами SICI4 и Н О в токе инертного газа при 60 — 100 С. Последовательность операций формирования модифицированного слоя из жидкой и газовой сред приводит к образованию на поверхности ультратонкой равномерной пленки иэ диоксида кремния, что способствует повышению гидрофильности, микротвердости и химической устойчивости поверхности ПМ. Предлагаемое техническое решение иллюстрируется примерами, подтверждающими возможность осуществления изобретения с получением положительного эффекта при использовании всей совокупности существенных признаков изобретения, указанных в формуле.
Пример 1. Образец ПММА выдерживают в 20 -ном растворе NaOH при 90 С в течение 5 ч, затем достают, промывают водой и помещают в реактор проточного типа, где нагревают образец в атмосфере инертного газа — азота до 90 С в течение 4 мин.
Скорость инертного газа составляет
50 мл/мин. Затем током инертного газа— азота подают пары воды в реактор и обрабатывают образец подвергают обработке парами четыреххлористого кремния в течение 4 мин. Затем удаляют избыток реагента и продукты реакции током инертного газаазота в течение 4 мин и снова обрабатывают ПММА парами воды до отсутствия следов HCI на выходе из реактора, Далее обрабатывают парами SICI4 и т,д. Циклическую обработку парами НгО и SICI4 проводят 6 раз.
Пример 2. То же, что и в примере 1 но перед обработкой в газовой фазе обра5 зец выдерживает 5 мин в насыщенном растворе К2Сг 07 в концентрированной (90 Ц серной кислоте при 50 С. Результаты испытаний образцов различных полимерных материалов приведены в таблице. Как видно
10 из таблицы, предлагаемый способ позволяет значительно повысить гидрофобность поверхности полимерных материалов, увеличить поверхностное натяжение смачивания в 1,5-2 раза, повысить на 50 микро15 твердость поверхности ПМ, увеличить химическую устойчивость к органическим растворителям.
Формула изобретения
Способ получения полимерных матери20 алов с модифицированной поверхностью путем обработки поверхности полимерного материала растворами химических реактивов, активирующих поверхность, при нагре- . вании, отличающийся тем, что, с целью
25 повышения химической устойчивости, поверхностной микротвердости и гидрофильности за счет создания на поверхности ультратонкой защитной неорганической пленки, в качестве химических реактивов, 30 активирующих поверхность, используют
20 -ный раствор NaOH или насыщенный раствор К Сг207 в 90 -ной HzS04 и процесс проводят при 50-90 С с последующей обработкой поверхности пои 60-110 С, после
35 обработки растворами химических реактивов полимерный материал подвергают цик- . лической обработке в токе инертного газа при 60 — 110 С: инертным газом 4 мин; парами воды 4 мин; парами SICI4 4 мин, и удаля40 ют избыток реагента и продуктов реакции после каждой стадии обработки: причем обработку парами воды и SIC14 проводят 6кратно.
1782976
Результаты испытаний исходный образец/модифицированный
Образец
Взаимодействует с поверхностью
23,8/22,7
25/30
Ro прото- 25-30 типу .(ПММА) 25-45-50 23,8/35;1
18-21
25/45-50 19,3/32,0 .
27/43-48 21)1/29,5
35/48 21,3/33,2
МСП
ПАН
«!!
АВС
По примеру 2
Не взаимодействует с поверхностью
33/40
21,6/29,8
20-2
ПС
«!!
19-20 !
8-20
УПС
МПС
«!!, «««««««
ПММА - полиметилметакрилат, ИСП " сополимер стирола с метакрилатом, ПАН - поликрилонитрил, АВС - акрилнитрилбутадиенстирольный пластик, ПС - полистирол, УПС " ударопрочный полистирол
Составитель М.Цветкова
ТехРед М.МОРгентал КоРРектоР З,Салко
Редактор Т.Шагова
Заказ 4489 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
По примеру 1
ПММА
Угол смачивания, град
19-22
18-20
18-20
Поверхностное натяжение смачивания, мН/и
23/47-50
25/50
Иикротвердость, vC/ìè2
17,3/27,4
19,3/28,5
Химическая устойчивость (воздействие дихлорэтана) J
Не взаимодействует с поверхностью
![Способ получения полимерных материалов с модифицированной поверхностью](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/761/7619277-s.jpg)
![Способ получения полимерных материалов с модифицированной поверхностью](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/761/7619278-s.jpg)
![Способ получения полимерных материалов с модифицированной поверхностью](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/761/7619279-s.jpg)