Термопластичная композиция

 

Изобретение относится к термопластичным композициям на основе смесей полимеров и сополимеров стирола. Получают термопластичную композицию на основе смеси полистирола общего назначения 57,14-64,5 мас.%, ударопрочного полистирола 25,8-40,0 мас.% и линейного блок-сополимера стирола и бутадиена с содержанием блоков 25: 80-20:75, взятого от 2,86 до 9,70 мас.%. Термопластичная композиция обеспечивает высокую изотропность физико-механических свойств по контуру литьевых и термоформованных изделий. 5 табл.

Предлагаемое изобретение относится к термопластичным композициям на основе смесей полимеров и сополимеров стирола, обеспечивающих высокую изотропность механических свойств по контуру формованных изделий.

Формование изделий из расплавов полимеров (литье под давлением, термовакуумное формование и экструзия) происходит в условиях высоких напряжений сдвига или вытяжки, обуславливающих ориентацию макромолекул, что и является причиной анизотропии механических свойств готовых изделий (Энциклопедия полимеров. - Т.2, с.515).

Известно, например, что ударная вязкость в направлении, перпендикулярном направлению течения полистирола, его сополимеров или их смесей с другими полимерами в литьевой форме, в 3,5-2,8 раза превышает ударную вязкость в направлении течения (В.В. Лапшин. Основы переработки термопластов литьем под давлением. - М.: Химия, 1974. С.182-193, Энциклопедия полимеров. - Т.1, с. 144-146).

Известна термопластичная композиция на основе смеси полимера стирола, его сополимеров и полимерного модификатора (патент России 2061712) для изготовления профилированных изделий. Композиция в силу своих специфических свойств подлежит, в основном, инжекционному формованию изделий, при котором при заполнении формы ориентация отсутствует и изделия обладают меньшей анизотропией механических свойств.

Однако данная композиция в условиях высоких сдвиговых усилий не обеспечивает получения изделий с необходимым комплексом механических свойств.

Известна термопластичная композиция (патент России 2072377), включающая ударопрочный полистирол, полиэтилен и линейный блок-сополимер стирола и бутадиена (20-80:80-20 мас.%) соответственно. Предлагаемые по патенту смеси легко перерабатываются и находят применение для изготовления изделий, обладающих высокими механическими свойствами. Однако данная композиция не обеспечивает получение качественных изделий методом литья под давлением с изотропными механическими свойствами по контуру изделий.

Наиболее близким техническим решением является термопластичная полимерная композиция, включающая полистирол и линейный блок-сополимер стирола и бутадиена при соотношении блоков 25:80-20:75 мас.% соответственно.

Композиция обладает хорошими теплофизическими свойствами, а пленки - стойкостью к образованию микротрещин.

Однако данная композиция не позволяет получить качественные изделия из-за высокой анизотропии механических свойств по контуру изделий.

Поставленная техническая задача решается тем, что композиция, включающая полистирол и линейный блок-сополимер стирола и бутадиена при соотношении блоков 25:80-20:75 мас.% соответственно, дополнительно содержит ударопрочный полистирол при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%: Полистирол общего назначения - 57,14-64,5 Ударопрочный полистирол - 25,8-40,0 Линейный блок-сополимер - 2,86-9,7 По изобретению используют: - полистирол общего назначения, ГОСТ 20282-86, ТУ 2214-078-05766575-99; - полистирол ударопрочный, ГОСТ 28250-89; - термоэластопласт - линейный блок-сополимер с 20-80% мас. связанного стирола; с теплостойкостью по Вика 76-87^oС и М.М. 150.000-180.000 (ТУ 38103.229-74); - вторичный полистирол общего назначения ПСМ-115; - вторичный ударопрочный полистирол.

Композиции по предлагаемому изобретению могут содержать различные функциональные и технологические добавки (стабилизаторы, пигменты, красители и т.д.).

Испытание готовых изделий проводили на:
предел текучести при растяжении, ГОСТ 11262;
относительное удлинение, ГОСТ 11262;
ударная вязкость, ГОСТ 4647-80 и 16782-83.

Формовочные составы предлагаемых композиций готовят в два этапа. На первом этапе смеси полистирола и линейного блок-сополимера составов, мас.ч.: 100: 15, 100: 10, 100:5 (или в мас.% 86,956:13,044, 90,90:9,1, 95,24:4,76) соответственно гранулируют в экструдере при температуре гранулирующей головки 1805^oС, а затем (II этап) готовые гранулы смешивают при повторной грануляции с гранулами ударопрочного полистирола при соотношении соответственно, мас. ч. : 100:15:40, 100:10:60 и 100:5:70 (или в мас.% 64,5:9,7:25,8, 58,8: 5,9:35,3, 57,14:2,86:40,0).

Из готовых гранул методом литья или термовакумным формованием формуют изделия.

Изобретение иллюстрируют примеры.

Пример 1
Готовят композицию из смеси полистирола ПСМ-115 и линейного блок-сополимера стирола и бутадиена в соотношении блоков по мас.% соответственно 25: 75, теплостойкостью по Вика 76^oС и молекулярной массой 150.000 предварительной грануляцией в экструдере при температуре гранулирующей головки 1805^oС и при содержании компонентов смеси, мас.ч. (мас.%):
Полистирол ПСМ-115 - 100,0 (86,956)
Блок-сополимер - 15,0 (13,044)
После охлаждения готовые гранулы разбавляют 40 мас.ч. ударопрочного полистирола и гранулируют смесь в экструдере при температуре гранулирующей головки 2005^oС.

Получают гранулы состава, мас.% (мас.ч):
Полистирол ПСМ-115 - 64,5 (100)
Ударопрочный полистирол - 25,8 (40)
Линейный блок-сополимер - 9,7 (15)
Из полученных гранул методом литья под давлением формируют изделие.

Режимы литья (см. табл.А ).

Свойства готовых изделий представлены в табл. 2.

Пример 2-4.

Аналогично примеру 1 предварительной грануляцией на I этапе готовят смеси состава, мас.ч. (мас.%) (см. табл.В).

Составы готовых гранул представлены в табл. 1.

Из композиции составов 2-4 и состава примера 1 на экструдере марки "ДРМ" формируют пленку толщиной 0,27 мм и шириной 620 или 550 мм (см. табл.С).

Расплав полимерной композиции из щелевой головки подает на 3-валковый каландр, где калибруется необходимая толщина. После прохождения 3-го вала - охлаждающего пленка в свободном состоянии без прогиба наматывается в рулон с линейной скоростью 15-20 м/ мин и после полного охлаждения подается на термовакуумное формование.

Формование изделий из готовых пленок осуществляют на ТФМ "OVM".

Пример 5-6.

Аналогично примерам 1 и 2 готовят формовочные композиции составов по примерам 5 и 6 и перерабатывают в изделия методом литья под давлением или термовакуумным формованием. Свойства готовых изделий представлены в табл. 2.

Из гранул составов по примерам 2 и 4 методом литья под давлением формуют изделия. Свойства готовых изделий представлены в табл. 2.

В табл. 2 представлены методы формования и свойства готовых изделий.

Техническое решение по изобретению позволяет использовать в составе композиции вторичное сырье.

Анализ данных, представленных в табл. 2, свидетельствует о том, что использование предложенных композиций обеспечивает снижение анизотропии механических свойств литьевых и термоформованных изделий и способствует сохранению пониженной анизотропии при многократной их переработке.

Формула изобретения

Термопластичная композиция для формования, включающая смесь полистирола и линейного блок-сополимера стирола и бутадиена в соотношении блоков 25: 80-20: 75 соответственно, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ударопрочный полистирол при следующем соотношении компонентов композиции, мас. %:
Полистирол общего назначения - 57,14 - 64,5
Ударопрочный полистирол - 25,8 - 40,0
Линейный блоксополимер стирола и бутадиена с содержанием блоков 25: 80-20: 75 - 2,86 - 9,70

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3