СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С ПОВЫШЕННОЙ СТОЙКОСТЬЮ К РАСТРЕСКИВАНИЮ
METHOD OF PRODUCING STABILISED COMPOSITIONS BASED ON LOW-PRESSURE POLYETHYLENE WITH HIGH CRACKING RESISTANCE

3
3
3
3
2
Настоящее изобретение относится к технологии получения стабилизированных полимер-полимерных композиций (ППК) на основе полиэтилена низкого давления (ПЭНД) методом механического смешения в полимерном расплаве. К ПЭНД в технике относят как гомополимер этилена, так и сополимеры этилена с небольшим количеством α-олефинов (пропиленом, бутеном-1, гексеном-1 и др.), получаемые каталитической (со)полимеризацией при низком давлении [Полиэтилен низкого давления: Научно-технические основы промышленного синтеза. / З.В.Архипова, В.А.Григорьев, Е.В.Веселовская и др. - Л.: Химия, 1980, с.9,24]. В ряду ПЭНД различают полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) - гомополимер с плотностью, например, порядка 0,960 г/см и сополимеры этилена с плотностью выше 0,940 г/см, линейный полиэтилен средней плотности (ЛПЭСП) - сополимеры этилена с плотностью 0,926-0,940 г/см и линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) - сополимеры этилена с плотностью 0,900-0,925 г/см [US №4011382, МКИ C08F 2/34, опубл. 1977 г.; Дж.Л.Уайт, Д.Д.Чой. Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины. / Пер. с англ. под ред. Е.С.Цобкалло. - СПб.: Профессия, 2006, с.14-18, 114-119] (значения плотности приведены, как определенные в соответствии со стандартом ASTM D 1505 - при температуре 23°С).
6
3
3
5
Известно [RU №2104288, МКИ C08F 4/02, опубл. 1998 г.], что при повышении плотности полиолефинов возрастает их химическая стойкость, прочность при растяжении и твердость, однако ухудшается ряд других характеристик, в частности сопротивление растрескиванию (стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды, ESCR в соответствии с ASTM D 1693, где ESCR - environmental stress-cracking resistance). В некоторых случаях, например, при получении выдувных изделий, особенно емкостей для хранения и транспортирования моющих, парфюмерных и фармацевтических средств, а также при изготовлении некоторых литьевых изделий, требуется, чтобы ПЭНД обладал как достаточно высокой плотностью - в пределах 0,947-0,957 г/см (по ASTM D 1505) или 0,949-0,959 г/см (при определении плотности флотационным методом при температуре 20°С в соответствии с ГОСТ 16338-85 на полиэтилен низкого давления и ГОСТ 15139-69 на методы определения плотности (объемной массы) пластмасс) при значениях показателя текучести расплава (ПТР) полимера при массе груза 5 кг (ПТР) в диапазоне 2,0-12,0 г/10 мин (при его определении при температуре 190°С в соответствии с ГОСТ 16338-85 и ГОСТ 11645-73 на метод определения показателя текучести расплава термопластов), предопределяющих эффективность переработки ПЭНД в указанные изделия методами выдувного формования и литья под давлением, так и достаточно высоким сопротивлением растрескиванию. Известно [Howard J.B., Растрескивание под действием напряжения. - В кн.: Конструкционные свойства пластмасс. / Под ред. Э.Бэра, пер. с англ. - М.: Химия, 1967, с.331-378], что стойкость полиэтилена к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR) значительно понижается при повышении ПТР полимера.
Также известно [Plochocki A.P., Смеси полиолефинов: реология, смешение в расплаве и применение. - В кн.: Полимерные смеси. Т.2. / Под ред. Д.Пола и С.Ньюмена, пер. с англ. - М.: Мир, 1981, с.339-398], что смешение в расплаве ПЭВП с сополимерами этилена позволяет существенно изменить ряд физико-механических показателей полимерного материала в заданном направлении.
3
2,16
В частности, известна [US №3784668, МКИ В29с 5/04, опубл. 1974 г.], полученная смешением в расплаве композиция на основе ПЭВП и сополимера этилена с винилацетатом (СЭВА). Данная ППК, содержащая от 50 до 95 мас.% ПЭВП и, соответственно от 50 до 5 мас.% СЭВА, получаемая с использованием такого традиционного смесительного оборудования, как смеситель «Бэнбери», экструдер или вальцы, предназначена для изготовления изделий методом ротационного формования. В соответствии с примером 1 этого патента, используемый для приготовления композиции ПЭВП с плотностью 0,950 г/см и индексом расплава (ПТР), равным 4,0 г/10 мин (при 190°С, массе груза 2,16 кг, по ASTM D 1238, условие Е) характеризуется величиной ESCR (определяемой по ASTM D 1693) всего 5 ч, а ППК, включающая 90 мас.% этого ПЭВП и 10 мас.% СЭВА, содержащего 28 мас.% винилацетата (ВА), - значением ESCR, равным 20 ч; максимальное значение ESCR (501 ч) присуще композиции, содержащей 35 мас.% СЭВА.
и
и
Недостатком способа получения композиции на основе полиэтилена низкого давления по US №3784668 является значительно более низкая жесткость получаемого ПЭНД-материала, характеризуемая модулем упругости при изгибе (определяемым по ASTM D 790), чем у исходного ПЭВП. Так, если значение этого модуля (Е) ПЭВП, взятого для приготовления ППК, составляет 148000 psi (что эквивалентно 1020 МПа), то при содержании в композиции 10 мас.% СЭВА значение Е равно 103000 psi (710 МПа), а при содержании 35 мас.% СЭВА (отвечающем максимальному значению ESCR композиции) - всего 68000 psi (469 МПа). Другие показатели физико-механических свойств рассматриваемой композиции в US №3784668 не приводятся.
3
3
3
2,16
2,16
Известна также [US №7790826, МКИ C08F 110/02, опубл. 2010 г.] полимерная композиция для формования бутылочных крышек, включающая ПЭВП с плотностью в диапазоне от 0,947 до 0,962 г/см и ПТР в интервале от 1 до 10 г/10 мин и другой этиленсодержащий полимер - с плотностью от 0,912 до 0,932 г/см, т.е. ЛПЭНП или ЛПЭСП (сополимер этилена с α-олефином, которым может быть пропилен, бутен-1, гексен-1, 4-метилпентен-1, октен-1) и ПТР от 0,25 до 6 г/10 мин; причем плотность обоих составляющих композицию полиэтиленовых материалов различается на величину, равную или превосходящую 0,03 г/см. В описании этого патента указывается, что такая композиция может быть получена как традиционными смесевыми методами, например предварительным смешением индивидуальных полимерных компонентов с последующим их смешением в расплаве в различных смесительных аппаратах (экструдере, смесителе «Бэнбери», смесителе «Брабендер» и др.), так и полимеризационными методами, например получением реакторной полимерной смеси в двух связанных реакторах, каталитическая (со)полимеризация этилена в которых проводится при различных условиях, в первую очередь, по концентрации α-олефинового сомономера и агента регулирования молекулярной массы (ПТР) синтезируемого (со)полимера, что позволяет получать в каждом реакторе (со)полимер с различными плотностью и ПТР, например, ЛПЭНП в первом реакторе и ПЭВП, причем с меньшим ПТР, а также смесь этих полимеров, во втором реакторе. Массовое отношение ЛПЭНП к ПЭВП, полученных в разных реакторах, может находиться в области от 10:90 до 90:10, наиболее предпочтительно в области 20-30:80-70.
3
3
3
3
2,16
2,16
Кроме ЛПЭНП и ПЭВП в указанных соотношениях, ППК, получаемая по US №7790826, включает от 0 до 6 мас.%, наиболее предпочтительно от 0,015 до 0,5 мас.% различных добавок - наполнителей, смазок (лубрикантов), пигментов, антиоксидантов, процессинговых добавок и др. Указанные добавки вводятся в полимерную композицию, в том числе на основе реакторной смеси порошков ЛПЭНП и ПЭВП, в расплаве, например, при экструдировании; таким образом, окончательное формирование ППК, получаемой как традиционными смесевыми методами на основе «готовых» (со)полимерных компонентов, так и реакторным смешением синтезируемых (со)полимеров, происходит в полимерном расплаве. В примере 1 US №7790826 приведены свойства композиции, полученной на основе ЛПЭНП с плотностью 0,918 г/см и ПТР=1,0 г/10 мин и ПЭВП с плотностью 0,952 г/см и ПТР=4,4 г/10 мин, взятых в массовом отношении 25:75. Полученная ППК имеет плотность 0,945 г/см, ПТР2,16=2,9 г/10 мин и характеризуется пределом текучести при растяжении 3100 psi (21,4 МПа), значением ESCR порядка 172 ч (>172 ч, как указано в патенте, хотя для аналогичной композиции с плотностью 0,944 г/см в патенте указано близкое, но конкретное значение ESCR, равное 168 ч).
Приведенные значения ESCR в данном патенте определены в соответствии с ASTM D 1693, условием В - при температуре 50°С на отпрессованных, вырезанных из пластины толщиной 2 мм и согнутых в подковообразную форму образцах с надрезом глубиной 0,4 мм, помещенных в жидкую среду, содержащую поверхностно-активное вещество (ПАВ), - с использованием в качестве ПАВ продукта Igepal СО-630 (нонилфеноксиполи(этиленокси)этанола), взятого в виде его 10%-ного водного раствора. Поскольку в этом же патенте приводятся значения ESCR, определенные в 100%-ном Igepal CO-630, то необходимо отметить, что водные растворы этого ПАВ значительно более активно влияют на растрескивание полиэтилена, чем 100%-ный Igepal CO-630 [Howard J.B., Растрескивание под действием напряжения. - В кн.: Конструкционные свойства пластмасс. / Под ред. Э.Бэра, пер. с англ. - М.: Химия, 1967, с.331-378].
и
Для рассматриваемой ППК по примеру 1 US №7790826 приведены 3 значения модуля упругости при изгибе, определяемого по ASTM D 790, - так называемые касательный модуль, равный 162000 psi (1117 МПа), 1%-ный секущий модуль, составляющий 131000 psi (903 МПа), и 2%-ный секущий модуль, равный 110000 psi (758 МПа) (перечисленные модули упругости относятся к соответствующим вариантам графической обработки экспериментальных результатов в координатах «напряжение - деформация» по ASTM D 790). Из практики определения модуля упругости при изгибе ПЭНД по ГОСТ 9550-81 (по методу А, при нагружении испытуемого образца по трехточечной схеме) следует, что значения Е, определенные по этому ГОСТ, соответствуют примерно среднему значению между касательным модулем и 1%-ным секущим модулем по ASTM D 790 для того же образца ПЭНД. Это среднее значение для ППК по примеру 1 US №7790826 (необходимое для сопоставления со значениями Ей композиций ПЭНД, полученных способом по настоящему изобретению) составляет 1010 МПа.
и
2,16
Таким образом, модуль упругости при изгибе ПЭНД-композиции по US №7790826 является практически одинаковым с Е исходного ПЭВП (1020 МПа) с относительно близким значением ПТР, используемым в составе ППК с сополимером этилена с винилацетатом по вышерассмотренному патенту US №3784668; при этом ППК по US №7790826 характеризуется значительно более высоким значением ESCR (соответственно > 172 ч и 5 ч).
Рассматриваемая ПИК по примеру 1 US №7790826 при значении ESCR=>172 ч имеет предел текучести при растяжении, равный 3100 psi (21,4 МПа).
3
Недостатком способа получения композиции на основе полиэтилена низкого давления по US №7790826 является недостаточно высокая стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды (168->172 ч) получаемого ПЭНД-материала (при значениях его плотности 0,944-0,945 г/см).
1
6
Наиболее близким к заявляемому способу получения стабилизированной композиции на основе полиэтилена низкого давления с повышенной стойкостью к растрескиванию по совокупности существенных признаков является способ согласно ЕР №1992658 [МКИ C08F 10/02, опубл. 2008 г., наиболее близкий аналог], в соответствии с которым композицию получают введением в полимерном расплаве в состав смесевого полиэтиленового продукта, включающего гомополимер этилена (т.е. ПЭВП) и сополимер этилена с α-олефином, имеющий от 3 до 10 углеродных атомов, (т.е. ПЭНД пониженной плотности), модифицирующего агента для повышения ESCR, а именно соединения, содержащего в своей молекуле от одной до четырех бензильных групп с замещенным бензольным кольцом (заместители - углеводородные (C-С) группы и гидроксильная группа), и имеющего молекулярную массу от 300 до 2000 г/моль (широко используемые в полимерной технологии в качестве термостабилизаторов (первичных антиоксидантов) соединения этого типа обычно называют пространственно затрудненными фенолами). В качестве «улучшителей» ESCR в состав композиции по этому патенту вводят такие известные коммерческие фенольные антиоксиданты, как тетракис[метилен-3-(3',5)ди-трет-бутил-4'-гидроксифенил]пропионатметан (торговое наименование Irganox 1010), н-октадецил-β-(4'-гидрокси-3',5'-ди-трет-бутилфенил)пропионат (Irganox 1076), трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)изоцианурат(Irganox 3114) (одно соединение или их смеси) в количестве от 0,005 до 5 мас.%, наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,5 мас.%.
В конкретных примерах (производственных примерах 1 и 2) смесевой полиэтиленовый продукт получают полимеризационным методом по двухреакторной схеме - в результате суспензионной каталитической гомополимеризации этилена в первом реакторе в присутствии водорода в качестве регулятора молекулярной массы (ПТР) полимера, что свидетельствует о получении в этом реакторе ПЭВП с относительно невысокой молекулярной массой, и сополимеризации этилена с гексеном-1 во втором реакторе, в который непрерывно поступает катализатор - полиэтиленовая суспензия из первого реактора, причем подача водорода во второй реактор много меньше (например, в 50 раз в примере 1), чем в первый реактор, что указывает на получение во втором реакторе более высокомолекулярного сополимера, чем гомополимер из первого реактора; из второго реактора выгружается образующаяся в нем конечная (со)полимерная смесь.
3
10
21,6
3
3
Получаемая по ЕР №1992658 стабилизированная полиэтиленовая композиция характеризуется содержанием в составе своих макроцепей предпочтительно от 0,02 до 1,00 мол.% α-олефинового (С-С) сомономера, имеет плотность в пределах от 0,945 до 0,975 г/см (наиболее предпочтительно 0,950-0,969 г/см) и ПТР (при массе груза 21,6 кг в соответствии с ASTM D 1238, условие F) в интервале от 1 до 1000 г/10 мин (наиболее предпочтительно от 1 до 200 г/10 мин). Учитывая указанные возможное максимальное содержание α-олефина в макроцепях смесевого продукта и минимальное значение его плотности, в значительной мере вероятно, что получаемая полиэтиленовая композиция включает в качестве исходных смешиваемых (со)полимерных компонентов не только ПЭВП, но и ЛПЭСП. Полиэтиленовая композиция, получаемая по этому патенту, кроме указанных (со)полимерных компонентов и модифицирующего агента для повышения ESCR, как следует из конкретных примеров патента, содержит также ряд различных добавок, например фосфорсодержащий вторичный антиоксидант трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит (Irgafos 168), стеарат кальция (поглотитель хлористого водорода), лаурилдиэтаноламин (антистатик), вводимых в композицию в полимерном расплаве. Получаемая композиция предназначена для изготовления методом выдувного формования баков для топлива, промышленных химикатов или бутылочных сосудов.
3
2,16
21,6
2,16
21,6
21,6
2,16
Стабилизированная полиэтиленовая композиция, получаемая способом по ЕР №1992658, содержащая одно и то же количество указанных добавок (по 0,15 мас.% вторичного антиоксиданта Irgafos 168, 0,05 мас.% стеарата кальция и 0,13 мас.% лаурилдиэтаноламина), при одной и той же плотности (0,960 г/см) характеризуется значениями ESCR более 600 ч при содержании «улучшителя» ESCR в пределах 0,05 мас.% (Irganox 1076) - 0,10 мас.% (Irganox 3114), в то время как без этих фенольных антиоксидантов - только 240 ч (примеры 1 и 2, сравнительный пример 1, таблица 1 описания патента). В указанных примерах композиция имеет ПТР=0,5 г/10 мин и ПТР=45 г/10 мин. При модифицировании исходной композиции того же состава и плотности с более широким молекулярно-массовым распределением (ММР) (ПТР=0,25 г/10 мин, ПТР=65 г/10 мин; отношение ПТР/ПТР, как широко известно в полимерной технологии термопластов, является косвенной характеристикой ширины их ММР), имеющей ESCR, равное 190 ч, введением в ее состав 0,10 мас.% фенольного антиоксиданта 6-[3-(3-третбутил-4-гидрокси-5-метилфенил)пропокси]-2,4,6,8,10-тетра-трет-бутилдибенз[d,f][1,3,2]диоксафосфепин (Sumilizer GP), значение ESCR композиции повышается до 230 ч (пример 3 и сравнительный пример 2, таблица 2).
Величины ESCR в ЕР №1992658 определяют «Bent-методом» - по ASTM D 1693 (при температуре 50°С, на отпрессованных образцах толщиной 2 мм, что соответствует условию В, с использованием 10%-го водного раствора ПАВ марки Antarox CO-630). Поскольку в стандарте ASTM D 1693 рекомендовано использование ПАВ, указываемого как «Igepal CO-630 (Antarox CO-630)», то условия определения ESCR полиэтиленовых композиций по US №7790826 и ЕР №1992658 являются практически идентичными. Какие-либо показатели физико-механических свойств получаемой композиции в ЕР №1992658 не приводятся.
2,16
Недостатком способа получения полиэтиленовой композиции по наиболее близкому аналогу (ЕР №1992658) является обеспечиваемая им недостаточно высокая стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды композиции (значения ESCR находятся в пределах 230->600 ч, причем при достаточно невысоких значениях ПТР, равных 0,25-0,5 г/10 мин). Следует также отметить, что введение в ПЭНД в расплаве антиоксиданта фенольного типа, заявленное в этом патенте в качестве фактора увеличения стойкости к растрескиванию материала, является общепринятым способом повышения термической стабильности ПЭНД при его хранении, переработке в изделия и их последующей эксплуатации, осуществляемым на практике в производстве основных коммерческих марок ПЭНД; при этом количество вводимого в ПЭНД с целью повышения его термической стабильности фенольного антиоксиданта (порядка 0,01-0,20 мас.%) соответствует количеству фенольного антиоксиданта (0,05-0,10 мас.%), вводимого в ПЭНД с целью повышения его ESCR согласно рассмотренным конкретным примерам ЕР №1992658. Кроме этого, в примерах этого патента, в которых было реализовано максимальное значение ESCR (>600 ч) модифицированной полиэтиленовой композиции (примеры 1 и 2), базовую ПЭНД-композицию (не содержащую вводимых в нее в расплаве на стадии компаундирования различных добавок, в том числе фенольного антиоксиданта) получают именно полимеризационным способом по двухреакторной схеме, который является более энергозатратным и требующим более высоких капитальных затрат и затрат на технологическое обслуживание аппаратов, чем однореакторный способ получения тех или иных базовых марок ПЭНД. При модифицировании коммерческих марок ПЭНД введением в них фенольного антиоксиданта в расплаве реализованы значения ESCR лишь в пределах 200-300 ч (примеры 4-6). Отсутствие в ЕР №1992658 данных о каких-либо других физико-механических свойствах, кроме ESCR (в частности, модуля упругости при изгибе и прочностных показателях), не позволяет достаточно полно оценить эффективность получаемой модифицированной ПЭНД-композиции.
5
3
Технический результат, достижение которого обеспечивает заявляемый способ, заключается в повышении стойкости к растрескиванию стабилизированной композиции на основе ПЭНД при сохранении на высоком уровне показателей ее физико-механических свойств, в частности модуля упругости при изгибе, причем при значениях плотности и ПТР не ниже соответственно 0,949 г/см и 2,0 г/10 мин.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения стабилизированной композиции на основе полиэтилена низкого давления путем смешения в расплаве полиэтиленов различной плотности и добавок, в состав которых входит фенольный антиоксидант, представляющий собой пространственно затрудненный фенол, в качестве смеси полиэтиленов, взятых в гранульной форме, используют полиэтилен высокой плотности и линейный полиэтилен низкой плотности или полиэтилен высокой плотности и линейный полиэтилен средней плотности, при этом добавки вводят в состав композиции в виде полученного из расплава гранулированного полимерного концентрата добавок на основе линейного полиэтилена низкой плотности, в состав которого дополнительно введен сополимер этилена с винилацетатом, содержащий от 9 до 16 мас.% винилацетата, при массовом соотношении линейного полиэтилена низкой плотности к сополимеру этилена с винилацетатом от 0,8:1 до 4,3:1, причем содержание в композиции сополимера этилена с винилацетатом составляет от 0,5 до 1,5 мас.%, а фенольного антиоксиданта - от 0,05 до 0,15 мас.%.
Достигнутый согласно заявляемому способу технический результат является неожиданным и не следует из каких-либо известных источников информации. Этот результат является неожиданным вследствие следующего.
Во-первых, как следует из US №3784668, повышение стойкости к растрескиванию композиции на основе ПЭВП и СЭВА по сравнению с исходным ПЭВП реализуется лишь при содержании СЭВА в количестве 5 мас.% и выше (в конкретных примерах этого патента - 10 мас.% и выше).
Во-вторых, обеспечиваемое способом по US №3784668 повышение стойкости к растрескиванию полимерного материала на основе ПЭВП симбатно приводит к значительному снижению его модуля упругости при изгибе, что противоречит цели настоящего изобретения.
В-третьих, введение СЭВА в состав его композиции с ПЭВП согласно способу по US №3784668, так же как и введение фенольного антиоксиданта в состав ПЭНД-композиции согласно способу по ЕР №1992658 осуществляется либо непосредственным смешением компонентов композиции в полимерном расплаве (по обоим указанным патентам), либо предварительным получением «сухой» смеси с последующим экструдированием ее расплава (по ЕР №1992658), т.е. по обычной расплавно-смесительной технологии, в то время как достижение технического результата по заявляемому способу требует реализации специального приема, связанного с введением в получаемую композицию на основе ПЭНД сополимера этилена с винилацетатом в строго регламентированном небольшом количестве в составе полимерного концентрата добавок (ПКД), содержащего кроме СЭВА и фенольного антиоксиданта также линейный полиэтилен низкой плотности в определенном массовом соотношении к СЭВА.
Вероятно, при введении в состав полимер-полимерных композиций на основе различных типов ПЭНД (гомополимера этилена и сополимеров этилена с α-олефинами) - неполярных (со)полимеров, сополимера этилена с винилацетатом и фенольного антиоксиданта - веществ, содержащих полярные группы (соответственно ацетатные и фенольные гидроксильные группы), их лучшее распределение в (со)полимерных матрицах композиций, а следовательно, и более эффективное модифицирующее действие на физико-механические свойства этих композиций реализуются как при определенных содержаниях в композициях вводимых «носителей» полярных групп и, в случае СЭВА, характерных содержаниях этих групп в макроцепях данного сополимера, так и в результате предварительного совмещения данных полярных добавок в составе их концентрата с (со)полимером этилена определенного строения (и взятым в определенном количестве), вместе с которым модифицирующие добавки затем распределяются в основной (со)полимерной матрице композиции. Возможно, лучшая совместимость полярного стабилизатора (антиоксиданта фенольного типа) с полимером полярной природы (сополимером этилена с винилацетатом), чем с неполярным полиэтиленом, также обеспечивает усиливающее (синергическое) действие «комплекса» этих модификаторов, реализующегося в составе полимерного концентрата добавок, получаемого в соответствии с заявляемым способом, по сравнению с раздельным использованием этих агентов повышения стойкости к растрескиванию полиэтиленовых материалов.
При уменьшении содержания винилацетата в СЭВА и массового соотношения ЛПЭНП к СЭВА в составе ПКД ниже соответствующих заявленных нижних пределов (менее 9 мас.% и 0,8:1) и увеличении содержания СЭВА в стабилизированной композиции на основе ПЭНД выше верхнего предела (1,5 мас.%) существенно уменьшается стойкость к растрескиванию под напряжением, а также несколько уменьшаются модуль упругости при изгибе и относительное удлинение при разрыве композиции (см. наш контрольный пример 13). При увеличении содержания винилацетата в СЭВА и массового соотношения ЛПЭНП к СЭВА в составе ПКД выше соответствующих верхних пределов (16 мас.% и 4,3:1) и уменьшении содержания СЭВА в стабилизированной композиции на основе ПЭНД ниже нижнего предела (0,5 мас.%) также существенно уменьшается стойкость к растрескиванию под напряжением и несколько уменьшаются модуль упругости при изгибе и относительное удлинение при разрыве композиции (см. наш контрольный пример 14).
Снижение содержания фенольного антиоксиданта в стабилизированной композиции на основе ПЭНД ниже нижнего заявленного предела (0,05 мас.%) приводит к существенному снижению стойкости к растрескиванию под напряжением и относительного удлинения при разрыве композиции (контрольный пример 15). Увеличение содержания фенольного антиоксиданта выше верхнего предела (0,15 мас.%) практически не сказывается на свойствах ПЭНД-композиции, в частности, не приводит к повышению качества композиции (контрольный пример 16), поэтому введение в состав композиции фенольного антиоксиданта в количестве выше 0,15 мас.% экономически нецелесообразно.
Замена ЛПЭНП в составе полимерного концентрата добавок на полимер этилена другого молекулярного строения - как на разветвленный полиэтилен низкой плотности высокого давления (ПЭНП), так и на линейный полиэтилен высокой плотности низкого давления (ПЭВП) - приводит к существенному снижению стойкости к растрескиванию под напряжением, а также некоторому снижению модуля упругости при изгибе и относительного удлинения при разрыве получаемой стабилизированной композиции на основе ПЭНД (контрольные примеры 17 и 18 соответственно). Исключение ЛПЭНП из состава полимерного концентрата добавок (СЭВА в составе ПКД является единственным полимером, выполняющим и роль полимерного связующего для стабилизаторов; при этом содержание СЭВА в получаемой ПЭНД-композиции значительно превышает заявленный верхний предел) приводит к существенному снижению стойкости к растрескиванию под напряжением и модуля упругости при изгибе композиции (контрольный пример 19). Исключение из состава полимерного концентрата добавок, а следовательно, и из всей получаемой стабилизированной композиции на основе ПЭНД модификатора СЭВА приводит к значительному уменьшению стойкости к растрескиванию под напряжением композиции (контрольный пример 20), а исключение из состава ПКД и всей ПЭНД-композиции модификатора фенольного антиоксиданта вызывает существенное снижение стойкости к растрескиванию под напряжением и некоторое уменьшение модуля упругости при изгибе композиции (контрольный пример 21).
При введении в состав стабилизированной композиции на основе ПЭНД обоих модификаторов (СЭВА и фенольного антиоксиданта) не из состава предварительно приготовленного в расплавном режиме полимерного концентрата добавок (ПКД не готовят), а в результате получения сухой смеси всех компонентов композиции и ее последующего перемешивания в режиме полимерного расплава, значительно снижаются стойкость к растрескиванию под напряжением и модуль упругости при изгибе композиции (контрольный пример 22).
Стабилизированная композиция в соответствии с заявляемым способом может быть приготовлена смешением компонентов в расплаве (в смесителях типа «Брабендер», «Бенбери» или на вальцах) или смешением полимерных гранул (например, в смесителях типа «Ангер») с последующим экструдированием смеси (например, на двухшнековом экструдере). Полимерный концентрат добавок, используемый для получения стабилизированной композиции, может быть приготовлен смешением гранул СЭВА, ЛПЭНП и гранул (порошка) антиоксиданта (а также и гранул (порошков) других требуемых добавок, например, светостабилизатора) в смесителе (например, типа «Хеншель») с последующим гранулированием смеси на экструзионном агрегате.
В качестве сырьевых компонентов для приготовления заявляемым способом стабилизированной композиции используют различные коммерческие марки ПЭНД, в частности, ПЭВП выдувных марок 276-73 (ГОСТ 16338-85), ПЭ2НТ75-15, ПЭ2НТ76-17 (ТУ 2243-188-00203335-2009), литьевых марок 277-73 (ГОСТ 16338-85), ПЭ2НТ22-12 (ТУ 2243-176-00203335-2007), ЛПЭСП марки PE6432R (ТУ 2211-145-05766801-2008), ЛПЭНП марок PE4118N, PE5118N, PE5118Q (ТУ 2211-145-05766801-2008), LL-118/21 (производства компании Braskem); коммерческие марки СЭВА, в частности, марки Сэвилен 11205-040, Сэвилен 11306-075, Сэвилен 11407-027 (ТУ 6-05-1636-97); коммерческие марки антиоксидантов, в частности, Irganox 1010, Irganox B225FF (оба производства компании Ciba; Irganox B225FF - это смесь 50:50 (мас.%) первичного антиоксиданта фенольного типа Irganox 1010 и вторичного антиоксиданта фосфитного типа Irgafos 168); коммерческие марки светостабилизаторов, например, поли[[6-[(1,1,3,3-тетраметилбутил)амино]-1,3,5-триазин-2,4-диил] [(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]] (Chimassorb 944 FDL) (из класса пространственно затрудненных аминов; производства компании Ciba). При получении композиций на промышленном экструдере в их состав могут вводиться технологические (процессинговые) добавки, например фторполимерная добавка Dynamar FX5911 (производства компании 3М); скользящие и антикоррозионные добавки типа соответственно эрукамида (амида эруковой кислоты) и стеарата кальция.
В примерах по настоящему изобретению стабилизированную композицию на основе ПЭНД заявляемым способом получают в лабораторных условиях - на лабораторном микросмесителе «Брабендер» с четырехлопастными роторами, имеющем свободный объем смесительной камеры 0,094 л, оборудованном электрическим обогревом и системами индикации числа оборотов ведущего ротора, измерения и регулирования температуры смесительной камеры, а также измерения температуры смеси, с выводом данных параметров на монитор компьютера; в производственных условиях - на двухшнековом экструдере ZSE-40 MAXX-28D (с производительностью до 250 кг/ч) производства компании Leistritz (с предварительным смешением полимерных гранул в скоростном смесителе «Ангер» объемом 100 л).
Полимерный концентрат добавок, используемый для приготовления композиции в лабораторных условиях, готовят на лабораторном микросмесителе «Брабендер», а в производственных условиях - получением сухой смеси гранул СЭВА, ЛПЭНП и антиоксиданта (антиоксиданта и светостабилизатора) в опытном смесителе «Хеншель» (объемом 3 л) с последующим гранулированием смеси на опытном двухшнековом экструзионном агрегате ZDS-K28 (производительностью 2 кг/ч) производства компании Wemer-Pfleiderer.
3
5
Полученная стабилизированная композиция на основе ПЭНД характеризуется оптимальным комплексом физико-механических свойств, а именно, при значениях плотности в пределах 0,949-0,959 г/см и ПТР в диапазоне 2,0-12,0 г/10 мин, предопределяющих эффективность ее переработки в изделия методами экструзионно-выдувного формования и литья под давлением, обладает стойкостью к растрескиванию под напряжением в интервале 702-4442 ч, модулем упругости при изгибе 973-1033 МПа, пределом текучести при растяжении 23,8-26,9 МПа, прочностью при разрыве 18,1-27,3 МПа, относительным удлинением при разрыве 940-1020%.
Характеристики и свойства полученной ПЭНД-композиции определяют следующим образом:
1. Плотность (ρ) - флотационным методом при температуре 20°С по ГОСТ 15139-69.
2. Показатель текучести расплава (ПТР) - при температуре 190°С и массах груза 2,16 кг и 5 кг по ГОСТ 11645-73.
т
p
р
3. Предел текучести при растяжении (σ), прочность при разрыве (σ) и относительное удлинение при разрыве (ε) - по ГОСТ 11262-80.
и
4. Модуль упругости при изгибе (Е) - по ГОСТ 9550-81 (по методу А - при нагружении по трехточечной схеме).
5. Стойкость к растрескиванию под напряжением - по ГОСТ 13518-68 (при температуре 50°С на отпрессованных, вырубленных из пластин толщиной 3 мм и согнутых в подковообразную форму образцах с надрезом глубиной 0,5 мм, помещенных в 20%-ный водный раствор вещества вспомогательного ОП-7 по ГОСТ 8433-81; данное ПАВ представляет собой продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена, который по аналогии с вышеуказанным продуктом Igepal CO-630 (Antarox СО-630) можно назвать как диалкилфеноксиполи(этиленокси)этанол, где алкильный радикал содержит 8-12 атомов углерода, а количество этиленокси-групп составляет 7-9).
Указанными методами определяют также плотность и ПТР полимерных сырьевых компонентов, используемых для приготовления ПЭНД-композиции (приводятся показатели по данным наших измерений, а не из соответствующих сертификатов производителей сырья).
Для сравнения, для ряда образцов полученной ПЭНД-композиции определяют стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR) по ASTM D 1693, условию В (при температуре 50°С на отпрессованных, вырубленных из пластины толщиной 2 мм и согнутых в подковообразную форму образцах с надрезом глубиной 0,4 мм, помещенных в 10%-ный водный раствор ПАВ Igepal CO-630, приобретенного у компании Sigma-Aldrich).
Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение.
Пример 1
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
3
3
В стеклянном стакане объемом 0,8 л в течение 10 мин смешивают 45,3 г (57 мас.%) гранул ЛПЭНП марки РЕ4118N с плотностью (при 20°С) и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин, 26,7 г (33 мас.%) гранул СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10 мин, 4,00 г (5 мас.%) гранул антиоксиданта марки Irganox B225FF и 4,00 г (5 мас.%) гранул светостабилизатора марки Chimassorb 944 FDL.
2,16
Полученную сухую смесь в количестве 80,0 г загружают (в течение 3 мин) в микросмеситель «Брабендер», предварительно нагретый до температуры 150°С, и перемешивают в режиме полимерного расплава при этой температуре и скорости вращения ведущего ротора 60 об/мин в течение 20 мин. После окончания смешения полученный полимерный концентрат добавок выгружают из микросмесителя и измельчают до частиц с размерами в любом направлении 2-5 мм. Содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора в полученном ПКД составляет по 5 мас.%, из них фенольного антиоксиданта (Irganox 1010 из состава Irganox B225FF) - 2,5 мас.%, а массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в его составе равно 1,7:1. Приготовленный ПКД имеет ПТР, равный 4,1 г/10 мин.
Характеристики ПКД по примеру 1 и всем нижеследующим примерам приведены в таблице 1.
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД
5
2,16
3
3
В стеклянном стакане объемом 0,8 л в течение 10 мин смешивают 64,0 г (80 мас.%) гранул ПЭВП марки ПЭ2НТ75-15 с плотностью и ПТР соответственно 0,957 г/см и 1,8 г/10 мин, 13,6 г (17 мас.%) гранул ЛПЭНП марки РЕ4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин (в этом примере и всех последующих примерах плотность ПЭНД используемых марок определяют при температуре 20°С, а ПТР - при массе груза, указанной в сертификате производителя конкретной марки ПЭНД) и 2,4 г (3 мас.%) ПКД, приготовленного по данному примеру.
Полученную сухую смесь в количестве 80,0 г загружают (в течение 3 мин) в микросмеситель «Брабендер», предварительно нагретый до температуры 150°С, и перемешивают в режиме расплава при этой температуре и скорости вращения ведущего ротора 60 об/мин в течение 20 мин. После окончания смешения полученную стабилизированную ПЭНД-композицию выгружают из микросмесителя и измельчают до частиц с размерами в любом направлении 2-8 мм.
3
5
2,16
В условиях, строго идентичных вышеуказанным (по получению сухой смеси, ее перемешиванию в режиме расплава в микросмесителе и др.), получают еще одну партию (80 г) ПЭНД-композиции в виде частиц с размерами 2-8 мм. Обе партии (160 г) частиц ПЭНД-композиции объединяют и тщательно перемешивают (указанное количество полимерного композиционного материала необходимо для определения его характеристик и свойств в соответствии с вышеуказанными стандартами и методиками). Содержание СЭВА (12 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 1,0 мас.%, а содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора в полученной композиции составляет соответственно по 0,15 мас.%, из них фенольного антиоксиданта - 0,075 мас.% (некоторое содержание термостабилизатора, вероятно вводимого при производстве в ПЭНД используемых марок, не указываемое производителями в их сертификатах, в этом примере и всех последующих примерах не учитывают). Полученная композиция характеризуется плотностью 0,952 г/см, ПТР=2,0 г/10 мин и ПТР=0,5 г/10 мин.
Состав, а также характеристики и свойства стабилизированной ПЭНД-композиции по примеру 1 и всем нижеследующим примерам приведены в таблицах 2 и 3 соответственно. Выборочно для примеров 1, 2, 4-7 и 12 в таблице 4 приведены сопоставительные результаты определения стойкости к растрескиванию полученной композиции по ГОСТ 13518-68 и ASTM D 1693, условию В.
Пример 2
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
Полимерный концентрат добавок готовят в условиях, аналогичных условиям примера 1.
5
2,16
5
2,16
3
3
3
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но для получения одной из двух ее идентичных партий используют 56,0 г (70 мас.%) ПЭВП марки ПЭ2НТ76-17 с плотностью и ПТР соответственно 0,960 г/см и 2,7 г/10 мин, 21,6 г (27 мас.%) ЛПЭНП марки РЕ4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин и 2,4 г (3 мас.%) ПКД, приготовленного по примеру 1. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,951 г/см, ПТР=3,0 г/10 мин и ПТР=0,8 г/10 мин.
Пример 3
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
Полимерный концентрат добавок готовят в условиях, аналогичных условиям примера 1.
5
2,16
5
2,16
3
3
3
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но для получения одной из двух ее идентичных партий используют 48,0 г (60 мас.%) ПЭВП марки ПЭ2НТ76-17 с плотностью и ПТР соответственно 0,963 г/см и 2,9 г/10 мин, 29,6 г (37 мас.%) ЛПЭСП марки PE6432R с плотностью и ПТР соответственно 0,942 г/см и 3,4 г/10 мин и 2,4 г (3 мас.%) ПКД, приготовленного по примеру 1. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,954 г/см, ПТР=4,7 г/10 мин и ПТР=1,3 г/10 мин.
Пример 4
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
Полимерный концентрат добавок готовят в условиях, аналогичных условиям примера 1.
5
2,16
5
2,16
3
3
3
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но для получения одной из двух ее идентичных партий используют 48,0 г (60 мас.%) ПЭВП марки ПЭ2НТ76-17 с плотностью и ПТР соответственно 0,963 г/см и 2,9 г/10 мин, 29,6 г (37 мас.%) ЛПЭНП марки РЕ5118Q с плотностью и ПТР соответственно 0,922 г/см и 3,4 г/10 мин и 2,4 г (3 мас.%) ПКД, приготовленного по примеру 1. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,950 г/см, ПТР=5,0 г/10 мин и ПТР=1,4 г/10 мин.
Пример 5
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
Полимерный концентрат добавок готовят в условиях, аналогичных условиям примера 1.
2,16
5
2,16
5
2,16
3
3
3
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но для получения одной из двух ее идентичных партий используют 40,0 г (50 мас.%) ПЭВП марки ПЭ2НТ22-12 с плотностью и ПТР соответственно 0,966 г/см и 7,3 г/10 мин (ПТР=23,0 г/10 мин), 37,6 г (47 мас.%) ЛПЭНП марки LL-118/21 с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,1 г/10 мин и 2,4 г (3 мас.%) ПКД, приготовленного по примеру 1. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,949 г/см, ПТР=7,6 г/10 мин и ПТР=2,3 г/10 мин.
Пример 6
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
Полимерный концентрат добавок готовят в условиях, аналогичных условиям примера 1.
2,16
5
2,16
5
2,16
3
3
3
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но для получения одной из двух ее идентичных партий используют 52,0 г (65 мас.%) ПЭВП марки ПЭ2НТ22-12 с плотностью и ПТР соответственно 0,966 г/см и 7,3 г/10 мин (ПТР=23,0 г/10 мин), 25,6 г (32 мас.%) ЛПЭНП марки LL-118/21 с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,1 г/10 мин и 2,4 г (3 мас.%) ПКД, приготовленного по примеру 1. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,955 г/см, ПТР=10,3 г/10 мин и ПТР=3,2 г/10 мин.
Пример 7
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
Полимерный концентрат добавок готовят в условиях, аналогичных условиям примера 1.
2,16
5
2,16
5
2,16
3
3
3
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но для получения одной из двух ее идентичных партий используют 53,6 г (67 мас.%) ПЭВП марки ПЭ2НТ22-12 с плотностью и ПТР соответственно 0,966 г/см и 7,3 г/10 мин (ПТР=23,0 г/10 мин), 24,0 г (30 мас.%) ЛПЭНП марки PE4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин и 2,4 г (3 мас.%) ПКД, приготовленного по примеру 1. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,959 г/см, ПТР=12,0 г/10 мин и ПТР=3,9 г/10 мин.
Пример 8
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но используют 32,0 г (40 мас.%) ЛПЭНП марки PE4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин, 40,0 г (50 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11205-040 с содержанием 9 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,928 г/см и 4,9 г/10 мин, 4,00 г (5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox B225FF и 4,00 г (5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в составе приготовленного ПКД составляет 0,8:1, а его ПТР равен 3,8 г/10 мин.
3
5
2,16
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 4, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (9 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 1,5 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,950 г/см, ПТР=4,9 г/10 мин и ПТР=1,4 г/10 мин.
Пример 9
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но используют 58,4 г (73 мас.%) ЛПЭНП марки РЕ4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин, 13,6 г (17 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11407-027 с содержанием 16 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,938 г/см и 13,8 г/10 мин, 4,00 г (5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox B225FF и 4,00 г (5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в составе приготовленного ПКД составляет 4,3:1, а его ПТР равен 3,2 г/10 мин.
3
5
2,16
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 4, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (16 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 0,5 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,950 г/см, ПТР=4,8 г/10 мин и ПТР г/10 мин.
Пример 10
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1.
5
2,16
5
2,16
3
3
3
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 4, но для получения одной из двух ее идентичных партий используют 48,8 г (61 мас.%) ПЭВП марки ПЭ2НТ76-17 с плотностью и ПТР соответственно 0,963 г/см и 2,9 г/10 мин, 29,6 г (37 мас.%) ЛПЭНП марки РЕ5118Q с плотностью и ПТР соответственно 0,922 г/см и 3,4 г/10 мин и 1,6 г (2 мас.%) ПКД, приготовленного по примеру 1. Содержание СЭВА (12 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 0,7 мас.%, а содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора - соответственно по 0,10 мас.%, из них фенольного антиоксиданта - 0,05 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,951 г/см, ПТР=4,8 г/10 мин и ПТР=1,3 г/10 мин.
Пример 11
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но используют 48,0 г (60 мас.%) ЛПЭНП марки РЕ4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин, 28,0 г (35 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10 мин, 4,00 г (5 мас.%) порошка фенольного антиоксиданта марки Irganox 1010. Массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в составе приготовленного ПКД составляет 1,7:1, а его ПТР равен 3,9 г/10 мин.
3
5
2,16
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 4, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (12 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 1,1 мас.%, а содержание фенольного антиоксиданта (термостабилизатора) - 0,15 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,951 г/см, ПТР=4,9 г/10 мин и ПТР=1,3 г/10 мин.
Пример 12 (производственный)
1.Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
3
3
В скоростном смесителе «Хеншель» объемом 3 л смешивают (при комнатной температуре и скорости вращения мешалки 3300 об/мин) 566,7 г (57 мас.%) гранул ЛПЭНП марки LL-118/21 с плотностью и ПТРсоответственно 0,921 г/см и 1,1 г/10 мин, 333,3 г (33 мас.%) гранул СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10 мин, 50,0 г (5 мас.%) гранул антиоксиданта марки Irganox B225FF и 50,0 г (5 мас.%) гранул светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Смешение компонентов проводят в течение 2 мин, после чего смесь выгружают из смесителя. Подобную операцию (получение смеси указанного состава) проводят еще 1 раз. Получают 2,0 кг сухой смеси.
2,16
Полученную сухую смесь (2,0 кг) гранулируют на двухчервячном экструдере ZDS-K28 (диаметр (D) шнека 28 мм, отношение длины (L) шнека к его диаметру составляет 26) при температуре по зонам экструдера 115-150°С (при скорости вращения шнеков 70 об/мин и производительности экструдера 2 кг/ч). Получают гранулы ПКД с размерами в любом направлении 2-5 мм. Содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора в полученном ПКД составляет по 5 мас.%, из них фенольного антиоксиданта - 2,5 мас.%, а массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в его составе равно 1,7:1. Приготовленный ПКД имеет ПТР, равный 4,0 г/10 мин.
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД
2,16
2,16
3
3
В скоростном смесителе «Ангер» объемом 100 л смешивают (при температуре производственного помещения) 14,4 кг (72 мас.%) гранул ПЭВП марки ПЭ2НТ76-17 с плотностью и ПТР соответственно 0,960 г/см и 2,7 г/10 мин, 5,0 кг (25 мас.%) гранул ЛПЭНП марки LL-118/21 с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,1 г/10 мин, 0,6 кг (3 мас.%) гранул ПКД, приготовленного по данному примеру, а также 0,01 кг (0,05 мас.%) стеарата кальция (по ТУ 6-22-05800165-722-93) и 0,02 кг (0,10 мас.%) эрукамида (производства компании define Organics). Смешение компонентов проводят в течение 10 мин, после чего смесь выгружают из смесителя. Подобную операцию (получение сухой смеси указанного состава) проводят еще 2 раза. Получают 60 кг сухой смеси.
3
5
2,16
Полученную сухую смесь (60 кг) гранулируют на двухчервячном экструдере ZSE-40 MAXX-28D (D=41,4 мм, L/D=28) при температуре по зонам экструдера 170-190°С (при скорости вращения шнеков 500 об/мин и производительности экструдера 120 кг/ч). Получают гранулы ПЭНД-композиции с размерами в любом направлении 2-5 мм. Содержание СЭВА (12 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 1,0 мас.%, а содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора -соответственно по 0,15 мас.%, из них фенольного антиоксиданта - 0,075 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,951 г/см, ПТР=2,9 г/10 мин и ПТР=0,7 г/10 мин.
Пример 13 (контрольный)
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но используют 24,0 г (30 мас.%) ЛПЭНП марки PE4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин, 48,0 г (60 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11104-030 с содержанием 5 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,925 г/см и 3,7 г/10 мин, 4,00 г (5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox B225FF и 4,00 г (5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в составе приготовленного ПКД составляет 0,5:1, а его ПТР равен 3,1 г/10 мин.
3
5
2,16
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 4, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (5 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 1,8 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,950 г/см, ПТР=4,8 г/10 мин и ПТР=1,3 г/10 мин.
Пример 14 (контрольный)
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но используют 64,0 г (80 мас.%) ЛПЭНП марки PE4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин, 8,0 г (10 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11607-040 с содержанием 19 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,942 г/см и 21,1 г/10 мин, 4.00 г (5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox B225FF и 4,00 г (5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в составе приготовленного ПКД составляет 8,0:1, а его ПТР равен 2,8 г/10 мин.
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД
3
5
2,16
Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 4, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (19 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 0,3 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,950 г/см, ПТР=4,8 г/10 мин и ПТР=1,3 г/10 мин.
Пример 15 (контрольный)
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но используют 45,3 г (57 мас.%) ЛПЭНП марки PE4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин, 26,7 г (33 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10 мин, 2,00 г (2,5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox B225FF и 6,00 г (7,5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора в полученном ПКД составляет соответственно 2,5 и 7,5 мас.%, из них фенольного антиоксиданта - 1,25 мас.%, а массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в его составе равно 1,7:1. Приготовленный ПКД имеет ПТР, равный 4,2 г/10 мин.
3
5
2,16
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 10, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (12 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 0,7 мас.%, а содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора - соответственно 0,05 и 0,15 мас.%, из них фенольного антиоксиданта - 0,025 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,951 г/см, ПТР=4,9 г/10 мин и ПТР=1,4 г/10 мин.
Пример 16 (контрольный)
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но используют 45,3 г (57 мас.%) ЛПЭНП марки PE4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин, 26,7 г (33 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10 мин, 6,00 г (7,5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox 1010 и 2,00 г (2,5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора в полученном ПКД составляет соответственно 7,5 и 2,5 мас.%, из них фенольного антиоксиданта - 7,5 мас.%, а массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в его составе равно 1,7:1. Приготовленный ПКД имеет ПТР, равный 4,0 г/10 мин.
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД
3
5
2,16
Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 4, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (12 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 1,0 мас.%, а содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора - соответственно 0,225 и 0,075 мас.%, из них фенольного антиоксиданта - 0,225 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,950 г/см, ПТР=5,0 г/10 мин и ПТР=1,4 г/10 мин.
Пример 17 (контрольный)
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но вместо ЛПЭНП применяют полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), получаемый радикальной полимеризацией этилена при высоком давлении, т.е. полиэтилен высокого давления (ПЭВД), характеризующийся разветвленным строением макромолекул, а именно, используют 45,3 г (57 мас.%) гранул ПЭВД марки 15813-020 (ГОСТ 16337-77) с плотностью (при 20°С) и ПТР соответственно 0,919 г/см и 2,0 г/10 мин, 26,7 г (33 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10 мин, 4,00 г (5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox B225FF и 4,00 г (5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Массовое соотношение ПЭНП к СЭВА в составе приготовленного ПКД составляет 1,7:1, а его ПТР равен 4,6 г/10 мин.
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД
3
5
2,16
Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 2, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (12 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 1,0 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,951 г/см, ПТР=3,0 г/10 мин и ПТР=0,3 г/10 мин.
Пример 18
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
5
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но вместо ЛПЭНП применяют ПЭВП (ПЭНД), а именно, используют 45,3 г (57 мас.%) ПЭВП марки ПЭ2НТ76-17 с плотностью и ПТР соответственно 0,960 г/см и 2,7 г/10 мин (ПТР=0,7 г/10 мин), 26,7 г (33 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10 мин, 4,00 г (5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox B225FF и 4,00 г (5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Массовое соотношение ПЭВП к СЭВА в составе приготовленного ПКД составляет 1,7:1, а его ПТР равен 2,7 г/10 мин.
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД
3
5
2,16
Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 2, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (12 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 1,0 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,952 г/см, ПТР=2,9 г/10 мин и ПТР=0,7 г/10 мин.
Пример 19 (контрольный)
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но без ЛПЭНП, а именно, используют 72,0 г (90 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10, 4,00 г (5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox B225FF и 4,00 г (5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Приготовленный ПКД имеет ПТР, равный 6,7 г/10 мин.
3
5
2,16
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 2, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (12 мас.%) в полученной композиции составляет 2,7 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,952 г/см, ПТР=3,1 г/10 мин и ПТР=0,8 г/10 мин.
Пример 20
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но без СЭВА, а именно, используют 72,0 г (90 мас.%) ЛПЭНП марки РЕ4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/сми 1,2 г/10 мин, 4,00 г (5 мас.%) антиоксиданта марки Irganox B225FF и 4,00 г (5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Приготовленный ПКД имеет ПТР равен 1,5 г/10 мин.
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД
3
5
2,16
Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 2, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. СЭВА в составе полученной композиции отсутствует. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,951 г/см, ПТР=2,9 г/10 мин и ПТР=0,7 г/10 мин.
Пример 21 (контрольный)
1. Приготовление полимерного концентрата добавок
2,16
2,16
2,16
3
3
Полимерный концентрат добавок получают в условиях, аналогичных условиям примера 1, но вместо антиоксиданта марки Irganox B225FF, являющегося смесью (50:50) фенольного антиоксиданта Irganox 1010 и фосфитного антиоксиданта Irgafos 168, применяют фосфитный антиоксидант Irgafos 168 (производства компании Ciba), а именно, используют 45,3 г (57 мас.%) ЛПЭНП марки PE4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/см и 1,2 г/10 мин, 26,7 г (33 мас.%) СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10 мин, 4,00 г (5 мас.%) порошка антиоксиданта марки Irgafos 168 и 4,00 г (5 мас.%) светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора в полученном ПКД составляет по 5 мас.%, причем антиоксидант фенольного типа в концентрате отсутствует; массовое соотношение ЛПЭНП к СЭВА в его составе равно 1,7:1. Приготовленный ПКД имеет ПТР, равный 4,0 г/10 мин.
3
5
2,16
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 2, но используют ПКД, приготовленный по данному примеру. Содержание СЭВА (12 мас.% ВА) в полученной композиции составляет 1,0 мас.%, а содержание антиоксиданта (термостабилизатора) и светостабилизатора - соответственно по 0,15 мас.%, причем фенольный антиоксидант (ФАО) в композиции отсутствует. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,951 г/см, ПТР=3,0 г/10 мин и ПТР=0,8 г/10 мин.
Пример 22 (контрольный)
1. Полимерный концентрат добавок не готовят.
2. Получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД
5
2,16
2,16
5
2,16
3
3
3
3
Стабилизированную ПЭНД-композицию получают в условиях, аналогичных условиям примера 2, но для получения одной из двух ее идентичных партий в микросмесителе перемешивают в режиме расплава предварительно полученную сухую смесь, включающую 56,0 г (70,0 мас.%) гранул ПЭВП марки ПЭ2НТ76-17 с плотностью и ПТРсоответственно 0,960 г/см и 2,7 г/10 мин, 23,0 г (28,7 мас.%) гранул ЛПЭНП марки РЕ4118N с плотностью и ПТР соответственно 0,921 г/сми 1,2 г/10 мин, 0,8 г (1,0 мас.%) гранул СЭВА марки Сэвилен 11306-075 с содержанием 12 мас.% ВА и плотностью и ПТР соответственно 0,934 г/см и 6,5 г/10 мин, 0,12 г (0,15 мас.%) гранул антиоксиданта марки Irganox B225FF и 0,12 г (0,15 мас.%) гранул светостабилизатора марки Chimassorb 944FDL. Содержание фенольного антиоксиданта в полученной композиции составляет 0,075 мас.%. Полученная композиция характеризуется плотностью 0,951 г/см, ПТР=3,0 г/10 мин и ПТР=0,8 г/10 мин.
3
5
Как видно из данных, приведенных выше по тексту и в таблицах 1-4, заявляемый способ обеспечивает получение стабилизированной композиции на основе ПЭНД с повышенной стойкостью к растрескиванию, а именно в пределах 702-4442 ч при значениях плотности в диапазоне 0,949-0,959 г/см и ПТР в пределах 2,0-12,0 г/10 мин, что не менее чем в 4-7 раз превосходит стойкость к растрескиванию ПЭНД-композиций, полученных по способу - наиболее близкому аналогу и другим известным способам, для которых она составляет порядка 172-600 ч. Реализуемое заявляемым способом повышение стойкости к растрескиванию ПЭНД-композиции по сравнению с композициями-аналогами на практике является еще более значительным, поскольку, как видно из результатов специально проведенных экспериментов (таблица 4), величины стойкости к растрескиванию под напряжением образцов ПЭНД-композиции (во всем диапазоне ее плотности и ПТР), определяемые в соответствии с ГОСТ 13518-68 (в 20%-ном водном растворе «вещества вспомогательного ОП-7»), являются существенно меньшими величин стойкости к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR), определяемых по ASTM D 1693, условию В (в 10%-ном водном растворе продукта «Igepal CO-630»), что свидетельствует о более «жестких» условиях испытаний полиэтиленовых образцов методом по данному ГОСТ по сравнению с методом по указанному ASTM, которым охарактеризованы сравниваемые патентные аналоги.
Получаемая заявляемым способом стабилизированная композиция на основе ПЭНД обладает оптимальным комплексом физико-механических свойств: при высокой стойкости к растрескиванию под напряжением (702-4442 ч) характеризуется высокими значениями модуля упругости при изгибе (973-1033 МПа), предела текучести при растяжении (23,8-26,9 МПа), прочности при разрыве (18,1-27,3 МПа), относительным удлинением при разрыве (940-1020%). По значениям модуля упругости при изгибе эта полиэтиленовая композиция превосходит или практически не уступает сравниваемым патентным аналогам, а по значениям предела текучести при растяжении превосходит их. Стабилизированная композиция на основе ПЭНД, получаемая заявляемым способом, наиболее перспективна для изготовления методами выдувного формования и литья под давлением различных выдувных и литьевых изделий, особенно емкостей для хранения и транспортирования моющих, парфюмерных и фармацевтических средств, бутылочных крышек, манжет, колец, прокладок, втулок, вкладышей, пробок, гаек и других деталей электроизоляционного и конструкционного назначений.
Таблица 1
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИМЕРНОГО КОНЦЕНТРАТА ДОБАВОК
Пример №
ЛПЭНП: содержание, мас.%; плотность, г/см<sup>3</sup>; ПТР<sub>2,16</sub>, г/10 мин
СЭВА: содержание, мас.%; плотность, г/см<sup>3</sup>; ПТР<sub>2,16</sub>, г/10 мин
Содержание ВАв СЭВА, мас.%
Массовое соотношение ЛПЭНП/СЭВА
Содержание термостабили затора, мас.%
Содержание светостабилизатора, мас.%
Содержание фенольного антиоксиданта, мас.%
ПТР<sub>2,16</sub> г/10 мин
1
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
2,5
4,1
2
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
2,5
4,1
3
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
2,5
4,1
4
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
2,5
4,1
5
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
2,5
4,1
6
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
2,5
4,1
7
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
2,5
4,1
8
40; 0,921; 1,2
50; 0,928; 4,9
9
0,8:1
5
5
2,5
3,8
9
73; 0,921; 1,2
17; 0,938; 13,8
16
4,3:1
5
5
2,5
3,2
10
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
2,5
4,1
11
60; 0,921; 1,2
35; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
-
5
3,9
12 (произво дств.)
57; 0,921; 1,1
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
2,5
4,0
13 (контр.)
30; 0,921; 1,2
60; 0,925;3,7
5
0,5:1
5
5
2,5
3,1
14 (контр.)
80; 0,921; 1,2
10; 0,942; 21,1
19
8,0:1
5
5
2,5
2,8
15 (контр.)
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
2,5
7,5
1,25
4,2
16 (контр.)
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
7,5
2,5
7,5
4,0
17 (контр.)
ПЭНП: 57; 0,919; 2,0
33; 0,934; 6,5
12
1,7 (ПЭНП): 1 (СЭВА)
5
5
2,5
4,6
18 (контр.)
ПЭВП: 57; 0,960; 0,7
33; 0,934; 6,5
12
1,7 (ПЭВП): 1 (СЭВА)
5
5
2,5
2,7
19(контр.)
-
90; 0,934; 6,5
12
-
5
5
2,5
6,7
20 (контр.)
90; 0,921; 1,2
-
-
-
5
5
2,5
1,5
21 (контр.)
57; 0,921; 1,2
33; 0,934; 6,5
12
1,7:1
5
5
-
4,0
22 (контр.)
Полимерный концентрат добавок не готовят
Таблица 2
СОСТАВ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ПЭНД
Пример №
ПЭВП: содержание, мас.%; плотность, г/см<sup>3</sup>; ПТР<sub>5</sub>, г/10 мин
ЛПЭНП или ЛПЭСП: содержание, мас.%; плотность, г/см<sup>3</sup>; ПТР<sub>2.16</sub>, г/10 мин
ПКД, мас.%.
СЭВА, <sup>∗</sup>мас.%
Термостабилизатор,<sup>∗</sup> мас.%
Светостабилизатор,<sup>∗</sup> мас.%
Фенольный антиоксидант,<sup>∗</sup> мас.%
1
80; 0,957; 1.8
17; 0,921; 1.2
3
1,0
0,15
0,15
0,075
2
70; 0,960; 2,7
27; 0,921; 1,2
3
1,0
0,15
0,15
0,075
3
60; 0,963; 2,9
37; 0,940; 3,4
3
1,0
0,15
0,15
0,075
4
60; 0,963; 2,9
37; 0,922; 3,4
3
1,0
0,15
0,15
0,075
5
50; 0,966; 23,0
47; 0,921; 1,1
3
1,0
0,15
0,15
0,075
6
65; 0,966; 23,0
32; 0,921; 1,1
3
1,0
0,15
0,15
0,075
7
67; 0,966; 23,0
30; 0,921; 1,2
3
1,0
0,15
0,15
0,075
8
60; 0,963; 2,9
37; 0,922; 3,4
3
1,5
0,15
0,15
0,075
9
60; 0,963; 2,9
37; 0,922; 3,4
3
0,5
0,15
0,15
0,075
10
61; 0,963; 2,9
37; 0,922; 3,4
2
0,7
0,10
0,10
0,05
11
60; 0,963; 2,9
37; 0,922; 3,4
3
1,1
0,15
-
0,15
12 (производств.)
72; 0,960; 2,7
25; 0,921; 1,1
3
1,0
0,15
0,15
0,075
13 (контр.)
60; 0,963; 2,9
37; 0,922; 3,4
3
1,8
0,15
0,15
0,075
14 (контр.)
60; 0,963; 2,9
37; 0,922; 3,4
3
0,3
0,15
0,15
0,075
15 (контр.)
61; 0,963; 2,9
37; 0,922; 3,4
2
0,7
0,05
0,15
0,025
16(контр.)
60; 0,963; 2,9
37; 0,922; 3,4
3
1,0
0,225
0,075
0,225
17 (контр.)
70; 0,960; 2,7
27; 0,921; 1,2
3 (с ПЭНП)
1,0
0,15
0,15
0,075
18 (контр.)
70; 0,960; 2,7
27; 0,921; 1,2
3 (с ПЭВП)
1,0
0,15
0,15
0,075
19 (контр.)
70; 0,960; 2,7
27; 0,921; 1,2
3 (без ЛПЭН П)
2,7
0,15
0,15
0,075
20 (контр.)
70; 0,960; 2,7
27; 0,921; 1,2
3 (без СЭВА)
-
0,15
0,15
0,075
21 (контр.)
70; 0,960; 2,7
27; 0,921; 1,2
3 (без ФАО)
1,0
0,15
0,15
-
22 (контр.)
70,0; 0,960; 2,7
28,7; 0,921; 1,2
-
1,0
0,15
0,15
0,075
<sup>∗</sup>Примечание: в примерах 1-21 указанные количества СЭВА, термостабилизатора и светостабилизатора в составе композиций являются составной частью соответствующих ПКД; количество фенольного антиоксиданта во всех примерах входит в количество термостабилизатора.
Таблица 3
ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ПЭНД
Пример №
ρ, г/см<sup>3</sup>
ПТР<sub>5</sub>; ПТР<sub>2,16</sub>, г/10 мин
Стойкость к растрескиванию под напряжением, ч
Е<sub>и</sub>, МПа
σ<sub>т</sub>, МПа
σ<sub>р</sub>, МПа
ε, %
1
0,952
2,0;0,5
1866
1015
23,8
27,3
992
2
0,951
3,0;0,8
3440
994
24,5
25,7
1012
3
0,954
4,7;1,3
917
991
25,2
23,6
1020
4
0,950
5,0;1,4
3151
1010
25,4
23,1
975
5
0,949
7,6; 2,3
3018
973
25,8
20,3
940
6
0,955
10,3; 3,2
751
1026
26,3
18,9
942
7
0,959
12,0; 3,9
702
1033
26,9
18,1
964
8
0,950
4,9; 1,4
3337
1030
24,9
23,0
957
9
0,950
4,8; 1,3
1895
997
25,3
22,7
1005
10
0,951
4,8; 1,3
2854
1002
25,4
22,4
967
11
0,951
4,9;1,3
3217
992
25,6
22,7
998
12 (производств.)
0,951
2,9;0,7
4442
997
24,3
25,4
988
13 (контр.)
0,950
4,8;1,3
533
937
24,6
22,5
894
14 (контр.)
0,950
4,7;1,3
484
948
25,0
22,3
910
15 (контр.)
0,951
4,9;1,4
507
961
24,7
23,0
874
16 (контр.)
0,950
5,0;1,4
3122
984
25,4
23,5
958
17 (контр.)
0,951
3,0;0,8
581
896
24,0
24,7
905
18 (контр.)
0,952
2,9;0,7
556
915
24,3
25,1
935
19 (контр.)
0,952
3,1;0,8
415
812
23,8
24,3
926
20 (контр.)
0,951
2,9;0,7
367
970
24,1
25,3
927
21 (контр.)
0,951
3,0;0,8
462
923
23,7
24,6
931
22 (контр.)
0,951
3,0;0,8
388
847
23,7
24,3
912
Таблица 4
СТОЙКОСТЬ К РАСТРЕСКИВАНИЮ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ПЭНД, ОПРЕДЕЛЯЕМАЯ ПО ГОСТ 13518-68 И ASTM D 1693
Пример №
Характеристики ПЭНД-композиции
Плотность,
ПТР<sub>5</sub>,
ПТР<sub>2,16</sub>,
Стойкость к растрескиванию под напряжением по ГОСТ 13518-68,
Стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR) по ASTM D1693, условию В,
г/см<sup>3</sup>
г/10 мин
г/10 мин
ч
ч
1
0,952
2,0
0,5
1866
2635
2
0,951
3,0
0,8
3440
>4500
4
0,950
5,0
1,4
3151
>4500
5
0,949
7,6
2,3
3018
>4500
6
0,955
10,3
3,2
751
1014
7
0,959
12,0
3,9
702
891
12 (произв.)
0,951
2,9
0,7
4442
>4500