ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА
POLYETHYLENE TEREPHTHALATE-BASED POLYMER COMPOSITION

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиэтилентерефталата, которые могут применяться при производстве бутылок, контейнеров различного назначения, пленочных изделий, а также в волоконном производстве.
Известно, что переработка полиэтилентерефталата [Керницкий В.И., Микитаев А.К. Краткие основы получения и переработки полиэтилентерефталата (ПЭТ). - М.; - РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2012. - 208 с.] методом экструзии осуществляется при 280-300°C, что является температурной границей, близкой к температуре разложения полиэтилентерефталата (290-350°C) [Т.И. Баскакова, Л.Е. Волкова, Ю.В. Глазковский. Аналитический контроль в производстве синтетических волокон. Справочное пособие. Под ред. А.С. Чеголи, Н.М. Кваша - М.: Химия. - 1982 г. - 254 с.], что может при переработке приводить к частичной деструкции полимера.
Известна термопластичная композиция на основе полиэтилентерефталата [Чанг Дж.Й.Дж., Мейсон Дж.П., Ли К. Термопластичная композиция и изделия, имеющие высокую ударную прочность и хороший вид. Пат. РФ №243902. Опубл. 27.11.2011.], содержащая 9,9-99,8 поликарбонатной смолы на основе бисфенола А; 0,1-30 привитого каучука, а также 0,1 мас.ч. термостабилизатора, 1 мас.ч. красителя и 0,7 мас.ч. УФ-абсорбера. Привитую фазу получают сополимеризацией мономера из первой группы, состоящей из стирола, о-метилстирола, галогенированного в кольце стирола и алкилированного в кольце стирола и мономера, содержащего (мет)акрилонитрил и малеиновый ангидрид. Недостатком такой композиции является ее многокомпонентность, что может привести к снижению совместимости, а следовательно, к ухудшению ряда свойств исходного полиэтилентерефталата.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является полимерная композиция [Мусаев Ю.И., Мусаева Э.Б., Хараев A.M., Жекамухов А.Б., Квашин В.А., Микитаев А.К. Полимерная композиция для конструкционных материалов. Пат. РФ №2303612. Опубл. 27.07.2007.], которую получают для повышения термостабильности полиэтилентерефталата в процессе его переработки, улучшения его эксплуатационных качеств, расширения температурного интервала использования изделий из полиэтилентерефталата, увеличения электрической прочности. В качестве модификатора в полиэтилентерефталат (99,0-99,95 мас. %) предложено добавлять полиарилатоксимат (ПАО-2) на основе дихлорангидридов тере- и изофталевой кислот и фенолкетоксима, содержащего фталидную группировку. Недостатком предлагаемого решения является сложность получения полиарилатоксиматов, являющихся добавкой в полиэтилентерефталат, а также отсутствие его промышленного производства.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение показателя текучести расплава и понижение температуры переработки промышленного полиэтилентерефталата, повышение его термической стойкости путем получения термопластичной полимерной композиции, которая пригодна для повторного применения за счет своей термопластичности.
Поставленная задача решается введением в промышленный полиэтилентерефталат в качестве термопластичной добавки полигидроксиэфира на основе бисфенола А с молекулярной массой 25-35 тысяч у.е. при следующем соотношении компонентов, вес.%:
полиэтилентерефталат - 90-97
полигидроксиэфир - 10-3.
Термопластичную композицию на основе полиэтилентерефталата готовят смешиванием расчетных количеств исходных полимеров с последующей экструзией. Показатель текучести расплава полученных образцов определяли на пластометре ИИРТ-АМ по ГОСТ 111645-73. Исследования показали, что введение 3-10 вес.% полигидроксиэфира с молекулярной массой 25-35 тысяч у.е. позволяет в 1,5-2 раза снизить вязкость расплава и на 20-25°С температуру переработки, при этом композиция остается термопластичной, что делает возможным вторичную переработку отработанного материала. Полученный положительный эффект объясняется пластифицирующим действием полигидроксиэфира.
Полигидроксиэфир - торговое наименование «Фенокси» (Бюллер К.-У. Тепло- и термостойкие полимеры. М. - Химия. - 1984. - 237-245 с.) синтезировали методом осадительной поликонденсации (Беева Д.А. Полигидроксиэфиры и композиционные материалы на их основе. Дисс. … д.х.н. - г. Нальчик. - 2012 г. - с.) взаимодействием эпихлоргидрина и дифенилолпропана в водно-спиртовой среде в присутствии щелочи - гидроксида натрия. Молекулярную массу полимера регулируют по времени синтеза. Для получения образцов полигидроксиэфира с молекулярной массой 25-35 тысяч у.е. время реакции составляет 4 часа.
Данная термопластичная композиция готовится следующим образом.
Пример 1. 3 вес. % полигидроксиэфира с молекулярной массой 25-35 тыс. у.е. в виде белого аморфного порошка и 97 вес. % гранулированного полиэтилентерефталата смешивают и вводят в двушнековый экструдер PSHI-20 фирмы Jiangsu (Китай). Полученный экструдат в виде композитов полиэтилентерефталат - полигидроксиэфир представляет собой прозрачные с легким золотистым оттенком гранулы, в которых визуальных следов несовместимости (помутнение, дымчатость) не наблюдается.
Пример 2. По примеру 1 к 5 вес. % полигидроксиэфира молекулярной массы 25000-35000 у.е. прибавляли 95 вес. % полиэтилентерефталата и экструдировали. ПТР приведены в таблице 1.
Пример 3. По примеру 1 к 10 вес. % полигидроксиэфира молекулярной массы 25000-35000 у.е. добавляли 90 вес. % полиэтилентерефталата и экструдировали. Результаты измерения ПТР в таблице 1. Для полученных композитов показатели текучести расплава определялись на приборе ИИРТ-5 (Россия).
Пример 4. По примеру 1 к 1 вес. % полигидроксиэфира молекулярной массы 25000-35000 у.е. прибавляли 99 вес. % полиэтилентерефталата и экструдировали. Значение ПТР приведено в таблице 1. Следов несовместимости нет.
Пример 5. По примеру 1 к 20 вес. % полигидроксиэфира молекулярной массы 25000-35000 у.е. прибавляли 80 вес. % полиэтилентерефталата и экструдировали. Значение ПТР приведено в таблице 1. Гранулы экструдата представляют собой вспененные гранулы со следами помутнения. В ходе переработки наблюдается расслоение расплава.
Пример 6. По примеру 1 к 5 вес. % полигидроксиэфира молекулярной массы 10000-15000 тысяч у.е. (время синтеза 2 часа) прибавляли 95 вес. % полиэтилентерефталата и экструдировали. В процессе переработки материал вспенивался, пузырился. Получить гранулы композита однородного состава не удалось.
Пример 7. По примеру 1 к 5 вес. % полигидроксиэфира молекулярной массы 40000-45000 тысяч у.е. (время синтеза 5 часов) прибавляли 95 вес. % полиэтилентерефталата и экструдировали. В процессе переработки материала наблюдали раздельное плавление полимеров. Получить гранулы композита однородного состава не удалось.
Для определения возможной температурной области эксплуатации композитов на основе полиэтилентерефталата были проведены термогравиметрические исследования на дериватографе фирмы PERKIN ELMER-4000 (Голландия).
Техническим результатом изобретения является то, что введение в полиэтилентерефталат полигидроксиэфира с молекулярной массой 25000-35000 у.е. снижает вязкость расплава на 25-40% и температуру переработки на 20-25°С при сохранении термопластичности.