• Nie Znaleziono Wyników

Charakterystyka sieciowanych dynamicznie mieszanin

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Charakterystyka sieciowanych dynamicznie mieszanin "

Copied!
9
0
0

Pełen tekst

(1)

Charakterystyka sieciowanych dynamicznie mieszanin

polipropylenu z elastomerem etylenowo-oktenowym

Barbara Świerz-Motysia*

Maria Rajkiewicz Barbara Jurkowska**

B a d a n o s t r u k t u r ę i wł a ś c i w o ś c i f i z y c z n e TP E - V w y t w o r z o n y c h

w

p r o c e s i e r e a k t y w n e g o p r z e t w ó r s t wa p o l i p r o p y l e n u ( P P ) i e l a s t o m e r u e t y l e n o w o - o k t e n o -

w e g o ( E O E )

w

s t o p i e , z z a s t o s o wa n i e m u k ł a d u s i e c i u j ą c e g o s i l a n / n a d t l e - n e k / w i l g o c .

N a p o d s t a w i e b a d a ń m e t o d a m i D M T A , S E M i D S C w y k a z a n o , i e o t r z y m a ­

n e d y n a m i c z n e w u l k a n i z a t y s t a n o w i ą t y p o wy u k ł a d d y s p e r s y j n y ,

w

k t ó r y m s e - m i k r y s t a l i e z n y PP t wo r z y f a z ę c i ą g ł ą , a f a z ę z d y s p e r g o w a n ą c z ą s t e c z k i u s i e c i o -

w a n e g o e l a s t o m e r u e t y l e n - o k t e n , k t ó r e p e ł n i ą r o l ę m o d y f i k a t o r a wł a ś c i w o ś c i

i s t a b i l i z a t o r a d w u f a z o wj s t r u k t u r y . S t w i e r d z o n o , i e z a r ó wn o w ł a ś c i wo ś c i m e ­

c h a n i c z n e , j a k i t e r m i c z n e z a l e ż ą o d u d z i a ł u e l a s t o m e r u w k o m p o z y c j a c h , p o d ­

d a n y c h d z i a ł a n i u n a p r ę ż e ń m e c h a n i c z n y c h i t e m p e r a t u r y . N a j l e p s z e r e z u l t a t y

u z y s k a n o d l a s z c z e p i o n y c h / u s i e c i o w a n y c h k o m p o z y c j i o s k ł a d z i e i P P / E OE -

5 5 / 4 5 % .

Słowa kluczowe:

p r z e t w ó r s t wo r e a k t y w n e , wu l k a n i z a t y t e r m o p l a s t y c z n e , e l a s ­ t o m e r e t y l e n - o k t e n , z e s p ó l s i e c i u j ą c y s i l a n / w i l g o ć

Characterization of dynamically cross- linked polypropylene/ethylene-octene blends

T h e s u b j e c t o f t h i s s t u d y w a s e v a l u a t i o n of t h e p h a s e s t r u c t u r e a n d m e c h a ­

n i c a l p r o p e r t i e s of t h e T P E - V s o b t a i n e d b y r e a c t i v e p r o c e s s i n g i n t h e m o l t e n

s t a t e of i P P a n d e t h y l e n e - o c t e n e e l a s t o m e r b l e n d u s i n g s i l a n e / m o i s t u r e a s

c r o s s l i n k i n g s y s t e m .

O n t h e b a s i s of D M T A , S E M , a n d D S C d a t a i t w a s s h o w n t h a t o b t a i n e d

p o l y m e r i c m a t e r i a l c r e a t e t h e d i s p e r s e s y s t e m : t h e c o n t i n u o u s p h a s e of s e m i -

c r y s t a l l i n e PP m a t r i x a n d d i s p e r s e d s m a l l p a r t i c l e s of t h e c r o s s l i n k e d e t h y l e n e -

o c t e n e e l a s t o me r , wh i c h a c t a s t h e m o d i f i e r o f p r o p e r t i e s a n d s t a b i l i z e r o f t h e

t w o - p h a s e s t r u c t u r e o f p o l y m e r i c m a t e r i a l s .

I t w a s o b s e r v e d t h a t b o t h t h e r m a l b e h a v i o r a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s a r e

v e r y d e p e n d e n t o n e l a s t o m e r c o n t e n t w h e n s p e c i m e n s a r e s u b j e c t e d t o h e a t o r

m e c h a n i c a l l o a d s . T h e b e s t r e s u l t s w e r e a c h i e v e d f o r t h e g r a f t e d / c r o s s l i n k e d

P P / E O E b l e n d a t a we i g h t r a t i o o f 5 5 / 4 5 % .

Key words:

r e a c t i v e p r o c e s s i n g , t h e r m o p l a s t i c v u l c a n i z a t e s , e t h y l e n e - o c t e n e c o p o l y m e r , s i l a n e - m o i s t u r e c r o s s l i n k i n g s y s t e m

1. Wprowadzenie

E la sto m e r y te r m o p la s ty c z n e (T P E ) sta n o w ią n o w ą k la sę m a te r ia łó w p o lim e r o w y c h , łą c z ą c y c h c e c h y u sie - c io w a n y c h c h e m ic z n ie k a u c z u k ó w z ła tw o ś c ią p r z e ­ tw arzan ia i r e c y k lin g u te r m o p la stó w [1 -8 ].

C e c h a m i c h a r a k te r y s ty c z n y m i T P E są m ik r o n ie - je d n o r o d n o s ć fa z o w a i s p e c y f ic z n a m o r fo lo g ia d o m e ­

* Instytut Przemysłu G um ow ego „Stom il”, Piastów

** OBR Przemysłu Oponiarskiego, Poznań

n o w a , c o p o w o d u je , ż e ich w ła ś c iw o ś c i są p o śred n ie i za w iera ją s ię p o m ię d z y ty m i, ja k ie ch arak teryzu ją p o ­ lim e r y tw o r z ą c e fa z ę sz ty w n ą i e la s ty c z n ą .

W ła ś c iw o ś c i T P E , n ie z a le ż n ie o d ich typu i b u d o ­ w y , są z a tem fu n k cją rod zaju , struktury i u d zia łu ob u fa z , ch arak teru i w a r to śc i o d d z ia ły w a ń m ię d z y fa z o - w y c h oraz s p o s o b u p o łą c z e n ia fa z w u k ła d zie.

P o stę p w d z ie d z in ie T P E w ią ż e się z b ad an iam i u k ie r u n k o w a n y m i n a p o le p s z e n ie s ta b iln o ś c i ciep ln ej fa z y sz ty w n e j ( w y ż s z a T g) oraz na z w ię k s z e n ie o d p o r­

n o ś c i c h e m ic z n e j, term iczn ej sta b iln o ś c i ciep ln ej i ter- m o o o k s y d a c y jn e j fa z y e la s ty c z n e j [2].

TOM 10 listopad - grudzień 2006 r. Sta& fottt& iy nr 6

(2)

W ś r ó d o p is a n y c h w lite r a t u r z e i s t o s o w a n y c h w te c h n ic e T P E s p e c y f ic z n ą g ru p ę sta n o w ią m ik r o h e te - r o g e n ic z n e m ie s z a n in y k a u c z u k ó w z p la s to m e r a m i, w k tó ry ch p la sto m e r sta n o w i fa z ę c ią g łą , a z d y s p e r g o - w a n e w n im c z ą s te c z k i k a u czu k u są u s ie c io w a n e p o d ­ c z a s d y n a m ic z n e j w u lk a n iz a c ji. W u lk a n iz a c ja d y n a ­ m ic z n a p r z e b ie g a p o d c z a s r e a k ty w n e g o m ie s z a n ia k a u ­ czu k u z term o p la stem w sta n ie s to p io n y m , w w a ru n ­ k ach d zia ła n ia z m ie n n y c h n a p rężeń ś c in a ją c y c h i roz- c ią g a ją c y c h i zn a czn ej s z y b k o ś c i śc in a n ia , w y tw a r z a ­ nej p rzez z e s p ó ł r o b o c z y u rzą d zen ia .

S p o só b w y tw a rza n ia tak ich m ie sz a n in , ic h w ła ś c i­

w o ś c i i c e c h y m o r fo lo g ic z n e sp o w o d o w a ły , ż e n a z y w a się j e w u lk an izatam i term o p la sty czn y m i (T P E -V ) [9 ,1 0 ].

S ta n o w ią o n e grupę „ m ateriałów na m ia rę” , o z a ło ż o ­ nych w ła śc iw o ś c ia c h . Ich za letą je s t to, ż e w ię k s z o ś ć z n ich m o ż n a w y tw a rza ć na sta n d a rd o w y ch u rzą d ze­

niach do p rzetw órstw a tw o r z y w i k a u czu k ó w , w y k o r z y s ­ tując ju ż d o stęp n e i w c h o d z ą c e na ryn ek n o w e gen era cje k a u czu k ó w o u le p sz o n y c h w ła ś c iw o ś c ia c h .

W aru n k iem k o n ie c z n y m w y k s z ta łc e n ia s ię w y m a ­ ganej d la T P E -V m o r f o lo g ii u k ład u (d y s p e r sji m a k ro ­ c z ą s t e c z e k u s ie c io w a n e g o k a u c z u k u o o p ty m a ln y m ro zm ia rze w fa z ie c ią g łe j p la sto m eru ) i u z y s k a n ia ter- m o p la s ty c z n o ś c i j e s t staran n y d o b ó r w a r u n k ó w sp o r z ą ­ d z a n ia m ie s z a n in y : tem p era tu ry , s z y b k o ś c i ś c in a n ia i rod zaju u rzą d zen ia , rod zaju i ilo ś c i s u b s ta n c ji s ie c iu ­ ją cej.

D o b iera ją c rodzaj i u d zia ł e la s to m e r u m o ż n a z m ie ­ n iać w k o r z y stn y m k ieru n k u w ła ś c iw o ś c i n o w e g o m a ­ teriału. O b e c n o ś ć u sie c io w a n e j fa z y e la s to m e r o w e j z a ­ p o b ie g a le p k ie m u p ły n ię c iu p o d o b c ią ż e n ie m , c o o z n a ­ c z a le p s z ą e la s ty c z n o ś ć oraz m n ie js z e o d k s z ta łc e n ie trw ałe p rzy śc isk a n iu i ro z c ią g a n iu tak o tr z y m a n e g o m ateriału w p o ró w n a n iu z tr a d y c y jn y m i m ie s z a n in a m i sp o r z ą d z o n y m i z ty c h s a m y c h m a te r ia łó w w y j ś c i o ­ w y c h , z k tóry ch k a żd y tw o r z y w ła s n ą fa z ę c ią g łą .

D z ię k i z a s to s o w a n iu p r o c e su d y n a m ic z n e j w u lk a ­ n iza cji u zy sk a n o i w p r o w a d z o n o na r y n ek w ie le n o ­ w y c h m a te r ia łó w o z a p r o g r a m o w a n y c h w ła ś c i w o ś ­ cia ch . N a jw a ż n ie js z ą g ru p ę T P E -V , o z n a c z e n iu k o m e r ­ c y jn y m , s ta n o w ią p rod u k ty w u lk a n iz a c ji d y n a m ic z n e j iz o ta k ty c z n e g o p o lip r o p y le n u (iP P ) i e la s to m e r u e ty le - n o w o - p r o p y le n o w o - d ie n o w e g o (E P D M ) . W y n ik a to z w ła ś c iw o ś c i układ u P P i E P D M , k tóry z e w z g lę d u na o b e c n o ś ć w ią z a ń p o d w ó jn y c h m o ż e b y ć s ie c io w a n y z e sp o ła m i k o n w e n c jo n a ln y m i, r e la ty w n ie n isk iej c en y , dobrej m ie s z a ln o ś c i s k ła d n ik ó w oraz m o ż liw o ś c i s t o ­ so w a n ia w za k r e sie tem p eratu r 2 3 3 - 4 0 8 K [1 1 - 1 5 ].

N o w y ro z d z ia ł w d z ie d z in ie e la s to m e r ó w te r m o ­ p la s ty c z n y c h z a p o c z ą tk o w a ło o p r a c o w a n ie k a ta liz a to ­ rów m e ta lo c e n o w y c h i ic h z a s t o s o w a n ie d o s te r e o b lo - k ow ej p o lim e r y z a c ji e ty le n u i p r o p y le n u o raz k o p o li- m ery za cji ty ch o le fin z in n y m i m o n o m e r a m i, p r o w a ­ d zą cy m i d o m a k r o c z ą s te c z e k o b u d o w ie „na m ia r ę ” o z góry z a ło ż o n e j m ik rostru k tu rze i ste r e o r e g u la r n o śc i.

K atalizatory te u m o ż liw iły p r o d u k cję h o m o g e n ic z n y c h k o p o lim e r ó w o le f in o w y c h m a ją c y c h w ą s k i rozrzu t m a ­ sy c z ą s te c z k o w e j (R C C = M w /M n < 2 ,5 ) . F irm a D o w C h e m ic a l C o . w g o p r a c o w a n e j t e c h n o l o g ii z w a n e j

IN S IT E , z z a s t o s o w a n ie m k a ta liza to ra je d n o m ie js c o - w e g o , p rod u k u je e la s to m e r y o le f in o w e - E n g a g e ™ z a ­ w iera ją ce p o n a d 8% o k ten u [1 6 ,1 7 ].

K o p o lim e r y E n g a g e c e c h u je brak z a le ż n o ś c i m ię ­ d z y trad y cy jn ą le p k o ś c ią M o o n e y a a w ła ś c iw o ś c ia m i te c h n o lo g ic z n y m i. W p o r ó w n a n iu z in n y m i p o lim e r a ­ m i h o m o g e n ic z n y m i o tak im s a m y m w sk a ź n ik u p ły n ię ­ c ia ch a rak teryzu ją s ię o n e w ię k s z ą le p k o ś c ią d y n a m ic z ­ ną p rzy zer o w e j s z y b k o ś c i śc in a n ia i w ię k s z y m sp a d ­ k ie m le p k o ś c i z e w z r o s te m s z y b k o ś c i ś c in a n ia . N ie m ają w y ra źn ej g ra n icy p la s ty c z n o ś c i. N a s y c o n y c h a ­ rakter ela sto m e r u , s p o w o d o w a n y b ra k iem w j e g o ła ń ­ cu ch u d ien u , p o w o d u je p e w n e o g r a n ic z e n ia w d o b o rze z e s p o łu s ie c iu ją c e g o . E la sto m e r y e ty le n o w o - o k te n o w e m o ż n a ła tw o s ie c io w a ć r a d ia cy jn ie, n a d tlen k a m i lub w ilg o c ią , j e ś li u p rzed n io p o d d a s ię j e s z c z e p ie n iu s ila ­ n am i.

Z a c h o w a n ie s ię ela s to m e r u e ty le n o w o - o k te n o w e - g o w p r o c e s ie w u lk a n iz a c ji d y n a m ic z n e j je s t s to s u n k o ­ w o m a ło o p is a n e w literaturze. S p e c y fic z n e w ła ś c iw o ś ­ c i f i z y c z n e ta k ich e la s to m e r ó w oraz m o ż liw o ś ć ich p rzetw a rza n ia za r ó w n o w p r o c e s ie p e r io d y c z n y m , ja k i c ią g ły m , z e w z g lę d u n a w y g o d n ą p o sta ć produktu h a n d lo w e g o (g r a n u la t), z a c h ę c iły n as d o p o d ję c ia prac r o z p o z n a w c z y c h nad o p r a c o w a n ie m te c h n o lo g ii w y ­ tw a rza n ia te r m o p la s ty c z n y c h w u lk a n iz a tó w z m ie s z a ­ n in y e la sto m eru E n g a g e i iz o ta k ty c z n e g o p o lip r o p y le ­ nu. Z a s to s o w a n ie w p r o c e s ie w u lk a n iz a c ji d y n a m iczn ej z e s p o łu s ie c iu ją c e g o b a z u ją c e g o na s ila n ie w y d a ło nam s ię najbardziej in teresu ją ce. W p racy b a d a w czej w y k o ­ rzy sta n o je d n ą z e z n a n y c h m e to d s ie c io w a n ia p o lio le - fin sila n a m i. Z a ło ż o n o , ż e s ie c io w a n ie k o p o lim e r u ety - le n o w o -o k t e n o w e g o b ę d z ie p r z e b ie g a ło w g a n a lo g ic z ­ n e g o m ec h a n iz m u .

W latach s ie d e m d z ie s ią ty c h firm a D o w C o rn in g C o. o p r a c o w a ła d w ie m e to d y h y d r o lity c z n e g o s ie c io ­ w a n ia p o lio le f in s z c z e p io n y c h w in y lo s ila n a m i w g m e ­ ch a n izm u r o d n ik o w e g o [1 8 ,1 9 ] . O b e c n ie sz e r o k ie z a ­ s t o s o w a n ie w p ro d u k cji p r z e m y s ło w e j z n a la z ły trzy m e to d y s ie c io w a n ia p o lio le f in , p o d sta w ą ich w y r ó ż n ie ­ n ia je s t o p r z y r z ą d o w a n ie i p ro ced u ra te c h n o lo g ic z n a . S ą to: m eto d a je d n o - i d w u e ta p o w a oraz d o stęp n a j e d y ­ n ie na w aru n k ach lic e n c ji „ su ch a s ila n o w a ” [2 0 ].

M e c h a n iz m s ie c io w a n ia P E z e s p o łe m sie c iu ją c y m s ila n /n a d tle n e k /w ilg o ć p r z e d s ta w io n o s c h e m a ty c z n ie na r y s .l .

P r o c e s k a ta lity czn ej h y d r o liz y grup a lk o k s y lo w y c h z a s z c z e p io n e g o sila n u d o grup s ila n o lo w y c h i n a stęp ­ n ie k a ta lity czn ej k o n d e n sa c ji grup s ila n o lo w y c h p ro­

w a d z i d o p o w s ta n ia struktury u s ie c io w a n e j p o p r z e z gru p y silo k s a n o w e .

H y d r o liz a i k o n d e n sa c ja z a c h o d z ą w p o d w y ż s z o ­ nej tem p eratu rze w o b e c n o ś c i k a ta liza to ra i w o d y . Jako k ataliza to r reak cji n a jc z ę ś c ie j s to s o w a n y je s t d ilau ry- n ian d ib u t y lo c y n o w y (D B T L ). K a ta liza to r m o ż e b y ć d o d a n y d o k o m p o z y c j i p o lim e r o w e j (s ta n o w i w te d y p o d w y ż s z o n e r y z y k o p r z e d w c z e s n e g o s ie c io w a n ia ) lub w p o sta c i p r z e d m ie sz k i p o d c z a s p rzetw a rza n ia . M e c h a ­ n iz m d zia ła n ia D B T L ja k o k a ta liza to ra s ie c io w a n ia je s t sk o m p lik o w a n y i n ie d o k o ń c a w y ja śn io n y .

S’faAtamen/f, nr 6 listopad - grudzień 2006 r. TOM 10

wulkanizaty termoplastyczne

(3)

Rys. 1.

M e c h a n i z m p r o c e s u s i e c i o wa n i a p o l i o l e f i n s i l a n e m

Fig. 1.

C r o s s l i n k i n g m e c h a n i s m of p o l y o l e f i n s b y s i l a n e

TOM 10 listopad - grudzień 2006 r. StaA fotnexy nr <

(4)

R ys. 2. S t r u k t u r a PE s i e c i o w a n e g o ( a ) n a d t l e n k i e m l u b r a d i a c y j n i e , ( b ) s i l a n e m

F ig . 2 S t r u c t u r e of c r o s s l i n k e d p o l y o l e f i n s b y ( a ) p e r ­ o x i d e o r r a d i a t i o n , ( b ) b y s i l a n e

W w y n ik u s ie c io w a n ia p o lio le f in sila n a m i p o w s ta ­ ją w ią z a n ia S i - O - S i , k tóre są b ard ziej e la s ty c z n e o d

sz ty w n y c h w ią z a ń C - C tw o r z ą c y c h s ię w w y n ik u s ie ­ c io w a n ia p o lim e r ó w in d u k o w a n e g o r a d ia c y jn ie lu b n a d tlen k am i (r y s .2 ). Z a s to s o w a n ie s ila n ó w d aje w re­

z u lta c ie bardziej e la s ty c z n y p rod u k t a p r o c e s s ie c io w a ­ nia je s t bardziej e k o n o m ic z n y .

2. Część doświadczalna

2.1. Surowce

• Iz o ta k ty c z n y p o lip r o p y le n M a le n P -F 4 0 1 , p r z e ­ zn a c z o n y d o w y tła c z a n ia , p ro d u k cji O rlen S A ; w s k a ź ­ nik p ły n ię c ia 2 ,4 - 3 3 ,2 g /1 0 m in , g ra n ica p la s ty c z n o ś c i p rzy r o z c ią g a n iu 2 8 ,4 M P a , s t o p ie ń k r y s t a lic z n o ś c i 95% ;

• E la s t o m e r y e t y le n o w o - r c - o k t e n o w e ty p u E N ­ G A G E , s y n te z o w a n e w g p r o c e su t e c h n o lo g ic z n e g o I N ­ S IT E , p rodukt firm y D u P o n t D o w C h e m ic a l E la s to ­ m ers;

• S ila n y : S ilq u e s t A - l 7 2 w in y lo - tr is (2 -m e to k s y e to - k s y s ila n ), S ilq u e s t A - l 7 4 3 -m e ta k r y lo k s y p r o p y lo tr i- m e to k sy sila n , p rod u k ty firm y V ite o S A ;

• N a d tle n e k d ik u m y lu o za w a r to śc i 99% c z y s t e g o n a d tlen k u , p rod u k t firm y E L F A to c h e m ;

• P r z e c iw u tle n ia c z - tetra -k is (3 ,5 -d i-te r t-b u ty lo -4 - -h y d r o k s y f e n y lo j p r o p io n ia n , p r o d u k ty fir m y C ib a - G eig y .

2.2. Sposób wytwarzania termo­

plastycznego wulkanizatu

Proces periodyczny

P r o c e s w y tw a r z a n ia te r m o p la s ty c z n e g o ela sto m eru p o lip r o p y le n /e la s to m e r e t y le n o w o - o k t e n o w y m eto d ą d y n a m iczn ej w u lk a n iz a c ji, p o le g a ją c y na s ie c io w a n iu e la s t o m e r u z j e d n o c z e s n y m j e g o d y s p e r g o w a n ie m w m a try cy p o lip r o p y le n o w e j, p r z e b ie g a ł p o d c z a s reak­

ty w n e g o m ie s z a n ia ob u p o lim e r ó w w sta n ie sto p io n y m . W sk a li lab oratoryjn ej k o m p o z y c je w y k o n a n o w m ie ­ sza ln ik u B rab en d era typ W 5 0 H , w y k o r z y stu ją c m ie ­ sz a ln ik p r z y s to s o w a n y d o w y k o n a n ia prób o w s a d z ie s u r o w c o w y m ok. 4 5 g.

D o k o m o ry m ie sz a ln ik a , o g r z a n e g o d o tem p eratu ­ ry 1 9 0 °C , w p ie r w sz e j k o le jn o ś c i w p r o w a d z a n o su ­ r o w c e p o d sta w o w e : e la s to m e r i p o lip r o p y le n z p rze- c iw u tle n ia c z e m , e w e n tu a ln ie in n e środ k i p o m o c n ic z e , ja k sm ary lub r o z c ie ń c z a ln ik i, u trzym u jąc stałą s z y b ­ k o ś ć o b ro tó w rotora 4 0 /m in . P o u fo r m o w a n iu s ię stop u p o lim e r o w e g o , tj. p o o k o ło 2 -3 m in w p r o w a d z a n o do m ie s z a ln ik a z e s p ó ł sie c iu ją c y - sila n z r o z p u s z c z o n y m n a d tlen k iem . M ie s z a n ie k o n ty n u o w a n o j e s z c z e w c z a ­ sie 1 0 -1 5 m in w 1 9 0 °C d o u s ta b iliz o w a n ia s ię m o m e n ­ tu o b r o to w e g o .

P ró b k i d o b ad a ń w ła ś c i w o ś c i f i z y c z n y c h p r z y g o ­ to w a n o m e to d ą p r a s o w a n ia w tem p e r a tu r z e 1 9 0 °C , sto su ją c c z a s n a g r z e w a n ia tw o r z y w a 4 m in i c z a s p ra­

s o w a n ia p o d c iś n ie n ie m 10 M P a - 4 m in . N a s tę p n ie p ró b k i in k u b o w a n o w k o m o r z e o w ilg o t n o ś c i 70%

w tem p era tu rze 6 0 °C w c z a s ie 9 6 h w c e lu ic h d o s ie - c io w a n ia .

Proces ciągły - metoda reaktywnego wytłaczania

D o prób s p o r z ą d z a n ia w u lk a n iz a tó w d y n a m ic z ­ n y c h w p r o c e s ie c ią g ły m z a s t o s o w a n o m ie s z a r k o -w y - tła cza rk ę d w u ś lim a k o w ą D S K 4 2 /6 D firm y B rabender.

W u lk a n iza ty d y n a m ic z n e w y tw a r z a n o w p r o c e s ie j e d ­ n o - lub d w u e ta p o w e g o w y tła c z a n ia , sto su ją c u sta lo n e na p o d s ta w ie sz e r e g u bad ań k o r z y stn e p aram etry pracy u rząd zen ia: ro zk ła d tem p eratu r na p o s z c z e g ó ln y c h stre­

fa ch g r z e jn y c h w y tła c z a r k i 1 7 0 /1 8 0 /1 9 0 °C , ob roty ś li­

m a k ó w 4 0 /m in .

W p r o c e s ie j e d n o e t a p o w y m w s z y s t k ie sk ła d n ik i p r z e w id z ia n e recepturą: e la sto m er, p o lip r o p y le n , p rze­

c iw u t le n ia c z o ra z z e s p ó ł in ic ju ją c y s ila n /n a d tle n e k m ie s z a n o w s tę p n ie w m ie s z a ln ik u sz y b k o o b r o to w y m typu S tep h an w tem p era tu rze 5 0 °C , a n a stę p n ie w y tła ­ c z a n o granulat.

W p r o c e s ie d w u e ta p o w y m w p ie r w s z y m sta d iu m w y t ła c z a n o m i e s z a n k ę p o li p r o p y le n u , e la s t o m e r u i p r z e c iw u tle n ia c z a , a n a s tę p n ie - p o z m ie s z a n iu g ra ­ n u la tu z z e s p o ł e m s i e c iu j ą c y m - p o n o w n ie w y t ła ­ c z a n o .

wulkanizaty termoplastyczne

SCoAtwtenxf, nr 6 listopad - grudzień 2006 r. TOM 10

(5)

2.3. Metody badań właściwości kompozycji

• T w a rd o ść m e to d ą S h o r e ’a sk a la D w g P N -IS O

868

;

• T w a rd o ść m e to d ą w c isk a n e j k u lk i w g P N -IS O 8 6 8 (M p a );

• W s k a ź n ik s z y b k o ś c i p ły n ię c ia (M F R ) w g P N - IS O 103 3 ;

• W ł a ś c i w o ś c i w y t r z y m a ł o ś c io w e k o m p o z y c j i przy s ta ty c z n y m r o z c ią g a n iu b a d a n o w g I S O -5 2 7 , u ż y ­ w a ją c c y fr o w e j m a s z y n y w y tr z y m a ło ś c io w e j Instron 4 5 0 5 , p r ę d k o ść z r y w a n ia 5 0 m m /m in ;

• W ła ś c iw o ś c i p rzy z g in a n iu o z n a c z o n o w g P N -E N IS O 1 7 8 .

O p r ó c z bad ań r u ty n o w y c h w y ty p o w a n e k o m p o z y ­ c je p o d d a n o b a d a n io m s p e c ja lis ty c z n y m , ja k a n a liza te r m o g r a w im e tr y c z n a (T G A ), m ik r o sk o p ia e le k tr o n o ­ w a (S E M ), r ó ż n ic o w a k a lo ry m etria s k a n in g o w a (D S C ) oraz d y n a m ic z n a a n a liz a term iczn a w ła ś c iw o ś c i m e ­ c h a n ic z n y c h (D M T A ).

3. Wyniki badań

D o bad ań w y ty p o w a n o trzy rod za je e la s to m e r ó w e ty le n o w o - o k te n o w y c h E N G A G E (E O E ) sp o śró d s z e ­ rokiej g a m y ty c h p o lim e r ó w o fe r o w n y c h p rzez p ro d u ­ cen ta (ta b ela 1). W y b ra n o e la s to m e r y o g ó ln e g o p rze­

z n a c z e n ia o d u żej z a w a r to śc i k o m o n o m e r u - ok ten u , o z d e fin io w a n e j c h a ra k tery sty ce. U d z ia ł k o m o n o m e r u m a is to tn y w p ły w na ta k ie w ła ś c iw o ś c i e la sto m eru jak:

e la s t y c z n o ś ć , m o d u ł, g ę s t o ś ć i tw a r d o ś ć . W a r to ś c i d w ó c h o sta tn ic h p a ra m etró w z m n ie jsz a ją s ię w raz z e w z r o s te m u d zia łu n -ok ten u w e la s to m e r z e .

T ab ela 1. W ł a ś c i wo ś c i e l a s t o m e r ó w e t y l e n o w o - o k t e n o ­ w y c h E N G A G E

T ab le 1. P r o p e r t i e s of e t h y l e n e - o c t e n e e l a s t o m e r s E N ­

G A G E

e lasto m eru W ł a ś c ł w o ś c ^ ^

E ngage 8 1 8 0

Engage 8 1 5 0

Engage 8 2 0 0 Udział komonomeru, % wag.

(13C NMR/FTIR) 42 4 0 3 8

Gęstość, g /c m 3, ASTM D -792 0 ,8 6 3 0 ,8 6 8 0 ,8 7 0 Lepkość Mooneya M L (l+ 4 )

1 2 1 °C 3 5 3 5 8

MFR, deg/m in, ASTM D -1238 0 ,5 0 ,5 5 ,0 Twardość Shore A, ASTM

D -2240 66 7 5 7 5

P r z e p r o w a d z o n o b a d a n ia m a ją ce na c e lu o k r e ś le ­ n ie p r o g o w e j z a w a r to ś c i u d zia łu e la sto m eru w m ie s z a ­ n in ie iP P /E O E , p o d d a n ej p r o c e s o w i d y n a m iczn ej w u l­

k a n iza cji, b io rą c p o d u w a g ę w p ły w ty ch p a ram etrów na z m ia n ę w ła ś c iw o ś c i iPP. W y k o n a n o serię prób, w k tó ­ rych z m ie n ia n o p ro p o rcje P P i e la sto m eru E n g a g e 8 1 8 0

w p r z e d z ia le 15 - 60% , p rzy sta ły m p r o c e n to w y m s tę ­ ż e n iu z e s p o łu s ie c iu ją c e g o , sila n u A -1 7 2 /n a d tle n k u d i- k u m y lu 3 /0 ,0 3 % w sto su n k u d o ela s to m e r u i 0 ,2%

p r z e c iw u tle n ia c z a .

T a b e la 2 . N i e k t ó r e w ł a ś c i w o ś c i s i e c i o w a n y c h d y n a ­ m i c z n i e k o m p o z y c j i P P / E O E w z a l e ż n o ś c i o d s k ł a d u

P P / E O E ( % )

T a b le 2. S e l e c t e d p r o p e r t i e s of t h e d y n a m i c a l l y c r o s s - l i n k e d b l e n d s i n r e l a t i o n t o P P / E OE r a t i o ( w t . % )

W ła śetw o ści 1 2 3 4 s

PP/Engage 8 1 8 0 ,

% 1 0 0 /0 8 5 /1 5 7 0 /3 0 5 5 /4 5 4 0 /6 0

Twardość, °ShD 8 0 63 57 50 36

MFR (190°C , 2 ,1 6

kg), g /1 0 min) 2 ,4 1 ,6 3 1 ,2 9 1 ,2 8 1 ,1 5 MFR (190°C,

5 kg), g /1 0 min - 5 ,0 6 5 ,8 9 5 ,8 0 4 ,9 0

TA120, °C* 1 5 2 1 4 3 1 3 0 1 0 6 ~ 6 0

Twardość HK,

M P a ** 2 4 ,7 1 6 ,1 1 2 ,2 1 1 ,8 8 ,7

Elastomer roz­

puszczony w cyklo­

heksanie %

- - 1 3 ,9 1 2 ,0 3 1 4 ,2 Elastomer roz­

puszczony we wrzącym ksylenie

%

- - 2 4 ,0 3 3 ,0 4 2 ,0

Ta120~ Tem peratura m ięknienia wg Vicata, H K - tw ardość metodą kulki

W p ły w u d z ia łu e la sto m eru E n g a g e 8 1 8 0 na w ła ś c i­

w o ś c i f iz y c z n e te r m o p la s ty c z n e g o ela sto m eru p o lip r o ­ p y le n u z e la s to m e r e m e ty le n o w o - o k te n o w y m p o d d a ­ n y m m o d y fik a c ji - s z c z e p ie n iu /s ie c io w a n iu z e s p o łe m s ie c iu ją c y m sila n /n a d tle n e k , p r z e d sta w io n o na rys. 3 o raz w ta b eli 2. Jak w id a ć z p r z e d sta w io n y c h d a n ych , w ła ś c iw o ś c i k o m p o z y c ji w u lk a n iz o w a n y c h d y n a m ic z ­ n ie m o ż n a r e g u lo w a ć u d z ia łe m fa z y e la s to m e r o w e j.

W raz z e w z r o s te m u d zia łu e la sto m eru od 15 d o 45%

r o śn ie w y tr z y m a ło ś ć na r o z c ią g a n ie o d 18 do 3 0 M P a, a je d n o c z e ś n ie z w ię k s z a s ię w y d łu ż e n ie w z g lę d n e przy ze r w a n iu o d 3 0 0 d o 7 0 0 % . P rzy za w a r to śc i ela sto m eru p o w y ż e j 50% n a stęp u je w y r a ź n e p o g o r s z e n ie s ię obu p a r a m e tr ó w , k tó r e w y n o s z ą o d p o w ie d n io 15 M P a i 6 0 0 % . N a to m ia s t tw a rd o ść (w y r a ż o n a w sto p n ia ch S h lu b w M P a ) s y s t e m a t y c z n ie z m n ie js z a s ię w ra z z e z w ię k s z e n ie m u d zia łu e la sto m eru w k o m p o z y c ji. B io ­ rąc p o d u w a g ę fin a ln e w ła ś c iw o ś c i k o m p o z y c ji, o p ty ­ m a ln y u d z ia ł e la s to m e r u w p r o w a d z o n e g o d o p o lip r o ­ p y le n u w y n o s i 45% . D la te g o te ż w w ię k s z o ś c i k o le j­

n y c h b ad ań u ż y w a n o k o m p o z y c ji, w k tóry ch sto su n e k iP P /e la s to m e r w y n o s ił 5 5 /4 5 % . Taki sk ład m ają k o m ­ p o z y c je z e s t a w io n e w tab eli 3, w y k o n a n e z u d zia łem trzech ty p ó w e la s to m e r ó w i d w ó c h ro d za jó w sila n u , p rzy sta ły m s k ła d z ie z e s p o łu sie c iu ją c e g o : sila n A - 174 / n a d tlen ek d ik u m y lu 3 ,0 /0 ,0 1 % , Irgan ox 1 0 1 0 - 0 ,2% .

K o m p o z y c je z a w ie r a ją c e w s w o im sk ła d z ie e la s to ­ m ery E n g a g e 8 1 8 0 i E n g a g e 8 1 5 0 , ró ż n ią c e s ię zaw ar-

TOM 10 listopad - grudzień 2006 r. nr 6

(6)

R y s .3. W ł a ś c i w o ś c i m e c h a n i c z n e d y n a m i c z n i e s i e c i o ­ w a n y c h k o m p o z y c j i

w

z a l e ż n o ś c i o d s k ł a d u P P / E O E ( % ) : ( a ) w y t r z y m a ł o ś ć n a r o z c i ą g a n i e , ( b ) wy d ł u ż e n i e

p r z y z e r w a n i u

F ig .3. M e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f d y n a m i c a l l y c r o s s l i n - k e d b l e n d s i n r e l a t i o n t o P P / E O E r a t i o ( w t . % ) : ( a ) t e n ­

s i l e s t r e n g t h , ( b ) e l o n g a t i o n a t b r e a k

n an o za najb ard ziej o d p o w ie d n i d o w y tw a r z a n ia n ien a - p e łn ia n y c h k o m p o z y c ji m e to d ą d y n a m ic z n e j w u lk a n i­

za cji.

T ab ela 3. W p ł y w r o d z a j u e l a s t o m e r u E n g a g e n a w ł a ś c i ­ w o ś c i s i e c i o wa n y c h d y n a m i c z n i e k o m p o z y c j i P P / E O E

- 5 5 / 4 5 %

T ab le 3. E f f e c t of t y p e E n g a g e o n t h e p r o p e r t i e s o f d y ­ n a m i c a l l y c r o s s l i k e d b l e n d s P P / E O E - 5 5 / 4 5 %

Skład Engage Engage y ' Eng^ge|f::

Elastomer j j j j 8180 • 8 1 5 0 8 2 0 0

Silan A 174 I A -l 7 4 A-174

Właściwości kompozycji MFR, g /1 0 min

(2 ,1 6 kg, 190°C) 1 ,8 6 1 ,8 0 4 ,0 7 Twardość, °Sh, D 4 2 /3 9 4 2 /4 0 3 9 /3 8

E B , % 7 2 0 7 5 2 6 6 0

o m, MPa 2 5 ,2 2 9 ,5 2 1 ,9

g i o o% MPa 1 1 ,1 1 2 ,0 1 1 ,0

G y , MPa 1 1 ,1 1 2 ,6 0 1 1 ,1

E y , % 2 4 ,0 2 7 ,9 3 9 ,9

Oznaczenia: 0 1 0 0% - naprężenie przy 100% w ydłużeniu, Gm - naprężenie maksymalne, 8b - w ydłużenie w zględne przy zerwaniu, o y - granica plastyczności, s y - wydłużenie na granicy plastyczności

K o m p o z y c je o w y ty p o w a n y m o p ty m a ln y m sk ła ­ d z ie iP P /E n g a g e 8 1 8 0 - 5 5 /4 5 % i w y ty p o w a n y m z e s ­ p o le s ie c iu ją c y m (s ila n /n a d tle n e k - 3 /0 ,0 3 % ) ch arak te­

ry zu ją s ię w y s o k ą S ta b iln o ścią term iczn ą , n ie z a le ż n ie od rod zaju u ż y te g o d o s ie c io w a n ia sila n u . P o tw ierd za ją to b a d an ia te r m o g r a w im e tr y c z n e k o m p o z y c ji z u d z ia ­ łe m sila n u A - 1 7 2 i sila n u A - 1 7 4 (p rób y P L -1 i P L -2 , o d p o w ie d n io ), c o o b ra zu je ta b ela 4 . B a d a n ia p rzep ro ­ w a d z o n o za p o m o c ą te r m o w a g i T G A 7 firm y „Perkin E lm e r ” .

T ab ela 4. W y n i k i b a d a ń t e r m o g r a w i m e t r y c z n y c h k o m ­ p o z y c j i i P P / E O E - 5 5 / 4 5 %

T a b le 4. D a t a o f t h e r m o g r a v i m e t r i c a n a l y s i s of i P P / E OE - 5 5 / 4 5 % b l e n d

to s c ią ok ten u o 2% w a g . i tw a r d o śc ią w g S h o r e ’a A (o d p o w ie d n io 6 6 i 7 5 ) oraz o b a rd zo z b liż o n y c h le p k o ś - cia ch w g M o o n e y a , w y k a z y w a ły p o r ó w n y w a ln e c e c h y w y tr z y m a ło ś c io w e i r e o lo g ic z n e .

K o m p o z y c je w y k o n a n e z u d z ia łe m e la s to m e r u E n ­ g a g e 8 2 0 0 , o n a jm n iejszej z a w a r to ś c i o k ten u , ch a ra k te­

r y z o w a ły się n ie c o n iż s z y m i w a r to śc ia m i w y tr z y m a ło ś ­ ci na r o z c ią g a n ie (n a p rężen ia p rzy z e r w a n iu ) w y d łu ż e ­ nia i tw a rd o ści, a le z n a c z n ie w y ż s z y m n a p r ę ż e n ie m na g ran icy p la s ty c z n o ś c i oraz w y s o k im w s k a ź n ik ie m p ły ­ n ięcia . T ak ie z a c h o w a n ie s ię e la s to m e r u E n g a g e 8 2 0 0 w k o m p o z y c ji z P P w y n ik a p r a w d o p o d o b n ie z j e g o o d m ie n n y c h c e c h T e o lo g ic z n y c h , w ty m j e g o c z te r o ­ krotnie m n iejszej le p k o ś c i i b a rd zo w y s o k ie g o w s k a ź ­ nika p ły n ię c ia w p o ró w n a n iu z E n g a g e 8 1 8 0 , k tóry u z-

PL-1 PL-2

Tem pera­ U bytek Tem pera­ U bytek

tura, °C m asy, % tura, °C masy, %

2 3 0 0 ,2 3 2 3 0 0 ,3 6

3 0 0 7 ,4 3 3 0 0 7, 6 6

3 5 2 2 5 ,9 7 3 7 8 54, 36

3 6 3 4 0 ,0 6 4 0 5 8 9 , 63

4 3 0 9 4 ,0 5 4 2 6 9 4, 34

P rób k i o g r z e w a n o w a tm o s fe r z e p o w ie tr z a w z a ­ k resie tem p eratu r 3 0 - 4 9 0 °C z s z y b k o ś c ią 5 d e g /m in . W tem p eratu rze 2 3 0 °C u b y tek m a s y n ie p rzek racza j e s z c z e 0 ,5% .

Sfadtotneny nr 6 listopad - grudzień 2006 r. TOM 10

m ilkmwdttf termoplastyczne

(7)

Rys. 4.

M i k r o f o t o g r a f i e S E M : ( a ) c z y s t e g o i P P , ( b ) d y n a m i c z n i e s i e c i o wa n e j k o m p o z y c j i P P / E O E - 5 5 / 4 5 %; p o w i ę k s z e n i e 2 0 0 0 x

Fig. 4.

S E M m i c r o p h o t o g r a p h s o f : ( a ) n e a t P P , ( b ) d y n a m i c a l l y c r o s s l i n k e d P P / E O E b l e n d s - 5 5 / 4 5 w t . % ; m a g n i ­ f i c a t i o n 2 0 0 0 x

Rys. 5.

Dy n a m i c z n e m e c h a n i c z n e wł a ś c i wo ś c i c z y s t e g o P P i d y n a m i c z n i e s i e c i o w a n y c h k o m p o z y c j i P P / E O E w f u n k c j i t e m p e r a t u r y : m o d u ł z a c h o wa wc z y ( E ’ ) , m o d u ł s t r a t n o ś c i ( E ” ) , w s p ó ł c z y n n i k s t r a t n o ś c i ( t a n 8 ) ; ( a ) - P P ,

k o m p o z y c j e P P / E O E ( % ) : ( b ) - 8 5 / 1 5 , ( c ) - 7 0 / 3 0 , ( d ) - 5 5 / 4 5

Fig. 5.

T h e d y n a m i e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s of n e a t P P a n d d y n a m i c a l l y c r o s s l i n k e d P P / E O E b l e n d s i n r e l a t i o n t o t e m p e r a t u r e : s t o r a g e m o d u l u s ( E j , l o s s m o d u l u s ( E ” ) y l o s s t a n g e n t ( t a n 8 ) ; ( a ) - P P , P P / E O E b l e n d s w i t h a r a t i o

( w t . % ) : ( b ) - 8 5 / 1 5 , ( c ) - 7 0 / 3 0 , ( d ) - 5 5 / 4 5

TOM 10 listopad - grudzień 2006 r. S ia a tM ten y nr 6

(8)

W tem p eratu rze 3 0 0 °C w y n o s i ju ż ok . 7 ,5 % , d o ­ p iero d a ls z y w z r o st tem p eratu ry p o w o d u je p o stę p u ją c y p ro ces d egrad acji.

B a d a n ia b u d o w y m o r f o lo g ic z n e j s z c z e p i o n y c h / u s ie c io w a n y c h k o m p o z y c ji iP P /E n g a g e 8 1 8 0 m e to d a ­ m i S E M , D S C i D M T A w y k a z a ły , ż e k o m p o z y c j e w y ­ tw o r z o n e m eto d ą d y n a m ic z n e j w u lk a n iz a c ji m ają c h a ­ ra k tery sty czn ą d w u fa z o w ą strukturę.

M e to d ą s k a n in g o w e j m ik r o s k o p ii e le k t r o n o w e j w y k o n a n o z d ję c ia p o w ie r z c h n i p r z e ło m ó w p ró b ek iP P oraz k o m p o z y c ji iP P /E n g a g e 8 1 8 0 - 5 5 /4 5 % (rys. 4 ).

P r z e ło m y w y k o n a n o p o z a m r o ż e n iu p r ó b ek w c ie k ły m a z o c ie p rzez ok. 3 m in . P o w ie r z c h n ie p r z e ło m ó w p re­

p a ro w a n o z ło te m p rz e z n a p y le n ie p r ó ż n io w e . D o b adań z a s to s o w a n o m ik ro sk o p e le k tr o n o w y s k a n in g o w y JS M 6 1 0 0 firm y JE O L . F o to g r a fie w y k o n a n o p rzy p o w ię k ­ szen iu 2 0 0 0 x. B a d a n ia m e to d ą S E M p o k a z a ły , ż e b a d a ­ n e k o m p o z y c je są m ie s z a n in a m i d w ó c h te r m o d y n a ­ m ic z n ie n ie m ie s z a ln y c h struktur. F a z a c ią g ła iP P m a w id o c z n ą strukturę se m ik r y sta lic z n ą . K u lis te i o w a ln e c z ą s te c z k i z d y sp e r g o w a n e j fa z y u s ie c io w a n e g o e la s to ­ m eru n ie są p o w ią z a n e z fa z ą c ią g łą .

W ła ś c iw o ś c i le p k o s p r ę ż y s te o c e n ia n e z u ż y c ie m a p aratu D M T A M k

II

f - m y P o ly m e r L a b o r a to r ie s w w aru n k ach s in u s o id a ln ie z m ie n n e g o o b c ią ż e n ia p rzy zg in a n iu z c z ę s t o tliw o ś c ią 1 H z, w z a k r e sie tem p eratu r od -1 0 0 d o + 1 0 0 °C r ó w n ie ż w y k a z a ły , ż e o tr z y m a n e k o m p o z y c j e m a ją stru k tu rę h e t e r o g e n ic z n ą . R y s . 5 p rzed sta w ia p r z e b ie g zm ia n w fu n k cji tem p eratu ry m o ­ dułu z a c h o w a w c z e g o E ’ i m o d u łu stra tn o ści E ” oraz w s p ó łc z y n n ik a tłu m ie n ia drgań - tgS d la iP P o raz k o m ­ p o z y c j i iP P /E n g a g e 8 1 8 0 o s k ła d z ie 8 5 /1 5 , 7 0 / 3 0 i 5 5 /4 5 % . W p rzyp ad k u k o m p o z y c ji iP P /E O E w id o c z ­ ne są d w a w y ra źn e p r z e jś c ia r e la k s a c y jn e w za k r e sie p rzem ia n y sz k liste j, o d p o w ie d n io w p o b liż u tem p eratu r

T ab ela 5.

Wybrane właściwości PP i dynamicznie sie­

ciowanej kompozycji PP/EOE (55/45%)

w

procesie re­

aktywnego przetwórstwa

T ab le 5.

Selected properties of PP and dynamically cross linked blends PP/EOE (55/45 wt. %)

i

próbki

Właściwości pp TE X TE- 2

Silane A-174

Silane

A-172

Granica plastyczności, MPa 3 1 ,4 1 2 ,1 1 2 ,5 Wydłużenie względne na granicy

plastyczności, % 9 ,4 2 5 ,1 3 3 ,0

Wytrzymałość na rozciąganie, MPa 1 5 ,1 1 5 ,5 1 8 ,3 Wydłużenie względne przy

zerwaniu, % 1 9 6 4 4 3 4 4 0

Moduł sprężystości przy rozciąga­

niu, MPa 1 4 5 5 4 7 6 4 3 0

Wytrzymałość na zginanie, MPa 3 9 ,6 1 3 ,0 1 0 ,4 Moduł sprężystości przy zginaniu,

MPa 1 4 9 9 5 0 4 4 1 5

Moduł Younga, MPa 1 5 2 0 5 1 5 5 0 2

HDT, obciążenie 1 ,8 MPa, °C 5 0 ,5 3 8 38 Udarność z karbem wg Izoda, kJ/m 2 3 ,1 6 4 6 ,7 4 3 ,0

z e s z k le n ia iP P i E O E . D o d a te k ela sto m eru p rzesu w a n ie z n a c z n ie tem p era tu rę z e s z k le n ia iP P w k ieru n k u tem p eratu r w y ż s z y c h . P o lip r o p y le n w y k a z u je w y ż s z e w a rto ści m o d u łu E ’ w p o r ó w n a n iu z b a d a n y m i k o m p o -

R ys. 6.

Krzywa DSC: (1) PP, (2) dynamicznie sieciowanej kompozycji PP/EOE

-

55/45%

F ig. 6.

DSC curves o f( 1) PP, (2) dynamically crosslinked PP/EOE blends - 55/45 wt. %

nr 6 listopad - grudzień 2006 r. TOM 10

wulkanizaty termoplastyczne

(9)

z y c ja m i, z a ś na d ia g ra m ie E ” w y s tę p u je je d n o m a k s i­

m u m o d p o w ia d a ją c e T g p o lip r o p y le n u .

N a term o g ra m a ch D S C w y k o n a n y c h w tem p era tu ­ rach d o d a tn ich 5 0 - 2 1 0 °C w y s tę p u je w y r a ź n e m a k s i­

m u m z w ią z a n e z p r z e m ia n ą c ie p ln ą o d p o w ia d a ją c ą tem p eratu rze to p n ie n ia iPP. Z a o b s e r w o w a n o s y s te m a ­ ty c z n e o b n iż a n ie s ię tem p eratu ry to p n ie n ia te r m o p la s­

ty czn ej fa z y iP P w k o m p o z y c ja c h iP P /E n a n g e 8 1 8 0 w sto su n k u d o m a c ie r z y s te g o p o lim eru (rys. 6). P r z y ­ c z y n ty c h zm ia n n ie u d a ło s ię je d n o z n a c z n ie u sta lić - p r z y p u sz c z a s ię , ż e m o g ą tu w y s tę p o w a ć ta k ie z ja w is ­ ka, ja k d eg ra d a cja iP P w w a ru n k a ch p rz e tw ó r stw a w y ­ so k o te m p e r a tu r o w e g o lub te ż zm ia n a struktury s e m i- k ry sta liczn ej iP P

W c e lu p o r ó w n a n ia w ł a ś c i w o ś c i k o m p o z y c j i iP P /E n g a g e 8 1 8 0 o sk ła d z ie 5 5 /4 5 % , o trzy m a n y ch m e ­ tod ą p e r io d y c z n ą i w p r o c e s ie c ią g ły m je d n o - i d w u e ta ­ p o w y m , w y k o n a n o se r ię prób z z a s to s o w a n ie m ra m o ­ w ej recep tu ry. W ła ś c iw o ś c i w y ty p o w a n y c h k o m p o z y ­ cji s ie c io w a n y c h z e s p o łe m sila n A - 1 7 4 / n a d tlen ek d i- k u m y lu (T E -1 ) i sila n A - 1 7 2 / n a d tlen ek d ik u m y lu (T E -2 ) p o d a n o w ta b eli 5. F o r m o w a n ie k szta łtek z gra­

n u la tó w w y k o n a n o z u ż y c ie m w try sk a rk i typ u A R - B U R G - 4 2 0 M 1 0 0 0 -2 5 A llro u n d er. W b ad an ia ch sto s o - w a n o w try sk w ła ś c iw y p rzy s z y b k o ś c i 10 cm / s z d o tła - c z a n ie m p rzy s z y b k o ś c i 15 c m 3/s , tem p eratu ry w trysk u 1 9 5 /2 0 0 /2 1 0 /2 1 0 °C i c z a s w try sk u k o m p o z y c ji b y ły n ie c o n iż s z e n iż s a m e g o iPP.

4. Wnioski

P r z e p r o w a d z o n e b a d n ia d o p r o w a d z iły d o o p r a c o ­ w a n ia p o d s ta w te c h n o lo g ii w y tw a r z a n ia m eto d ą d y n a m ic z n e j w u lk a n iz a c j i m a te r ia łó w o w ła ś c i­

w o ś c ia c h te r m o e la s to p la s ty c z n y c h , w k tó ry ch ter­

m o p la s ty c z n y p o lim e r tw o rzy fa z ę c ią g łą , a fa z ę z d y s p e r g o w a n ą - c z ą stk i u s ie c io w a n e g o e la s to m e ­ ru. P o d s t a w o w y m i p o lim e r a m i s ą p o lip r o p y le n o sto p n iu iz o t a k ty c z n o ś c i 85% i w y ż s z y m oraz k o ­ p o lim e r e ty le n o w o - o k te n o w y o za w a r to śc i ft-ok te- nu p o w y ż e j 30% .

W ła ś c iw o ś c i k o m p o z y c ji m o ż n a r e g u lo w a ć u d z ia ­ łe m fa z y e la s to m e r o w e j oraz z e s p o łe m sie c iu ją c y m s ila n /n a d tle n e k . U z y s k a n y m ateriał m a strukturę h e te r o g e n ic z n ą i k o r z y stn y z e sta w c e c h w y tr z y m a ­ ło ś c io w y c h , w ty m w y ż s z ą u d a rn o ść w g I z o d a w p o r ó w n a n iu z p o lip r o p y le n e m .

O p r a c o w a n a te c h n o lo g ia p o z w a la u z y s k iw a ć n o w e m a teria ły o z a p r o g r a m o w a n y c h w ła ś c iw o ś c ia c h , k o n k u r e n c y jn y c h w z g lę d e m n ie m o d y fik o w a n e g o iPP, ja k r ó w n ie ż fiz y c z n y c h m ie s z a n in P P /e la s to ­

m er. M o ż n a j e p r z e tw a r z a ć na u r z ą d z e n ia c h d o tw o r z y w sz tu c z n y c h . K o m p o z y c je m o g ą b y ć s t o ­ s o w a n e ja k o m a teria ły k o n stru k cy jn e, ch a ra k tery ­ z u ją c e s ię w ię k s z ą o d p o r n o śc ią c ie p ln ą w p o r ó w ­ n a n iu z n i e m o d y f i k o w a n y m p o li p r o p y le n e m . M o g ą te ż s ta n o w ić n o w ą g en era cję m o d y fik a to r ó w d o p o lio le f in i m ie s z a n in p o lim e r o w y c h .

Opracowany sposób wykonania termoplastycznej kom­

pozycji iPP/kopolimer etylen-n-okten został zgłoszony do Urzędu Patentowego jako projekt wynalazczy pt.:

„Kompozycja elasto-termoplastyczna, sposób wytwa­

rzania kompozycji elasto-termoplastycznej oraz wytwo­

rzony z tej kompozycji elastomer termoplastyczny”

(Zgł. Pat. P - 373983, 2005 r ).

Literatura

7.

Rzymski W., Radusch H.J.: Polimery 2002,

4 Z

229 2. Spontak Richard J., Patel Nikunj P: Current Opi­

nion In Colloids and Interface Science 2000,

5,

333 3. Rzymski W., Radusch H.J.: Polimery 2005,

5 0 ,

247 4. Radusch H.J., Dosher P, Lohse G.: Polimery 2005,

50, 279

5. Rzymski W.M.: „Stosowanie i przetwórstwo mate­

riałów polim erow ych W yd. Polit. Częstochow­

skiej, Częstochowa 1998, s. 17-28

6. Holden G.: Understanding Thermoplastic Elasto­

mers, Hanser Publishers, Munich, 2000 7. Rader C. P.: Modern Plastic Encyclopedia, 1991 8. Rader C.P: Kunststoffe 1993,

7 7 7

9.

Rzymski W., Radusch H.J.: Elastomery 2001, 5, nr 2, 19

10. Radusch H.J, Rzymski W.: Elastomery 2001, 5, n r3, 3

11. Winters R.: Polymer 2001,

4 2 ,

9745

12. Trinh An Huy, Luepke T, Radusch H.J.: J. App.

Polym. Sci. 2001, 80, 148

13. Jain A.K., Nagpal A.K., Singhal R., Gupta Neeraj K.: J. Appl. Polym. Sci. 2000, 78, 2089

14. Gupta Neeraj K., Janil Anil K., Singhal R., Nagpal A.K.: J. Appl. Polym. Sci. 2000, 7Ł 2104

15. Suresh Chandra Kumar S., Alagar M., Anand Pra- buA.: Eur. Polym. Journal 2003,

i £

805.

16. Fanie he r L., Clayfield T: Elastomery 1997, L nr 4.

17. ENGAGE

-

polyolefin elastomers, A product of Du­

Pont Dow Elastomers, Product Information, 2003 18. Voight H.U.: Kautsch. Gum. Kunstst.1981, 34. 197 19. Toynbee J.: Polymer 1994, 35, 428

20. Special Chem. Crosslinking Agent Center, Dane Techniczne, 2004

TOM 10 listopad - grudzień 2006 r. Sfa&fotn&iy nr 6

Cytaty

Powiązane dokumenty

This is clear indication that swollen starch granules o f CH20 CWMS become highly susceptible to shearing if treated at temperature higher than 122°C but are highly

[r]

Geometrią bowiem od najdawniejszych czasów najbardziej zajmowali się Egipcjanie, tym, co dotyczy liczb i rachunku — Fenicjanie, Chaldejczycy zaś badaniami nad ciałami

Funkcjono- wanie i rozwój kolei wspiera program „Pomoc w zakresie finansowania kosztów zarządzania infrastrukturą kolejową, w tym jej utrzymania i remontów do 2023

It is applicable to a wide variety of enzymes, including crude preparations, affording stable, recyclable catalysts with high retention of activity and tolerance to organic

(IK 111/63): „Kara grzywny w zestawieniu z karą pozbawienia wolności jest karą innego rodzaju, będącą w swej istocie środ­ kiem represyjnym, który ma stanowić dla

AFM is increasingly often used in the studies of both ocular surface [55] and the surface of corneal epithelium scaffolds [20]. These measurements allow close observa- tion of

The two blend types have comparable properties but the morphology is different: in the TPVs the elastomer phase is present as dispersed particles in the PP matrix and in