Полимерная композиция

(12) (С 08 К 13/02,328, 512, 521, 702) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 54 ПОЛИМЕРНАЯ композицияПолимерная композиция, включающая полиэтилен и рубленый волокнистый наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве волокнистого наполнителя она содержит рубч леные ткани, выбранные из группы, включающей хлопчатобумажные и льняные ткани,трикотажное хлопчатобумажное и шерстяное ПОЛОТЕН И ДОПОЛНИТСЛЪЗЕЕО содержит ОКСИНИТРНТ алюминия, холестериловый эфир каприновой кислоты и толуилендииэоцнанат, блокированный касторовым маслом, мас.ч.(71) Заявитель Белорусский государственный университет транспорта (В)(73) Патентообладатель Белорусский государ ственный университет транспорта (ВУ)холестериловый эфир капри новой кислоты 0051.5 О о ксинитрат алюминия О, 1-3 О толуилендииаоцианат блокиИзобретение относится к области создания композиционных материалов на основе термопластичных полимеров и может быть использовано для изготовления конструкционных деталей, работающих в диапазоне температур от 50 С до -7 ОС, которые характерны для условий эксплуатации, например, нашпальных прокладок железнодорожною пути, криогенных деталей холодильного оборудования и ЦРУ гих деталей.Известна полимерная композиция, содержащая смесь отходов термопластов, выбранных из группы, включающей тголиэтилен, поливинилхлорид, поликапроамид и полистирол (9099 мас.ч.), и в качестве модифицирующей добавки - окись магния (1-10 мас.ч.) 1.Недостатком известной композиции является низкая трещиностойкостъ при вибрационном ударном воздействии и незначительная адгезия связующего к волокнистому наполнителю.Известна также полимерная композиция,включающая полиэтилен (10-40 вес.), кордное волокно (10-50 вес.) и резиновую крошку (10-80 вес.) 2.Недостатком известной композиции являются высокие масло- и водопоглощение, низкая адгезия связующего к волокнистому наполнителю при термоциклировании.Наиболее близкой по технической сущности и доствтаемому результату к настоящему изобретению является полимерная композиция,включающая пошкгэтилен (100 мас.ч.) и рубленый волокнистый наполнитель З. Связуюшее дополнительно может содержать в качестве модификатора поливинилхлорид (10950 мас.ч.).Недостатком известной композиции является низкая адгезия связующего к волокнистому наполнителю после термоциклирования в диапазоне температур от -70 С до 50 С. Это приводит к растрескиванию материала и преждевременному выходу детали из строя. При эксплуатации деталей, изготовленных из разработанной композиции в условиях воздействия вибрационных ударных нагрузок, она обладает низкой трещиностойкостью. Кроме того, высокие масло- и водопоглощение затрудняют применение деталей, изготовленных из известной композиции, при циклическом изменеъши температуры эксплуатации от -70 С до 50 С.Техническая задача изобретения - повышение трещиностойкости полимерной композиции при вибрационном ударном воздействии и увеличение адгезии связующего к волокнистому наполнитешо в условиях циклического изменения температур от 70 С до 5 ОС.Указанный технический результат достигается тем, что полимерная композиция, включающая полиэтилен и рубленый волокнистыйнаполнитель, в качестве рубленого волокнистого наполнителя содержит рубленые ткани,выбранные из грушты, включающей хлопчатобумажные и льняные ткани, трикотажное хлопчатобумажное и шерстяное полотна, и дополнительно содержит оксинитрат алюминия,холестериловый эфир каприновой кислоты и толуилендиизоцианат, блокированный касторовым маслом, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. полиэтиленрубленый волокнистый наполнитешз, выбранный из группы хлопчатобумажныедгьняные и шерстяные ткани, трикотажное хлопчатобумажное и шерстяное полотна оксинитрат алюминия холестериловый эфир каприновой кислоты толуилендиизоцианат, блокированный касторовым маслом 0,01-2В качестве полимерного связующего выбран полиэтилен (ГОСТ 16337-70), как имеющий относительно высокие физико-механические свойства, низкие температуру плавления и стоимость. Последние два обстоятельства позволяют существенно снизить затраты на производство деталей конструкционного назначения в сравнении со стоимостью аналогичных деталей, изготовленных из других термопластичных полимеров.Повышения трещиностойкости материала при вибрационном ударном воздействии достигают введением в связующее рубленого волокнистого наполнителя, выбранного из группы хлопчатобумажные (ГОСТ 11680-76), льняные(ГОСТ 1230-80), и оксинитрата алюминия (ТУ 6-09-4342-77). Введение выбранного рубленого волокнистого наполнителя и оксинитрата алюминия выше оптимальной концентрации снижает прочность материала, а ниже оптимальвой концентрации уменьшает его трещиностойкость при вибрационном ударном воздействии.Несмотря на введение указанных наполнителей, связующее обладает низкой адгезией к волокнам тканей и трикотажных полотен в области высоких (50 С) и низких (-70 С) температур, что приводит к уменьшению их прочности после термообработки при циклическом изменении температур от 50 С до -70 С. Для повышения адгезии связующего к волокнистому наполнителю, термообработанных изделий при циклическом измене температур от 50 С до -70 С, в композицию вводят холестериловый эфир каприновой кислоты (ТУ 6 П 68-72) и толуилендиизоцианат (МРТУвысокого давления низкого давления марки 20306-005 марки 20506-007 к 100 Рубленый волокнистый наполнитель, выбранный из грушш хлопчатобумажные ткани льняные ткани щ шерстяные ткани Трикотажное хлопчатобумаж ное полотно шерстяное трикотажное полот но Оксшштрат алюминия Холестериловый эфир капрнно вой кислоты Толунлендиизоцнанат, блокпрованный касторовым маслом Отходы подшакрилонитрштгг6-09-4847-67), блокированный касторовым маслом (РОСТ 6757-73). При этом оптимальным сочетанием свойств обладает композиция,в которую толуилендиизоцианат и касторовое масло введены в соотношении от 12 до 21. Введение холестериловохо эфира каприновой кислоты и толуилендиизоциаиата, блокированного касторовым маслом, выше оптимальной концентрации снижает прочность композициош-юго материала, а ниже оптимальной концентрации уменьшает адгезию связующего к волокнистому наполнителю при циклическом изменении температур от 50 С до -70 С.Способ формирования изделий из разработанной полимерной композиции заключается в следующем.Раствором в ацетоне толуилендиизоцианата,блокированного касторовым маслом, обрабатывают гранулы полиэтилена. После сушки гранулы полиэтилена смешивают последовательно с пороли-саван оксинитрата алюминия и холестерилового эфира капршювой кислоты. При тщательном перемешивании вводят рубленый волокнистый наполнитель, выбранный из группы хлопчатобумажные, льняные и шерстяные ткани, трикотажное хлопчатобумажное и шерстяное полотна. Изделия из композиции можно изготавливать либо литьем, либо прессованием при температуре 140-170 С и давлении 70100 МПа.Величину адгезии связующего к поверхности рубленого волокнистого наполнителя оценивают по сопротивлению извлекания полосок ши 10риной 10 мм из блока образцов, изготовленных из разработанных полимерных композиций. Образцы для измерения адгезионной прочности имеют Т-обравную форму размером б 0 х 80 мм и изготавливают таким образом, что один из концов полоски ткани оказывается заключенным в баночку из композиции, расположенной перпендикулярно оси полоски ткани. При испытании балочку из композиции закрепляют при помощи специальной рамки в верхнем зажиме, а свободный конец полоски ткани в нижнем зажиме разрывной машины Д-10. При этом измеряли силу, необходимую для выравнивания полоски ткани из блока композиции. Перед испытанием адгезионной прочности образцы подвергали термоциклированию. Для этою образцы помещались в термоклав Ыеша, где подвергались нагреванию при 50 С в течение суток, а затем переносились в холодильную камеру НСЬ 250/70 и вьщерживали при -70 С в течение 8 часов. 0 качестве полимерной композиции судили по изменению адгезии связующего к волокнистому паполнителю после 200 циклов термообработки по указанному выше режиму. Трещнностойкость образцов из полимерной композиции, термообработаннътк по описанному выше режиму, при вибрационном ударном воздействии исследовали на специально сконструированном стенде пгри нагрузке 20 кгс/см 2 и частоте ударов 50 с . При этом визуально регистрировали количество до появления трещин на поверхности из полимерной композиции.Государственное патентное ведомство Республики Беларусь.