автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Разработка олигомерных смазок для полиолефинов и композиций с улучшенной перерабатываемостью на их основе

о. АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ПЛАСТПОЛИМЕР»

л: .

со На правах рукописи

СЧ| •

МИТИНОВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ОЛИГОМЕРНЫХ СМАЗОК ДЛЯ ПОЛИОЛЕФИНОВ И КОМПОЗИЦИЙ С УЛУЧШЕННОЙ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОСТЬЮ

НА ИХ ОСНОВЕ

05.17.06 -Технология и переработка пластических масс, эластомеров и композитов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1997

Работа выполнена в Новополоцком научно-производственном предприятии «(Пластполимер» ( Новополоцком отделении ОНПО «Пластлолимер»)

Научный руководитель

член-корреспондэнт РАН, доктор химических наук профессор Иванчев С.С.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Крыжановский В.К., кандидат технических наук Листков В.М.

Оппонирующая организация ПО «Полимир»

Защита состоится « 1997 г. в 4А'

на заседании специализированного совета 1^138.09.01 в АО «Пластполимер» по адресу: 195197, Санкт-Петербург, Полюстровский проспект, 32

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АО «Пластполимер».

Автореферат разослан «с » (¿ЛНЫ » 997 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат химических наук

Подлесская Н.К.

ОБЦПЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМИ. Одной из важнейвих проблем технологии переработки полиолефинов в изделия является снижение энергозатрат процессов переработки. Это обусловлено тел, что изготовление изделий из полиолефинов и композиций на их основе связано, как правило, с такими энергоемкими операциями, как перевод полимера в расплав и его деформирование. Возможности управления процессом переработки ограничены сравнительно узким температурным интервалом между температурой плавления и температурой начала разложения полимера. По-выжение температуры расплава позволяет облегчить переработку за счет снижения вязкости полимерной системы, но это может привести к ухудшении качества изделия из-за деструкции полимера. К деструкции приводит и другой способ интенсификации переработки путем значительного увеличения сдвигового воздействия, реализуемый при модернизации оборудования.

Снизить энергозатраты и, как следствие этого, повысить производительность переработки в оптимальном диапазоне температур можно либо аппаратурно-технологическими методами, что связано со значительными капиталовложениями, либо путем изменения реологического поведения полиолефинов за счет модификации полимерной системы специальными добавками. Использование смазок в полиолефинах позволяет также снизить температуру переработки, давление расплава и время пребывания полимера в мажине.

В качестве смазок для полиолефинов чаще всего применяют низкомолекулярные или полимерные вещества и значительно реже - олигоме-ры. Общим недостатком для больжинства известных смазок является их труднодоступность и высокая себестоимость, обусловленная сложностьп технологии их получения и высокой стоимостью исходного сырья.

Представляется, что наиболее удобным для переработчиков полиолефинов было бы наличие смазок, получаемых на основе имеющихся у них же сырьевых ресурсов.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Сопоставительное изучение эффективности различных смазывающих добавок при переработке полиолефинов, выявление комплекса свойств смазок, обеспечивающего их действенность и эффективность. Разработка на основе полученных данных новых смазок, отличающихся доступностью, эффективностью и простотой получения.

НОВИЗНА. В результате исследования влияния химической структуры смазок из групп морфологически близких веществ по классу жирных кислот, спиртов, эфиров и восков на эффективность их использования для снижения энергоемкости процессов переработки полиолефинов определены критерии, позволяющие выбирать более эффективные смазки. Показано, что наличие в углеводородной молекуле смазки гидроксильных, карбонильных и карбоксильных групп, приводящее к снижению поверхностной энергии смазки, одновременно повыжает ее смазывающее действие в полиолефинах.

Предложены и проверены в лабораторных и промышленных условиях новые олигомерные смазки для полиолефинов - оксиэтилированный буро-угольный воск и продукт перекисной деструкции полипропилена. Выбраны технологические параметры получения олигомерного продукта деструкции полипропилена на серийном зкструзионном оборудовании.

Установлена возможность усиления эффекта отклонения вязкости полиэтилен-полипропиленовой композиции от ожидаемой аддитивной в сторону понижения при высоких скоростях сдвига за счет модификации олигомерным продуктом деструкции полипропилена.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ заключается в разработке новых композиций улучженной технологичности на основе полипропилена и олигомерного продукта оксиэтилирования буроугольного воска.

На композиции разработана техдокументация ( ТЯ 301-05-65-90, ТУ РБ 6-04643628-17-93) и получен патент РФ Н2028330. Опытная партия композиции по ТН 301-05-65-90 в количестве 10 тонн выпущена на Гурьевскон химическом заводе и успежно переработана на Каменс -ком П0"Химволокно" в сеновязальный жпагат. При этом отмечено повы-жение производительности на 207. без ухуджения показателей

качества получаемого продукта. Разработан временный регламент для производства оксивоска-8 на оборудовании ПО "Полимир".

Предложена новая высокоплавкая смазка - олигомерный продукт перекисной деструкции изотактического полипропилена (ПДПП) и разработана технология ее получения на серийном зкструзионном оборудовании. Использование ПДПП при получении товарного полипропилена на экструдере ZSK-70/2 Московского НПЗ позволило снизить энергоемкость процесса экструзии на 15%. Опытная партия полученного полипропилена с улучшенной технологичности в количестве 2 тонн переработана в лист на зкструзионном оборудовании Московского нефтеперерабатывающего завода.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные результаты работы докладывались на III, U, Uli и Ulli отраслевых совещаниях по проблемам и перспективам развития ПО "ТНХК", IX Всесоюзной конференции по химическим добавкам для полимерных материалов (1989, Тамбов), научно - технической конференции "Модификация полиолефинов, их переработка, свойства и применение" (1990, Баку), XUI симпозиуме по реологии (1992, Днепропетровск).

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации получен патент на изобретение и опубликованы тезисы семи докладов на IX Всесоюзной конференции по химическим добавкам для полимерных материалов, XUI симпозиуме по реологии и других конференциях.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация изложена на 101 странице машинописного текста, содержит 7 таблиц, 14 рисунков, состоит из введения, обзора литературы, описания методик эксперимента, из-, ложения экспериментальных результатов и их обсуждения, выводов, списка литературы (90 наименований) и приложений.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объектов исследования использовали промышленный полиэтилен низкой плотности марок 10204-003 и 15803-020 по

ГОСТ 16337-7?, порошкообразный полипропиле» марки 21030 и гранулированный полипропилен марок 21030-10, 21060 16 и 01020-16 по ГОСТ 26996-86.

Для изучения влияния химической структуры смазок на эффективность их действия в полиолефинах исследовали процесс экструзии с наиболее типичными смазками для полиолефинов: стеариновой кислотой. амидом стеариновой кислоты, стеаратом кальция, полиэтиленовым воском марок ПВ-40. ПВ-200 и ПВ-300 и окисленным полиэтиленовым воском марки ПВ0-30. Кроме того, исследовали процесс экструзии полиолефинов с такими веществами, как буроугольный воск, представляющий собой смесь высвих спиртов, смол и эфиров, продукт оксиэти-лирования буроугольного воска, неионогенные ПАВ - сорбитан С и препарат 0С-20.

Разработку новой технологической добавки методом перекисной деструкции полипропилена проводили с использованием ди-трет-бутил-пероксида и перекиси дикумила.

Для проведения экспериментов использовался реометр "ЕоНГегЬ", лабораторный экструдер ЧП-20, опытно-промышленная установка на базе экструдера 25К-57/2, промышленная установка на базе экструде-ра г5К-70/2.

В экспериментах на лабораторных одновнековых экструдерах "ЁоИГег1", ЧП-20 пороикообразный или гранулированный полимер в количестве 200-1000 г предварительно смешивался с добавками в течение 2-5 минут и засыпался в загрузочную воронку экструдера. Предварительно устанавливались необходимый температурный режим переработки и скорость вращения внека. Производительность процесса определялась путем взвешивания полученного за определенное время экструдата. Для сравнения эффективности действия добавок на различном оборудовании рассчитывали удельную энергоемкость процесса.

Полученный в ходе опытов материал анализировался по стандартным методикам в соответствии с требованиями ГОСТ 26996-86, ГОСТ 16737-77. Определяли физико-механические, диэлектрические свойства и стойкость полимера к термоокислительному старении.

Определение реологических характеристик исходных полимеров и композиций проводили на капиллярном вискозиметре ИИРТ-2 и реометре

"ЕоМГеН". Нызкость добавок определяли с помощью консистометра Гопплера и пискозиметра ВП8-2.

Температуры плавления и окисления добавок, исходных полимеров и композиций определяли на дифференциально-сканирующем калориметре марки ДСК-Д.

Определение коэффициентов поверхностного натяжения технологических добавок проводили методом отрыва кольца при заданной температуре в воздуяной среде. Для спектрального анализа образцов использовали спектрометр Бресогй Н80.

ОСНОВНОЕ СОДЕРШИЕ РАБОТЫ

1. Исследование влияния химической структуры смазок на

эффективность их использования при экструзии полиолефинов

Исследование проведено на примере нескольких групп морфологически близких веществ, представляющих основные типы смазок для полиолефинов, такие как воска, жирные кислоты и их производные.

Закономерности снижения энергоемкости процесса экструзии полиолефинов с добавками различных типов изучали на лабораторном и опытно-промышленном экструзионном оборудовании в концентрационном диапазоне вводимых смазок, обеспечивающем необходимый эффект и достаточность информации для сравнения действенности испытываемых веществ.

В исследованной группе смазок, составленной стеариновой кислотой и ее производными: стеаратом кальция и амидом стеариновой кислоты было установлено, что во всем диапазоне испытанных концентраций стеариновая кислота приводит к более заметному снижению энергоемкости экструзии полипропилена на реометре "СоИГегЬ" и лабораторном экструдере ЧП-20. чем амид стеариновой кислоты или стеарат кальция (рис.1).

Сопоставляя результаты экспериментов с различием индивидуального химического строения описанных смазок, и учитывая идентичность их углеводородной части, можно сделать вывод о влиянии функциональных групп на поведение добавок в полимерной матрице. При

ц, кД«/кг

350 300 260 200 160 100 80 О

ш ¡¡§

Ш- Щ

— ................— 1 -------------- 1

в- И

0.2

0.3

С. 7.

без смазки

ияиопл ^стеариновая ¡—стеарат кислота кальция

Рис.1. Зависимость удельной энергоемкости экструзии ПП 21060-16 на экструдере ЧП-20 от концентрации смазки при скорости вращения шнека 30 об/мин и температурном режиме по зонам экструдера 180-200-210 С. д. кДж/кг

600

400

300 —

200

100

П, об/мин

□ - без смазки И - ПВ-40

Ш - пв-300 » - ПВ0-30

Рис.2. Зависимость удельной энергоемкости экструзии ПП 21060-16 на

экструдере ЧП-20 с добавлением 0.3% смазки от скорости вращения

о

■нека при температурном режиме по зонам экструдера 180-200-210 С.

этом очевидно, что для смазок предпочтительпо наличие в молекуле смазки гидроксильных групп.

Исследование полиолефиновых композиций с добавками неионоген-ных ПАВ, таких как сорбитан С (эфир стеариновой кислоты и многоатомного спирта) и препарат ОС-20 (моноалкиловые эфиры полиэтилен-гликоля на основе первичных «ирных спиртов), показало, что добавление в полимер при экструзии сорбитана С вызывает большее, по сравнении с препаратом 0С-20, снижение удельной энергоемкости при экструзии полипропилена и полиэтилена.

Полученный результат увязывали с различием индивидуальных свойств исследуемых веществ, сравнивая число омыления и кислотное число, характеризующие содержание карбоксильных групп в веществе. По этим показателям более эффективный сорбитан С на порядок превосходил препарат 0С-20.

Влияние на переработку полиолефинов различных структур восков изучали на примере полиэтиленового воска и окисленного полиэтиленового воска.

В результате экспериментов установлено, что эффективность смазки в ряду ПВ-300. ПВ-200, ПВ-40, ПВ0-30 возрастает слева направо (рис.2). Это свидетельствует, во-первых, о влиянии на эффективность смазки ее молекулярной массы, и кроме того, наивысшая эффективность окисленного полиэтиленового воска указывает на то, что наличие в воске карбонильных и других кислородсодержащих групп также оказывает благоприятное влияние на его эффективность.

Полученные данные позволяют определить основные требования к структуре добавок. Для смазок необходимо подбирать вещества, содержащие карбоксильные, карбонильные и гидроксильные группы, а модификации известных смазок необходимо вести так. чтобы увеличить содержание в них указанных групп. При этом молекула смазки должна быть дифильной.

Для проверки полученных результатов и высказанных предположений провели испытания воскообразных веществ, не используемых ранее в полимерных композициях. В опытах на лабораторном, опытно-промыж-ленном и промышленном оборудовании исследовали поведение полипропиленовой композиции при переработке ее с буроугольным воском и

продуктом его оксиэтилирования.

Буроугольный воск, представляющий собой смесь эфиров спиртов и кислот, легко реагирует с окисью этилена и способен присоединить более 75% ее. При этом получается олигомерный продукт с молекулярной массой 1600 - 1800, числом омыления 30 мг КОН/г и условной структурной формулой 0

//

С Н С п 2п+1 \

0(СН -СН -0) н ,

2 2 ■

где п=16 и более, ж=8.

Элементный анализ конечного продукта реакции показывает, что содержание связанного кислорода возрастает с 5% у буроугольного воска до 32% у оксивоска-8, при этом оксиэтилирование приводит к заметному снижению поверхностного натяжения.

Ч, кДж/кг

□ •без смазки вл5уроугольный[^з.оксивоск-8

воск

Рис.3. Зависимость удельной энергоемкости процесса экструзии полипропилена марки 21030 на экструдере 25К-57/2 со смазками от скорости вращения жнека. Температурный режим по зонам экструдера 140-230-190-220-240-200°С.

Технологические испытания новой олигомерной смазки в полипропиленовой матрице на экструдерах ЧП-20 и 1Ук-ЪТ/2 показали, что оксйвоск-8 превосходит по получаемому эффекту буроугольный воск (рис.3 ).

Значительное содержание связанного кислорода в смазке, вероятно, должно отражаться на интенсивности термоокислительных процессов, протекающих в расплаве полимера и изделии. Однако проведенные исследования по определению температуры начала окисления, диэлектрических свойств, стойкости стабилизированного ирганоксом 1010 полипропилена к термоокислительному старению позволяют утверждать, что применение исследованных смазок в используемых концентрациях позволяет получить продукт, соответствующий требованиям ГОСТа.

Таблица 1

Свойства композиций на основе полипропилена марки 21030-16

Но- ПТР. Проч- Отн. Кассо- Кассо- Тан- Диэл. Элект- Стой-

мер г ность удли- вая вая генс пронн- ричес- кость к

опы- - при не- доля доля угла цае- кая термо-

та 10 раз- ние. золы. лету- диэл. мость проч- окисл.

мин выве. г г чих. по- ность, старе-

МП а г терь кВ/мм нию, ч

1 4.0 34.9 527 0.024 0.040 0.0001 2.0 41 более

400

2 4.1 34.6 504 0.089 0.034 0.0002 1.9 39 более

400

3 3.1 34.6 524 0.025 0.020 0.0004 1.8 40 более

400

4 3.1 33.6 544 0.020 0.035 0.0009 2.0 39 более

400

Примечание. В опыте 1 перерабатывался полипропилен марки 21030-16. В опыте 2 дополнительно вводилось 0.2% буроугольного воска, в опыте 3 - 0.27. и в опыте 0.52 оксивоска-8.

Как видно из табл.1 практически все свойства композиций полипропилена с буроугольным воском и оксиэтилированным воском, полученных на экструдере г5К-5?/2 не отличались от контрольных. Исключение составлял тангенс угла диэлектрических потерь, который увеличивался при использовании смазок, особенно при концентрации оксиэтилированного воска 0.5%, что определяет допустимое количество его использования.

Соответствие качества композиций полипропилена с улучшенной технологичностью требованиям ГОСТ 26996-8Б отмечалось также при их получении на двухшнековом экструдере 1$К—120/2 Гурьевского химического завода. и на двухшнековом экструдере 1$К-70/2 Московского нефтеперерабатывающего завода. Изготовленная на Гурьевском химическом заводе композиция была успешно переработана Каменском ПО "Химволокно", при этом повышение производительности процесса переработки сопровождалось сохранением качества получаемого сеновя-зального шпагата.

В каждой из исследованных групп смазок изменение эффективности связано с теми или иными функциональными группами. Для обобщения результатов эксперимента и выявления критериев для прогнозирования эффективности смазки по ее строению использовали феноменологический подход.

При исследовании поведения при переработке полиолефинов с такими неионогенными ПАВ как препарат ОС-20 и сорбитан-С отмечено, что лучшая смазка (сорбитан С) имеет меньшее поверхностное натяжение. Исследование поверхностного натяжения расплавов добавок, относящихся к другим группам, позволило установить, что ряды эффективности смазок находятся в обратно пропорциональной зависимости от их поверхностного натяжения.

Таким образом, одним из условий, обеспечивающих успех при использовании смазки в таких неполярных полимерах, как полиолефи- . ны, является поверхностная активность смазки относительно полимерной матрицы, обусловливающая локализацию смазки в межфазной области, что сказывается на снижении внутреннего трения и трения расплава полимера о детали машин.

Полученный результат позволяет определить пути повышения действенности смазки, предназначенной для облегчения экструзии полиолефинов, а также ориентиры для поиска новых смазок для улучме-ния переработки полиолефинов,

В химической структуре смазки положительным является присутствие в критических (не сказывающихся на качестве конечного продукта) количествах таких функциональных групп, как карбонильная, карбоксильная, гидроксильная. Исходя из этого модификацию известных смазок целесообразно вести так, чтобы довести до оптимального содержание в них указанных групп, а расположение функциональных групп наиболее благоприятно в том случае, если обеспечивает проявление дифильности молекулы. Молекулярная масса смазки должна быть промежуточной между низкомолекулярными смазками и полимерами.

2. Исследование и разработка процессов получения олигомерной смазки на основе полипропилена

Нами исследована возможность получения новой высокоплавкой олигомерной смазки на основе полипропилена путем его деструкции перекисными соединениями на серийном оборудовании для переработки пластмасс.

Промыжленный полипропилен экструдировали совместно с перекисью дикумила или ди-трет-бутилпероксидом на экструдерах ЧП-20 и ЧП-45. Перекись вводили в концентрации 0.5, 1, 2, 3, и 4%.Температурный режим и скорость вращения жнека задавали таким образом, чтобы обеспечить наибольжее время пребывания компонентов реакции в экструдере.

Перекисная деструкция .полипропилена в присутствии кислорода воздуха протекает с участием кислорода путем присоединения его к макрорадикалу, образовавшемуся при воздействии перекиси. При этом в условиях переработки макромолекула распадаются на меньжие фрагменты с концевыми карбоксильными, гидроксильными; карбонильными и другими функциональными группами. При этом кислородсодержащие группы могут быть локализованы не только на конце цепи, но и в качестве боковых групп углеродной цепи.

Свойства полученных продуктов деструкции полипропилена исследовали методами дифференциально сканирующей калориметрии, ИК-спектрометрии и капиллярной визкозиметрии. При сокращенном обозначении полученного материала после сокращения ПДПП нами указано процентное содержание и наименование используемой при получении олигомера перекиси.

Олигомеры, полученные с большим содержанием перекиси,имеют о

пониженную на 5 - 10 С температуру плавления и температуру начала окисления. Это можно объяснить более низкой молекулярной массой при повышенном содержании в самом продукте кислородсодержащих групп. Нвеличение количества карбонильных групп у олигомеров, полученных с большим исходным содержанием перекиси, подтверждено методом ИК-спектроскопии (рис.4).

2200 2000 1800 1600 1400

см

Рис.4. ИК-спектрн олигомерных продуктов деструкции полипропилена 1 - ПДПП1ПДК; 2 - ПДПП4ПДК.

Вязкость полученного ПДПП убывает при повыяении концентрации использованной при его получении перекиси (рис.5). Вязкость продукта деструкции Полипропилена косвенно характеризует степень деструкции и молекулярную массу его. Вследствие этого вязкость может служить определяющим параметром контроля качества в случае промышленного освоения этой добавки.

ц, Па.с

С. %

Рис.5. Зависимость вязкости продуктов деструкции полипропилена

от исходного содержания перекиси дикумила о о

1 - при 230 С; 2 - при 170 С;

Установлено, что использование различных перекисей позволяет получить ПДПП практически одинакового качества. Так, вязкость сопоставляемых образцов ПДПП, полученных с равным содержанием перекиси дикумила и ди-трет-бутилпероксида, различается не более чем на 20%, а температуры плавления и начала окисления практически совпадают.

Эффективность использования различных образцов ПДПП в качестве смазки оценивали при экструзии полипропилена марки 21060-16 на лабораторном экструдере ЧП-20. Результаты эксперимента приведены на рис.6.

д, кДж/кг

С.%

Рис.6. Зависимость удельной энергоемкости процесса экструзии поли-липропилена на экструдере ЧП-20 от концентрации используемой для деструкции перекиси дикумила при введении в полимер продуктов деструкции в количестве 0.5% и скорости вращения ■нека 30 об/мин

Отмечено, что снижение величины расхода энергии в двигателе наблюдается для всех ПДПП, кроме ПДПП0.5ПДК и ПДПП1ПДК. При этом эффект нарастает по мере перехода к ПДПП с меньжей вязкостью.

Таким образом, наиболее эффективным является ПДПП4ПДК и ПДПП4ДТБП. При их введении в количестве до 1% нагрузка на двигатель зкструдера снижается на 15-30%,что было подтверждено в эксперименте на промышленном экструдере г$К-70/2.

Проведенные эксперименты показали принципиальную возможность получения продукта деструкции полипропилена на одношнековых экструдерах. В описанных экспериментах деструктируемый полимер из зкструдера передавливался в формы. После охлаждения полученный

материал дробился на ножевой дробилке для полимеров до состояния, близкого к порошку.

В ходе проведения исследований по выбору наилучшего технологи- .• ческого оформления процесса перекисной деструкции полипропилена на экструзионном оборудовании был опробован вариант чешуирования, в котором из экструдера, оснащенного щелевой головкой продукт деструкции выдавливался на вращающийся барабан, охлаждался на нем, затем в нижней части барабана отслаивался и крошился при незначительном усилии.

3. Использование олигоморного продукта деструкции полипропилена для модификации полиэтилен-полипропиленовой композиции

Исследовали возможность усиления эффекта изменения реологического поведения полиэтилен-полипропиленовой композиции при высоких скоростях сдвига за счет ее модификации путем замены части полипропилена на олигомерный продукт.

Учитывая тезис о том, что одной из основных причин отклонения вязкости полиэтилен-полипропиленовых сплавов от ожидаемой аддитивной является перераспределение полимергомологов используемых компонентов так. что они локализуются на границе раздела фаз гетерогенной дисперсной системы, представлялось интересным исследовать возможность модификации полиэтилен-полипропиленовой композиции олигомерной добавкой родственной природы, обладающей, кроме всего, поверхностной активностью за счет фднкциональных групп.

В качестве объекта исследования была выбрана композиция для высокоскоростной экструзии марки 158-281 по Т9 301-05-52-90 на основе полиэтилена низкой плотности марки 15803-020, включающая 7.5% полипропилена марки 21030-10. Композицию модифицировали путем замены 2У. полипропилена олигомерным продуктом деструкции полипропилена ПДППЗПДК.

Как видно из рис.7, в области малых напряжений поведение композиций практически не различается, но с увеличением напряжения

Рис.7. Зависимость скорости сдвига от напряжения сдвига

1- композиция марки 158-281 по ТУ 301-05-52-90;

2- композиция, модифицированная олигомером.

скорость сдвига сильнее возрастает у композиции, содержащей олиго-мер.

Физико-механические и диэлектрические свойства полученных материалов соответствовали требованиям Т9 301-05-52-90 на композиции полиэтилена высокого давления с улучшенной технологичностью (таблица 2 ).

Результат эксперимента указывает на возможность повышения производительности процессов переработки полиэтилен-полипропиленовой композиций в изделия при предварительной замене части полипропилена олигомерным продуктом его деструкции.

Таблица 2

Свойства композиций полиэтилена высокого давления

Наименование Исходная Кодифици-

показателей композиция рованная олигомером композиция

1. Тангенс угла диэлектрических потерь К 0.0001 0.0001

и при частоте 10 Гц

2. Диэлектрическая проницаемость к 1.8 1.9

и при частоте 10 Гц

3. Электрическая прочность, кВ/мм 42 43

4. Разрушающее напряжение при растяжении, МПа 14.8 14.4

5. Относительное удлинение, 7. 620 600

Б. Относительное удлинение после ускоренного о старения при 100 С в течение 10 часов, 7. 192 210

ВЫВОДУ

1. Выполнено сопоставительное изучение влияния химической структуры смазок для полиолефинов на их эффективность при улучшении перерабатываемости полиолефинов. ¡Остановлена более высокая эффективность смазок, содержащих полярные кислородсодержащие группы, такие как карбонильная, карбоксильная, гидроксильная.

-182. Выявлены основные направления повышения эффективности известных смазок для полиолефинов и основные направления создания новых смазок. Установлено, что снижение поверхностной энергии смазок в результате химической модификации, проявляющееся в понижении коэффициента поверхностного натяжения, повывает эффективность смазки. Из соображений технологичности использования сделан вывод о предпочтительности новых смазок, относящихся к олигомерам.

3. Разработана композиция на основе полипропилена и олигомер-ного оксиэтилированного буроуголышго воска, характеризующаяся цлучженной перерабатываемостью. На композицию разработаны технические условия ТУ 301-05-65-90, ТУ РБ 6-04643628-17-93 и получен патент РФ N2028330.

4. Разработана технология получения новой эффективной смазки для полиолефинов - олигомерного продукта перекисной деструкции изотактического полипропилена на серийном экструзионном оборудовании для переработки пластмасс. Выявлены основные параметры технологического режима перекисной деструкции и оптимальный рецептурный состав исходной смеси компонентов, позволяющие получить олигомер-ный продукт со свойствами смазки. Установлено, что параметром контроля качества получаемого продукта может быть вязкость его расплава, определяемая методом капиллярной вискозиметрии.

5. Показано, что получаемый перекисной деструкциэйполипропилена олигомерный продукт проявляет оптимальные свойства смазки вследствие образования структуры, включающей определенное количество кислородсодержащих групп. Использование полученной олиго-мерной смазки в композиции на основе полипропилена позволило снизить энергоемкость ее переработки на экструзионной установке 75К 70/2 Московского нефтеперерабатывающего завода на 15%.

6. Установлена возможность увеличения отклонения вязкости полиэтилен-полипропиленовой композиции при высоких скоростях сдвига в сторону понижения за счет ее модификации олигомерным продуктом деструкции полипропилена.

7.Работа внедрена на Московском нефтеперерабатывающем заводе путем выпуска опытной партии композиции полипропилена по TU РБ fi-04B43628-17-93 в количестве 2 тонн. При этом энергоемкость получения товарного полипропилена была снижена на 15%.

Основное содержание работы изложено в следующих работах:

1. Еременко Г.Д.. Василенко B.C., Митинов A.B. и др. Химические добавки для полиолефинов, улучиающие технологические свойства.- Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции по химическим добавкам для полимерных материалов, Тамбов, 1989.

2. Василенко B.C., Еременко Г.Д.. Митинов A.B. Модификация технологических свойств ПЭВДТезисы докладов конференции "Моди-* фикация полиолефинов, их переработка, свойства и применение", Баку, 1990.

3. Митинов A.B., Еременко Г.Д., Василенко B.C. Особенности реологического поведения сплавов полиэтилен - полипропилен.- Тезисы докладов XUI симпозиума по реологии. Днепропетровск, 1992.

4. Митинов A.B.. Василенко B.C.. Еременко Г.Д., Якубовский С.Ф. Полипропиленовая композиция. Патент РФ 2028330. публ. 9.02.

б.и. N4. 1995.

5. Василенко B.C., Еременко Г.Д., Митинов A.B., О перспективах интенсификации процессов компаундирования полипропилена. - Тезисы докладов III Всесоюзного совещания по проблемам и перспективам развития ПО "ТНХК", Томск, 1989.

6. Василенко B.C.. Еременко Г.Д., Митинов A.B., Новая технология изготовления кабельных композиций на основе полиэтилена.-Тезисы докладов U Всесоюзного совещания по проблемам и перспективам развития ПО "ТНХК", Томск, 1991.

7. Василенко B.C.. Митинов A.B., Еременко Г.Д. Регулирование реологических характеристик полиолефинов при экструзии за счет добавок.-Тезисы докладов Uli отраслевого совещания по проблемам и перспективам развития ПО "ТНХК", Томск. 1993.

8.Василенко В.С..Митинов A.B..Мелехин В.Т. Получение химически вспениващихся полимеров на экструдерах.- Тезисы докладов Ulli отраслевого совещания по проблемам и перспективам развития ПО "ШК", Томск, 1994.