RU2487147C1 - Method of producing polyvinyl chloride based polymer nanocomposition - Google Patents
Method of producing polyvinyl chloride based polymer nanocomposition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487147C1 RU2487147C1 RU2011144053/05A RU2011144053A RU2487147C1 RU 2487147 C1 RU2487147 C1 RU 2487147C1 RU 2011144053/05 A RU2011144053/05 A RU 2011144053/05A RU 2011144053 A RU2011144053 A RU 2011144053A RU 2487147 C1 RU2487147 C1 RU 2487147C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyvinyl chloride
- pvc
- amount
- nano
- composition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства конструкционных, в том числе строительных, материалов, а именно к технологии производства поливинилхлоридных композиций с нанодобавками.The invention relates to the production of structural, including building, materials, and in particular to a technology for the production of polyvinyl chloride compositions with nano-additives.
Известны способы получения полимерных композиций с нанодобавками на основе термопластичного связующего (полипропилена, полиэтилена низкой и высокой плотностей, поливинилхлорида (ПВХ) и полистирола), заключающиеся во введении нанодобавки в мономеры с дальнейшим смешением в основной полимер [Preparation and mechanical properties of solid-phase grafting nanocomposites of PVC/graft copolymers/MMT / Z.Dunbai, C.Changgen, J. Demin // Journal of Wuhan University of Technology. 2006, №4, Vol.21, P.26-30]. Перемешиваются нанодобавка и ПВХ до однородного состояния, после чего в смесь вводят предварительно смешанные между собой мономеры бутилакрилата, метилметакрилата, малеинового ангидрида, бензопероксида и перемешивают. Смешанную композицию запечатывают, нагревают при 80°C в течение 4-6 ч.Known methods for producing polymer compositions with nanoadditives based on a thermoplastic binder (polypropylene, low and high density polyethylene, polyvinyl chloride (PVC) and polystyrene), which include the introduction of nanoadditives in monomers with further mixing in the main polymer [Preparation and mechanical properties of solid-phase grafting nanocomposites of PVC / graft copolymers / MMT / Z. Dunbai, C. Changgen, J. Demin // Journal of Wuhan University of Technology. 2006, No. 4, Vol.21, P.26-30]. Nanoparticle and PVC are mixed until homogeneous, after which monomers of butyl acrylate, methyl methacrylate, maleic anhydride, benzoperoxide are pre-mixed with each other and mixed. The mixed composition is sealed, heated at 80 ° C for 4-6 hours
К основным недостаткам данного способа следует отнести сложность и необходимость значительного переоснащения, переоборудования имеющегося производства под данный вид производства вследствие появляющихся новых технологических операций и отсутствия «гибкого» производства продукции.The main disadvantages of this method include the complexity and the need for significant re-equipment, re-equipment of existing production for this type of production due to emerging new technological operations and the lack of “flexible” production.
Известен способ приготовления полимерных композиций с нанодобавками, заключающийся во введении нанодобавки непосредственно при приготовлении композиции или смешением в расплаве. Авторы рассматривают совмещение [Material properties of nanoclay PVC composites / W.Awad, G.Beyer, D. Benderly // Polymer. 2009. Vol.50, P.1857-1867] нанодобавки с диизодецилфталатом в смесителе в течение 5 минут при 4000 об/мин с добавлением полярного активатора и последующим смешением с ПВХ.A known method of preparing polymer compositions with nanoadditives, which consists in the introduction of nanoadditives directly in the preparation of the composition or by mixing in the melt. The authors consider the combination of [Material properties of nanoclay PVC composites / W.Awad, G. Beyer, D. Benderly // Polymer. 2009. Vol.50, P.1857-1867] nanoadditives with diisodecyl phthalate in the mixer for 5 minutes at 4000 rpm with the addition of a polar activator and subsequent mixing with PVC.
К недостаткам композиций, полученных таким образом, следует отнести относительно высокое содержание вводимой нанодобавки и низкие значения физико-механических характеристик получаемых.The disadvantages of the compositions obtained in this way include the relatively high content of the introduced nano-additives and low values of the physicomechanical characteristics obtained.
Известен способ, включающий смешение порошкообразного ПВХ с нанодобавкой и остальными компонентами в закрытой мешалке [PVC-MWNT (Multiwall carbon nanotube) nanocomposites / K.Leskovics, I.Velki, K.Marossy. // Material Sciences and Engineering. 2009. Vol.34/2, P.61-67]. Способ приготовления заключается в следующем: взвешенные компоненты перемешиваются при комнатной температуре в закрытом смесителе.A known method, comprising mixing powdered PVC with a nanoadditive and other components in a closed mixer [PVC-MWNT (Multiwall carbon nanotube) nanocomposites / K. Leskovics, I. Velki, K. Marossy. // Material Sciences and Engineering. 2009. Vol. 34/2, P.61-67]. The method of preparation is as follows: the suspended components are mixed at room temperature in a closed mixer.
К основным недостаткам данного способа можно отнести сложность равномерного распределения небольшого количества наноразмерной добавки (минимальный процент содержания нанодобавки 5%), как следствие, увеличение водопоглощения и уменьшение прочности, текучести и термостабильности.The main disadvantages of this method include the difficulty of uniformly distributing a small amount of nanoscale additives (the minimum percentage of nanoparticles is 5%), as a result, an increase in water absorption and a decrease in strength, fluidity and thermal stability.
Проведенный анализ техники и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».The analysis of the technique and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention made it possible to establish that no analogues were found that are characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Задачей является получение ПВХ-нанокомпозиций с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками, такими как показатель прочности, текучесть расплава и термостабильность, обеспечивая равномерное распределение малого количества нанодобавки.The objective is to obtain PVC nanocomposites with improved technological and operational characteristics, such as strength index, melt flow and thermal stability, ensuring uniform distribution of a small amount of nano-additives.
Результат достигается тем, что в способе получения полимерной нанокомпозиции на основе ПВХ, заключающемся в смешении порошкообразного ПВХ, модификатора ударной прочности, комплексного стабилизатора, нанодобавки, согласно изобретению ПВХ предварительно смешивают с нанодобавкой, выбранной из углеродных нанотрубок, оксида меди и оксида алюминия, при соотношении 100:0,1-5 м.ч., далее полученный концентрат вводят в основную композицию в количестве 2-5 м.ч., при этом количество нанодобавки в композиции равно 0,002-0,08 м.ч.The result is achieved in that in the method for producing a polymer nanocomposite based on PVC, which consists in mixing powdered PVC, impact modifier, complex stabilizer, nanoparticles, according to the invention, PVC is pre-mixed with a nanoparticle selected from carbon nanotubes, copper oxide and alumina, in the ratio 100: 0.1-5 parts by weight, then the resulting concentrate is introduced into the main composition in an amount of 2-5 parts by weight, while the amount of nano-additives in the composition is 0.002-0.08 parts by weight.
Результат также достигается тем, что для приготовления премикса смешивают 100 м.ч. порошкообразного ПВХ с 0,05-5 м.ч. нанодобавки.The result is also achieved by the fact that for the preparation of the premix mix 100 m.h. powdered PVC with 0.05-5 m.h. nanoadditives.
Для получения полимерной нанокомпозиции на основе ПВХ использовались компоненты, удовлетворяющие следующим требованиям:To obtain a polymer nanocomposite based on PVC, components were used that satisfy the following requirements:
Поливинилхлорид суспензионный марки С7058М (ГОСТ 14332-78)Suspension polyvinyl chloride grade C7058M (GOST 14332-78)
Комплексный стабилизатор, например Interstab (сертификат №99-00244)Integrated stabilizer, for example Interstab (certificate No. 99-00244)
Модификатор ударной прочности, например FM-22Impact modifier, e.g. FM-22
В качестве нанодобавки можно использовать: различные аллотропные формы углерода (углеродные одно- и многослойные нанотрубки, фуллерены), слоистые силикаты, аэросил, двуокись титана, наноразмерныс порошки металлов, полимерные добавки.As a nanoadditive, one can use: various allotropic forms of carbon (carbon single and multilayer nanotubes, fullerenes), layered silicates, aerosil, titanium dioxide, nanosized metal powders, polymer additives.
Полимерную нанокомпозицию на основе ПВХ готовили следующим образом. Предварительно готовили премикс по следующей методике.A polymer nanocomposite based on PVC was prepared as follows. Premix was prepared according to the following procedure.
Порошкообразный ПВХ в количестве 100 м.ч. смешивали с 0.05-5 м.ч. нанодобавки, далее подвергали тщательному высокоэнергетическому, механохимическому воздействию смешением в планетарной шаровой мельнице или шаровой мельнице при 100-700 об/мин течение 3-40 минут. Данный вид совмещения под действием ударных и сдвиговых нагрузок способствует равномерному диспергированию наноразмерной добавки.Powdered PVC in an amount of 100 m.h. mixed with 0.05-5 m.h. nanoparticles were then subjected to thorough high-energy, mechanochemical treatment by mixing in a planetary ball mill or ball mill at 100-700 rpm for 3-40 minutes. This type of combination under the influence of shock and shear loads contributes to uniform dispersion of nanoscale additives.
Готовый премикс смешивали с чистым ПВХ-порошком до получения в композиции заданной концентрации нанодобавки. После добавляли остальные компоненты: комплексный стабилизатор Interstab в количестве 3-7 м.ч. и модификатор ударной прочности FM-22 количестве 5-8 м.ч.The finished premix was mixed with pure PVC powder to obtain a given concentration of nanoparticles in the composition. After that, the remaining components were added: the Interstab complex stabilizer in an amount of 3-7 m.h. and impact modifier FM-22 in the amount of 5-8 m.h.
Для исследований свойств полимерных нанокомпозиций на основе ПВХ были изготовлены образцы в виде пленок. Пленочные образцы готовились методом термопластикации на лабораторных вальцах с фрикцией 1:1.25 при температуре валков 90-100°C в течение 5-6 мин. Вальцевание проводилось при толщине зазора между валками 8-13 мкм.To study the properties of polymeric nanocomposites based on PVC, samples in the form of films were made. Film samples were prepared by thermoplastication on laboratory rollers with a 1: 1.25 friction at a roll temperature of 90-100 ° C for 5-6 minutes. Rolling was carried out with a thickness of the gap between the rolls of 8-13 microns.
Пример 1. Согласно изобретению готовили премикс, состоящий из 100 м.ч. ПВХ и 0,1 м.ч. многослойных углеродных нанотрубок (УНТ) фирмы «Arkema» (Франция).Example 1. According to the invention, a premix consisting of 100 parts by weight was prepared. PVC and 0.1 m.h. multilayer carbon nanotubes (CNTs) from Arkema (France).
Композицию, с заданным содержанием, например 0,002 м.ч. УНТ, готовили при следующем соотношении компонентов, м.ч.:A composition with a given content, for example, 0.002 m.h. CNTs were prepared in the following ratio of components, m.h .:
Пример 2. Согласно изобретению готовили премикс, состоящий из 100 м.ч. ПВХ и 5 м.ч. наноразмерного порошка оксида алюминия (производства Томского политехнического университета).Example 2. According to the invention, a premix consisting of 100 parts by weight was prepared. PVC and 5 m.h. nanosized alumina powder (produced by Tomsk Polytechnic University).
Композицию, содержащую, например 0,08 м.ч. оксида алюминия, готовили при следующем соотношении компонентов, м.ч.:A composition containing, for example, 0.08 m.h. aluminum oxide, was prepared in the following ratio of components, parts by weight:
Пример 3. Согласно изобретению готовили премикс, состоящий из 100 м.ч. ПВХ и 1 м.ч. наноразмерного порошка оксида меди (производства Томского политехнического университета).Example 3. According to the invention, a premix consisting of 100 parts by weight was prepared. PVC and 1 m.h. nanosized powder of copper oxide (manufactured by Tomsk Polytechnic University).
Композицию, содержащую, например 0,05 м.ч. оксида меди, готовили при следующем соотношении компонентов, м.ч.:A composition containing, for example, 0.05 m.h. copper oxide, was prepared in the following ratio of components, parts by weight:
Свойства композиций представлены в таблице.The properties of the compositions are presented in the table.
Из примера применения в качестве модификаторов УНТ, наноразмерные порошки оксида меди и оксида алюминия видно, что при введении нанодобавок в соответствии с изобретением улучшаются термостабильность, показатель текучести расплава (ПТР) и прочностные показатели вследствие более равномерного распределения сверхмалого количества нанодобавки, в результате уменьшается конечная стоимость производимых по данной методике изделий.From the example of the use of CNTs as modifiers, nanosized powders of copper oxide and alumina, it is seen that the introduction of nanoadditives in accordance with the invention improves thermal stability, melt flow rate (MFR) and strength indices due to a more uniform distribution of the ultra-small amount of nanoadditives, resulting in a lower final cost products manufactured by this technique.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011144053/05A RU2487147C1 (en) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Method of producing polyvinyl chloride based polymer nanocomposition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011144053/05A RU2487147C1 (en) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Method of producing polyvinyl chloride based polymer nanocomposition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011144053A RU2011144053A (en) | 2013-05-10 |
RU2487147C1 true RU2487147C1 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=48788228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011144053/05A RU2487147C1 (en) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Method of producing polyvinyl chloride based polymer nanocomposition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487147C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2212421C2 (en) * | 2001-09-03 | 2003-09-20 | Государственное унитарное предприятие Республики Татарстан Завод "СТРОЙПЛАСТ" при Государственном внебюджетном жилищном фонде | Polyvinylchloride-based composition for profiled articles |
US7371452B2 (en) * | 2003-04-28 | 2008-05-13 | Eastman Kodak Company | Conductive patterned sheet utilizing multi-layered conductive conduit channels |
US20080194736A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Minqiu Lu | PVC nanocomposite manufacturing technology and applications |
KR100869590B1 (en) * | 2007-07-27 | 2008-11-21 | 한국생산기술연구원 | Polyvinyl chloride nano composite and manufacturing method thereof |
RU2350632C2 (en) * | 2003-06-24 | 2009-03-27 | Полимерс Острейлиа Пти. Лимитед | Acrylic dispersive agents in nanocomposites |
-
2011
- 2011-10-31 RU RU2011144053/05A patent/RU2487147C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2212421C2 (en) * | 2001-09-03 | 2003-09-20 | Государственное унитарное предприятие Республики Татарстан Завод "СТРОЙПЛАСТ" при Государственном внебюджетном жилищном фонде | Polyvinylchloride-based composition for profiled articles |
US7371452B2 (en) * | 2003-04-28 | 2008-05-13 | Eastman Kodak Company | Conductive patterned sheet utilizing multi-layered conductive conduit channels |
RU2350632C2 (en) * | 2003-06-24 | 2009-03-27 | Полимерс Острейлиа Пти. Лимитед | Acrylic dispersive agents in nanocomposites |
US20080194736A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Minqiu Lu | PVC nanocomposite manufacturing technology and applications |
KR100869590B1 (en) * | 2007-07-27 | 2008-11-21 | 한국생산기술연구원 | Polyvinyl chloride nano composite and manufacturing method thereof |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Основы технологии переработки пластмасс./ Под ред. В.Н. Кулезнева и В.К. Гусева. - М.: Химия, 1995. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011144053A (en) | 2013-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bilotti et al. | Sepiolite needle-like clay for PA6 nanocomposites: an alternative to layered silicates? | |
Lotti et al. | Rheological, mechanical and transport properties of blown films of high density polyethylene nanocomposites | |
Bitinis et al. | Physicochemical properties of organoclay filled polylactic acid/natural rubber blend bionanocomposites | |
Akbari et al. | Surface chemistry of halloysite nanotubes controls the curability of low filled epoxy nanocomposites | |
Espino-Pérez et al. | Influence of chemical surface modification of cellulose nanowhiskers on thermal, mechanical, and barrier properties of poly (lactide) based bionanocomposites | |
Alamri et al. | Effect of water absorption on the mechanical properties of nano-filler reinforced epoxy nanocomposites | |
Lee et al. | Thermal, mechanical, and rheological properties of poly (ε‐caprolactone)/halloysite nanotube nanocomposites | |
Geng et al. | Well-dispersed cellulose nanocrystals in hydrophobic polymers by in situ polymerization for synthesizing highly reinforced bio-nanocomposites | |
Mishra et al. | PEEK composites reinforced with zirconia nanofiller | |
Mousavi et al. | Modification of the epoxy resin mechanical and thermal properties with silicon acrylate and montmorillonite nanoparticles | |
Nohales et al. | Morphology, flexural, and thermal properties of sepiolite modified epoxy resins with different curing agents | |
TW200909500A (en) | Barium sulfate-containing composite (1) | |
Fereidoon et al. | Influence of mesoporous silica and hydroxyapatite nanoparticles on the mechanical and morphological properties of polypropylene | |
Song et al. | Viscoelastic and fractal characteristics of a supramolecular hydrogel hybridized with clay nanoparticles | |
Pal | Effect of different nanofillers on mechanical and dynamic behavior of PMMA based nanocomposites | |
Chang | Mechanical properties and thermal stability of low-density polyethylene grafted maleic anhydride/montmorillonite nanocomposites | |
Azizi et al. | Preparation and properties of poly (vinyl alcohol)/chitosan blend bio-nanocomposites reinforced by cellulose nanocrystals | |
Sahraeian et al. | Rheological, thermal and dynamic mechanical studies of the LDPE/perlite nanocomposites | |
Zhu et al. | Preparation and properties of montmorillonite/poly (ethylene glycol) grafted polypropylene/polypropylene nanocomposites | |
Rao et al. | PU elastomers comprising spherical nanosilicas: Balancing rheology and properties | |
Bilotti et al. | In situ polymerised polyamide 6/sepiolite nanocomposites: Effect of different interphases | |
Saiz-Arroyo et al. | Improving the structure and physical properties of LDPE foams using silica nanoparticles as an additive | |
Shi et al. | Biomimetic self-assembly of calcium phosphate templated by PNIPAAm nanogels for sustained smart drug delivery | |
TW201726368A (en) | High impact strength polypropylene composites | |
Mohanty | Investigation of physical, flexural, and dynamic mechanical properties of alumina and graphene nanoplatelets filled epoxy nanocomposites. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141101 |