Oxyalkylated alcohols phthalates
Автор: Maskova A.R., Aminova G.K., Rolnik L.Z., Faizullina G.F., Mazitova A.K.
Журнал: Nanotechnologies in Construction: A Scientific Internet-Journal @nanobuild-en
Рубрика: Development of new polymer materials
Статья в выпуске: 1 Vol.11, 2019 года.
Бесплатный доступ
Polyvinyl chloride (PVC) is used to obtain a wide range of materials for various purposes. High demand of PVC is explained by possibility to modify polyvinyl chloride and produce broad range of materials with improved properties as well as to have cost efficient ratio: productivity, available raw materials, saving of natural resources. However, under normal temperature polyvinyl chloride is brittle and inelastic, that limits the fields of PVC application. The production of basic PVC compositions is impossible without plasticizers – low-molecular compounds that allow direct regulating physical and mechanical properties of polymer. Production of plasticizers became one of the most important branch of petrochemical industry. Recently, however, the range and production of plasticizers have drastically decreased due to the increased cost, which reduced the competitiveness of plasticized PVC products. Therefore, the expansion of plasticizer variety for PVC is a strategic task of great practical significance. The present work describes synthesis methods of esters on the basis of oxyalkylated alcohols suggested as polyvinyl chloride plasticizers. Physico-chemical properties of synthesized compounds were studied. Conditions for their production with maximum outcome were selected. The results of experiments in which obtained compounds were tested as additives in the plasticization of PVC showed that the obtained samples of cable plastic, adhesive PVC tapes and multi-layered polyvinyl chloride linoleum satisfy all the technical requirements by the main indicators: cable plastic compound – GOST 5960-72 with amendment 1-9; a PVC adhesive tape – Technical Conditions – 2245-001-00203312-2003; multilayered linoleum – GOST 7251-77. According to the experimental results, phthalates of oxyalkylated alcohols possess rather high efficiency as plasticizers of polyvinyl chloride and are recommended for use in the above-mentioned industrial PVC recipes.
Water sorption, soft cabel compound, PVC adhesive tape, multilayer linoleum, polyvinyl chloride plasticizers, tensile strain, breaking strength, melt flow index, thermostability, oxyalkylated alcohols phthalates
Короткий адрес: https://sciup.org/142227523
IDR: 142227523 | DOI: 10.15828/2075-8545-2019-11-1-52-71
Текст научной статьи Oxyalkylated alcohols phthalates
Oxyalkylated alcohols phthalates. by Maskova A.R., Aminova G.K., Rolnik L.Z., Faizullina G.F., Mazitova A.K. is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Based on a work at .
Permissions beyond the scope of this license may be available at .
Oxyalkylated alcohols phthalates. by Maskova A.R., Aminova G.K., Rolnik L.Z., Faizullina G.F., Mazitova A.K. is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Based on a work at .
Permissions beyond the scope of this license may be available at .
П оливинилхлорид (ПВХ) является одним из самых востребованных крупнотоннажных полимеров, производимых как в России, так и за рубежом. Причиной этого является исключительная способность практически любыми способами перерабатываться в значительный ассортимент материалов и изделий различного назначения. Как известно, в последние годы наметилась тенденция к возрастанию требований к эксплуатационным и технологическим свойствам получаемых на основе поливинилхлорида материалов и изделий. Поэтому добавки также должны соответствовать предъявляемым требованиям.
В мире ежегодно производится более 12 млн. тонн полимерных добавок. Главная роль химикатов-добавок – облегчение переработки полимерных смесей и придание готовым изделиям необходимых свойств. Применение добавок позволяет получать самые разнообразные продукты – от очень мягких, гелеобразных, до упругих, жестких материалов [1…4].
Среди добавок наибольшую долю занимают пластификаторы (более 50%). На первом месте по потреблению пластификаторов находятся эфиры фталевой кислоты [4].
Основным представителем фталатных пластификаторов является диоктилфталат (ДОФ), который считается международным стандартным пластификатором ПВХ, удовлетворяющим требованиям переработки. Он имеет оптимальное сочетание свойств, сравнительно дешевый, обеспечивает необходимый комплекс эксплуатационных свойств, но относится к веществам II класса опасности. Тем не менее, ДОФ все еще остается наиболее распространенным слож-ноэфирным пластификатором ПВХ [1…6].
Поэтому разработка новых эффективных и экологичных пластификаторов является актуальной и имеет важное практическое значение.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Нами проводятся исследования по разработке новых пластификаторов [7…17]. В данной работе приводятся методы синтеза, некоторые физико-химические свойства и результаты испытаний фталатов оксиалкилированных спиртов в некоторых ПВХ-композициях строительного назначения, а именно в рецептурах кабельного ПВХ-пластиката марки О-40 рец. ОМ-40 (черный), ленты ПВХ липкой и многослойного линолеума.
Целевые сложные эфиры с 3-м классом опасности получали в два этапа. В первую очередь синтезировали оксиалкилированные спирты. Затем этерификацией их с фталевым ангидридом получали конечные продукты.
Методика оксиалкилирования спиртов
В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и устройством для ввода оксида этилена (пропилена) загружают расчетное количество спирта и катализатора – едкого натра. Реактор нагревают на масляной бане и продувают азотом для удаления воздуха. Затем постепенно (при работающей мешалке) вводят оксид этилена (пропилена). Скорость подачи окиси этилена (пропилена) регулируют таким образом, чтобы не вступившая в реакцию окись конденсировалась в обратном холодильнике и стекала обратно в реактор «без захлебывания». После подачи оксида этилена (пропилена) реакционную смесь дополнительно нагревают и затем охлаждают до комнатной температуры.
Катализатор нейтрализуют расчетным количеством серной кислоты и полученную массу фильтруют.
Методика этерификации фталевого ангидрида
В трехгорлую колбу, снабженную холодильником с ловушкой Дина-Старка, термометром и механической мешалкой, помещают фталевый ангидрид, оксиалкилированный спирт и катализатор – n-толуолсульфокислоту (ПТСК) или тетрабутоксититан. Реакцию ведут до тех пор, пока в ловушке не образуется расчетное количество воды. По окончании реакции катализатор гидролизуют водой и эте-рификат отфильтровывают. При использовании ПТСК для облегчения удаления образующейся воды через реакционную смесь барботируют инертный газ – диоксид углерода или азот.
Общая схема получения фталатов оксиалкилиро-ванных спиртов имеет следующий вид:
DEVELOPMENT OF NEW POLYMER MATERIALS • РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ где R1 = C4H9; C8H17; C6H5; C6H5CH2; R2 = H; CH3; R3 = C4H9; C8H17; C6H5; C6H5CH2; R4 = H; CH3.
Условия, позволяющие получить пластификаторы с выходом более 80%, приведены в табл. 1.
Физико-химические показатели синтезированных соединений приведены в табл.2, 3.
Из табл. 2 видно, что с повышением степени оксиалкилирования плотность и показатель преломления растут.
Из полученных результатов видно, что с увеличением степени оксиалкилирования показатель преломления эфиров снижается, а плотность растет. Физико-химические показатели пластификаторов анализировали согласно ГОСТ 8728-88.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Для определения эффективности разработанных пластификаторов было исследовано изменение твердости по Шору А от концентрации пластификатора (пластификатор:ПВХ – 1:100). На основании расчета количественного фактора замещения (ФЗ), определяющего требуемое количество фталатов оксиал-килированных спиртов по сравнению с ДОФ и обеспечивающего необходимую твердость гибкого ПВХ при комнатных условиях, было установлено, что соединения 24, 29, 31, 35, 39, 44, 47, 50, 53, 57, 61, 62, 67 очень схожи с ДОФ по пластифицирующей эффективности. Для этих пластификаторов характерна
Таблица 1
Оптимальные условия для получения химикатов-добавок
|
Синтезированные соединения |
Мольное соотношение реагентов |
Температура, оС |
Примечание |
|
|
Rl(OCH2CH)nOH, где R 1 = C 4 H 9 ; R 2 = H (1-4), CH 3 (5-8); R 1 = C 8 H 17 ; R 2 = H (9-12), CH 3 (13-16); R 1 = C 6 H 5 ; R 2 = H (17), CH 3 (18); R 1 = C 6 H 5 CH 2 ; R 2 = CH 3 (19-22). |
Спирт: оксид этилена (пропилена) |
1:1-3 |
110–180 |
количество катализатора 0,5–3% (масс. от загрузки) |
|
I2 COO(CH-CH2O)nRi COOR3 где R 1 = C 4 H 9 ; R 3 = C 4 H 9 ; R2 = H (23-26), CH 3 (27-30); R 1 = C 8 H 17 ; R 3 = C 8 H 17 ; R 2 = H (31-34), CH 3 (35-38); R 1 = C 6 H 5 CH 2 ; R 3 = C 6 H 5 CH 2 ; R 2 = CH 3 (39-42); R 1 = C 8 H 17 ; R 3 = C 6 H 5 ; R 2 = H (43), CH 3 (44). |
Фталевый ангидрид: окси-алкилированный спирт |
1:1,5 |
110–140 |
количество катализатора 0,1–2% (масс. от загрузки) + активированный уголь в количестве 1% (масс. от массы загруженных компонентов) |
|
T COO (С H. - Г HO )n p ! ^//^’COO(CH2-CHO)nR3 R4 где R 1 = C 4 H 9 ; R 3 = C 4 H 9 ; R 2 = H (45-48), R 4 = CH 3 (49-52); R 1 = C 8 H 17 ; R 3 = C 8 H 17 ; R 2 = H (53-56), R 4 = CH 3 (57-60); R 1 = C 6 H 5 ; R 3 = C 4 H 9 ; R 2 = H; R 4 = Н (61-64); R 1 = C 6 H 5 ; R 3 = C 4 H 9 ; R 2 = CH 3 ; R 4 = CH 3 (65-68); R 1 = C 6 H 5 ; R 3 = C 4 H 9 ; R 2 = H; R 4 = CH 3 (69-72); R 1 = C 6 H 5 ; R 3 = C 4 H 9 ; R 2 = CH 3 ; R 4 = Н (73-76). |
Фталевый ангидрид: окси-алкилированный спирт |
1:2,5 |
120–180 |
количество катализатора 0,1–2% (масс. от загрузки) + активированный уголь в количестве 1% (масс. от массы загруженных компонентов) |
DEVELOPMENT OF NEW POLYMER MATERIALS • РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ хорошая растворяющая способность ПВХ и низкая склонность к миграции из пластифицированной пленки, ведь, как известно, миграция пластификатора из материала играет большое значение в сохранении свойств ПВХ-материалов при эксплуатации в течение длительного времени [1]. Исследование пластифицирующих свойств показало, что полученные ПВХ-пленки не имеют видимых признаков выпотевания пластификатора и обладают хорошими эластичными свойствами.
Выбранные образцы были испытаны в некоторых ПВХ-композициях строительного назначения.
Испытание пластификаторов в рецептуре кабельного пластиката марки О-40 рец. ОМ-40 (ч)
Полученные образцы кабельных пластикатов марки О-40 рец. ОМ-40 (черный) анализировали по ГОСТ 5960-72 с изм. 1-9 «Пластикат поливинилхлоридный для изоляции и защитных оболочек проводов и кабелей». Результаты испытаний приведены в табл. 4.
Приведенные в табл. данные показывают, что по основным показателям – прочности при разрыве, относительном удлинении при разрыве, температу-
Таблица 2
Физико-химические свойства оксиалкилированных спиртов
|
№ соединения |
n |
d 20 4 |
20 nD |
Э. ч., мг КОН/г |
М. м. найдено |
|
Оксиэтилированные бутанолы |
|||||
|
1 |
1,5 |
0,9745 |
1,4285 |
790 |
142 |
|
2 |
2,0 |
0,9842 |
1,4333 |
681 |
165 |
|
3 |
2,2 |
0,9875 |
1,4351 |
644 |
173 |
|
4 |
2,4 |
0,9895 |
1,4369 |
615 |
182 |
|
Оксипропилированные бутанолы |
|||||
|
5 |
1,5 |
0,9130 |
1,4274 |
693 |
162 |
|
6 |
2,0 |
0,9224 |
1,4289 |
586 |
192 |
|
7 |
2,2 |
0,9253 |
1,4296 |
552 |
203 |
|
8 |
2,4 |
0,9287 |
1,4303 |
522 |
215 |
|
Оксиэтилированные 2-этилгексанолы |
|||||
|
9 |
1,5 |
0,9141 |
1,4325 |
568 |
197 |
|
10 |
2,0 |
0,9240 |
1,4490 |
510 |
220 |
|
11 |
2,4 |
0,9309 |
1,4580 |
471 |
238 |
|
12 |
3,0 |
0,9382 |
1,4696 |
422 |
265 |
|
Оксипропилированные 2-этилгексанолы |
|||||
|
13 |
1,3 |
0,8757 |
1,4329 |
538 |
208 |
|
14 |
1,9 |
0,8787 |
1,4342 |
461 |
243 |
|
15 |
2,3 |
0,8841 |
1,4358 |
423 |
265 |
|
16 |
2,7 |
0,8911 |
1,4379 |
386 |
290 |
|
Оксиэтилированный фенол |
|||||
|
17 |
1,0 |
1,1007 |
1,5314 |
789 |
142 |
|
Оксипропилированный фенол |
|||||
|
18 |
2,1 |
1,0773 |
1,5338 |
514 |
218 |
|
Оксипропилированные фенилкарбинолы |
|||||
|
19 |
1,1 |
1,0114 |
1,5216 |
640 |
175 |
|
20 |
1,7 |
1,0136 |
1,5259 |
533 |
210 |
|
21 |
2,4 |
1,0162 |
1,5298 |
448 |
250 |
|
22 |
2,7 |
1,0176 |
1,5318 |
416 |
269 |
DEVELOPMENT OF NEW POLYMER MATERIALS • РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Таблица 3
Физико-химические свойства фталатов оксиалкилированных спиртов
|
№ соединения |
n |
20 nD |
d 20 4 |
К. ч., мг КОН/г |
Э. ч., мг КОН/г |
М. м. найдено |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Бутилбутоксиэтилфталаты |
||||||
|
23 |
1,5 |
1,4889 |
1,0559 |
0,10 |
321 |
349 |
|
24 |
2,0 |
1,4883 |
1,0581 |
0,10 |
302 |
371 |
|
25 |
2,2 |
1,4879 |
1,0601 |
0,10 |
295 |
380 |
|
26 |
2,4 |
1,4874 |
1,0615 |
0,10 |
288 |
389 |
|
Бутилбутоксипропилфталаты |
||||||
|
27 |
1,5 |
1,4814 |
1,0237 |
0,05 |
303 |
370 |
|
28 |
2,0 |
1,4796 |
1,0298 |
0,08 |
281 |
399 |
|
29 |
2,2 |
1,4781 |
1,0307 |
0,08 |
272 |
412 |
|
30 |
2,4 |
1,4775 |
1,0324 |
0,10 |
265 |
422 |
|
Октилоктоксиэтилфталаты |
||||||
|
31 |
1,5 |
1,4812 |
0,9875 |
0,10 |
242 |
463 |
|
32 |
2,0 |
1,4790 |
0,9930 |
0,10 |
231 |
485 |
|
33 |
2,4 |
1,4768 |
0,9986 |
0,10 |
222 |
505 |
|
34 |
3,0 |
1,4748 |
1,0097 |
0,10 |
213 |
526 |
|
Октилоктоксипроптилфталаты |
||||||
|
35 |
1,3 |
1,4775 |
0,9681 |
0,20 |
237 |
473 |
|
36 |
1,9 |
1,4745 |
0,9738 |
0,20 |
220 |
509 |
|
37 |
2,3 |
1,4733 |
0,9776 |
0,20 |
210 |
533 |
|
38 |
2,7 |
1,4719 |
0,9813 |
0,20 |
201 |
557 |
|
Бензилбензоксипропилфталаты |
||||||
|
39 |
1,1 |
1,5189 |
1,1075 |
0,20 |
271 |
413 |
|
40 |
1,7 |
1,5178 |
1,1098 |
0,15 |
250 |
448 |
|
41 |
2,4 |
1,5168 |
1,1122 |
0,20 |
229 |
489 |
|
42 |
2,7 |
1,5163 |
1,1136 |
1,15 |
222 |
505 |
|
Октилфеноксиэтилфталаты |
||||||
|
43 |
1,0 |
1,4863 |
1,0214 |
0,10 |
313 |
358 |
|
Октилфеноксипропилфталаты |
||||||
|
44 |
2,1 |
1,4756 |
1,0098 |
0,10 |
232 |
481 |
|
Дибутоксиэтилфталаты |
||||||
|
45 |
1,5 |
1,0648 |
1,4855 |
0,20 |
271 |
413 |
|
46 |
2,0 |
1,0757 |
1,4816 |
0,10 |
243 |
461 |
|
47 |
2,2 |
1,0837 |
1,4755 |
0,10 |
236 |
475 |
|
48 |
2,4 |
1,0863 |
1,4742 |
0,20 |
226 |
496 |
|
Дибутоксипропилфталаты |
||||||
|
49 |
1,5 |
1,0286 |
1,4779 |
0,30 |
246 |
456 |
|
50 |
2,0 |
1,0296 |
1,4751 |
0,40 |
217 |
515 |
|
51 |
2,2 |
1,0299 |
1,4745 |
0,30 |
207 |
541 |
|
52 |
2,4 |
1,0304 |
1,4739 |
0,30 |
200 |
561 |
DEVELOPMENT OF NEW POLYMER MATERIALS • РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ре хрупкости – полученные кабельные пластикаты не уступают промышленным образцам, а такие показатели как «Потери в массе при 160оС» и «Водо-поглощение» значительно ниже при использовании бутилбутоксипропилфталата, дибутоксиэтилфталата и дибутоксипропилфталата.
Испытание пластификаторов в рецептуре ленты ПВХ липкой
Полученные образцы ленты ПВХ липкой анализировали согласно ТУ 2245-001-00203312-2003 (Лента
поливинилхлоридная липкая). Результаты испытаний приведены в табл. 5.
Согласно табличным данным, лента ПВХ липкая соответствуют техническим требованиям. Отмечено, что при использовании полученных нами слож-ноэфирных соединений улучшаются показатели, а именно: «Прочность при разрыве», «Относительное удлинение», «Температура хрупкости» и «Термостабильность». Практически во всех случаях указанные образцы обеспечивают технологические и эксплуатационные показатели выше уровня серийного пластификатора ДОФ.
Окончание табл. 3
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Диоктоксиэтилфталаты |
||||||
|
53 |
1,5 |
0,9887 |
1,4797 |
0,30 |
211 |
531 |
|
54 |
2,0 |
0,9982 |
1,4783 |
0,30 |
195 |
574 |
|
55 |
2,4 |
1,0047 |
1,4772 |
0,38 |
183 |
612 |
|
56 |
3,0 |
1,0132 |
1,4754 |
0,30 |
168 |
667 |
|
Диоктоксипропилфталаты |
||||||
|
57 |
1,3 |
0,9642 |
1,4619 |
0,30 |
203 |
552 |
|
58 |
1,9 |
0,9978 |
1,4607 |
0,40 |
180 |
622 |
|
59 |
2,3 |
1,0253 |
1,4599 |
0,30 |
166 |
675 |
|
60 |
2,7 |
1,0429 |
1,4594 |
0,50 |
155 |
722 |
|
Бутоксиэтилфеноксиэтилфталаты |
||||||
|
61 |
1,5 |
1,5190 |
1,1054 |
0,20 |
271 |
415 |
|
62 |
2,0 |
1,5183 |
1,1081 |
0,20 |
257 |
436 |
|
63 |
2,2 |
1,5180 |
1,1110 |
0,20 |
252 |
444 |
|
64 |
2,4 |
1,5176 |
1,1119 |
0,20 |
247 |
454 |
|
Бутоксипропилфеноксипропилфталаты |
||||||
|
65 |
1,5 |
1,5184 |
1,1034 |
0,20 |
201 |
558 |
|
66 |
2,0 |
1,5178 |
1,1062 |
0,20 |
211 |
514 |
|
67 |
2,2 |
1,5175 |
1,1078 |
0,20 |
214 |
524 |
|
68 |
2,4 |
1,5172 |
1,1091 |
0,20 |
218 |
531 |
|
Бутоксиэтилфеноксипропилфталаты |
||||||
|
69 |
1,5 |
1,5184 |
1,1034 |
0,20 |
201 |
558 |
|
70 |
2,0 |
1,5178 |
1,1062 |
0,20 |
211 |
514 |
|
71 |
2,2 |
1,5175 |
1,1078 |
0,20 |
214 |
524 |
|
72 |
2,4 |
1,5172 |
1,1091 |
0,20 |
218 |
531 |
|
Бутоксипропилфеноксиэтилфталаты |
||||||
|
73 |
1,5 |
1,5187 |
1,1014 |
0,20 |
257 |
435 |
|
74 |
2,0 |
1,5183 |
1,1042 |
0,20 |
241 |
464 |
|
75 |
2,2 |
1,5178 |
1,1060 |
0,20 |
235 |
476 |
|
76 |
2,4 |
1,5174 |
1,1074 |
0,20 |
230 |
486 |
DEVELOPMENT OF NEW POLYMER MATERIALS • РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Таблица 4
Результаты испытаний пластификаторов в рецептуре кабельного пластиката марки О-40 рец. ОМ-40 (ч)
|
Наименование показателей |
Пластификатор |
|||||
|
Норма по ГОСТ 5960-72 с изм. 1-9 (1 сорт) |
Контрольный образец |
№ соединения |
||||
|
47 |
50 |
24 |
29 |
|||
|
№ образца |
||||||
|
I |
II |
III |
IV |
|||
|
Удельное объемное электр. сопротивление при 20оС, Ом•см |
Не менее 1•1010 |
9,0•1012 |
6,3•1012 |
4,5•1012 |
7,5•1012 |
6,0•1012 |
|
Прочность при разрыве, кгс/см2 |
Не менее 110 |
147 |
140 |
142 |
144 |
140 |
|
Относительное удлинение при разрыве, % |
Не менее 280 |
385 |
328 |
345 |
336 |
276 |
|
Температура хрупкости, оС |
Не выше –40 |
выдерживают |
||||
|
Потери в массе при 160оС, в течение 6 ч., % |
Не более 3,0 |
2,2 |
2,0 |
1,7 |
1,8 |
1,6 |
|
Твердость, кгс/см2, при 20оС при 70оС |
Не менее 9–20 6–12 |
12,5 7,3 |
11,3 7,2 |
11,8 7,1 |
12,1 7,3 |
11,9 7,4 |
|
Водопоглощение, % |
Не более 0,45 |
0,080 |
0,040 |
0,052 |
0,350 |
0,053 |
|
Температура размягчения, оС |
170±10 |
171 |
171 |
172 |
169 |
171 |
|
Плотность, г/см3 |
Не более 1,4 |
1,38 |
1,39 |
1,38 |
1,39 |
1,38 |
|
Технологические свойства |
||||||
|
Термостабильность при 180оС, мин. |
ГОСТ 14041-91 |
2 ч. 15 мин. |
2 ч. 16 мин. |
2 ч. 24 мин. |
2 ч. 35 мин. |
2 ч. 12 мин. |
|
ПТР, г/10 мин при 190оС, Р = 10 кгс/см2 |
ГОСТ 11645-73 |
103,3 |
106,3 |
102,0 |
98,7 |
102,4 |
Таблица 5
Результаты испытаний ленты ПВХ липкой
|
Наименование показателя |
Пластификатор |
||||||||||
|
Нормы ТУ 2245-001002033122003 |
Контроль-ный образец |
№ соединения |
|||||||||
|
53 |
57 |
31 |
35 |
62 |
61 |
67 |
39 |
44 |
|||
|
№ образца |
|||||||||||
|
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
XIII |
|||
|
Прочность при разрыве, кгс/см2 |
Не менее 50 |
73 |
65 |
71 |
69 |
73 |
65 |
71 |
69 |
70 |
72 |
|
Относительное удлинение, % |
Не менее 280 |
277 |
258 |
262 |
281 |
276 |
258 |
262 |
281 |
276 |
275 |
|
Температура хрупкости, оС |
Не выше –30 |
выдерживают |
|||||||||
|
Технологические свойства |
|||||||||||
|
Термостабильность при 170оС, мин. |
ГОСТ 14041-91 |
2 ч. 07 мин. |
2 ч. 05 мин. |
2 ч. 15 мин. |
2 ч. 59 мин. |
2 ч. 06 мин. |
2 ч. 11 мин. |
2 ч. 08 мин. |
2 ч. 27 мин. |
2 ч. 29 мин. |
2 ч. 06 мин. |
|
ПТР, при Т = 180оС, Н = 16,6 кгс, г/10 мин. |
ГОСТ 11645-73 |
10,5 |
14,8 |
12,5 |
14,2 |
12,8 |
14,8 |
12,5 |
14,2 |
13,8 |
14,1 |
DEVELOPMENT OF NEW POLYMER MATERIALS • РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Испытание пластификаторов в многослойном линолеуме
Для изготовления многослойного безосновно-го линолеума предварительно были получены поливинилхлоридные пленки: верхний прозрачный,
средний и нижний слой, которые анализировали согласно СТП 00203312-100-2006. Результаты испытаний приведены в табл. 6.
Из данных табл. 6 видно, что замена диоктилфталата на фталаты оксиалкилированных спиртов позволяет получить ПВХ-пленки с высокой тер-
Таблица 6
Результаты испытаний пластификаторов в ПВХ-рецептурах верхнего, среднего, нижнего слоев линолеума
|
Пластификатор |
|||||||||
|
Наименование показателя |
Нормы СТП 00203312-100 2006 |
№ соединения |
|||||||
|
47 |
50 |
24 |
29 |
53 |
57 |
31 |
35 |
||
|
№ образца |
|||||||||
|
I |
II |
III |
VI |
V |
VI |
VII |
VIII |
||
|
Промышленная рецептура верхнего слоя линолеума |
|||||||||
|
(Пластикат ПВХ пластифицированный прозрачный с тисненой поверхностью и без тиснения) |
|||||||||
|
Прочность при растяжении, кгс/см2 |
Не менее |
||||||||
|
вдоль |
175 |
270 |
284 |
282 |
287 |
279 |
294 |
285 |
290 |
|
поперек |
175 |
277 |
258 |
259 |
232 |
241 |
221 |
254 |
227 |
|
Относительное удлинение при разрыве, % |
Не менее |
||||||||
|
вдоль |
100 |
221 |
249 |
256 |
275 |
297 |
318 |
249 |
263 |
|
поперек |
100 |
293 |
258 |
281 |
269 |
253 |
301 |
266 |
253 |
|
Изменение линейных размеров, % |
Не более 3,0 |
1,4 |
1,2 |
1,5 |
1,4 |
2,0 |
1,3 |
1,7 |
1,8 |
|
Технологические показатели |
|||||||||
|
Термостабильность при 180оС, мин |
Контр. с ДОФ 1ч. 45 мин. |
1ч. 38 мин. |
1ч. 51 мин. |
1ч. 41 мин. |
1ч. 43 мин. |
1ч. 35 мин. |
1ч. 48 мин. |
1ч. 37 мин. |
1ч. 40 мин. |
|
ПТР, г/10 мин Т = 170оС, Р = 16,6 кгс |
7,1 |
8,5 |
9,3 |
8,4 |
8,6 |
7,5 |
8,3 |
8,9 |
9,1 |
|
Промышленная рецептура среднего слоя линолеума |
|||||||||
|
(Пластикат ПВХ пластифицированный наполненный натурального цвета) |
|||||||||
|
Прочность при растяжении, кгс/см2 |
Не менее |
||||||||
|
вдоль |
100 |
149 |
152 |
168 |
162 |
138 |
143 |
163 |
142 |
|
поперек |
100 |
125 |
136 |
130 |
114 |
105 |
120 |
140 |
124 |
|
Относительное удлинение при разрыве, % |
Не менее |
||||||||
|
вдоль |
100 |
189 |
198 |
252 |
243 |
190 |
200 |
223 |
209 |
|
поперек |
100 |
242 |
232 |
180 |
192 |
178 |
204 |
217 |
240 |
|
Изменение линейных размеров, % |
Не более 3,0 |
1,6 |
1,3 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
1,0 |
1,3 |
1,4 |
|
Технологические показатели |
|||||||||
|
Термостабильность при 180оС, мин |
Контр. с ДОФ 37 мин. |
31 мин. |
32 мин. |
37 мин. |
34 мин. |
30 мин. |
35 мин. |
39 мин. |
33 мин. |
|
ПТР, г/10 мин Т = 170оС, Р = 16,6 кгс |
8,1 |
9,5 |
9,7 |
10,5 |
9,9 |
8,4 |
8,9 |
10,4 |
9,2 |
|
Промышленная рецептура нижнего слоя линолеума (Пластикат ПВХ пластифицированный наполненный) |
|||||||||
|
Прочность при растяжении, кгс/см2 |
Не менее |
||||||||
|
вдоль |
75 |
116 |
127 |
133 |
136 |
117 |
133 |
129 |
131 |
|
поперек |
75 |
80 |
91 |
116 |
118 |
85 |
103 |
99 |
100 |
|
Относительное удлинение при разрыве, % |
Не менее |
||||||||
|
вдоль |
100 |
211 |
233 |
209 |
223 |
208 |
231 |
245 |
256 |
|
поперек |
100 |
151 |
208 |
152 |
163 |
157 |
219 |
252 |
245 |
|
Изменение линейных размеров, % |
Не более 3,0 |
0,9 |
0,5 |
0,5 |
0,4 |
0,9 |
0,4 |
0,6 |
0,7 |
|
Технологические показатели |
|||||||||
|
Термостабильность при 180оС, мин |
Контр. с ДОФ 28 мин. |
20 мин. |
28 мин. |
24 мин. |
25 мин. |
18 мин. |
27 мин. |
21 мин. |
22 мин. |
|
ПТР, г/10 мин Т = 170оС, Р = 16,6 кгс |
4,3 |
5,1 |
5,4 |
4,4 |
4,6 |
4,0 |
4,5 |
4,8 |
5,1 |
DEVELOPMENT OF NEW POLYMER MATERIALS • РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ мостабильностью и улучшенной текучестью расплава. Согласно результатам испытаний, во всех случаях использования опытных образцов основные технологические показатели были заметно лучше, что свидетельствует об облегчении переработки соответствующих ПВХ-композиций. «Время термостабильности» и «Показатель текучести расплава» снижаются при переходе от оксипропилирован-ных оксиэтилированных к соединениям. Это, по-видимому, объясняется наличием боковой метильной группы в спиртовой части оксипропилирован-ных соединений.
На следующем этапе получения многослойного поливинилхлоридного линолеума пленки были соединены на установке дублирования, состоящей из обогреваемых барабанов, обрезиненных прижимных валиков и транспортера охладителя. Результаты испытаний приведены в табл. 7.
Как видно из табл. 7, пластификация ПВХ-пленок фталатами оксиалкилированных спиртов оказывает положительное влияние на эксплуатаци-
онные характеристики многослойного линолеума: «Истираемость», «Изменение линейных размеров» и «Абсолютная остаточная деформация».
ВЫВОДЫ
Таким образом, при использовании в ПВХ-материалах разработанных пластификаторов улучшаются их основные физико-механические, технологические и эксплуатационные показатели: – при получении кабельных пластикатов улучшают ся показатели «Потеря в массе при 160оС» и «Во-допоглощение»;
– при получении ленты ПВХ липкой улучшаются показатели «Прочность при разрыве», «Относительное удлинение», «Температура хрупкости» и «Термостабильность»;
– в многослойном линолеуме показатели «Истираемость», «Изменение линейных размеров» и «Абсолютная остаточная деформация» находятся на уровне промышленного пластификатора ДОФ.
Таблица 7
Результаты испытаний многослойного линолеума
|
Пластификаторы, используемые при получении полимерных пленок |
Наименование показателей |
|||
|
Изменение линейных размеров, % не более |
Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом, не более |
Абсолютная остаточная деформация, мм, не более |
Истираемость, мкм, не более |
|
|
Нормы по ГОСТ 7251-77 |
0,80 |
5,0•1015 |
0,45 |
90 |
|
Контрольный образец |
0,71 |
17,4•1012 |
0,42 |
86 |
|
I |
0,57 |
3,4•1012 |
0,35 |
74 |
|
II |
0,47 |
4,2•1012 |
0,26 |
44 |
|
III |
0,52 |
3,9•1012 |
0,34 |
45 |
|
IV |
0,42 |
4,1•1012 |
0,32 |
51 |
|
V |
0,65 |
3,2•1012 |
0,39 |
82 |
|
VI |
0,55 |
4,1•1012 |
0,30 |
52 |
|
VII |
0,45 |
3,6•1012 |
0,29 |
47 |
|
VIII |
0,50 |
3,8•1012 |
0,27 |
54 |
Список литературы Oxyalkylated alcohols phthalates
- Uilki Ch., Sammers J., Daniels Ch. Polivinilhlorid [Polyvinylchloride]. Saint-Petersburg, Profession, 2007. 728 p. (In Russian).
- Mazitova A.K., Aminova G.K., Nafikova R.F., Deberdeev R.Ja. Osnovnye polivinilhloridnye kompozicii stroitel’nogo naznachenija [Main polyvinylchloride compositions for building purposes]. Ufa, 2013. 130 p. (In Russian).
- Tinius K. Plastifikatory [Plasticizers]. Moscow. Chemistry, 1964. 915 p. (In Russian).
- Barshteyn R.S., Kirilovich V.I., Nosovskiy Y.E. Plastifikatory dlja polimerov [Plasticizers for polymers]. Moscow. Chemistry, 1982. 196 p. (In Russian).
- Regulation (EC) №1907/2006 of the European Parliament and of the council of 18 December 2006. Official Journal of the European Union. 2007. P. 146: [Electronic source]. URL:http://eur-lex.europa.eu/oj/2006/12/direct-access.html?ojYear=2016 (Accessed date: 09.11.2016).
- Mazitova A.K., Nafikova R.F., Aminova G.K. Plastifikatory polivinilhlorida [Plasticizers of polyvinylchloride]. Nauka i jepoha: monografija. Pod obshhej redakciej professora O.I. Kirikova [Science and epoch: monograph. Under the General editorship of Professor O. I. Kirikova]. Moscow; Voronezh, 2012. pp. 277–297. (In Russian).
- Mazitova A.K., Aminova G.F. Gabitov A.I., Maskova, A.R., Khusnutdinov B.R., Fattakhova A.M. Razrabotka novyh plastifikatorov polivinilhlorida [Development of new plasticizers of polyvinyl chloride]. Jelektronnyj nauchnyj zhurnal «Neftegazovoe delo» [Electronic scientific journal «Oil and gas business»]. 2014. no. 12-1. pp. 120–127. (In Russian).
- Mazitova A.K., Stepanova L.B., Aminova G.F., Maskova A.R. Razrabotka funkcional’nyh dobavok dlja polivinilhloridnyh kompozicij stroitel’nogo naznachenija [Development of functional additives for polyvinylchloride compositions for construction purposes]. Promyshlennoe proizvodstvo i ispol’zovaniejelastomerov [Industrial production and use of elastomers]. 2015. no. 2. pp. 27–31. (In Russian).
- Faizullina G.F., Gabitov A.I., Maskova A.R., Ahmetova I.I. Plastifikacija polivinilhlorida novymi plastifikatorami [Plasticization of polyvinylchloride with new plasticizers]. Neftegazovoe delo [Oil and gas business]. 2017. Vol. 15, no. 3. pp. 106– 111. (In Russian).
- Mazitova A.K., Aminova G.K., Gabitov A.I., Maskova A.R., Rahmatullina R.G. Novye plastifikatory PVH-kompozicij special’nogo naznachenija [New plasticizers of PVC compositions for special purposes]. Bashkir chemical journal. 2015. Vol. 22, no. 3. pp. 23–26. (In Russian).
- Mazitova A.K., Aminova G.K., Maskova A.R., Sabitov I.N., Nedoseko I.V. New polyvinylchloride plasticizers. Nanotehnologii v stroitel’stve = Nanotechnologies in Construction. 2017, Vol. 9, no. 6, pp. 168–180. DOI: dx.doi. org/10.15828/2075-8545-2017-9-6-168-180.
- Mazitova A.K., Aminova G.K., Maskova A.R., Yagafarova G.G., Mazitov R.M. New plasticizers for PVC-compositions in construction. Nanotehnologii v stroitel’stve = Nanotechnologies in Construction. 2017, Vol. 9, no. 4, pp. 48–63. DOI: dx.doi. org/10.15828/2075-8545-2017-9-4-48-63.
- Maskova A.R., Aminova G.K., Karimov F.Ch., Sabitov I.N., Timofeev A.A., Mazitova A.K. Stabilization of polyvinyl chloride compounds with 1,2,4-triazine series. Nanotehnologii v stroitel’stve = Nanotechnologies in Construction. 2018, Vol. 10, no. 6, pp. 112–123. DOI: dx.doi.org/10.15828/2075-8545-2018-10-6-112-123.
- Maskova A.R., Aminova G.K., Mazitov R.M., Faizullina G.F., Mazitova A.K. Influence of the pentaerythritol ester of oil acid on compatability of octylphenoxypropyl phthalate with polyvinyl chloride. Nanotehnologii v stroitel’stve = Nanotechnologies in Construction. 2018, Vol. 10, no. 5, pp. 148–159. DOI: dx.doi.org/10.15828/2075-8545-2018-10-5-148-159.
- Maskova A.R., Aminova G.K., Faizullina S.R., Faizullina G. F., Mazitova A.K. Production of PVC-films with specific properties. Nanotehnologii v stroitel’stve = Nanotechnologies in Construction. 2018, Vol. 10, no. 4, pp. 102–115. DOI: dx.doi. org/10.15828/2075-8545-2018-10-4-102-115.
- Maskova A.R., Mazitova A.K., Aminova G.K., Rolnik L.Z., Faizullina G.F. Investigation of the rheological properties of PVC compositions containing phthalate plasticizers. Nanotehnologii v stroitel’stve = Nanotechnologies in Construction. 2018, Vol. 10, no. 3, pp. 127–137. DOI: dx.doi.org/10.15828/2075-8545-2018-10-3-127-137.
- Mazitova A.K., Aminova G.K., Maskova A.R. Research of thermostability of phthalates of oxyalkylated alcohols. Nanotehnologii v stroitel’stve = Nanotechnologies in Construction. 2018, Vol. 10, no. 2, pp. 157–170. DOI: dx.doi. org/10.15828/2075-8545-2018-10-2-157-170. (In Russian).
