La présente invention, à laquelle a collaboré Monsieur Constant WIPPLER, concerne un procédé pour l'amélioration de mélanges de polymères.
Lorsqu'on soumet de hauts polymères à l'action de radiations ionisantes, il se produit des transformations plus ou moins profondes dans les propriétés physiques ou chimiques de ces polymères.
Certains auteurs, après avoir examiné la solubilité,
le gonflement et diverses autres propriétés physiques d'un grand nombre de polymères irradiés par des électrons de haute énergie,
ont été amenés à ranger ces polymères en deux classes, à savoir:
d'une part, ceux qui sont dégradés par irradiât'! or, d'autre part ceux qui sont réticulés par irradiation.
A la première classe (dégradation) appartiennent notamment le polyméthacrylate de méthyle, le chlorure de polyvinyle,
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polytrifluorochloroéthylène, le polyisobutylène� et la cellulose. Du fait de cette dégradation, l'irradiation de tels polymères a jusqu'à présent été considérée comme peu intéressante.
A la deuxième classe (réticulation) appartiennent notam*
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choucs synthétiques, les polysiloxanes, le.;polystyrène et ses copolymères.
L'invention a pour objet un procédé qui consiste à soumettre à l'action des radiations ionisantes des mélanges de deux ou plusieurs polymères intimement dispersés les uns dans les autres, ces mélanges comprenant au moins un polymère de la 1ère classe,
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tions et au moins un polymère de la 2ème classe, c'est-à-dire susceptible de réticuler sous l'action des dites radiations.
L'expérience a montré en effet que l'incorporation aux polymères réticulables de polymères habituellement dégradés par l'irradiation, loin de diminuer le gain de qualité apporté par l'irradiation aux polymères réticulables, permet d'obtenir après l'irradiation du mélange de nouvelles préparations susceptibles d'élargir le champ de leurs applications.
Dans le cas où le mélange de polymères contient deux ou plusieurs polymères appartenant à la classe réticulable, les réseaux qui se forment peuvent s'imbriquer les uns dans les autres, et cet effet d'imbrication se combine alors avec celui du greffage des polymères susceptibles de se dégrader.
On sait que certains polymères peuvent être à la fois passibles de réticulation et de dégradation, le phénomène pouvant affecter une même chaîne moléculaire ou plusieurs chaînes, par exemple de poids moléculaire différents. Ces polymères à la fois réticulables et dégradables peuvent renter dans les mélanges de polymères à traiter suivant le procédé de 1 * invention et jouer
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On peut agir de différentes manières sur la structure des mélanges irradiés.
- en premier lieu par le choix des constituants du mélange <EMI ID=5.1>
laire et des proportions respectives;
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enfin,, par le choix de la température d'irradiation ou des températures d'irradiation si celle-ci. est effectuée en plusieurs phases.
On peut réaliser l'irradiation de nombreuses façons. On peut, par exemple, utiliser une pile atomique, un accélérateur d'électrons ou un radio-élément tel que du cobalt 60. D'une façon générale, l'irradiation peut être faite au moyen de radiations ionisantes telles que les rayons alpha, bêta, gamma, les électrons
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On peut régler la dose des radiations de telle sorte que la réticulation et/ou le greffage ne soient pas totaux et que le mélange traité puisse être encore façonné, ou bien au contraire irradier suffisamment le mélange pour aboutir à un produit non transformable.
L'irradiation peut être faite à l'air ou en présence d'un gaz inerte ou sous vide. On constate que selon l'atmosphère et la pression sous lesquelles a lieu 1'irradiation, la nature des produits obtenus peut varier notablement.
Les polymères auxquels s'applique l'invention peuvent être d'origines diverses: naturelle, comme le caoutchouc et la cellulose, ou synthétique, comme le polyéthylène., le polystyrène, les polyamides, les polyvinyliques, les polysiloxanes, etc...
Les polymères ne devant être irradiés qu'après mélange homogène ne peuvent être associés que pour autant qu'il est possible de les incorporer l'un à 1'* autre de ;façon très intime, ce qui suppose qu'ils; sont normalement compatibles les uns vis-à-vis
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préalablement intimement dispersés les uns dans les autres par un moyen approprié.
Les mélanges de polymères à irradier selon le procédé de l'invention peuvent se présenter soit à l'état brut, soit sous forme de produit fini ou semi-fini, selon que les produits obtenus sont destinés à être à nouveau façonnés eu au contraire à . être utilisés tels quels éventuellement après usinage.
On donne ci-après quelques exemples de mise en oeuvre de l'invention.
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Sur les cylindres d'un laminoir, chauffé à 170[deg.]C, on incorpore 20 g de polyisobutylène à 80 g de polyéthylène jusqu'à obtention d'un mélange homogène. Des échantillons prélevés sur
la feuille ainsi obtenue ont été irradiés à l'air à 5 cm d'une source de cobalt 60 de 61 curies pendant 7 jours. Après traitement, l'aspect du mélange n'a pas sensiblement changé, mais sa viscosité, mesurée au moyen d'un microrhéomètre selon la méthode décrite
par A. KEPES dans "Journal of Polymer Science", vol. XXII, Déc. 56,
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l'excellente tenue du mélange à la température.
Si l'on opère l'irradiation de ce mélange non plus à l'air, mais sous vide, on constate que la viscosité du mélange irradié dans les mêmes conditions et par la même méthode de mesure atteint
450.000 poises.
EXEMPLE 2.-
On répète l'expérience décrite dans l'exemple 1 pour des
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des proportions différentes des constituants, soit 60 parties de <EMI ID=12.1>
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chlorure de polyvinyle et 20 parties d'un caoutchouc de type
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dans le chlorure de polyvinyle. On tire alors une feuille qui, après refroidissement est coupée en morceaux rectangulaires que l'on
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d'épaisseur de 150 x 15 mm. Cette plaquette est soumise pendant 7 jours sous vide à l'irradiation à 5 cm d'une source de cobalt 60 de
61 curies.
La mesure selon la méthode de Clash et Berg dù module de
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rigidité de 31,5 K/mm<2>.
EXEMPLE
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d'un mélange de 80 parties de chlorure de polyvinyle et 20 parties
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On constate que la température de fléchissement, 'pour un module
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EXEMPLE 5.-
Par malaxage dans un appareil mélangeur approprié, on prépare un mélange homogène de 80% de polyéthylène haute pression et
20% du produit connu dans le commerce sous le nom de Nylon. Ce mélange est alors irradié sous vide à la température ordinaire au moyen d'une source de cobalt 60 de 61 curies pendant 7 jours à
5 cm de cette source. L'échantillon irradié est alors examiné au microrhéomètre Képès. A la température de 250*Ce au gradient de
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à la température.
En effectuant l'irradiation en présence d'air et dans les mêmes conditions que ci-dessus, la mesure de la viscosité montre
que celle-ci est, pour la même température et la même gradient de vitesse, 105 poises.
EXEMPLE 6.-
Dans les mêmes conditions que dsr.s l'exemple 5 on prépare .
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poises. Le produit obtenu est rigide à la température ambiante
et infusible. Il devient élastique quand on élève la température
à partir de 100 à 150*C environ.
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Dans des conditions mécaniques analogues à celles de
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20% de polystyrène. Par irradiation à l'air d'un échantillon de
ce mélange au moyen d'une sourse de cobalt 60.de 61 curies pendant
7 jours à 5 cm de la source, on observe une modification sensible
des propriétés mécaniques du mélange. Au microrhéomètre Képès, la
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1.- Procédé caractérisé en ce qu'on soumet à l'action
de radiations ionisantes des mélanges de deux ou plusieurs polymères résineux intimement dispersés les uns dans les autres, ces mélanges comprenant au moins un polymère susceptible de réticuler sous
l'action des radiations ionisantes et, au moins un polymère susceptible de se dégrader sous l'action des dites radiations.