CZ2009162A3 - Optimalizovaný polymerní systém s odlišnou polaritou složek a zpusob jeho prípravy - Google Patents

Optimalizovaný polymerní systém s odlišnou polaritou složek a zpusob jeho prípravy Download PDF

Info

Publication number
CZ2009162A3
CZ2009162A3 CZ20090162A CZ2009162A CZ2009162A3 CZ 2009162 A3 CZ2009162 A3 CZ 2009162A3 CZ 20090162 A CZ20090162 A CZ 20090162A CZ 2009162 A CZ2009162 A CZ 2009162A CZ 2009162 A3 CZ2009162 A3 CZ 2009162A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
sulfone
additive
different polarity
component
weight
Prior art date
Application number
CZ20090162A
Other languages
English (en)
Inventor
Malác@Jirí
Betík@Martin
Frýželka@Vlastimil
Original Assignee
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíne
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univerzita Tomáše Bati ve Zlíne filed Critical Univerzita Tomáše Bati ve Zlíne
Priority to CZ20090162A priority Critical patent/CZ2009162A3/cs
Publication of CZ2009162A3 publication Critical patent/CZ2009162A3/cs

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Optimalizovaný polymerní systém krome polymerní složky a alespon jedné prísady s odlišnou polaritou obsahuje 0,1 až 50 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost uvedené prísady s odlišnou polaritou, kompatibilizacní komponenty na bázi chemické slouceniny se sulfonylovou funkcní skupinou. Touto chemickou slouceninou se sulfonylovou funkcní skupinou muže být s výhodou alespon jedna sloucenina vybraná ze skupiny zahrnující dimethyl sulfon, methylethyl sulfon, diethyl sulfon, methylpropyl sulfon a tetramethylen sulfon. Podstata zpusobu prípravy optimalizovaného polymerního systému s odlišnou polaritou složek spocívá v tom, že se k polymerní složce, plnivu nebo v prubehu míchání k obema komponentám pridá 0,1 až 50 % hmotn., vztaženo na hmotnost uvedené prísady s odlišnou polaritou, kompatibilizacní komponenty na bázi chemické slouceniny se sulfonylovou funkcní skupinou.

Description

Optimalizovaný polymerní systém s odlišnou polaritou složek a způsob jeho přípravy
Oblast techniky
Vynález se týká optimalizovaného polymerního systému s odlišnou polaritou složek, tzn. systému který obsahuje polymerní složku a alespoň jednu přísadu s odlišnou polaritou. Dále se vynález týká způsobu přípravy tohoto optimalizovaného polymerního systému
Dosavadní stav techniky
Polymerní systémy obsahují polymerní molekuly různého chemického složení, s různou strukturou a různým prostorovým uspořádáním. Podle typu závislosti základních vlastností polymerů na teplotě jsou polymerní systémy v aplikacích používány jako elastomery, termoplasty nebo jako reaktoplasty.
Jednotlivé složky polymerních systémů mají často různou polaritu. Příkladem takového polymerního systému je nepolární polymerní matrice s obsahem minerálního plniva, nebo polymerní systém složený z polymerů o různé polaritě. Aplikační vlastnosti polymerních systémů s obsahem složek s rozdílnou polaritou do značné míry závisí na interakci (tj. vzájemném působení) mezi jednotlivými složkami. Například plniva s vyšší hodnotou interakce plnivo-polymer obvykle zajišťují polymemím systémům zlepšení některých vlastností.
Minerální plniva, jako je kupříkladu kaolin, mastek, slída, uhličitan vápenatý, oxid křemičitý, kalcium silikát, aluminium trihydrát a skleněná vlákna, jsou materiály získané různými postupy. Často se jedná o přírodní materiály, které jsou jen těženy, mlety atříděny na požadovanou velikost částic. Jsou však známa i srážená minerální plniva, která jsou vyráběna strážením roztoků.
Pro polární polymery je interakce mezi polárním povrchem minerálního plniva a polární polymerní matricí často dostatečně vysoká i bez povrchové úpravy minerálního plniva.
Nepolární polymery jsou často organické materiály hydrofobní povahy, zatímco minerální plniva mají hydrofílní povrch. Interakce mezi nepolárními polymery a polárními minerálními plnivy je proto nízká. Nízká interakce má za následek špatné vlastnosti polymerních systémů. Polymerní systémy se špatnými vlastnostmi ale nejsou použitelné pro náročné aplikace.
• · · · • · • ·· · · ·· φ · φ ·· • · · φΦ·Φ • ♦ ·· ) ν ···♦ Ζ
Zlepšení vlastností řady nepolárních polymerních systémů zajišťují minerální plniva povrchově upravená organosilany, jako je například bís(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfan, γ-merkaptopropyltrimetoxysilan, γ-thiokyanatopropyltrietoxysilan, vinyltrialkoxysilan, nebo y-chlorpropyltrietoxysilan.
Organosilany zlepšují kupříkladu vlastnosti nepolárních polymerních systémů se siiikou, kaolinem, slídou, mastkem a kalcium silikátem. Úprava povrchu plniva se provádí buď před mícháním (tj. při přípravě polymerního systému se použije povrchově upravené minerální plnivo), nebo v průběhu přípravy polymerního systému (tj. při přípravě polymerního systému se dávkuje zvlášť silan a zvlášť neupravené minerální plnivo).
Pro správnou funkci silanů na rozhraní plnivo/polymemí matrice je nutno, aby reakce mezi povrchem plniva a silanem (tzv. silanizační reakce) dosáhla potřebného stupně konverze, což je někdy obtížné.
Hlavní nevýhodou použití silanů v nepolárních polymerních systémech s minerálními plnivy je tedy závislost vlastností těchto polymerních systémů na složité kinetice chemických reakcí mezi silanem a povrchem minerálních plniv. Vlastnosti nepolárních polymerních systémů s minerálními plnivy a silanem tak závisí nejen na jejich složení, ale i na dosaženém stupni konverze chemických reakcí, což je nežádoucí.
Při silanizaci v průběhu přípravy polymerního systému (tj. v případě, že se do nepolárního polymerního systému dávkuje zvlášť silan a zvlášť neupravené minerální plnivo) je hlavní nevýhodou, že silanizační reakce silanů s povrchem plniva musí v polymemím systému dosáhnout potřebného stupně konverze v průběhu přípravy polymerního systému, což je Často obtížné.
Také polymerní systémy, které obsahují alespoň jeden polární a alespoň jeden nepolární polymer mají obvykle v důsledku nižší interakce mezi polárním a nepolárním polymerem zhoršené vlastnosti. Zlepšení vlastností zde může přinést např. použití blokového kopolymeru, který má každý z bloků mísitelný s jedním z polymerů přítomných v polymemím systému. Nevýhodou tohoto řešení je, ze pro každou kombinaci polymerů je potřebný jiný typ blokového kopolymeru.
Podstata vynálezu
K odstranění výše uvedených nedostatků známých řešení přispívá do značné míry optimalizovaný polymerní systém s odlišnou polaritou složek podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tento optimalizovaný systém kromě polymerní složky a alespoň jedné přísady s odlišnou polaritou obsahuje 0,1 až 50 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost • 4
«· ·«·· · · · A ·* ·· ♦♦ 44 4« J uvedené přísady s odlišnou polaritou, kompatibilizační komponenty na bázi chemické sloučeniny se sulfonylovou funkční skupinou.
Výhodné dávkování kompatibilizační komponenty je 0,25 až 25 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost uvedené přísady s odlišnou polaritou.
Chemickou sloučeninou se sulfonylovou funkční skupinou, tvořící kompatibilizační komponentu, je s výhodou alespoň jedna sloučenina vybraná ze skupiny zahrnující dimethyl sulfon, methylethyl sulfon, diethyl sulfon, methylpropyl sulfon a tetramethylen suifon. Kompatibilizační komponenta může s výhodou vytvářet povrchovou vrstvu na částicích přísady s odlišnou polaritou. Touto přísadou s odlišnou polaritou může být plnivo, zejména pak minerální pnivo.
Podstata způsobu přípravy optimalizovaného polymerního systému s odlišnou polaritou složek spočívá v tom, že se k polymerní složce, plnivu nebo v průběhu míchání k oběma komponentám přidá 0,1 až 50% hmotn., vztaženo na hmotnost uvedené přísady s odlišnou polaritou, kompatibilizační komponenty na bázi chemické sloučeniny se sulfonylovou funkční skupinou.
Touto chemickou sloučeninou se sulfonylovou funkční skupinou může být s výhodou alespoň jedna sloučenina vybraná ze skupiny zahrnující dimethyl sulfon, methylethyl sulfon, diethyl sulfon, methylpropyl sulfon a tetramethylen sulfon.
Chemická sloučenina se sulfonylovou funkční skupinou se s výhodou nanáší na povrch přísady s odlišnou polaritou při teplotě nad 100°C.
Hlavní výhodou vynálezu je možnost dosáhnout zlepšených vlastností polymerních systémů bez použití silanů a tedy i bez ovlivnění vlastností polymerního systému stupněm konverze silanizační reakce.
Výhodou vynálezu je také skutečnost, že chemické sloučeniny se sulfonylovou funkční skupinou jsou často prakticky netoxické a nepředstavují proto zátěž pro životní prostředí,
Příklady provedení vynálezu
K odzkoušení vlastností nemodifikované a modifikované plněné směsi podle vynálezu byly na dvouválci připraveny kaučukové směsi o složení (dsk = díly přísady na 100 hmot, dílů kaučuku):
Kaučuk SBR 1500
100 dsk
Plnivo dsk φφ ····
Oxid zinečnatý 5 dsk
Směs urychlovačů 2,4 dsk
Síra
Stearin dsk l dsk
Jako plnivo byl v příkladu použít jednak kalcinovaný kaolin a jednak srážená silika. Jako kompatibilizační komponenta byl přidáván dimethyl sulfon v množství 3 dsk, tj. 10% hmotn., vztaženo na hmotnost plniva.
Z připravených kaučukových směsí byly vylisovány vulkanizované destičky a na vyseknutých vzorcích stanoveny jejich tahové vlastnosti:
a) směsi s kalcinovaným kaolinem jako plnivem
pevnost tažnost
základní směs bez kompatibilizační komponenty 3,59 MPa 344 %
směs s kompatibilizační komponentou 3,90 MPa 418 %
b) směsi se sráženou silikou jako plnivem
modul 100% modul 300%
směs bez kompatibilizační komponenty 1,05 MPa 2,09 MPa
směs s kompatibilizační komponentou 1,33 MPa 3,03 MPa
Výsledky uvedené v příkladu provedení jednoznačně ukazují, že směsi s kompatibilizační komponentou podle vynálezu dávají pro kalcinovaný kaolin vyšší pevnosti a tažnosti a pro sráženou siliku vyšší moduly než směsi bez obsahu modifikátoru.

Claims (7)

1. Optimalizovaný polymemí systém s odlišnou polaritou složek, vyznačující se tím, že kromě polymemí složky a alespoň jedné přísady s odlišnou polaritou obsahuje 0,1 až 50 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost uvedené přísady s odlišnou polaritou, kompatibilizační komponenty na bázi chemické sloučeniny se suifonylovou funkční skupinou.
2. Optimalizovaný polymemí systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že kromě polymemí složky a alespoň jedné přísady s odlišnou polaritou obsahuje 0,25 až 25 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost uvedené přísady s odlišnou polaritou, kompatibilizační komponenty na bázi chemické sloučeniny se suifonylovou funkční skupinou.
3. Optimalizovaný polymemí systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že kompatibilizační komponenta vytváří povrchovou vrstvu na částicích přísady s odlišnou polaritou.
4. Optimalizovaný polymemí systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že chemickou sloučeninou se suifonylovou funkční skupinou je alespoň jedna sloučenina vybraná ze skupiny zahrnující dimethyl sulfon, methylethyl sulfon, diethyl sulfon, methylpropyl sulfon a tetramethylen sulfon.
5. Optimalizovaný polymemí systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že přísadou s odlišnou polaritou je plnivo, zejména minerální.
6. Způsob přípravy optimalizovaného polymerního systému s odlišnou polaritou složek podle nároku 1, vyznačující se tím, že se k polymemí složce, plnivu nebo v průběhu míchání k oběma komponentám přidá 0,1 až 50% hmotn., vztaženo na hmotnost uvedené přísady s odlišnou polaritou, kompatibilizační komponenty na bázi chemické sloučeniny se suifonylovou funkční skupinou.
«« • 4 ·
4 · • 4
4 4 • 44 ♦ «* •444
Ί. Způsob přípravy podle nároku 6, vyznačující se tím, že chemickou sloučeninou se sulfonylovou funkční skupinou je alespoň jedna sloučenina vybraná ze skupiny zahrnující dimethyl sulfon, methylethyl sulfon, diethyl sulfon, methylpropyl sulfon a tetramethylen sulfon.
8. Způsob přípravy podle nároku 6, vyznačující se tím, že chemická sloučenina se sulfonylovou funkční skupinou se nanese na povrch přísady s odlišnou polaritou při teplotě nad 100°C.
CZ20090162A 2009-03-16 2009-03-16 Optimalizovaný polymerní systém s odlišnou polaritou složek a zpusob jeho prípravy CZ2009162A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20090162A CZ2009162A3 (cs) 2009-03-16 2009-03-16 Optimalizovaný polymerní systém s odlišnou polaritou složek a zpusob jeho prípravy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20090162A CZ2009162A3 (cs) 2009-03-16 2009-03-16 Optimalizovaný polymerní systém s odlišnou polaritou složek a zpusob jeho prípravy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2009162A3 true CZ2009162A3 (cs) 2010-09-29

Family

ID=42779450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20090162A CZ2009162A3 (cs) 2009-03-16 2009-03-16 Optimalizovaný polymerní systém s odlišnou polaritou složek a zpusob jeho prípravy

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2009162A3 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karger‐Kocsis et al. Thermoset rubber/layered silicate nanocomposites. Status and future trends
Gatos et al. Effects of primary and quaternary amine intercalants on the organoclay dispersion in a sulfur-cured EPDM rubber
Sookyung et al. Influence of modifying agents of organoclay on properties of nanocomposites based on natural rubber
MX2009001982A (es) Compuestos que contiene dioxido de titanio.
Ge et al. Effects of silane coupling agents on the properties of bentonite/nitrile butadiene rubber nanocomposites synthesized by a novel green method
DE102004007456A1 (de) Hochgefüllte Polyolefin-Compounds
KR20100017104A (ko) 유기화 점토, 그 제조 방법 및 유기화 점토를 포함하는 수지 복합체
Ammala et al. Poly (ethylene terephthalate) clay nanocomposites: Improved dispersion based on an aqueous ionomer
Conzatti et al. The clay mineral modifier as the key to steer the properties of rubber nanocomposites
US7531613B2 (en) Inorganic-organic nanocomposite
Kim et al. Silica dispersion and properties of silica filled ESBR/BR/NR ternary blend composites by applying wet masterbatch technology
El-Sabbagh et al. Rubber nanocomposites with new core-shell metal oxides as nanofillers
Galimberti et al. Reduction of filler networking in silica based elastomeric nanocomposites with exfoliated organo-montmorillonite
Lin et al. Reactivity of sulfide-containing silane toward boehmite and in situ modified rubber/boehmite composites by the silane
JP2021519835A (ja) 強化ポリオレフィン複合材料
WO2017060171A1 (en) Filled compositions
Moshkriz et al. Preparation and evaluation of thermoplastic vulcanizate/organo-modified layered double hydroxide nanocomposite: Statistical modelling and optimization
Jincheng et al. Effect of organic modification on structure and properties of room‐temperature vulcanized silicone rubber/montmorillonite nanocomposites
Ondrušová et al. Modification of alternative additives and their effect on the rubber properties
CZ2009162A3 (cs) Optimalizovaný polymerní systém s odlišnou polaritou složek a zpusob jeho prípravy
Ondrušová et al. Alternative filler based on the waste from glass production and its effect on the rubber properties
Siramanont et al. Sol‐gel process of alkyltriethoxysilane in latex for alkylated silica formation in natural rubber
CZ2008847A3 (cs) Plnivo modifikované pro polymerní systémy s odlišnou polaritou polymerní složky a zpusob jeho prípravy
Hsieh et al. Compatibilizer effect on Organosilicate reinforced NBR nanocomposites
JP2002167484A (ja) ポリプロピレン系樹脂組成物およびその製造方法