Переработка «вторички» привлекательна как в силу экологичности решения, так и по причине низкой себестоимости исходного материала. Совместная переработка пластиков без совместителя, как правило, несущественно улучшает свойства конечного компаунда по причине несовместимости компонентов. Применение блок-сополимеров Kraton позволяет совмещать пластики и получать стабильные морфологические системы, обладающие меньшей хрупкостью, повышенной ударной прочностью и объединенными свойствами компонентов смеси. Широкий ассортимент марок полимеров Kraton позволяет совмещать термопласты общего назначения друг с другом и с инженерными пластиками. Данная публикация является переводом части бюллетеня Kraton Polymers по модификации термопластов и их совмещению.
Переработка «вторички» привлекательна как в силу экологичности решения, так и по причине низкой себестоимости исходного материала. Совместная переработка пластиков без совместителя, как правило, несущественно улучшает свойства конечного компаунда по причине несовместимости компонентов. Применение блок-сополимеров Kraton позволяет совмещать пластики и получать стабильные морфологические системы, обладающие меньшей хрупкостью, повышенной ударной прочностью и объединенными свойствами компонентов смеси. Широкий ассортимент марок полимеров Kraton позволяет совмещать термопласты общего назначения друг с другом и с инженерными пластиками. Данная публикация является переводом части бюллетеня Kraton Polymers по модификации термопластов и их совмещению.
Смеси различных пластиков обычно не обладают очень интересными свойствами вследствие несовместимости компонентов и низкой межфазной адгезии, обуславливающей сегрегацию фаз. Такие смеси обладают невысокими показателями ударной прочности, прочности при растяжении и удлинения на разрыв. Наиболее общими совмещающими агентами являются блок-сополимеры. Характерная структура блок-сополимеров позволяет им одновременно совмещать несколько пластиков. Блок-сополимеры образуют системы со стабильной морфологией, обладающие меньшей хрупкостью, повышенной ударной прочностью и объединенными свойствами компонентов смеси.
Применяемый блок-сополимер должен обладать сродством к каждому из компонентов смеси. При выполнении этого требования адгезия между фазами компонентов повышается, а размеры частиц полимера, диспергированного в совмещаемом пластике, уменьшаются.
Стандартным применением блок-сополимеров Kraton D и Kraton G является использование их в качестве совместителей фаз различных смесей термопластов общего назначения. В частности, они применяются при совмещении стирольных полимеров с полиолефинами.
Функциональные полимеры Kraton G применяются для совмещения более полярных пластиков, например, полиамидов, АБС пластиков (сополимеров акрилонитрила, бутадиена и стирола) или сложных полиэфиров с полиолефинами. При постановке задачи об утилизации отслуживших свой срок или выполнивших свою функцию изделий и переработки производственного брака, технология совмещения пластиков предлагает решения разным отраслям промышленности и предполагает производство вторичных продуктов с хорошими показателями. В табл.1 – 4 приведено несколько примеров применения полимеров Kraton в качестве совместителей пластиков.
Табл.1. Тройные смеси кристаллического полистирола (PS), полиэтилена высокого давления (LDPE) и Kraton D1152
| Состав, %вес | |||
| Кристаллический PS | 50 | 47,5 | 45 |
| LDPE | 50 | 47,5 | 45 |
| Kraton D1152 | — | 5 | 10 |
| Свойства | |||
| Ударная вязкость по Изоду надрезанный образец, кДж/м2 ненадрезанный образец, кДж/м2 |
2,5 5,4 |
2,2 13,0 |
3,8 10,1 |
| B1 | B | B | |
| Показатели на изгиб модуль упругости при изгибе, МПа прочность на изгиб, МПа |
1110 41 |
1195 35 |
940 31 |
Табл.2. Тройные смеси сложных полиэфиров, полиолефинов и Kraton FG1901
| Состав, %вес | ||||
| РР сополимер | 50 | 47,5 | — | — |
| LDPE | — | — | 50 | 47,5 |
| PET | 50 | 47,5 | 50 | 47,5 |
| Kraton FG1901 | — | 5 | — | 5 |
| Свойства | ||||
| Ударная вязкость по Изоду надрезанный образец, кДж/м2 ненадрезанный образец, кДж/м2 |
2,2 7,9 |
3,5 11,7 |
2,4 7,5 |
3,7 16,7 |
| B1 | B | B | B | |
| Показатели на изгиб модуль упругости при изгибе, МПа прочность на изгиб, МПа |
1455 42 |
1265 41 |
940 33 |
780 28 |
1 – хрупкое разрушение
Табл.3. Тройные смеси сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS), полиолефинов и Kraton FG1901
| Состав, %вес | ||||
| ABS | 50 | 45 | 50 | 45 |
| PP сополимер | 50 | 45 | — | — |
| HDPE | — | — | 50 | 45 |
| Kraton FG1901 | — | 10 | — | 10 |
| Свойства | ||||
| Ударные характеристики1 ударная вязкость по Изоду, надрезанный образец, Дж/м динамическое испытание на изгиб, Дж 2 |
64 1,2 |
251 6,7 |
53 2,7 |
112 5,1 |
| Характеристики напряжение-деформация 3 предел текучести при растяжении, МПа предельная прочность при растяжении, МПа предельное удлинение при растяжении, % |
24,5 23,7 3 |
23,4 19,9 75 |
27,6 27,6 2 |
25,6 19,8 53 |
1 – ударная вязкость по Изоду в соответствии с ASTM D256, Дж/м
2 – динамическое испытание на изгиб в соответствии с ASTM D3763, Дж
3 – в соответствии с ASTM 638
Табл.4. Тройные смеси полиамида-6 (PA-6), полипропилена (PP) и Kraton FG1901
| Состав, %вес | |||
| PA-6 | 50 | 47,5 | 45 |
| PP сополимер | 50 | 47,5 | 45 |
| Kraton FG1901 | — | 5 | 10 |
| Свойства | |||
| Ударная вязкость по Изоду надрезанный образец, кДж/м2 ненадрезанный образец, кДж/м2 |
4 12 |
27 158 |
87 144 |
| B1 | NB | NB | |
| Показатели на изгиб модуль упругости при изгибе, МПа прочность на изгиб, МПа |
1015 28 |
1205 39 |
1075 36 |
1 – B – хрупкое разрушение, NB – нехрупкое или дуктильное разрушение
Переработка полимеров Kraton
Основное правило смешения в расплаве полимеров Kraton с термопластами– работать при обычных условиях переработки данного термопласта. Для достижения желаемого уровня дисперсии полимеров Kraton в матрице термопласта рекомендуется использовать двухшнековый экструдер. Для некоторых систем достаточно бывает переработки на одношнековом экструдере. Конфигурация шнека должна позволять достигать высоких уровней сдвига. Вязкость полимеров Kraton в незначительной степени зависит от изменений температуры. Для улучшения смешения полимеров Kraton с термопластом следует повысить уровень сдвигового усилия.
Полимеры Kraton D содержат ненасыщенный эластомерный блок и поэтому чувствительны к воздействию кислорода, озона и ультрафиолетового облучения. Выпускаемый полимер содержит достаточное количество антиоксиданта для защиты продукта от окисления во время его производства, отгрузки и хранения. Чтобы защитить полимер во время переработки и при эксплуатации композиции на его основе, при смешении следует добавить дополнительное количество стабилизатора. Полимеры Kraton G также содержат незначительное количество фенольного антиоксиданта. Хотя стабильность этих полимеров намного выше, чем полимеров Kraton D, хорошей практикой является внесение дополнительного количества стабилизатора в смеси, содержащие даже эти стабильные полимеры.
При стабилизации смесей полимеров Kraton и термопластов, помимо эластомера важно также стабилизировать и пластиковую матрицу. Обычно стабилизатор термопластичного компонента смеси стабилизирует и полимер Kraton. Стандартное решение стабилизации полимеров Kraton при переработке и тепловом старении – применение антиоксидантов на основе стерически затрудненных фенолов, например, Irganox 1010 (BASF) и дилаурил тиодипропионата (DLTDP). Общим УФ стабилизатором является бензотриазол, например, Tinuvin UV-327 (BASF).
