149760. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tárgyak előállítására főalkatrészként polietilént tartalmazó keverékekből és e tárgyak vulkanizálására szerves peroxidok segítségével
149.760 3 mány bejelentőjének korábbi szabadalmaiban vannak ismertetve. Bár tetszés szerinti összetételű etilén-propilén ill. etilén-ibuti'lén kopoliméreket alkalmazhatunk a találmány szerinti eljáráshoz, a legjobb eredményeket mégis az olyan kopolimérekkel érhetjük el, amelyek az etilén-propilén típusú termékek esetében 40—6l0 mól% etilént, az etilénbutilén típusú kopolimérek esetében pedig 50—70 mól°/0 etilént tartalmaznak. A fent említett kétfajta kopolimér molekulasúlya eddigi kísérleti tapasztalataink szerint 50 000 -és 500 000 között változhat; ebben a molekulasúly-tartományban mindvégig kielégítő eredményeiket kapunk, legelőnyösebbnek azonban a 80 000 és 200 000 közötti molekulasúlyú kopolimérek alkalmazása bizonyult. A polietilént és kopolimért tartalmazó keverékeik összetételi arányának szintén nincsen döntő jelentősége, eddigi kísérleteink azonban arra a megállapításra vezettek, hogy nem célszerű, ha a kopolimér mennyiségi aránya a 60—70 súly%-ot meghaladja, vagy ha ez a mennyiségi arány a 10 súly%-ot nem éri el; a valamely adott célra felhasználandó keverék összetétele mindenesetre függ a felhasználásra kerülő polietilén minőségétől és molekulasúlyától, valamint a végterméktől megkívánt mechanikai tulajdonságoktól is. A találmány egyik további jellemzője értelmében a végtermékként kapott alakított tárgyak mechanikai tulajdonságait előnyösen befolyásolja, ha a keverékhez, 30 súly%-ig menő mennyiségben valamely izotakitikus telített polimert, [különösen izotaktikus polipropilént és/vagy polifoutilént is adunk. Vullkanizálószerként különféle szerves peroxidokat, mint pl. kumil-peroxidot, tetraklór-di-itercbutilperoxidot, vagy butil-kumilperoxidot alkalmazhatunk; általában bármely szerves peroxid alkalmazható erre a célra, amennyiben 110—125 C° hőmérsékleten még csak csekély mértékű bomlást mutat. A keverékhez a peroxid hozzáadásával egy műveleti szakaszban oxidációgátlószert és ként adunk a keverékhez. A kén, amelyet a találmány bejelentőjének egy korábbi szabadalmazott eljárása értelmében előnyösen ekvimolekuláris mennyiségben adhatunk a peroxidhoz, igen jelentős adalék a telített olefin-kopoliimér keverékek vulkanizálása szempontjából. E műveletek után a keverék — amelyet a továbbfeldolgozás szempontjából legcélszerűbb alakra hozunk, tehát pl. kis kockák vagy csíkok alakjában készítünk el — készen áll a legkülönfélébb alkalmazási célokra. Az eddigi kísérleteink során a fenti módon előállított keverékeket a legkülönfélébb jellegű, így pl. szalagsajtón kisajtolt, fröccsöntött vagy formában sajtolt termékek előállítására használtuk fel; rnitndezeket a műveletekéit könnyen lehetett 110—125 C° hőmérsékleten elvégezni. Az ily módon alakított termékeik vulkanizálását azután autoklávban, ill. elektromos kábelek esetében folytonos működésű vulkanizálókészülékben, 150 C° és 180 C° közötti hőmérsékleten végeztük; a vulkanizálás időtartama a felhasznált peroxid jellegétől függően néhány pere és 1 óra "között változott. A polietilén és az olefin-kopoiimér együiivulkanizálódásának ellenőrzése céljából a végtermékeket 140 C° hőmérsékleten 4 ónai xilolcs extrakciónak vetettük alá, az oldódó rész mennyiségi arányának meghatározása céljából egyes termékeket „folyási" {„guttering") próbának is alávetettünk, 150 C° hőmérsékleten történő 24 órai hőkezelés útján. ÖsszefiOglalólag megállapíthatjuk, hogy az olefin-kopoliméreknek a találmány értelmében polietilén „hígítószerekénit" való alkalmazása az alábbi lényeges előnyöket nyújtja: a) Bármilyen mennyiségi arányban keverhetők e kopolimérek az etilénnel. b) Telített jellegüknél fogva bármilyen {a polietilén lágyulási hőfoka feletti) hőmérsékleten keverhetők pl. Banbury-típusú keverőben a polietilénnel, anélkül, hogy túlságos mértékű lebontás veszélyétől kellene tartani. c) A polietilénből és kopolimérből álló keverékek nehézség nélkül dolgozhatók fal 90 C° alatti hőmérsékleteken, pl. hengeres keverőkben, ezáltal a vulkanizálószerek könnyen hozzákeverhetek a keverékhez. d) Az olefin-kopolimérek elektramos tulajdonságai igen jók — nagyságrendileg megegyeznek a polietilénével —, így az olefin-kopolimérek hozzáadása nem rontja le a polietilénből készülő termékek elektromos tulajdonságait. e) Az olefin-kopolimérek gázokkal szembeni jó permeabilitása lehetővé teszi, hogy az ilyen kopoliméreknek a polietilénhez való hozzáadásával készült keverékekből hólyagoktól és levegőzárványok által képezett lyukaiktól mentes fröccsöntőit vagy alakított tárgyakat készítsünk (ez különösen a nagyfeszültségű elektromos kábelek szigetelőanyagai esetében bír nagy jelentőséggel). f) Az olefin-kopolimérek tökéletesen vulkanizálhatok peroxidokkal; ha az ilyen kopoliméreket polietilénnel keverve vulkanizáljuk peroxidokkal, akkor a kopolimér és a polietilén jól k ovulkan i zálódnak. g) A lényegileg amorf olefin-ikopolimérek hozzáadása jelentős mentékben javítja a polietilén viselkedését az „environmental stress cracking" néven ismert jelenség (bizonyos, általában poláros anyagok jelenlétében bekövetkező repedezés) hatásai tekintetében. h) A kopolimérek telített jellege folytán a kopolimér adalék nern befolyásolja hátrányosan a polietilén rendkívül jó öregedésállóságát. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kiviteli módjait közelebbről az alálbbi példák szemléltetik. 1. példa: Egy egypólusú elektromos kábelt készítünk, kb. 500 m hosszban, 12,5 mm2 vezető-ikeresztmetszettel és 5 mm vastag szigetelő burkolattal. A szigetelő burkolat elkészítéséhez 4-es fokozatú nagynyomású polietilént és 90 mól% etilént tartalmazó, 160 000 molekulasúlyú etilén-butilén kopolimért alkalmaztunk. A keverék összetétele a következő volt: polietilén etil én-butilén koipolimér 60 rész 40 rész
