Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Полимеризация 1-октена на катализаторах циглера-натта, разработка антитурбулентных присадок и ударопрочных композиций на основе поли-1-октена Сулейманова Юлия Владимировна

Полимеризация 1-октена на катализаторах циглера-натта, разработка антитурбулентных присадок и ударопрочных композиций на основе поли-1-октена
<
Полимеризация 1-октена на катализаторах циглера-натта, разработка антитурбулентных присадок и ударопрочных композиций на основе поли-1-октена Полимеризация 1-октена на катализаторах циглера-натта, разработка антитурбулентных присадок и ударопрочных композиций на основе поли-1-октена Полимеризация 1-октена на катализаторах циглера-натта, разработка антитурбулентных присадок и ударопрочных композиций на основе поли-1-октена Полимеризация 1-октена на катализаторах циглера-натта, разработка антитурбулентных присадок и ударопрочных композиций на основе поли-1-октена Полимеризация 1-октена на катализаторах циглера-натта, разработка антитурбулентных присадок и ударопрочных композиций на основе поли-1-октена
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сулейманова Юлия Владимировна. Полимеризация 1-октена на катализаторах циглера-натта, разработка антитурбулентных присадок и ударопрочных композиций на основе поли-1-октена : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.06 Томск, 2007 106 с., Библиогр.: с. 95-103 РГБ ОД, 61:07-2/798

Содержание к диссертации

Введение

1.1 Полимерные присадки для снижения гидродинамического сопротивления углеводородных жидкостей 10

1.1.1 Эффект Томса 10

1.1.2 Синтез высокомолекулярных нефтерастворимых полимеров

1.1.3 Гидродинамика эффекта Томса 16

1.1.4 Гипотезы объясняющие механизм эффекта Томса 19

1.1.5 Методы исследования эффекта Томса 21

1.2 Применение эластомеров для упрочнения пластмасс 23

1.2.1 Способы получения ударопрочных пластиков 25

1.2.2 Механизм повышения ударной вязкости 28

1.2.3.1 Крейзообразование *, 30

1.2.3.2 Теория множественного крейзообразования 31

1.2.3.3 Теория сдвиговой текучести 32

1.2.3.4 Крейзообразование в сочетании со сдвиговой текучестью 1.2.4 Влияние температуры на ударную вязкость 34

1.3 Области применения полимеров высших а-олефинов 36

Экспериментальная часть 39

2.1 Характеристика 1-октена 39

2.2 Методика очистки 1-октена 40

2.3 Катализаторы и инициаторы полимеризации 41

2.4 Растворители 42

2.5 Синтез и выделение полимеров 43

2.6 Определение характеристик разбавленных растворов 45

поли-1-октена

2.6.1 Определение характеристической вязкости раствора поли-1-октена 45

2.6.2 Определение величины гидродинамического сопротивления углеводородных жидкостей и эффективности полимера 47

2.6.3 Определение гидродинамической эффективности поли-1-октена 49

2.6.4 Спектральные характеристики полимеров 49

2.6.5 Дифференциальный термический анализ 50

2.7 Измельчение поли-1 -октена 50

2.8 Определение скорости растворения частиц полимера 51

2.9 Приготовление суспензии поли-1 -октена 52

2.10 Физико-механические методы исследования 52

полимерных композиций, содержащих высокомолекулярный полиоктен в качестве эластомерного компонента

2.10.1 Приготовление концентрата полипропилена с поли- 53 1-октеном 2.10.2 Определение показателя текучести расплава 5 3

2.10.3 Определение ударной прочности по Шарпи без надреза 53

2.10.4 Метод определения прочности при разрыве. Метод определения предела текучести при растяжении 54

2.10.5 Метод определения твердости по Роквеллу 54

2.11 Теплофизические методы испытания полимерных композиций 54

2.11.1 Метод определения усадки термопластов 54

2.11.2 Метод определения температуры размягчения термопластов по Вика 55

2.11.3 Определение морозостойкости композиции полипропилена

Обсуждение результатов 56

3.1 Новая схема получения присадки растворного типа 60

3.2 Суспензионная присадка на основе поли-1 -октена 64

3.3 Сравнительные испытания присадки "Альфакаучук" 74

3.4 Суспензионная полимеризация поли-1-октена в среде перфторалканов 78

3.5 Полипропилен, модифицированный высокомолеку лярным поли-1-октеном 80

3.6 Сополимеризация 1-октена и стирола 88

Применение поли-1-октена в трубопроводном

транспорте нефти и в качестве эластомерного

компонента ударопрочных композиций 90

Выводы 94

Литература

Введение к работе

Актуальность темы. Разработка эффективных способов получения сверхвысокомолекулярных поли-а-олефинов является актуальной задачей, поскольку полимеры такого типа обладают антитурбулентными свойствами Их введение в поток углеводородных жидкостей в концентрациях порядка 20-30 граммов на одну тонну приводит к увеличению пропускной способности нефтепроводов на 15 —25 %

Для полученния поли-а-олефинов могут быть использованы каталитические комплексы Циглера-Натта, однако, ряд катализаторов нового поколения (рацемический дихлорид этиленбис(инденил)циркония, некоторые хелатные комплексы дихлорида никеля), не приводят к образованию полимеров с необходимой длиной цепи макромолекул В связи с этим возникает задача разработки способов полимеризации, обеспечивающих сверхвысокие значения молекулярных масс (порядка 107) полимеров

Еще одной актуальной задачей является создание полимерных композиций, содержащих поли-а-олефины Эластомерная природа поли-1-октена открывает путь к разработке морозостойких ударопрочных композиций на основе полипропилена

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка способа получения сверхвысокомолекулярного поли-1-октена, способного эффективно снижать гидродинамическое сопротивление нефти, а также создание морозостойких ударопрочных полимерных композиций на основе поли-1-октена и полипропилена В работе поставлены следующие задачи

определить специфическую систему катализатор - сокатализатор -мономер, способную продуцировать высокомолекулярные эластомеры, эффективно снижающие гидродинамическое сопротивление углеводородных жидкостей,

оценить влияние концентрации катализатора полимеризации 1-октена на эффективность в поведении синтезированных макромолекул в турбулентном режиме течения разбавленных растворов,

изучить изменение средней молекулярной массы от глубины и тем
пературы полимеризации 1-октена в блоке,

разработать способ контроля скорости растворения полимера в области концентраций порядка 0,001%,

разработать метод измельчения эластомерных материалов,

получить антитурбулентную присадку суспензионного типа на основе поли-1-октена,

получить морозостойкий и ударопрочный полипропилен, содержащий поли-1-октен в качестве эластомерного компонента

Научная новизна работы.

  1. Найдена и оптимизирована специфическая каталитическая система микросферический трихлорид титана - диэтилалюминийхлорид - 1-октен, способная продуцировать сверхвысокомолекулярные эластомеры, растворимые в любых углеводородных жидкостях

  2. Впервые применен метод электроимпульсной дезинтеграции для диспергирования эластомеров при криогенных температурах

  3. Для исследования кинетики растворения полимера в области концентраций порядка 0,001% впервые применен эффект Томса

  4. Впервые получены морозостойкие композиции полипропилена и сверхвысокомолекулярного поли-1-октена с улучшенными реологическими характеристиками

Практическая значимость работы.

  1. Разработан способ приготовления антитурбулентной присадки суспензионного типа на основе поли-1-октена, способной значительно увеличивать пропускную способность нефтепроводов

  2. Разработана методика и изготовлена пилотная установка электроимпульсного измельчения эластомерных материалов при криогенных температурах

  3. Разработан метод приготовления антитурбулентной присадки суспензионного типа «Альфакаучук» на основе поли-1-октена, способной увеличивать пропускную способность нефтепровода на 15 - 20 %

  4. Создана и испытана морозостойкая композиция на основе высокомолекулярного поли-1-октена и полипропилена, превосходящая по показателю текучести расплава известные аналоги

Автор защищает:

способ получения блочного поли-1-октена сверхвысокой молекулярной массы с использованием микросферического трихлорида титана в качестве катализатора,

метод измельчения эластомеров, основанный на электроимпульсной дезинтеграции,

методологию применения эффекта Томса для контроля процесса растворения полимеров в области концентраций порядка 0,001%,

способ получения морозостойкого и ударопрочного полипропилена, включающего сверхвысокомолекулярный поли-1-октен в качестве эластомерного компонента

Апробация работы. Результаты работы докладывались на V Всероссийской научно-практической конференции "Химия и химическая технология в XXI веке" (Томск, 2003 г), XXIII международном симпозиуме по реологии (Валдай, 2006 г), Международной научной конференции "Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий" (Томск, 2006 г), конференции молодых ученых "Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем" (Карачарово, 23-28

химическая механика гетерофазных систем" (Карачарово, 23-28 апреля 2007)

Разработка «Организация промышленного выпуска противотур-булентной присадки для увеличения пропускной способности нефтепроводов» награждена золотой медалью IV Московского международного салона инноваций и инвестиций, Москва, ВВЦ, 25-28 февраля 2004 г

Публикации. Научные результаты диссертации изложены в 1 статье, рекомендованной ВАК, в 5 докладах на конференциях и в 2 заявках на патент РФ

Структура и объем работы Диссертация изложена на 110 страницах текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и приложений, включает 6 таблиц, 27 рисунков и списка литературы из 84 наименований

Гипотезы объясняющие механизм эффекта Томса

Сложность явления предопределила существование большого числа гипотез, объясняющих его природу [25]. Изложение многих из них можно найти в обзорах [2, 20-24]. Однако до настоящего времени нельзя выделить какую-либо из них в качестве ведущей. Недостатком большинства гипотез, возможно, явля ется игнорирование физико-химической природы полимерной добавки.

В обзоре [24] гипотезы объединены в три большие группы в зависимости от того, какому из факторов отводится ведущая роль в механизме, - масштабу длины, масштабу времени или энергетическому балансу турбулентного потока.

Гипотезы первой группы связывают снижение сопротивления с соизмеримостью линейного масштаба турбулентности и радиуса вращения макромолекул. Во второй группе гипотез предполагается совпадение частоты турбулентных пульсаций и обратной величины времени релаксации молекулы полимера. В третьей группе гипотез предполагается перераспределение энергетического баланса турбулентного потока в присутствии полимерных добавок.

Существуют и другие подходы к систематизации гипотез. Первый подход - структурный. В нём рассматривается воздействие на поток отдельных микроскопических частиц. Второй подход, феноменологический (макроскопический), основывается на рассмотрении турбулентного течения сплошной вязкоупругой среды.

Гипотезы структурного подхода, на наш взгляд, можно разделить на две большие группы. В первой группе механизм снижения сопротивления связан с поведением индивидуальных, изолированных друг от друга, макромолекул. Можно назвать эти гипотезы мономолекулярными. Ко второй группе отнесём гипотезы, где важная роль приписывается межмолекулярным взаимодействиям полимера в растворе. Назовём их полимолекулярными.

Заслуживает внимания гипотеза, приведённая в работе [26], в которой движение макромолекулярных клубков (или их ассоциатов) в пристенной области рассматривается, как непрерывная совокупность деформаций-поворотов, а вязкий подслой представляется совокупностью тел качения. Из этих положений выводится уравнение, адекватно описывающее зависимость приращения среднерасходной скорости AU от параметров течения и физико-химических характеристик раствора полимера: увеличение AU больше при большем напряже ний сдвига; оно возрастает с увеличением объёма клубка и уменьшается с температурой; зависимость AU от концентрации носит характер кривой с насыщением.

Используя модельные представления гипотезы [26], оказалось возможным оценивать размеры макромолекул из данных, полученных на турбулентном реометре [27, 28].

Методы исследования эффекта Томса можно разделить на две большие группы. Объектом исследования первой группы методов является турбулентный поток как единое целое. Сюда отнесем измерение расхода, перепада давления, напряжения сдвига на стенке, коэффициента сопротивления жидкости. Эти величины взаимосвязаны, поэтому измерение одной из них, как правило, достаточно для определения других.

Ко второй группе можно отнести методы, позволяющие установить детали структуры турбулентного потока - профиль усредненной скорости, распределение флуктуации мгновенной скорости по сечению канала, а также частотный спектр пульсационной энергии.

Аппаратурное оформление первой группы методов достаточно простое. Чаще всего рабочий участок турбулентного реометра представляет собой отрезок гладкой трубы. Измеряемая величина - перепад давления на этом отрезке или время истечения фиксированного объема жидкости (расход). Измерения проводят с чистым растворителем и раствором полимера при различных скоростях течения жидкости. Строят зависимость X = f (Re) для раствора и растворителя и при каком-нибудь фиксированном Re или значении напряжения сдвига на стенке TW определяют величину эффекта снижения сопротивления DR по формуле DR(%) = 100( о -K)fh (1.2) где X0 - коэффициент сопротивления растворителя; Х,п - коэффициент сопротивления раствора полимера.

Другой тип установки - коаксиальные цилиндры [29]. Исследуемая жидкость заливается в зазор между цилиндрами. Вращением внешнего из них при больших оборотах задается турбулентный поток. Возникающее при этом касательное напряжение трения на стенке внутреннего цилиндра, соединенного с пружиной динамометра, закручивает его на определенный угол.

Катализаторы и инициаторы полимеризации

Синтез полимеров проводили на катализаторах Циглера-Натта: микросферический ТіСІз (МСК), а также титан-магниевый катализатор (ТМК), ТІСІ4 в качестве инициаторов полимеризации. Сокатализаторами служили алюминийорганические соединения: диэтилалюминийхлорид (ДЭАХ), три-этилалюминий (ТЭА) соответственно.

Блочную полимеризацию 1-октена проводили при температуре 23С. В реакционную ёмкость, изготовленную из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) объёмом 600 мл, снабжённую U-образной трёхгорлой насадкой, одно из отверстий которой было снабжено капилляром для продувки азотом, заливали мономер в количестве 440 мл. Мономер продували сухим азотом при комнатной температуре в течение 30 минут. Затем, не прекращая продувки, вносили раствор ДЭАХ в нефрасе в количестве 15 мл (0,15 г) с помощью делительной воронки и форобработанный микросферический ТіСЬ в количестве 2 мл (0,08г). Для равномерного распределения катализатора в массе мономера было достаточно барботирования азотом в течение 15-20 минут до загущения реакционной массы, после чего прекращали её перемешивание.

При изучении температурной зависимости М и конверсии от продолжительности полимеризации реакционную смесь термостатировали (температуры 23С, 40С, 60С). Полимеризацию 1-октена на каталитических системах ТМК-ТЭА, ТіСЦ-ТЗА проводили аналогично.

Полимеризация 1-октена в перфторалканах.

Суспензионную полимеризацию 1-октена в среде перфторалканов проводили следующим образом: трёхгорлую колбу, снабжённую мешалкой, продували азотом и вносили перфторированную жидкость. Затем готовили раствор ДЭАХ в 1-октене и отдельно суспензию МСК в 1-октене. При перемешивании в атмосфере азота в среду перфторалканов вносили последовательно 1-октен, раствор ДЭАХ в 1-октене и суспензию МСК в 1-октене. Поскольку ни один из реагентов, равно как и продукт полимеризации в среде перфторалканов не растворялся, данный способ получения полимера высшего а-олефина можно отнести к суспензионной полимеризации классического типа, ранее в литературе не описанной.

Экстрагирование в аппарате Сокслетта

Для определения глубины конверсии мономера навеску полимера 5 г помещали в аппарат Сокслетта. Горячим этанолом экстрагировали непрореа-гировавший мономер и остатки катализатора в течение 24 часов. После чего пробу вынимали, сушили в сушильном шкафу при 60С до постоянной массы. Время сокслеттирования 24 часа определили экспериментально по постоянству массы высушенного образца.

Переосаждение

Навеску полимера 5 г растворяли в 15 мл нефраса. Затем полимер переосаждали изопропиловым спиртом в количестве 50 мл. Переосаждённый полимер ещё раз промывали спиртом, после чего сушили при 60С в сушильном шкафу до постоянной массы.

Осаждение поли-1-октена в виде суспензии

Блочный поли-1-октен растворяли в нефрасе и при перемешивании по каплям добавляли осадитель (изопропанол) до точки осаждения полимера из раствора в виде мелкодисперсного осадка. Соотношение объёмов раствори-тельюсадитель 3:2. Осадок обрабатывали стеаратом кальция для предотвра щения слипания частиц, промывали спиртом и делали замену спиртовой среды на водную.

Определение характеристической вязкостаполи-1 -октена Определение характеристической вязкости растворов полимеров 1-октена, полученных при разных условиях, проводили по методике, приведённой в [84].

Измерения проводили в интервале изменения относительной вязкости U 4OTH 1,5. Экспериментальную зависимость приведённой вязкости от концентрации представляли в виде уравнения линейной регрессии. Коэффициент корреляции составлял величину порядка 0,98 (рис. 2.2, 2.3).

Теплофизические методы испытания полимерных композиций

Одна из целей данной работы - синтез поли-1-октена с молекулярной массой порядка 104 кг/моль. Высокоактивные металлоценовые катализаторы, судя по литературным данным, не подходят для получения полимеров с высокими значениями молекулярных масс (см. например [58]).

Наши собственные попытки получить высокомолекулярные гомополи-меры 1-октена на титаномагниевых катализаторах не привели к достижению поставленной цели. Возможно, сказывается чувствительность высокоактивных катализаторов к присутствию примесных внутренних и разветвлённых алкенов и сопряжённых диенов в мономере 1-октена (см. табл. 2.1).

Нами были испытаны несколько титано-магниевых катализаторов (ТМК) от разных производителей на предмет продуцирования полимеров высшего а-олефина 1-октена высокой молекулярной массы. Из них наиболее высокомолекулярные полимеры были получены на ТМК, синтезированном в Институте катализа СОР АН. Однако даже они проигрывали в этом отношении полимерам, синтезированным на микросферическом трихлориде титана, катализаторе более низкого поколения. Один из возможных механизмов роста цепи поли-1-октена представлен на рис. 3.1. Молекулы мономера сначала координируются вблизи активного центра, а затем происходит их внедрение в связь титан - углерод. Существуют и другие версии механизма полимеризации а-олефинов, например с участием обоих атомов металлов в переходном состоянии. Однако большинство авторов считает [96], что при гетерогенном металлокомплексном катализе полимеризации а-олефинов существует несколько типов активных центров, оказывающих различное влияние на суммарный процесс в зависимости от времени полимеризации.

По-видимому, в наборе активных центров каталитической системы МСК - ДЭАХ существуют такие, которые ответственны за образование макромолекул поли-1-октена сверхвысокой молекулярной массы.

На рис. 3.2 представлены кривые изменения характеристической вязкости от глубины превращения 1-октена при блочной полимеризации с использованием трихлорида титана (кривая 1) и ТМК (кривая 2). Как видим, ход зависимости изменения характеристической вязкости от конверсии мономера свидетельствует о том, что полимер более высокой молекулярной массы образуется на трихлориде титана при более глубокой конверсии мономера.

Поскольку в снижении турбулентного сопротивления участвуют лишь самые высокомолекулярные фракции образцов, разница в поведении полимеров, полученных на МСК и ТМК, здесь ещё большая чем в ламинарном режиме течения (рис. 3.3).

Концентрация катализатора подбиралась таким образом, чтобы, во-первых, полимеризация была растянута во времени (необходимое условие для получения полимеров высокой молекулярной массы), во-вторых, чтобы скорость полимеризации была приблизительно одинаковой. Такие условия были подобраны, о чём свидетельствуют кинетические кривые, представленные на рис. 3.4.

При этом содержание титана относительно мономера в случае трихло рида на порядок превышала таковую в случае ТМК.

Из этих сравнительных экспериментов можно заключить, что ТМК не подходит для синтеза высокоэффективных агентов снижения гидродинамического сопротивления. Поэтому каталитическая система микросферический трихлорид титана - ДЭАХ, которая была опробована ещё в 90-х годах [59], остаётся до настоящего времени наиболее эффективной в синтезе высокомолекулярных полимеров высших а-олефинов. Возможно, это объясняется тем, что на поверхности ТіС13 присутствуют активные центры разного типа и, поэтому центры, ответственные за гомополимеризацию высших а-олефинов, менее подвержены действию примесных алкенов (см. разд. 2.1, табл. 2.1)

В качестве модельной жидкости для лабораторных испытаний полимерных присадок мы выбрали фракцию прямогонного бензина, выкипающую в интервале 80 - 120С (нефрас СЗ 80/120). В этом случае в турбулентном реометре при Re, равном 4000, создаётся напряжение сдвига на стенке менее 10 Па, что очень близко к значениям TW В магистральных нефтепроводах. В этих условиях снижение гидродинамического сопротивления проявляют лишь высокомолекулярные образцы полимеров, которые заведомо эффективны и на промышленных нефтепроводах.

Полипропилен, модифицированный высокомолеку лярным поли-1-октеном

Мы обнаружили, что высокомолекулярный поли-1-октен способен воздействовать на реологические свойства не только жидких сред, но и твёрдых полимерных материалов, например, полипропилена.

Хрупкость ПП при ударных нагрузках в условиях низких температур определяется его относительно высокой температурой стеклования (-263 К). Повышение морозостойкости материалов на основе ПП является актуальной проблемой. Введение в хрупкий полимер эластомера приводит к получению продукта, обладающего значительно большим сопротивлением разрушению, чем исходный полимер: возрастают ударная прочность, удлинение при разрыве и работа разрушения, понижается хрупкость.

Фотоокисление ударопрочных пластиков, включающих в себя в качестве эластомерной добавки диеновые каучуки, является известной проблемой. Двойные углерод-углеродные связи уязвимы также для атаки кислорода, озона, влаги. В настоящей работе вместо диеновых каучуков впервые применён насыщенный эластомер - высокомолекулярный поли-1-октен.

Именно в бамперной композиции мы впервые применили высокомолекулярный поли-1-октен (ВМПО), который использовали в качестве эласто-мерного компонента морозостойкого ПП [81].

Существуют два основных метода смешения полимеров: механическое смешение и смешение in situ — полимеризация мономера в присутствии другого полимера, чаще всего предварительно набухшего. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. Мы применили наиболее простое механическое смешение, поскольку и термостабильность гранулирован ного поли-1-октена и время его диспергирования в матрице ПП позволяли получать однородные образцы с воспроизводимыми характеристиками. В табл. 3.1 приведены физико-механические и теплофизические характеристики ударопрочной и морозостойкой композиции ПП, включающей ВМПО в качестве эластомерного компонента. Для сравнения приведены данные для такой же композиции ПП, где в качестве эластомерного компонента использован СКЭПТ 50 (ГОСТ 26996-86) в тех же концентрациях.

Тройной этиленпропилендиеновый сополимер является одним из основных специальных эластомеров и по объему промышленного производства занимает первое место среди полиолефиновых эластомеров. В нашей стране он известен под маркой СКЭПТ и применяется, в том числе для получения ударопрочного и морозостойкого ГШ.

Как известно, в области больших деформаций наиболее важными свойствами полимерных смесей являются ударная прочность и удлинение при разрыве [45]. Как видно из таблицы, ударная прочность и другие физико-механические характеристики композиции ПП с ВМПО оказались не хуже или заметно выше промышленной композиции со СКЭПТ-50, в то время как относительное удлинение при разрыве увеличилось на 68%, а показатель текучести расплава (ПТР) - на 35,8%.

Это означает, что применение ВМПО позволит существенно повысить производительность литьевых машин без ущерба физико-механическим и те-плофизическим характеристикам морозостойкого ПП.

У ВМПО есть ещё одно важное отличие от СКЭПТ 50, - он не содержит двойных связей, следовательно, менее всего подвержен воздействию атмосферных факторов: кислорода, озона, влаги и ультрафиолета.

Старение является постоянной проблемой для упрочненных каучуком полимеров, особенно на основе полимеров и сополимеров бутадиена. Под действием солнечного освещения в ударопрочном полистироле, АБС-пластике, ударопрочном ПВХ и ПП, а также материалах на их основе происходит резкое падение ударной вязкости. Причина хорошо известна: ультрафиолетовая компонента солнечного света инициирует фотоокисление каучука, что делает его неэффективным в качестве агента повышения ударной вязкости. При облучении поверхности полимера образуется окисленный слой материала транс- 1,4-звенья в цепи каучука исчезают и образуются карбоксильные и карбонильные группы. Деструкция происходит только в поверхностном слое, остальная масса полимера не затрагивается, так что изделие приобретает хрупкую поверхность. Хрупкий поверхностный слой толщиной только 20 мкм может вызвать хрупкое разрушение всего образца в том случае, если он подвергается растяжению в ходе испытаний на удар. Трещины возникают в поверхностных слоях, где температура стекло вания каучуковых частиц равна или выше комнатной температуры, и распространяются внутрь образца.

Проблема старения может быть решена несколькими путями. Применение сажи в значительной степени предохраняет полимер от действия ультрафиолетового излучения, однако приводит к снижению начальной ударной вязкости и, конечно, не является идеальным решением проблемы. Другие пигменты еще менее эффективны. Антиоксиданты полезны в течение ограниченного времени, но исчерпываются довольно быстро. Более радикальным решением является замена диенового каучука насыщенным эластомером, каким является ВМПО. (Акриловые каучуки имеют более высокую, но не абсолютную устойчивость к старению, к тому же их температура стеклования выше, чем у поли-1-октена.)

Данные табл. 3.1 получены на образце ВМПО, синтезированном на микросферическом трихлориде титана и имеющем высокое значение молекулярной массы ([г] = 12,0; М = 6,9 10 ). Однако брикеты образцов такой молекулярной массы трудно перерабатываются. В то же время ощутимый эффект от введения ВМПО мог быть обусловлен именно высокой молекулярной массой, благодаря которой в композиции могла реализоваться сетка зацеплений. Поэтому представляло интерес изучить поведение образцов ВМПО с меньшим значением молекулярной массы.

Для этого мы провели полимеризацию 1-октена при повышенной температуре. Увеличение температуры сказалось как на кинетике процесса (рис. 3.16), так и на значении М (рис. 3.17).

Похожие диссертации на Полимеризация 1-октена на катализаторах циглера-натта, разработка антитурбулентных присадок и ударопрочных композиций на основе поли-1-октена