Полиэтилентерефталатная композиция для пластиковых карт

Современный период характеризуется все более широким Использованием специальных пластиковых карт, имеющих определенную степень электронной защиты и использующихся для банковских расчетов, индивидуальных пропусков, осуществления телефонной связи и т.д. Для их получения используют специальные сорта пластиков, к которым предъявляется комплекс специальных требований повышенная ударная прочность, стойкость к многократным перегибам, в том числе при низких и повышенных температурах, способность окрашиваться в разные цвета, обеспечение высокой адгезии к клеям, используемым для крепления чипов, атмосферостойкость, хорошая формуемость при переработке. Стоимость подобных материалов существенно превышает стоимость многотоннажных термопластов,к которым, в частности, относится ПЭТФ. Поэтому, прежде всего по экономическим соображениям, наиболее целесообразны разработки материалов для пластиковых карт на базе крупнотоннажных термопластов. В качестве базового материала при этом весьма перспективно применение ПЭТФ и сополиэфиров на его основе.Известен ряд композиционных материалов на базе ПЭТФ, обладающих улучшенными перерабатываемостью и комплексом показателей свойств по сравнению с базовым полимером.Согласно заявке Японии 299558, МПК С 08 Ь 67/02, С 086 63/695, опубл. 11.04.1990,для ударопрочности в сложный полиэфир вводят 0,2-7 блок-сополимера, содержащего блоки полиорганосилоксана с молекулярной массой 1-100 и блоки сложного полиэфира. При этом получают композит с повышенным уровнем ударной вязкости в области низких температур. Недостатком данного материала является то, что при введении в его состав полиорганосилоксана снижается адгезионная активность и возникают проблемы с приклеиванием к карточкам чипов. Кроме того, требуется использование специально синтезируемого и сравнительно дорогостоящего блок-сополимера.В работе (Вгошп 5.В., Уагез .В., МсРау 13.1, НоЬЬз ЭХ. Ве 11 ег 5 1 Тоуе 1 сошрайыйиеб Ыепбз оГ ро 1 у(р 11 епу 1 епе еШег) апб сгусгаШпе ро 1 уе 5 Ьег 5, 33 1 ПРАС 1 ш. Зушр. Масгошо 1. Мопггеа 1. 111 у 8-13. 1990 Ьоо 1 АЬЗШ, Мопггеа 1. 1990. Р. 21) описан смесевой состав на основе ПЭТФ и полифениленового эфира. В качестве модифицирующего компонента (компатибилизатора) в нем использован поликарбонат. Кроме того, для повышения ударной вязкости в композицию дополнительно вводится этилен/бутадиенстирольнь 1 й сополимер. Очевидным недостатком данного материала является необходимость синтеза сополимера специального состава. Кроме того, полифениленовые эфиры, как и поликарбонат, относятся к сравнительно дорогостоящим продуктам, что ограничивает их применение в составе материалов для пластиковых карт бытового назначения.Известны смесевые композиции ПЭТФ и поликарбоната (У. Коп, ГМ. Нау. МйзсйЫНгу апб сгу 5 га 1112 айоп Ьепауйоиг от ро 1 у(ег 11 у 1 епе егерЬгЬа 1 ае)/Ро 1 усагЬопаге Ыепбз. Ро 1 ушег,2002, У. 43, р. 1805-1811). Материалы удовлетворительно совместимы в их смеси при широком варьировании составов в широком интервале. Однако практического применения бинарные смеси ПЭТФ/поликарбонат не имеют прежде всего из-за их низкой ударнойвязкости. В работе (К. Ргйебгйсп, М. Езгагйеу, 5. Ракйгоу, О. Езгайеу, М. 151111, М. Наггааз Мйсгой ЬгШаг гешгогсеб сошрозйгйез Егош РЕТ/РР Ыепбз ргосеззйп, шогр 11 о 1 о 3 у апб шес 11 ап 1 са 1 ргорегйез, Сошрозйгез зсйепсе апб Теспо 1 о 3 у. 2005. У. 65, р. 107-116) описаны смеси ПЭТФ и полипропилена. В качестве компатибилизатора в них использован сополимер этилена и глицидилметакрилата (Е-ОМА). Использованы материалы со следующими весовыми соотношениями компонентов РЕТ/РР/Е-ОМА 40/60/0, 40/59/ 1, 40/57/3, 40/54/6, 40/51/9. Материалы обладают повышенной прочностью по сравнению с чистым полипропиленом благодаря армирующему действию микрофибриллярного ПЭТФ. Однако поскольку концентрация неполярного полипропилена в смесях высока, материалы обладают низкой адгезионной способностью и малопригодны для изготовления пластиковых карт с приклеивае 2мь 1 ми к ним электронными чипами. Кроме того, при переработке литьем под давлением в тонких слоях, что характерно для пластиковых карт, наблюдается расслоение компонентов в направлении течения расплава.Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению (прототипом) является материал на основе полиэтилентерефталата и модифицирующей добавки, причем в качестве последней используют полибутилентерефталат (ПБТ), описанный в статье(О. Агаутпгпап, 13.13. Ка 1 е. В 1 еп(15 оГ ро 1 у(ег 11 у 1 епе гегер 1 п 1 та 1 аге) апб ро 1 у(Ьшу 1 епе гегер 1 п 11 а 1 аге). 1. АррПеб Ро 1 уш. 501. 2005, У. 98, р. 75-82). Концентрация компонентов в материале варьировалась во всем диапазоне составов. Смесевь 1 е системы ПЭТФ/ПБТ характеризуются повышенной ударной вязкостью по сравнению с индивидуальными компонентами. Наиболее высокий уровень ударной вязкости характерен для смеси с весовым соотношением компонентов 5050. Несмотря на упомянутые преимущества, ударная вязкость смесевого материала ПЭТФ/ПБТ недостаточна (особенно на образцах с надрезом) для формования из него пластиковых карт. Кроме того, вследствие необходимости использования высоких температур при переработке материала в расплаве смеси ПЭТФ/ПБТ возможно протекание процессов трансэтерификации, что может негативно сказаться на формуемости композиции и ее потребительских свойствах (5.С.Е. Вас 15 оп, А.М. Кепшлт, ЕЖ. Кйспагбз. ЮС п.ш.г. зшбу оГ ггапзезгегтйсагтоп 111 шйхшгез оГ ро 1 у(ег 11 у 1 епе гегер 1 п 1 та 1 аге) апб ро 1 у(Ьшу 1 епе гегершпгпаге). Ро 1 ушег, 1995, У. 36, р. 1991-1998).Задачей предполагаемого изобретения является повышение ударной вязкости материала. Решение поставленной задачи достигается тем, что в составе материала на основе ПЭТФ или его сополиэфира и модифицирующей добавки в качестве последней используется смесь полиакрилонитрилбутадиенстирола с полярным воском и полиолефином, вь 1 бранным из группы полиэтилен, полипропилен, сополимер этилена с пропиленом или высшим олефином, и(или) полиолефин, содержащий в своем составе полярные функциональные группы, реакционноспособные по отношению к концевым функциональным группам полиэтилентерефталата, и дополнительно стабилизирующую и окрашивающую добавки при следующем соотношении компонентов, мас.полиэтилентерефталат или сополиэфир на его основе до 100 полиакрилонитрилбутадиенстирол 1-30 полярный воск 0,1-3,0 полиолефин 0,5-12 стабилизирующая добавка 0,1-1,0 окрашивающая добавка 0,02-3,0.Для подтверждения эффективности предполагаемого изобретения проводят серию экспериментов. При этом используют следующие материалы полиэтилентерефталат(ПЭТФ), ТУ РБ 03301-552-001.95 и сополиэфир на основе полиэтилентерефталата содержит 7 мас. изофталевой кислоты (плотность 1,36 г/см 3, температура плавления 245 С) производства ОАО Могилевхимволокно полиакрилонитрилбутадиенстирол марок АБС 2020-30 и АБС 1530-30 (ТУ 2214-019-00203521-96) полярный воск - эфирный Ысошах Е и амидный Ысошах С производства фирмы С 1 агтапг (ФРГ) олефиновый полимер или сополимер - полиэтилен низкой плотности марки 15803-020 (ГОСТ 16337-77), полипропилен марки каплен 01030 (ТУ 2211-015-00203521-95), сополимер этилена с пропиленом марки СО 038 РЬ (концентрация звеньев пропилена 60 , производство фирмы Эникем, Италия),сополимер этилена с октеном марки Епае 8842 (производство фирмы ВОШ, США) функционализированный олефиновый полимер или сополимер, имеющий в своем составе функциональные группы, реакционноспособные по отношению к концевым функциональным группам ПЭТФ, - полиэтилен функционализированный марки ПФ-1 (ТУ РБ 03535279.015-97),содержащий в составе макромолекул привитые карбоксильные группы, сополимер этилена с пропиленом СО 038 Р 1, функционализированный прививкой 1 мас. глицидилметак ВУ 12692 С 12009.12.30рилата (плотность 0,93 г/см 3, показатель текучести расплава 12 г/ 10 мин при температуре 190 С И нагрузке 21,6 Н), И сополимер этилена с октеном Епае 8842, функционализированный прививкой 1 мас. глицидилметакрилата (плотность 0,86 г/см 3, показатель текучести расплава 4 г/ 10 мин при температуре 200 С и нагрузке 21,6 Н) стабилизирующую добавку, включающую стабилизаторы термической и термоокислительной деструкции смеси использованных полимеров - Иргафос 168 и Ирганокс 1098 производства фирмы СйЬа (Швейцария) окрашивающую добавку - оксид титана марки Стопос 2020 и оптический отбеливатель марки Увитекс производства фирмы СйЬа.В соответствии с прототипом материал для пластиковых карточек (МПК) получают следующим образом. Гранулированные ПЭТФ или сополиэфир на его основе смешивают в двухлопастном смесителе с полиакрилонитрилбутадиенстиролом.Затем эту смесь высушивают и экструдируют через одношнековый пластикатор (диаметр шнека 45 мм 1513 25), снабженный статическим смесителем, при температуре 265 С. Далее экструдат в виде прутка (стренги) охлаждают в воде и гранулируют. Полученный гранулят используют для получения экспериментальных образцов литьем под давлением,а также определения значений показателя текучести расплава. Во всех экспериментах используют гранулят, высушенный до остаточной влажности не более 0,03 .Литье образцов осуществляют на термопластавтомате ДГ 3121-16 П. Изготавливают образцы в виде брусков 80104 мм для определения ударной вязкости по Шарли в соответствии с ГОСТ 4647-80 (используют образцы с острым надрезом). Текучесть материала при переработке литьем под давлением оценивают по длине затекания расплава в оформляющую полость, выполненную в виде спирали Архимеда с сечением в виде полукруга диаметром 4 мм.Определение показателей свойств осуществляют не менее чем через сутки после изготовления образцов. Показатели свойств приведены в таблице.Примеры 3 -1 6 характеризуют составы и свойства МПК, полученных в соответствии с формулой изобретения. Технология получения материалов такая же, как и в примерах 1-2,за исключением того, что вместо полибутилентерефталата в качестве модифицирующей добавки используют полиакрилонитрилбутадиенстирол, полярный воск, полиолефин, стабилизирующую и окрашивающую добавки (примеры 3-10). Получение и испытания экспериментальных образцов осуществляются так же, как и в примерах 1-2.В примерах 11-16 вместо полиолефина используется функционализированный полиолефин или смесь исходного и функционализированного полиолефинов.Из результатов экспериментальных данных, представленных в таблице, можно сделать следующее заключение.Использование предложенной полиэтилентерефталатной композиции позволяет по сравнению с прототипом повысить ударную вязкость в 1,8-5,5 раз. При этом существенно(в 1,8-2,6 раз) повышается длина пути затекания расплава в оформляющую полость литьевой формы (спираль Архимеда), что свидетельствует об улучшении формуемости полимерного материала при получении из него литьем под давлением таких тонкостенных изделий, как пластиковая карта (толщина стенки карточки обычно составляет 0,7-0,9 мм).Технический эффект от использования предполагаемого изобретения заключается в следующем. Полиакрилонитрилбутадиенстирол в сочетании с полярным воском обеспечивают формирование частично совместимой смеси с ПЭТФ и полиолефином при обеспечении тонкодисперсного распределения компонентов. Повышенная ударная вязкость материала по сравнению с прототипом при этом обеспечивается за счет создания в нем микрогенерогенной структуры с частичной совместимостью компонентов, что приводит к разрушению материала при ударном воздействии по механизму мультиплетного крейзообразования.ИССЛЕДОВЗННЪПЕ СОСТЗВЬП И ПОКЗЗЗТЕЛИ СВОЙСТВ ПОЛИЭФИРНЪПХ КОМПОЗИЦИОННЬПХ МЗТЕРИЗЛОВ ДЛЯ ПЛЗСТИКОВЬПХ картКомпоненты, их концентрация мас. И показатели свойств полиэфирных композицийПОЛИЭТИПСН НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ ПОПИПрОПИЛСНСОПОПИМСр ЭТИПСНЗ С ПрОПИПСНОМ СОПОПИМСр этилена С ОКТСНОМДИОКСИД титана ОПТИЧССКИЙ ОТОСПИВЗТСЛЬпоказатель текучести расплава, г/ 10 мин длина пути затекания расплава при литье под давлением, смударная вязкость по Шарпи, КДЖ/М 2