Reometryczne badania procesu sieciowania polietylenu i kopolimerów etylenu wobec nadtlenków. Cz. III. Wpływ stężenia i rodzaju nadtlenku na szybkość procesu

• Autorzy: Uhniat M. , Kudła S. , Zemlak M. , Balcerowiak W.

Warianty tytułu

EN

Rheometric studies on the process of polyethylene or its copolymers' crosslinking in the presence of peroxides. Part III. Effects of the concentration and type of peroxide on the process rate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stosując metodę reometryczną porównano kinetykę procesu sieciowania polietylenu małej gęstości (PE-LD) wobec trzech handlowych nadtlenków organicznych: dikumylu ("Di--Cup R"), t-butylokumylu ("Interox BCUP") i 2,5-dimetylo--2,5-di-(t-butyloperoksy)-heksynu-3 ("Interox DYBP"). Metodami TA-TG i DSC oznaczono zakresy temperatury rozkładu samych badanych nadtlenków. Wszystkie one ulegały termicznemu rozkładowi w przedziale temperatury 170-200 °C. Badano reometrycznie proces sieciowania PE-LD w temp. 170-200 °C pod wpływem nadtlenków wprowadzanych w stężeniu od 1,0 do 3,0 % mas. W rozważaniach kinetycznych przyjęto schemat procesu sieciowania i wynikający z niego model równania kinetycznego odnoszący się do nierozgalęzionych reakcji łańcuchowych. Pozwoliło to na wyznaczenie z charakterystycznych parametrów krzywych reometrycznych współczynników równania kinetycznego [równanie (12)], a następnie stałych szybkości zmian momentu skręcającego (k(x)) w procesie sieciowania oraz energii aktywacji (E(a)) tego procesu inicjowanego trzema wybranymi nadtlenkami. W badanym zakresie temperatury nadtlenek dikumylu był najskuteczniejszy w reakcji sieciowania; umożliwiał on osiąganie największych wartości maksymalnego momentu skręcającego (M(maks)) w najkrótszym czasie, przy czym E(a) procesu wynosiła 119,2 kJ/mol. Wartości E(a) procesu sieciowania wobec pozostałych dwu nadtlenków były wyraźnie większe, a uzyskiwane w tych przypadkach wartości Mmaks były ok. dwa razy mniejsze niż M(maks) osiągane wobec nadtlenku dikumylu.

EN

Kinetics of the processes of low density polyethylene (PE-LD) crosslinking in the presence of three commercial organic peroxides: dicumyl (Di-Cup R), t-butylcumyl (Interox BCUP) or 2,5-dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexyne (Interox DYBP) ones were compared using rheometric method. Ranges of the peroxides themselves decompositions temperatures were determined using TA-TG and DSC methods. All of them underwent thermal decompositions in the range of temperature 170-200 °C (Table 1, Figs. 1 and 2). Rheometric studies on PE-LD crosslinking process were carried out in the range of temperature 170-200 °C in the presence of peroxides used in concentrations from 1.0 to 3.0 wt. %. Scheme of crosslinking process with the model of kinetic equation resulted from it, related to non-branched chain reactions, were assumed in kinetic considerations. All this enabled to determine the kinetic equation coefficients [equation (12), Table 31 from characteristic parameters of rheometric curves (Table 2) and then to determine rate constants of torque changes (k(x)) in the crosslinking process (Table 4) as well as activation energies (E(a)) of the processes activated with one of three chosen peroxides (Table 5). Dicumyl peroxide appeared to be most effective in the crosslinking process in the temperature range investigated. It allowed reaching the highest values of maximal torque (M(max)) during the shortest time and E(a) of the process was 119.2 kJ/mol. E(a), values of crosslinking processes in the presence of the other peroxides were significantly higher, while M(max) values were in those cases approximately twice lower than M(max) values reached in the presence of dicumyl peroxide.

Słowa kluczowe

PL

polietylen; reometria; sieciowanie; nadtlenki organiczne; kinetyka; energia aktywacji

EN

polyethylene; rheometry; crosslinking; organic peroxides; kinetics; activation energy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 49, nr 3
• Strony: 180--186
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Uhniat M.

• Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia, ul. Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle

autor

Kudła S.

• Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia, ul. Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle

autor

Zemlak M.

• Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia, ul. Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle

autor

Balcerowiak W.

• Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia, ul. Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle

Bibliografia

• 1. Uhniat M., Zemlak M., John J., Szulc R.: Polimery 2003, 48, 709.
• 2. Uhniat M., Zemlak M., Kudla S.. Balcerowiak W.: Polimery 2003, 48, 816,
• 3. Coran A. Y,: Rubber Chem. Technol. 1964, 37, 689.
• 4. Manley T, R., Quayyum M. M.: Polymer 1973, 14, 136.
• 5. Simunkova D., Rado R., Mlejnck O.: J. Appl. Sci. 1970, 14, 1825.
• 6. Manley T. K, Qayy um M. M.: Polymer 1971, 12, 177.
• 7. Borsig E., Szocs F.: Polymer 1982, 22, 1400.
• 8. Boer J., Pennings A. J.: Polymer 1982, 23, 1944.
• 9. Kampouris E. M., Andreopoulos A. G.: T. MA, Sri, 1987, 34, 1216.
• 10. Mikheev Y. A.: Khim Fiz. 1991,10, 715.
• 11. Navarra S., Maillard B.: J. Myra. Sci., Part A: Polym_ Chem. 2000, 38, 2957.
• 12. Abraham D., George K. E., Francis D. J.: lingo). Milkromal. Chem. 1992,200, 15.
• 13. Vogel J., Heinze C.I Angew. Makromal Chem. 1993, 207, 157.
• 14. Kapishnikov Y. V., Kalinins M.: Modifir. Polimer. Mater. (Riga) 1980, 9, 30.
• 15. Kapishnikov Y. V., Kalinins M.: Latv. PSR Zinat. Akad. Vestis, Ser. 1981, 2, 195.
• 16. Yamazaki T., Seguchi T.: I. Part A: Polym. Cheer. 1997, 35,279.
• 17. Yamazaki T., Seguchi T.: Sci., Part A: Polym. Chem, 1999, 37, 349.
• 18. Yamazaki T., Seguchi T.: J, Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2000, 38, 3099.
• 19. Kurian P. F., George K. E., Francis D. J.: Eur. Polym. J. 1992, 28, 13.
• 20. Nawarre S., Maillard B.: J. Polym, Sci., Part A: Myra, Chem. 2000, 38, 2963.
• 21. Kim D. Hoo: Pollimo 1 98 4, 8, 44; wg C.A. 1984, 100:192 473.
• 22. Abraham D., George K. E., Francis D. J.: I. Appl, Polym. Sci, 1998, 67, 789.
• 23. Pigoń K. Ruziewicz Z.: „Chemia fizyczna", PWN, Warszawa 1981.
• 24. Kunert K A.: „Chemiczne sieciowanie polietylenu", IPPT PAN, 1976,
• 25. Porejko S., Fejgin Zakrzewski L.: „Chemia związków wielkocząsteczkowych", WNT, Warszawa 1974.
• 26. Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, t. 6., John Wiley and Sons, Nowy Jork 1985, 387-389,
• 27. Informacja techniczna na temat nadtlenków organicznych INTEROX, firmy Peroxid-Chemie GmbH (1990),