CS219652B1 - Zmes na báze polypropylénu s regulovatelnými reologickými, stabilizačnými, popřípadě orientačnýmí i krystalickými vlastnosťami - Google Patents

Abstract

Predmetom vynálezu je sposob zlepšenia a regulovania Teologických, stabilizačných, popřípadě : orientačných vlastností ako i kryštalinity polypropylénu a jeho zmesí. Tento sposob sa vyznačuje tým, že k polypropylénu sa přidá 0,02 až 0,25 % s výhodou 0,02 až 0,15 % poly(etylén) oxid s molekulovou hmotnosťou 75 000 až 5 000 000 s výhodou 100 000 až 900 000 so širokou, ako aj úzkou distribúciou 1 molekulových hmotnosti, popřípadě zmes 0,1 až 0,3 % poly(etylén) oxidu s 0,1 až 0,5 % s výhodou 0,3 až 0,4 % stearánu zinočnatého, všetky koncentrácie vypočítané na polymér, pri pomiešaní do práškového polypropylénu před zhotovením pigmentových koncentrátov s výhodou pri použití turbolentnej rýchlomiešačky. Po dobrom mechanickom zmiešaní polypropylénu s vyššie uvedenými činidlami ako aj s pigmentami, popřípadě aj s inými ingredientami zmes sa taví v extrúderi a zvlákňuje. Okrem uvedených znakov predmetu vynálezu existujú aj ďalšie možné varianty. Předkládaný vynález je možné použit’ furlvýrobe . polypropylénových vlákien alebo hodvábu, ako aj i | pri dalších tvarovaných výrobkoch.

Description

Predmet vynálezu je zmes na báze polypropylé- ; nu s regulovatelnými Teologickými, stabilizačnými, * popřípadě orientačnými í krystalickými vlastnosťami ktorá obsahuje malé množstvá poly(etylén) oxidu, popřípadě zmes poly(etylén) oxidu so stea- i ránom zinočnatým.

Modifikácia reológie polypropylénu ako aj jeho i , zmesi s pigmentami a s dalšími ingredientami je efektívna pre zlahčenie a zrýchlenie spracovatel’nosti týchto polymérov. Veíký počet pigmentov sa • podieTa na tokových vlastnostiach taveniny hlavně i zvyšováním jej viskozity, teda ako brzdiaci element, čo znamená, že pre dosiahnutie správnej viskozity třeba vyššie teploty. V posledných 10—15 rokoch sa objavil velmi obmedzený počet práč, ktorý poukazuje na váčší alebc- menší vplyv mikioprídavkcv jlektorých jednotlivých iátok nazvý; šenie tekutosti tavením čistýchpolyolefínov. Tento vplyv bol vysvětlený ako výsledok vzájomného ;

| pósobenia nízkomolekulových prídavkov s nadmo- í i lekulovými štruktúrami polymérov v taveninách. i Pódia týchto práč vzájomného pósobenia přidav- . kov so štrukúrnymi elementární čistých polyolefínov sa realizuje pri rozpúšťaní polyméru s prídav[ kom v spoločnom rozpúšťadle s ich následuj úcim ; oddělováním z roztoku, ale len ťažké, ako výsledok mechanického zmiešania, aj keď zmiešanie je ; velanásobné a velmi intenzívně (G. P. Andrianová, N. F. Bakeev, p. V. Kozlov, Vysokomolekuljarnye soedinenija, 1971, A 13, N° 2, str. 266—275).

V literatúre, vrátane aj patentovej chýbajú údaje

I o modifikácii a regulovaní súčasne dvoch, poprípai de viac vlastností polypropylénu a to takých ί žiadúcich ako je tekutost’ taveniny, tepelná stabilita i popřípadě orientácia a kryštalinita pri účinku i malých množstiev přidaných látok ako sú polyetylén) oxid a zmes poly(etylén) oxidu so stearánom ; zinočnatým. Je známe to, že zo všetkých polyolefí: nov polypropylén je najmenej odolnější proti , oxidácii a termodeŠtrukcíi. Pri hrubostenných výrobkoch a vláknach s hrubými titrami často sa ; pozorujú nejednorodé štruktúrne formácie. Preto sa pridávajú modifikátory, ktoré zabezpečujú hoi mogénnu štruktúru v priereze skúmaného materiálu. Táto homogennosť štruktúry je zvlášť potřebná pri vyšších titroch, kde len za pomoci chladenia j móže dójsť k vytvoreniu rozdielnej štruktúry medzi povrchom a stredom vlákna. Pri príprave Strukturálně stálých a do určitej miery elastických koneč ných vlákien a fólií sa vyžaduje kompromis medzi snahou získat’ vysokú a stálu orientáciu, pri ktorej je znížená pohyblivost’ molekúl a snahou získať elastické vlastnosti, kde je pohyblivost’ molekúl zváčšená. Zatiaf nie sú použité malé množstvá poly(etylén) oxidu alebo zmesi poly(etylén) oxidu so stearánom zinočnatým na zlepšeme a regulova- í nie Teologických, stabilizačných, popřípadě orien- ^: tačných vlastností ako i kryštalinity polypropylénu j ! a jeho zmesi s ingredientami, bežne používanými j pri príprave vlákien a ďaíších výrobkov.

Navrhovaná zmes na báze polypropylénu podlá I i tohto vynálezu sa vyznačuje tým, že na 100 ^? hmotnostných podieíov polypropylénu obsahuje i : 0,02 až 0,25 podieíov s výhodou 0,02 až 0,15 ! podieíov poly(etylén)oxidu s molekulovou hmot nosťou 75 000 až 5 000 000 s výhodou 100 000 až 900 000 so širokou ako aj úzkou distribúciou molekulových hmotností, popřípadě zmes 0,1 až ¹ 0,3 podieíov poly(etylén) oxidu s 0,1 až 0,5 ; podieíov s výhodou 0,3 až 0,4 podieíov stearánu i zinočnatého. Poly(etylén) oxid ako aj jeho zmesi so ; stearánom zinočnatým pri prevádzkových podmienkach sa majú přidávat’ do práškového polypropylénu před zhotovením pigmentových koní centrátov pri použití turbolentnej miešačky. Dalej je možnost’ pridania aditíva buď před homogenizá¹ ciou vo formě granulovaného koncentrátu pripraí veného do práškového polypropylénu, popřípadě ;

ako čistá látka alebo před granuláciou polyméru.

¹ Zmiešanie aditíva s polyprópylénom a jeho zmesa: mi je odskúšané v prevádzkových zmiešovacích zariadeniach za běžných podmienok. Potom sa : zmes taví v taviacom zariadení a tvaruje. Teplota tavenia je 190 až 415 °C. Tavné indexy sa stanovili i na plastomeri Gotfert podlá normy. Tepelná stabilita polypropylénu sa posudzovala zo stanovených hodnot indexu degradability. Stupeň kryštalinity bol stanovený flotačnou metodou a orientácia : i metodou optického dvoj lomu.

Ako výhoda vyššie uvedeného vynálezu sa javí použitie prídavkov v malých množstvách prístupί ných, lacných a netoxických látok ako sú poly(ety¹ lén) oxid, popřípadě zmes poly(etylén) oxidu so i stearánom zinočnatým pre zlepšenie a regulovanie tekutosti taveniny, tepelnej stability, popřípadě orientácie a kryštalinity polypropylénu a jeho zmesi, ktoré majú aplikačný význam. Přitom vyššie ' : uvedené malé množstvá poly(etylén)oxidu alebo | jeho zmesi so stearánom zinočnatým sú schopné pósobiť v širokom rozsahu teploty, čo poukazuj e na stálost’ ich účinku. Dalej změny tekutosti taveniny, tepelnej stability a orientácie polyméru sú prudké ! a neaditívne na přidaných malých množstvách i poly(etylén)oxidu. Pri určitých malých množstvách _: ; poly(etylén)oxidu v polypropyléne podlá vyššie uvedeného vynálezu nastáva vzájomné spolupóso: benie týchto zložiek, ktoré je vyššie ako súcet pósobení jednotlivých látok na vyššieuvedené .

! vlastnosti. Preto okrem pósobenia medzištruktúr, nej a štruktúrnej plastifikácie v zmesi podfa vyššie j uvedeného vynálezu je aj novýúčinok — synergiz mus poly(etylén)oxidu s polymérom, popřípadě aj s dalšími zložkami polymérneho systému, ktorý dodatočne zvyšuje neaditivita v tekutosti taveniny a súčasne sa zlepšuje tepelná stabilita, popřípadě sa zvyšuje orientácia a mění kryštalinita. Výrazné zvyšovanie tekutosti taveniny umožňuje zlepšenie zvlákňovacieho procesu a vóbec tvarovanie výrobkov, rozšiřuje sa teplotný interval ich spracovania a to najma v žiadúcich nižších teplotách. Ako i dodatočná výhoda pri použití poly(etylén)oxidu je : zriíženie potrebnej energie zvlákňovacieho zariadenia. Dalšia výhoda vyššie uvedeného vynálezu je přístupný, jednoduchý a ekonomický postup, poi užívajúci mechanické miešanie a tavenie — běžné i pracovné stupně pri príprave vlákien a plastikári skych výrobkov. Tým sa odstraňuje ťažko realizoI vateíný, neekonomický a nehygienický postup, pri í ktorom sa používajú velké množstva rozpúšťadla pre rozpúšťanie velkého množstva polyolefínu pre ; jeho dobré zmiešanie s činidlom s následujúcim i zrážaním polyméru. Preto aj pre ďalšie už uvedené | výhody je zmes pódia vyššie uvedeného vynálezu technicky výhodnejšia.

Příklad 1

Sledovala sa účinnost’ samotného poly(etylén)oxidu s molekulovou hmotnosťou 600 000 (A) ako • i kombinácie (A) so stearánom zinočnatým (B) • v zmesi s práškovým nestabilizovaným polypropy! lénom obchodnej značky TatrenHPF 411 — tabulka 1.

Tabulka 1

Použité přídavky v podieloch	Stupeň kryštalinity v %	Index degrada- bility	Tavný index pri 230 °C v g/10 min
A	B ’
0,00	0,0	58,19	3,2	32,6
0,02	0,0	58,93	2,1	64,3
0,03	0,0	58,93
0,04	0,0	58,93	2,1
0,05	0,0	58,93	1,9	73,2
0,06	0,0	60,08
0,08	0,0	61,84
0,10	0,0	61,84	1,9	69,8
0,15	0,0		2,0	68,0
0,20	0,0	64,67	2,1	66,1
0,25	0,0	64,67	2,1	65,3
0,20	0,1	58,93
0,20	0,2	58,93
0,20	0,3	56,61
0,20	0,4	56,61

Získané hodnoty sa porovnávali s hodnotami čistého Tatrenu HPF 411 bez prídavkov — tabulka

1. Miešanie zmesi sa previedlo v turbolentnej rýchlomiešačke TR-400 pri 600 obrátkách za min v priebehu 5 min. Mechanické miešanie zmesi v laboratómom mixéri v priebehu 10 min bolo tiež [

21965?

[ uspokojivé. Pomiešaná vzorka sa tavila v extrúderj j s priemerom šneku 16 mm a zvlákňovála. Podí mienky tavenia a zvlákňovania boli: teplota taviaI cich zón a zvlákňovacej hlavy 240 °C, tlak před ; ^čerpadlom 8 MPa, tlak za čerpadlom 2 MPa, j dávkovanie 20 g/igip, zvlákňovacia rychlost’ 130 I m/min, počet otvorov v hubici 20, priemer otvoru hubice 0,3 mm, dížka kapiláry hubice 6 mm. Z tabulky 1 je vidieť, že pri účinku malých množstiev ί poly(etylén)oxidu je možné značné zvýšiť tekutosť ΐ taveniny polyméru a tepelnú stabilitu nestabilizo! váného polypropylénu. Přitom najváčšie zvýšenie i tekutosti taveniny polyméru odpovedá jeho najváčšej tepelnej stabilitě. Vyššie uvedené změny dvoch vlastností móžu byť spojené so zvýšením [ , stupňa kryštalinity, napr. pri účinku 0,1 až 0,25 J podielov poly(etylén)oxidu a bez zvýšenia stupňa i kryštalinity, napr. pri přídavku 0,02 až 0,05 podie- j lov poly(etylén) oxidu. Dalej je vidieť, že prii přídavku malých množstiev zmesi stearánu zinoč^! natého a poly(etylén)oxidu je možné mierne ρούπι ciť stupeň kryštalinity polyméru. Vyššie uvedené malé množstva činidiel pósobia v širokom rozsahu teploty — od obyčajných teplot, pri ktorých sa i stanovujú kryštalinity až po teploty stanovenia in(dexu degradability, 280 °C a vyššie — tabulka 1.

’ Příklad 2

Obdobný postup ako v příklade 1. Rozdiel je len i v tom, že sa hodnotila účinnosť mikromnožstiev samotného poly(etylén)oxidu s molekulovou hmotnosťou 600 000 v róznych koncentráciách do granulovaného a stabilizovaného polypropylénu obchodnej značky Mosten 55.212 -I- 0,2 podiely Titan Bayer R-KB-2 4- 0,2 podiely trilauryltritiofosfitu a sa miešalp o 5 min viac. Mosten 55.212 bol raz pomletý na mlynčeku Apex s priemerom oka na . sitku 1,96 mm. Teplota taviacich zón a zvlákňova- . cej hlavy bola 300 °C. Táto zvýšená teplota ako aj přítomnost’ trilauryltritiofosfitu boli potřebné pre deštrukciu polypropylénu. Získané hodnoty sa porovnávali s hodnotami tejto istej zmesi bez poly(etylén)oxidu — tabufka 2.

Tabulka 2

Poly/etylén/oxid s molekulovou hmot-

nosťou 600 000 v podieloch	0,00	0,02	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25
Optický dvojlom . 103	1,14	1,26	2,31	3,38	3,21	2,87	2,40
Index degradability	2,3	2,1	2,1	1,9	1,7	2,0	2,1

Vyššie uvedená zmes podía vynálezu má aplikačný význam pre optimalizáciu vlastností pri ? príprave spracovatelských polymérnych systémov i v tomto čísle polypropylénových vlákien a plášti- í kárskych výrobkov.

Ž tabulky je’vidieť, že v závislosti od koncentrácie* poly(etylén)oxidu sa orientácia vyššie uvedeného polymérneho systému móže zvyšovat’ mierne, do vyšších a potom do vysokých hodnot. Přitom sa ¹ tepelná stabilita polyméru mierne zvyšuje.

PREDMET

Claims (2)

1. Zmes na báze polypropylénu s regulovatelnými reologickými, stabilizačnými, popřípadě orientač! nými i kryštaíickými vlastnosťami, vyznačujúci sa í tým, že na 100 hmotnostných podielov polypropy-,.

   lénu obsahujú 0,02 až 0,25 podielov, s výhodou 0,02 až 0,15 podielov poly(etylén)oxidu s molekulovou hmotnosťou 75 000 až 5 000 000, s výhodou 100 000 až 900 000, so širokou, ako aj úzkou '

   5( distribúciou molekulových hmotností, popřípadě zmes 0,1 až 0,3 podielov poly(etylén)oxidu s 0,1 až 0,5 podielov s výhodou 0,3 až 0,4 podielov stearánu zinočnatého.