ES2273279T3 - Composiciones polimericas de buteno-1 irradiadas. - Google Patents
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Abstract
Una composición que comprende: A. 0, 05% en peso a 15% en peso, de un material poli- mérico de buteno-1 irradiado, con una resistencia de la masa fundida mayor de 1 cN y un módulo Young inferior a 1000 MPa; y B. 85% en peso a 99, 95% en peso, de un material polimérico de buteno-1 no irradiado; en donde la suma de los componentes de A y B es igual al 100% en peso.
Description
Composiciones poliméricas de
buteno-1 irradiadas.
Esta invención se refiere a un material
polimérico de buteno-1 irradiado con una alta
resistencia y plasticidad de la masa fundida, y composiciones del
mismo con propiedades de cristalización mejoradas.
Es sabido que los polímeros de
buteno-1 proporcionan buenas propiedades en términos
de resistencia a la presión, resistencia al impacto y resistencia a
la deformación. Sin embargo, la fabricación de tales materiales es
un proceso lento debido a la dificultad de obtener el material en
forma de granza. Esta dificultad se cree que es un resultado de la
baja proporción de cristalización del polibuteno-1 y
la baja dureza de los cristales de la forma II (metastable) del
polibuteno-1. El polibuteno-1
presenta polimorfismo, que incluye las formas I de cristal
(hexagonal maclado), II (tetragonal) y otras formas menos
corrientes. La forma metastable II se produce por la cristalización
de la masa fundida y a continuación, la transformación en la forma
I. El proceso de cristalización a partir de la masa fundida inerte
(no deformada) en la forma II es un proceso muy lento, que aumenta
al aumentar el peso molecular. Se han identificado un número de
agentes nucleantes heterogéneos para la cristalización de la masa
fundida del polibuteno-1 en la técnica anterior,
como p. ej., el grafito, amidas orgánicas, ácidos orgánicos
carboxílicos, y ácidos sulfónicos aromáticos y sus sales. Estos
agentes nucleantes afectan la cinética de la cristalización y la
morfología resultante, como p. ej., la dureza, resistencia a la
tracción y distorsión térmica. Sin embargo, la proporción de
cristalización de la masa fundida no es todavía satisfactoria para
la explotación industrial y continúa siendo una necesidad el poder
disponer de agentes nucleantes capaces de aumentar las proporciones
de cristalización del polibuteno-1 y sus
copolímeros.
Es conocido también que mediante la irradiación
de los homopolímeros del propileno, los copolímeros al azar del
propileno con etileno o una alfa-olefina de 4 a 10
átomos de carbono, o terpolímeros al azar de propileno con etileno
y/o una alfa-olefina de 4 a 8 átomos de carbono de
acuerdo con los procedimientos de las patentes US 4.916.198 y
5.047.446, se puede obtener un material polimérico de propileno con
una alta resistencia de la masa fundida o una alta viscosidad de
alargamiento por endurecimiento por deformación, a saber, una mayor
resistencia al estiramiento cuando el material polimérico de
propileno fundido es estirado, en ausencia de reticulación y/o
gelación. Mezclas de materiales poliméricos de propileno irradiado
con un material polimérico de propileno no irradiado, se describen
en la patente US 4.916.198 y mezclas de materiales poliméricos de
propileno no irradiado y otros polímeros, tales como polietileno, se
describen en la patente US 5.047.446. El material polimérico de
etileno de alta resistencia de la masa fundida, ha sido descrito en
la patente US 5.508.319. La alta resistencia de la masa fundida o
la alta viscosidad de alargamiento por endurecimiento por
deformación de los polímeros de propileno irradiado ha hecho posible
extender la aplicación de los polímeros de propileno más allá de lo
que se podría lograr con polímeros convencionales de propileno
debido a la baja resistencia de la masa fundida de los polímeros
convencionales de propileno. Sin embargo, la extensión de la
aplicación de estos materiales poliméricos de propileno de alta
resistencia de la masa fundida, se ha visto limitada por su falta
de plasticidad. Para solucionar esta falta de plasticidad, se han
efectuado diferentes tentativas. Por ejemplo, se ha irradiado un
material a base de un polímero plástico para aumentar la resistencia
de la masa fundida o se ha mezclado un material polimérico de
propileno de alta resistencia de la masa fundida, con un material
polimérico plástico. La patente US 6.306.970 describe una
composición irradiada que contiene un material polimérico de
propileno y un polímero de propileno de baja cristalinidad, con una
mejor resistencia de la masa fundida y mejor plasticidad. Sin
embargo, el empleo de dichos polímeros de propileno no se extiende
a las aplicaciones tales como las espumas, las cuales son más
idóneas para los polímeros de 1-buteno.
Los polímeros de buteno-1 son ya
conocidos por tener buenas propiedades de plasticidad. La solicitud
de patente internacional PCT/EPO3/03593 describe copolímeros de
buteno-1 no irradiados que tienen una mejor
resistencia de la masa fundida. Sin embargo, estos valores son
todavía insatisfactorios para muchas aplicaciones, y por lo tanto
continúa existiendo la necesidad de un material polimérico de
buteno-1 que tenga una resistencia potenciada de la
masa fundida, al mismo tiempo que mantenga o mejore los valores de
la plasticidad.
Los solicitantes han descubierto inesperadamente
un material polimérico de buteno-1 irradiado, que
tiene una alta resistencia de la masa fundida y plasticidad, de
forma que es capaz también de proporcionar una excelente nucleación
para materiales poliméricos de buteno-1 no
irradiados aumentando con ello su proporción de cristalización.
En una versión, la presente invención se refiere
a una composición que comprende:
- A.
- 0,05% a 15% en peso de un material polimérico de buteno-1 irradiado, con una resistencia de la masa fundida mayor de 1 cN y un módulo Young inferior a 1000 MPa; y
- B.
- 85% en peso a 99,5% en peso de un material polimérico de buteno-1 no irradiado;
en donde la suma de los componentes
A y B es igual al 100% en
peso.
Otra versión de la presente invención comprende
un material polimérico de buteno-1 irradiado
obtenido por irradiación de un material polimérico de
buteno-1 escogido de:
- (a)
- un homopolímero de buteno-1;
- (b)
- un copolímero o terpolímero de buteno-1 con etileno, propileno o alfa-olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, oscilando el contenido en comonómero desde 1 mol% a 15 moles%;
y;
- (c)
- mezclas de los mismos;
con una radiación de alta energía
ionizante con una dosificación total de radiación de 5 a 45 Mrad, en
un ambiente en el que la concentración de oxígeno activo es
inferior al 15% en volumen; en donde el polímero de
buteno-1 irradiado tiene una resistencia de la masa
fundida mayor de 1 cN y un módulo de Young inferior a 1000
MPa.
Todavía otra versión de la presente invención
comprende una composición que comprende:
- C.
- 5% en peso a 95% en peso de un material polimérico de buteno-1 irradiado escogido de:
- (1)
- un homopolímero de buteno-1;
- (2)
- un copolímero o terpolímero de buteno-1 con etileno, propileno o alfa olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, oscilando el contenido de comonómero desde 1 mol% hasta 15 moles%; y
- (3)
- mezclas de los mismos; y
- D.
- 5% en peso a 95% en peso de un material polimérico de propileno no irradiado, y mezclas de los mismos;
en donde la suma de los componentes
de C y D es igual al 100% en
peso.
Otra versión de la presente invención comprende
un procedimiento para la nucleación de un material polimérico de
buteno-1 no irradiado, que comprende:
- (1)
- irradiación de un polímero de buteno-1 escogido de:
- (a)
- un homopolímero de buteno-1;
- (b)
- un copolímero o terpolímero de buteno-1 con etileno, propileno o alfa-olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, oscilando el contenido en comonómero desde 1 mol% a 15 moles%; y
- (c)
- mezclas de los mismos;
con una radiación de alta energía
ionizante a una dosificación total de radiación de 5 a 45 Mrad, en
un ambiente en el cual la concentración de oxígeno activo es
inferior al 15% en volumen; en donde el polímero
buteno-1 irradiado tiene una resistencia de la masa
fundida mayor de 1 cN y un módulo de Young inferior a 1000
MPa;
- (2)
- tratamiento del polímero de buteno-1 irradiado obtenido en el paso (1) para desactivar substancialmente todos los radicales libres presentes en el polímero de buteno-1 irradiado, con lo que se produce un polímero de buteno-1 con una alta resistencia de la masa fundida;
- (3)
- mezclado del polímero de buteno-1 con una alta resistencia de la masa fundida, obtenido en el paso (2), con un material polimérico de buteno-1 no irradiado, con lo cual se obtiene una composición de polímeros mezclados; y
- (4)
- mezclado de la composición de polímeros mezclados
por todo lo cual, la proporción de
cristalización del material polimérico de buteno-1
no irradiado,
aumenta.
El material de partida para la fabricación de
polímeros de buteno-1 irradiados y material
polimérico de buteno-1 no irradiado son material
polimérico de buteno-1 escogido de:
- (a)
- un homopolímero de buteno-1;
- (b)
- un copolímero o terpolímero de buteno-1 con etileno, propileno o alfa-olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, oscilando el contenido de comonómero desde 1 mol% a 15 moles%; en donde el etileno, si está presente, tiene de preferencia una concentración de 1 a 10 moles%, con más preferencia de 2 moles% a 5 moles%, y el propileno ó \alpha-olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, si están presentes, tienen de preferencia concentraciones de 2 moles% a 10 moles%; y
- (c)
- mezclas de los mismos.
\newpage
Los materiales de polímero
buteno-1 de utilidad, tienen una velocidad de flujo
de la masa fundida (MFR) de 0,5 a 150, de preferencia de 0,7 a 100,
y con mayor preferencia de 0,9 a 75 g/10 minutos.
Estos materiales poliméricos de
buteno-1, sus métodos de preparación y sus
propiedades, son ya conocidos en la técnica. Pueden obtenerse
polímeros de buteno-1 adecuados, empleando
catalizadores Ziegler-Natta con
buteno-1, como se describe en la patente WO
99/45043, o polimerizando el buteno-1 con
metaloceno, como se describe en la solicitud PCT/EP02/05087.
De preferencia, el polímero de
buteno-1 es un homopolímero o un copolímero
conteniendo hasta 15 moles% de propileno copolimerizado ó 10 moles%
de etileno copolimerizado, pero con mayor preferencia es un
homopolímero de buteno-1.
De preferencia, el homopolímero de
buteno-1 tiene una cristalinidad de por lo menos el
30% en peso cuando se mide por difracción de rayos X de ángulo
ancho después de 7 días, con más preferencia desde el 45% hasta
aproximadamente el 70% en peso, incluso con mayor preferencia desde
el 55% hasta el 60% en peso.
Los materiales poliméricos de
buteno-1 en las composiciones de la invención tienen
típicamente un peso molecular de por lo menos 50.000, de
preferencia por lo menos 100.000 daltons, con más preferencia desde
120.000 daltons hasta 1.500.000 daltons.
En un método para la preparación de material
polimérico de buteno-1 irradiado, de la invención,
se irradia un material polimérico de buteno-1 no
irradiado, en un ambiente en el cual la concentración de oxígeno
activo está establecida y mantenida a menos del 15% en volumen con
una radiación ionizante de alta energía. La radiación ionizante
debe tener la suficiente energía para penetrar la masa del material
polimérico para irradiar la extensión deseada. La radiación
ionizante puede ser de cualquier clase, pero de preferencia incluye
los electrones y los rayos gamma. Más preferidos son los haces de
electrones a partir de un generador de electrones con un potencial
de aceleración de 500-4000 kilovoltios. Se obtienen
resultados satisfactorios con una dosificación total de radiación
ionizante de 5 a 45 megarads ("Mrad"), de preferencia de 10
Mrad a 36 Mrad. Cuando se emplean dosificaciones por encima de los
36 Mrads, los polímeros de buteno-1 tienen una
homogeneidad ligeramente reducida. La radiación total puede
administrarse en dosis múltiples de 1 Mrad a 12 Mrads cada una, de
preferencia 6 Mrads a 12 Mrads cada
una.
una.
El material polimérico de buteno se irradia de
preferencia en un ambiente en el cual la concentración de oxígeno
activo es inferior al 5% en volumen, y con más preferencia inferior
al 1% en volumen. La concentración más preferida de oxígeno activo
es inferior a 0,004% en volumen. Después de la irradiación, el
material polimérico de buteno-1 irradiado se
mantiene en dicho ambiente, de preferencia durante un período de
hasta 10 horas, con más preferencia 1-8 horas. El
material polimérico de buteno-1 irradiado se trata a
continuación en un paso de desactivación o interrupción de
radicales libres, en donde el material polimérico de
buteno-1 irradiado se calienta en una atmósfera
inerte, de preferencia en atmósfera de nitrógeno, a una temperatura
de preferencia por lo menos 80ºC, pero inferior al punto de
ablandamiento del polímero, con mayor preferencia de 90ºC a 110ºC,
y se mantiene a esta temperatura de preferencia más de una hora, con
más preferencia de 2 a 15 horas. Alternativamente, el paso de
desactivación puede efectuarse mediante la adición de un aditivo que
funciona como una trampa de radicales libres, tal como por ejemplo,
el metil mercaptano. La desactivación de los radicales libres en el
paso de desactivación evita la degradación del material polimérico y
potencia la estabilidad de las propiedades físicas del material
irradiado. De preferencia, el paso de desactivación se efectúa
calentando en una atmósfera inerte.
La expresión "oxígeno activo" significa
oxígeno en una forma que reacciona con el material polimérico de
buteno-1 irradiado, y más particularmente con los
radicales libres del material. El requisito del contenido de oxígeno
activo del proceso de irradiación para el material polimérico de
buteno-1 puede lograrse mediante el empleo de vacío
o mediante la substitución de parte de todo el aire del ambiente con
un gas inerte tal como por ejemplo, nitrógeno.
Como se emplea en esta especificación, el
término "rad" significa la cantidad de radiación de ionización
que resulta de la absorción del equivalente de 100 ergios de
energía por gramo de material polimérico mediante un dosímetro
colocado en la superficie del material olefínico que se irradia,
bien sea en forma de un lecho o capa de partículas, o un film u
hoja.
Los polímeros de buteno-1
irradiados de la invención tienen una resistencia de la masa fundida
mayor de 1 cN debido a la significativa viscosidad de alargamiento
por endurecido por deformación que tiene el material. De
preferencia, la resistencia de la masa fundida es de 1,5 cN, con más
preferencia, 10 cN a 30 cN.
Los polímeros de buteno-1
irradiados de las composiciones de la invención tienen un valor del
módulo de Young inferior a 1000 MPa, de preferencia de 100 MPa a
900 MPa, con más preferencia, 200 MPa a 800 MPa. Cuando el material
polimérico de buteno-1 irradiado es un homopolímero
de buteno-1, el módulo de Young está de preferencia,
entre 150 MPa y 300 MPa. Los expertos en la técnica reconocerán que
una reducción del módulo de Young refleja un aumento de la
plasticidad del material polimérico.
El polímero de buteno-1
irradiado contiene normalmente menos del 15% en peso de gel,
determinado por el ensayo en caliente de filtración sobre gel, en
donde el polímero se disuelve en una solución al 1% en peso de
xileno a 135ºC y a continuación se filtra a través de un tamiz de
acero inoxidable de 325 mallas. De preferencia, el material
polimérico de buteno-1 irradiado es inferior al 5%
en peso de gel, y con más preferencia, menos del 3% en peso de
gel.
Los solicitantes han descubierto inesperadamente
que el material polimérico de buteno-1 irradiado de
la presente invención puede emplearse ventajosamente como un agente
de nucleación para aumentar la velocidad de cristalización de la
masa fundida de material polimérico de buteno-1 no
irradiado. De acuerdo con una versión, la presente invención se
refiere a una composición que contiene:
- A.
- 0,05% en peso al 15% en peso de un material polimérico de buteno-1 irradiado, con una resistencia de la masa fundida mayor de 1 cN y un módulo de Young inferior a 1000 MPa; y
- B.
- 85% en peso a 99,95% en peso de un material polimérico de buteno-1 no irradiado,
en donde la suma de los componentes
A y B es igual a 100% en
peso.
Más específicamente, en mezclas con material
polimérico de buteno-1 no irradiado, el material
polimérico de buteno-1 irradiado está presente en
una cantidad desde 0,05% en peso hasta 15% en peso, de preferencia,
en una cantidad desde 0,1% en peso al 5,0% en peso, siendo el resto
de la composición el material polimérico de
buteno-1 no irradiado.
El material polimérico de
buteno-1 irradiado puede también formar parte de una
composición polimérica que contiene material polimérico de
propileno no irradiado. Todavía otra versión de la presente
invención comprende una composición que contiene:
- C.
- 5% en peso a 95% en peso de un material polimérico de buteno-1 irradiado escogido de
- (1)
- un homopolímero de buteno-1;
- (2)
- un copolímero o terpolímero de buteno-1 con etileno, propileno o alfa-olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, oscilando el contenido de comonómero desde 1 mol% a 15 moles%, y
- (3)
- mezclas de los mismos; y
- D.
- 5% en peso a 95% en peso de un material polimérico de propileno no irradiado, y mezclas de los mismos;
en donde la suma de los componentes
de C y D es igual al 100% en
peso.
El material polimérico de propileno no irradiado
puede escogerse de:
- (A)
- un homopolímero de propileno que tiene un índice isotáctico mayor del 80%, de preferencia 90% a 99,5%;
- (B)
- un copolímero de propileno al azar y una olefina escogidos de etileno y \alpha-olefinas de 4 a 10 átomos de carbono, que contienen de 1 a 30% en peso de dicha olefina, de preferencia del 5 al 20% en peso, y teniendo un índice isotáctico mayor del 60%, de preferencia mayor del 70%;
- (C)
- un terpolímero de propileno al azar y dos olefinas escogidas de etileno y \alpha-olefinas de 4 a 8 átomos de carbono, conteniendo del 1 al 30% en peso de dichas olefinas, de preferencia del 5 al 20% en peso, y teniendo un índice isotáctico mayor del 60%, de preferencia mayor del 70%;
- (D)
- una composición polimérica de olefinas, que contiene:
- (i)
- 10 partes a 60 partes en peso, de preferencia, de 15 partes a 55 partes, de un homopolímero de propileno que tiene un índice isotáctico de por lo menos el 80%, de preferencia del 90 al 99,5%, o un copolímero cristalino escogido de (a) propileno y etileno, (b) propileno, etileno y una \alpha-olefina de 4 a 8 átomos de carbono, y (c) propileno y una \alpha-olefina de 4 a 8 átomos de carbono, teniendo el copolímero un contenido en propileno de más del 85% en peso, de preferencia del 90% al 99%, y un índice isotáctico mayor del 60%;
- (ii)
- 3 partes a 25 partes en peso, de preferencia 5 partes a 20 partes, de un copolímero de etileno y propileno o una \alpha-olefina de 4 a 8 átomos de carbono que es insoluble en xileno a temperatura ambiente; y
- (iii)
- 10 partes a 80 partes en peso, de preferencia 15 partes a 65 partes, de un copolímero elastomérico escogido de (a) etileno y propileno, (b) etileno, propileno y una \alpha-olefina de 4 a 8 átomos de carbono, y (c) etileno y una \alpha-olefina de 4 a 8 átomos de carbono, el copolímero conteniendo opcionalmente 0,5% a 10% en peso de un dieno, y conteniendo menos del 70% en peso, de preferencia el 10% al 60%, con la mayor preferencia del 12% al 55% de etileno y siendo soluble en xileno a temperatura ambiente y teniendo una viscosidad intrínseca de 1,5 a 10,0 dl/g;
siendo el total de (ii) y (iii),
basado sobre el total de la composición polimérica de olefinas, del
50% al 90%, y el ratio en peso de (ii)/(iii) siendo menor de 0,4,
de preferencia 0,1 a 0,3, en donde la composición se prepara por
polimerización en por lo menos dos etapas;
y
- (E)
- mezclas de los mismos.
El material polimérico de propileno no irradiado
puede estar presente en cantidades desde el 5% en peso hasta el 95%
en peso, de preferencia el 20% en peso al 90% en peso, con más
preferencia, del 30% en peso al 80% en peso.
Para nuclear el material polimérico de
buteno-1 no irradiado, se mezcla primeramente con el
material polimérico de buteno-1 irradiado descrito
más arriba, y opcionalmente, el material polimérico de propileno no
irradiado descrito más arriba, en operaciones convencionales ya
conocidas en la técnica; las cuales incluyen por ejemplo, el estar
volteándose en un tambor, o con mezcladores a baja o alta velocidad.
La composición resultante se mezcla después en estado fundido de
cualquier manera convencional ya conocida en la técnica, en el modo
por partidas o en el modo contínuo, por ejemplo empleando un
mezclador Banbury, una máquina amasadora, o una extrusionadora de
un solo helicoide o de dos helicoides gemelos. El material puede a
continuación convertirse en granza.
A no ser que se especifique otra cosa, las
propiedades de los materiales y composiciones poliméricas de
olefinas, que se mencionan en los siguientes ejemplos han sido
determinadas de acuerdo con los métodos de ensayo descritos a
continuación:
La velocidad del flujo de la masa fundida
("MFR") se determinó mediante la norma ASTM D1238 a 230ºC a
2,16 kg, y se expresa en unidades de dg/minuto. El módulo de Young
se midió mediante la norma ASTM D1708-96. Los
solubles en xileno a temperatura ambiente ("XSRT") se
determinaron disolviendo 2,5 g de polímero en 250 ml de xileno a
temperatura ambiente en un recipiente equipado con un agitador, y
calentando a 135ºC con agitación durante 20 minutos. La solución se
enfrió a 25ºC sin dejar de agitar, y a continuación se dejó en
reposo sin agitación durante 30 minutos de forma que los sólidos
pudieran sedimentarse. Los sólidos se filtraron con papel de
filtro, la solución restante se evaporó por tratamiento con
corriente de nitrógeno y el residuo sólido se secó al vacío a 80ºC
hasta alcanzar un peso constante.
La resistencia de la masa fundida y la velocidad
de rotura se midieron en un aparato Goettfert Rheotens a 200ºC. El
aparato Rheotens consiste en dos ruedas cuenta vueltas montadas
sobre un sensible astil de balanza. Un hilo de masa fundida se
extrusionó por la tobera capilar y se tiró de él entre las ruedas
giratorias hasta la rotura del hilo. La velocidad de tracción fue
constante inicialmente para establecer una línea base de la fuerza.
A continuación se aplicó una aceleración constante. La fuerza máxima
que se midió durante el ensayo se tomó como la resistencia de la
masa fundida. La extensibilidad de la masa fundida se representó
mediante la velocidad a la rotura.
El promedio de peso y el número promedio de
pesos moleculares fueron medidos mediante cromatografía de
permeación sobre gel (GPC) empleando un aparato GPC
Waters-200 comercialmente adquirible en Polymer
Laboratories.
A no ser que se especifique otra cosa, todas las
referencias a partes, porcentajes y ratios de esta especificación
están expresadas en porcentajes en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
Este ejemplo ilustra la preparación de un
material polimérico de buteno-1 irradiado.
Polibuteno BR200, polímero (homopolímero de
buteno-1 por Basell USA Inc., con un flujo de masa
fundida de 0,9 g/10 min. a 230ºC y 2,16 kg, y peso del peso
molecular medio de 270.000 daltons), se introdujo en un tubo de
reacción de vidrio y se purgó con nitrógeno durante 1 hora para
asegurar que el polímero se encontraba en un ambiente exento de
oxígeno antes del tratamiento por radiación. Después del purgado, el
tubo de reacción se sumergió en hielo para evitar la fusión del
polímero durante la irradiación y a continuación se irradió con un
haz de electrones a 9 Mrads. El polímero irradiado se mantuvo en un
ambiente exento de oxígeno a temperatura ambiente durante 8 horas y
finalmente se calentó a 100ºC durante 12 horas antes de ser expuesto
al aire.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Este ejemplo ilustra la preparación de un
material polimérico de buteno-1 irradiado.
Un tubo de reacción de vidrio conteniendo el
homo-polímero buteno-1 del ejemplo
1, se purgó con nitrógeno durante 1 hora para asegurar que el
polímero estaba en un ambiente exento de oxígeno antes del
tratamiento por radiación. Después del purgado, el tubo de reacción
se sumergió en hielo para evitar la fusión del polímero durante la
irradiación, y a continuación se irradió 2 veces con un haz de
electrones a 9 Mrads en cada paso, proporcionando una dosificación
total de radiación de ionización de 18 Mrads. El polímero irradiado
se mantuvo en un ambiente exento de oxígeno durante 8 horas y
finalmente se calentó a 100ºC durante 12 horas antes de ser
expuesto al aire.
Ejemplo
3
Este ejemplo ilustra la preparación de un
material polimérico de buteno-1 irradiado.
Se preparó un material polimérico de
buteno-1 irradiado, de acuerdo con el ejemplo 2
excepto que el tubo de reacción que contenía el homopolímero de
buteno-1 se irradió 3 veces a 9 Mrads en cada paso,
proporcionando una dosificación total de radiación ionizante de 27
Mrads.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
Este ejemplo ilustra la preparación de un
material polimérico de buteno-1 irradiado.
Se preparó un material polimérico de
buteno-1 irradiado, de acuerdo con el ejemplo 2
excepto que el tubo de reacción que contenía el material polimérico
de buteno se irradió 4 veces a 9 Mrads en cada paso, proporcionando
una dosificación total de radiación ionizante de 36 Mrads.
Los resultados del ensayo para el polibuteno
BR200 no irradiado y el material polimérico de
buteno-1 irradiado obtenido en los ejemplos 1 a 4
están resumidos en la tabla I.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Como resulta evidente a partir de los datos de
la tabla I, el material polimérico de buteno-1
irradiado demuestra un aumento de la resistencia y ductilidad de la
masa fundida sobre el material polimérico de
buteno-1 no irradiado.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
5-17
Se preparó una serie de muestras mediante el
mezclado de homopolímero buteno-1 no irradiado
polibuteno BR200, empleado en el ejemplo 1, con las muestras
irradiadas obtenidas en los ejemplos 1 a 4. Los materiales
poliméricos de buteno-1 irradiados y no irradiados,
se mezclaron a temperatura ambiente y se extrusionaron a 204ºC en
una extrusionadora Berstorff de 42 mm, comercialmente adquirible en
Berstorff GmbH. Se efectuó la Calorimetría de Scanning Diferencial
("DSC") en un calorímetro de scanning diferencial
TA-2920, comercialmente adquirible de TA
Instruments. El método DSC incluía una espera de diez días después
del primer ciclo de calor y frío. Las composiciones y la temperatura
del pico de enfriamiento de los ciclos de enfriamiento del DSC
están resumidas en la tabla II.
Como resulta evidente a partir de los datos de
la tabla II, la adición de polímeros de buteno-1
irradiados de la invención, aumentan la velocidad de cristalización
de las composiciones poliméricas de buteno-1 no
irradiadas, como se evidencia por el aumento en la temperatura de
enfriamiento del pico de DSC.
Otras características, ventajas y versiones de
la invención descritas en la presente serán fácilmente evidentes
para los expertos en la técnica después de la lectura de las
descripciones precedentes. En consecuencia, a la vez que se han
descrito versiones específicas de la invención con considerable
detalle, pueden efectuarse variaciones y modificaciones de estas
versiones sin apartarse del espíritu y el ámbito de la invención
como se ha descrito y reivindicado.
Claims (13)
1. Una composición que comprende:
- A.
- 0,05% en peso a 15% en peso, de un material polimérico de buteno-1 irradiado, con una resistencia de la masa fundida mayor de 1 cN y un módulo Young inferior a 1000 MPa; y
- B.
- 85% en peso a 99,95% en peso, de un material polimérico de buteno-1 no irradiado;
en donde la suma de los componentes
de A y B es igual al 100% en
peso.
2. La composición de la reivindicación 1, en
donde el material polimérico de buteno-1 irradiado
está presente en una cantidad del 0,1% en peso al 10% en peso.
3. La composición de la reivindicación 1, en
donde el material polimérico de buteno-1 irradiado
se escoge de:
- (a)
- un homopolímero de buteno-1;
- (b)
- copolímeros o terpolímeros de buteno-1 con etileno, propileno o alfa-olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, oscilando el contenido de comonómero desde 1 mol% a 15 moles%; y;
- (c)
- mezclas de los mismos.
4. La composición de la reivindicación 3, en
donde el material polimérico de buteno-1 irradiado
es un homopolímero de buteno-1.
5. Un material polimérico de
buteno-1 irradiado obtenido por irradiación de un
material polimérico de buteno-1, escogido de:
- (a)
- un homopolímero de buteno-1;
- (b)
- copolímeros o terpolímeros de buteno-1 con etileno, propileno o alfa-olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, oscilando el contenido de comonómero desde 1 mol% a 15 moles%;
y
- (c)
- mezclas de los mismos;
con una radiación de alta energía
ionizante a una dosificación total de radiación de 5 a 45 Mrad, en
un ambiente en el que la concentración de oxígeno activo es
inferior al 15% en volumen; mediante lo cual se forma un material
polimérico de buteno-1 irradiado; en donde el
polímero de buteno-1 irradiado tiene una resistencia
de la masa fundida mayor de 1 cN y un módulo de Young inferior a
1000
MPa.
6. El material polimérico de
buteno-1 irradiado de la reivindicación 5, en donde
la dosificación de radiación total es de 10 Mrad a 36 Mrad.
7. El material polimérico de
buteno-1 irradiado de la reivindicación 5, en donde
el polímero es un homopolímero de buteno-1.
8. Una composición que comprende:
- C.
- 5% en peso a 95% en peso de un material polimérico de buteno-1 irradiado escogido de:
- (1)
- un homopolímero de buteno-1;
- (2)
- copolímeros o terpolímeros de buteno-1 con etileno, propileno o alfa olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, oscilando el contenido de comonómero desde 1 mol% hasta 15 moles%; y
- (3)
- mezclas de los mismos;
con una resistencia de la masa fundida mayor de
1 cN y un módulo de Young inferior a 1000 MPa; y
- D.
- 5% en peso a 95% en peso de un material polimérico de propileno no irradiado;
en donde la suma de los componentes
de C y D es igual al 100% en
peso.
\newpage
9. La composición de la reivindicación 8, en
donde el material polimérico de buteno-1 irradiado
está presente en una cantidad del 20% en peso al 90% en peso.
10. La composición de la reivindicación 8, en
donde el material polimérico de buteno-1 irradiado
es un homopolímero de buteno-1.
11. Un procedimiento para la nucleación de un
material polimérico de buteno-1 no irradiado, el
cual comprende:
- (1)
- irradiación de un polímero de buteno-1 escogido de:
- (a)
- un homopolímero de buteno-1;
- (b)
- copolímeros o terpolímeros de buteno-1 con etileno, propileno o alfa-olefinas de 5 a 10 átomos de carbono, oscilando el contenido de comonómero desde 1 mol% a 15 moles%; y
- (c)
- mezclas de los mismos;
con una radiación de alta energía
ionizante a una dosificación total de radiación de 5 a 45 Mrad, en
un ambiente en el cual la concentración de oxígeno activo es
inferior al 15% en volumen; en donde el polímero
buteno-1 irradiado tiene una resistencia de la masa
fundida mayor de 1 cN y un módulo de Young inferior a 1000
MPa;
- (2)
- tratamiento del polímero de buteno-1 irradiado obtenido en el paso (1) para desactivar substancialmente todos los radicales libres presentes en el polímero de buteno-1 irradiado, con lo que se produce un polímero de buteno-1 con una alta resistencia de la masa fundida;
- (3)
- mezclado del polímero de buteno-1 con una alta resistencia de la masa fundida, obtenido en el paso (2), con un material polimérico de buteno-1 no irradiado, con lo cual se obtiene una composición polimérica mezclada; y
- (4)
- mezclado de la composición polimérica mezclada;
en donde la proporción de
cristalización del material polimérico de buteno-1
no irradiado,
aumenta.
12. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 11, en donde la dosificación de radiación total es
de 10 Mrad a 36 Mrad.
13. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 11, en donde el material polimérico de
buteno-1 es un homopolímero de
buteno-1.
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