FR2507607A1 - Procede de traitement du polypropylene et pastilles de polypropylene obtenues selon ce procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE TRAITEMENT DU POLYPROPYLENE ET LES PASTILLES OBTENUES SELON CE PROCEDE. SUIVANT L'INVENTION, CE PROCEDE DE TRAITEMENT DU PROLYPROPYLENE CONSISTE A A) PRODUIT UN PROLYPROPYLENE POSSEDANT UN POIDS MOLECULAIRE MOYEN DE VALEUR ELEVEE, B) AJOUTER AU POLYPROPYLENE UN PRODUIT PRODEGRADANT PRODUISANT DES RADICAUX LIBRES ET POSSEDANT UNE DUREE DE DEMI-VIE DANS LE POLYPROPYLENE DEPASSANT UNE DEMI-MINUTE A 190,5 C, C) METTRE SOUS FORME DE PASTILLES LEDIT POLYMERE DANS DES CONDITIONS DANS LESQUELLES AU MOINS ENVIRON 0,01 EN POIDS DU PRODUIT PRODEGRADANT RESTE DISPONIBLE POUR UNE DEGRADATION ULTERIEURE APRES LE PASTILLAGE. L'INVENTION EST UTILISABLE PRINCIPALEMENT POUR LA FABRICATION DE FIBRES ET DE PELLICULES MINCES DE POLYPROPYLENE.

Description

"Procédé de traitement du polypropylène et pastilles de polypropylène

obtenues selon ce procédé "

La présente invention concerne des pastilles de po-

lymère de polypropylène possédant des caractéristiques amé-

liorées de traitement pour le filage, l'extrusion et analo-

gue, ainsi que des procédés de fabrication de ces pastilles.

Il est souhaitable qu'un polymère de polypropylène présen- tant une bonne capacité de traitement pour la formation de fibres ou de pellicules possède les qualités suivantes: 1) L'aptitude à être aminci lors de son ramollissement, sans

rupture, ce qui permet un débit élevé de production de fila-

ments fins et de pellicules minces qui possèdent une résis-

tance élevée par rapport aux produits non amincis; et 2) L'aptitude à être pompé à travers des canalisations et des tubes capillaires et/ou être aminci sous la forme d' une fibre ou d'une pellicule en nécessitant une quantité

minimum d'énergie, ce qui implique une viscosité inférieu-

re de cisaillement et une viscosité longitudinale inférieu-

re pour la masse fondue du polymère.

Il a été prouvé que la; première qualité (aptitude à

être aminci) peut être obtenue avec un polymère de polypro-

pylène possédant une distribution serrée de poids molécu-

laires (définie comme étant le rapport du poids moléculaire moyen du polymère au poids moléculaire moyen du nombre des

polymères) La seconde qualité (faible viscosité de cisail-

lement et faible viscosité longitudinale) est obtenue avec

un polymère de poids moléculaire moyen de valeur inférieu-

re.

Les catalyseurs de Zeigler-Natta utilisés actuelle-

ment dans la fabrication commerciale du polypropylène pro-

duisent des polymères possédant une distribution trop large

de poids moléculaires, délivrés par le réacteur de polymé-

risation pour la fabrication de fibres fines ou de pellicu-

les minces Ainsi un polymère de poids moléculaire moyen de valeur faible délivré par un tel réacteur présenterait la

faible viscosité désirée pour son traitement, mais ne pour-

rait pas être aminci à la valeur désirée C'est pourquoi les fabricants de polypropylène ont estimé nécessaire de fabriquer un polymère de poids moléculaire moyen possédant

une valeur très élevée, soumis ensuite à une phase de scis-

sion moléculaire aléatoire (dégradation thermique ou chimi-

que), qui intrinsèquement retrécit la distribution des poids moléculaires tout en réduisant simultanément le poids moléculaire moyen à la valeur désirée. Le polypropylène est dégradé chimiquement grâce à l'adjonction de composés qui se décomposent en formant des

radicaux libres Les produits stabilisants chimiques ajou-

tés au polypropylène en vue d'accroître sa stabilité pour son utilisation finale peuvent créer des perturbations

vis-à-vis des produits producteurs de radicaux libres.

Cependant on à trouvé que certains types de pro-

duits chimiques fournissant des radicaux libres, tels que les types spécifiques de peroxydes organiques décrits dans

le brevet britannique N 1 442 681 par exemple, sont per-

turbés de façon minime par les produits itabilisantsutili-

sés habituellement et sont par conséquent des produits pro-

dégradantspréférés. Le degré de dégradation, auquel le polymère peut être soumis, est limité cependant par l'incapacité des fabricants de polymères à réaliser des pastilles à partir de polymères possédant une très faible viscosité C'est

pourqioi le spécialiste s'occupeit du traitement du poly-

propylène et fabriquant des pellicules et des fibres se trouve confronté au problème d'avoir à utiliser Un polypropylène qui ne convienne pas de façon optimale pour ces applications Ainsi il a été établi qu'il existe un

besoin d'un polymère possédant une propriété de viscosi-

té élevée en vue de la fabrication de pastilleset une propriété de faible viscosité à des fins de traitement en

cours d'utilisation définitive.

Les polymères de polypropylène à faible viscosi-

té, que les spécialistes du traitement souhaitent obtenir, ne peuvent pas être actuellement mis commercialement sous la forme de pastilles par les fabricants de polymères,

sans production d'une quantité excessive de "pastilles al-

longées" (pastilles comportant de longues queues), qui tendent à obstruer les appareillages des fabricants et des

opérateurs de traitement.

Il a été suggéré que la viscosité du polymère puis-

se être accrue pour le pastillage en faisant fonctionner la pastilleuse à une température située juste au-dessus du point de fusion du polymère de polypropylène de manière

à améliorer la coupe des pastilles Ceci ne peut être réa-

lisé qu'avec un faible débit de sortie de manière à rédui-

re la chaleur produite par les forces de cisaillement dans l'appareillage de pastillage et/ou par refroidissement du

polymère fondu ces deux caractéristiques augmentant con-

sidérablement le co t et la complexité du procédé.

Il a été également suggéré que le spécialiste du traitement lors de l'utilisation finale ajoute un produit

prodégradant chimique additionnel aux pastilles de poly-

propylène de manière à réduire la viscosité du polymère

pour l'amener au niveau désiré avant la formation des fi-

bres ou des pellicules Cependant il existe plusieurs in-

convénients à cette solution.

1) Les prodégradants à base de peroxyde sont des produits

présentant des risques d'inflammabilité/d'explosion et re-

quièrent des procédures et un appareillage spéciaux de manipulation; 2) Pour-être plus efficace, le peroxyde doit être réparti

uniformément à l'intérieur du polymère avant de se décom-

poser et de réagir, sinon il peut en résulter un polymère possédant une viscosité variable avec une distribution de poids moléculaires,même-plus large que celle du polymère

initial Le fabricant de polymères, qui dispose d'un appa-

reillage spécialisé et de fins flocons produits par un réacteur plutôt que de pastilles, se trouve dans une meilleureposition pour obtenir cette distribution uniforme; 3) L'appareillage du spécialiste du traitement peut être endommagé par un polymère à viscosité variable;

4) Le peroxyde est plus efficace en tant que produit pro-

dégradant lorsqu'il est bien dispersé avant de réagir; et ) Le peroxyde ajouté aux ou sur les pastilles et non à 1 '

intérieur de ces dernières agit alors à la manière d'un lu-

brifiant dans les sections d'alimentation de l'extrudeuse

en réduisant le débit de sortie pour une vitesse de rota-

tion donnée.

L'opérateur de traitement peut également réduire le poids moléculaire en utilisant des températures très

élevées pour réaliser la dégradation thermique du polypro-

pylène Cependant ces températures très élevées conduisent à: 1) Une durée de vie réduite de l'appareillage; 2) Des limitations du débit de sortie en raison de contrain F tes de trempe; 3) Une consommation excessive d'énergie; 4) Des environnements dangereux de fonctionnement; et

5) Des problèmes d'additifs.

Les problèmes d'additifs comprennent: 1) Une dégradation excessive de l'additif, nécessitant d'

ajouter au polymère une quantité d'additif plus impor-

tante que celle requise dans le produit final;

2) Une gamme limitéed'additifs utilisables, requérant l'u-

tilisation d'additifs plus onéreux ou ne présentant pas un optimum; et 3) Obstruction des canalisations et des tubes capillaires en polymère, des filières et analogues par les produits

de dégradation.

Il est possible d'obtenir des informations supplé-

mentaires en se référant au brevet indiqué précédemment.

Le brevet britannique N O 1 442 681 déposé au nom de Chemie

Linz décrit un procédé de préparation du polypropylène in-

cluant une dégradation avec des produits prodégradants à base de peroxyde fournissant un polymère de polypropylène

possédant une distribution étroite de poids moléculaires.

Le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous le N O 3 867 534 au nom de Baba et consorts décrit l'utilisation

de peroxydes aliphatiques en tant que produits prodégra-

dants pour le polypropylène et discute des problèmes qui-

y sont associés, mais suggère d'éviter l'utilisation d'un produit prodégradant inaltéré Le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous le N O 3 144 436 au nom de Greene-et

consorts décrit un procédé permettant de dégrader des poly-

mères stéréo-réguliers incluant l'utilisation d'initiateurs fournissant des radicaux libres Dans une forme de mise en oeuvre, on décrit une méthode à deux phases opératoires,

selon laquelle on réalise une injection contrôlée du pro-

duit prodégradant dans la zone de fusion de 1 'extrudeu-

*se Les brevets déposés aux Etats Unis d'Amérique sous les

N O 3 849 241 et 3 978 185 au nom de Buntin et consorts dé-

crivent des procédés de soufflage avec fusion qui sont

améliorés grâce à une dégradation contrôlée des polymères.

Le brevet déposé aux Etats Unis d'Amérique sous le No

3 755 527 au nom de Keller et consorts décrit de-façon ana-

logue les avantages d'une dégradation du polymère.

La présente invention concerne 1) un procédé à plu-

sieurs paliers ou phases successives de dégradation d'un po-

lypropylène, avec fabrication initiale d'un polymère mis aisément sous la forme de pastilles qui, lorsqu'elles sont

chauffées, subissent une dégradation supplémentaire en pro-

duisant un polymère de faible viscosité pouvant être trans-

formé de façon appropriée sous la forme de pellicules et de fibres de haute qualité; et 2) un polymère de polypropylène contenant un produit prodégradant et présent sous la forme

de pastilles et analogues obtenues à l'aide dudit procédé.

La présente invention est basée sur la découverte

du fait que, lorsque certains produits chimiques produi-

sant des radicaux libres et qui agissent en tant que pro-

duits prodégradants du polypropylène, sont ajoutés au po-

lymère et que l'appareillage de pastillage est mis en oeuvre d'une manière spécifique, une partie des produits chimiques résiste au processus de pastillage Après extrusion sous la forme de pastilles, la réaction est interrompue et le reste du produit prodégradant réagit lors de la nouvelle extrusion produisant un polymère qui se transforme bien et

fournit des pellicules'et des fibres possédant d'excellen-

tes propriétés Le pourcentage restant exact du produit prodégradant après le pastillage réalisé par le fabricant varie en fonction de la température de pastillage, du temps de séjour du produit prodégradant à cette température et du

type de produit prodégradant, mais est de préférence supé-

rieur à 50 % et égal jusqu'à 90 % du pourcentage ajouté à l'origine De façon idéale, pour le pastillage, il n'inter- vient aucune dégradation, mais, du point de vue pratique,

une partie du produit prodégradant réagira à l'origine pen-

dant le pastillage La faible quantité de pro-

duit prodégradant réagissant initialement, d'une valeur

aussi faible qu'environ 10 %, ne réduit que de façon mini-

me la viscosité du polymère dans la pastilleuse, tout en permettant la fabrication de pastilles bien formées et d'

une haute fluidité Après le pastillage, une quantité ré-

siduelle du produit prodégradant égale à au moins 0,01 % du poids de polymère est nécessaire pour l'obtention de résultats acceptables Par conséquent, les avantages d'une

méthode d'addition avec dégradation en deux étapes opéra-

toires, décrites ci-dessus en liaison avec l'art antérieur

sont conservés, tandis que les inconvénients sont essen-

tiellement éliminés.

Le procédé conforme à l'invention du traitement du polypropylènecomporte les phases opératoires suivantes:

a) fabrication d'un polypropylène possédant -n poids mo-

léculaire moyen devaleur élévée,

b) adjonction audit polypropylène, d'un produit prodéra-

dant produisant des radicaux libres et possédant une du-

rée de demi-vie dans le polypropylène, dépassant une demi-

minute à 190,5 C,

c) pastillage dudit polymère dans des conditions dans les-

quelles au moins environ 0,01 % en poids du produit pro-

dégradant-reste disponible pour une dégradation supplémen-

taire après le pastillage.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront de la description donnée ci-après prise

en référence au dessin annexé, dont la figure est un gra-

phique montrant la relation existant entre le temps de réaction et la viscosité aux températures d'extrusion du 7. polypropylène avec deux produits prodégradants conformes

à l'invention.

Bien que la présente invention va être décrite ci-

après en liaison avec des modes de réalisation préférés, on comprendra qu'elle n'y est en aucune manière limitée. Au contraire toute variante, toute modification et tout équivalent entrent, dans leur totalité, dans le cadre de

la présente invention.

La présente invention est applicable à la fabrica-

tion et au traitement ou à la transformation du polypropy-

lène Elle est également applicable au traitement de dé-

chets de polypropylène en permettant de les réutiliser -pour la formation de pellicules et de fibres Naturellement, comme cela apparaîtra à l'évidence à l'homme de l'art, les

conditions optimales de fonctionnement et les concentra-

tions optimales varient en fonction des propriétés du po-

lymère utilisé et des propriétés définitives désirées par

les gens s'occupant du traitement.

Tel qu'il est fabriqué, le polypropylène possède en général un poids moléculaire-moyen de valeur élevée se situant dans la gamme entre environ 250 000 et 500 000 et une distribution de poids moléculaires comprise entre

environ 10 et 15 Pour la filature et la formation de fi-

bres à grande vitesse, la distribution de poids molécu-

laires moyens est-comprise entre 2,5 et 4,5 Cependant,

lorsque le'poids moléculaire est r 4 duit à une valeur in-

férieure à environ 130,000, la résine de polypropylène ne peut pas être aisément transformée dans le commerce pour être mise sous la forme de pastilles Au lieu de cela, le polymère à faible viscosité produit des pastilles mal

formées qui sont difficiles à transporter et à manipuler.

C'est pourquoi les fabricants préfèrent que la dégrada-

tion du polypropylène intervenant avant la livraison soit limitée pour fournir un poids moléculaire non inférieur à

environ 160000 De nombreux produits prodégradants sont uti-

lisés pour obtenir ce degré de dégradation dans l'appareil-

lage de pastillage et la plupart de ces produits prodégra-

dants réagissent en totalité dans ces conditions et les pro-

duits prodégradants à base de peroxyde se décomposent à des vitesses différentes en fonction de la température et de 1 ' environnement Les vitesses de décomposition sont définies sur la base de durée de la demivie. Conformément à la présente invention, un produit prodégradant produisant des radicaux libres possédant une demi-vie dans le polypropylène dépassant une demi-minute à 190,50 C est ajouté à un polymère de polypropylène de poids moléculaire élevé sous la forme de flocons issus du réacteur, en une quantité suffisante pour obtenir les propriétés finales du polymère souhaitées par les gens traitant ce polymère S'il est souhaitable d'utiliser un produit prodégradant possédant une demi-vie plus courte ou bien de permettre qu'une quantité plus importante du

produit prodégradant subisse sans réagir la phase de pas-

tillage, il est également possible d'injecter le produit prodégradant dans le courant de polymère fondu Etant donné que le produit prodégradant doit être dispersé de façon uniforme de manière à être le plus efficace possible, il faut effectuer l'injection et la faire suivre d'une phase de mélange En général,le produit prodégradant ne

devrait pas créer de perturbation pour les produits sta-

bilisants habituellement utilisés du polypropylène, et ce

réciproquementet devrait effectivement produire des ra-

dicaux libres qui, lors de leur décomposition, déclenchent une dégradation du polypropylène Le produit prodégradant

devrait posséder une demi-vie suffisamment brève aux tem-

pératures de réextrusion chez le spécialiste traitant le polymère, mais, afin de réagir sensiblement complètement

avant d'être évacué, le produit prodégradant doit possé-

der une demi-vie dans le polypropylène, inférieure à-9 se-

condes à 2880 C, de sorte qu'au moins 99 % du produit pro-

dégradant situé dans les pastilles réagit avant qu'un laps de temps de séjour d'une minute dans l'extrudeuse à

cette température se soit écoulé De tels produits pro-

dégradants comprennent, à titre d'exemple et d'une façon

-' 2507607

:9

aucunement limitative, les produits suivants: la 2,5-di-

méthyl 2,5 bis-(t-butylperoxy) hexyne-3 et la 4-méthyl 4-t-

butylperoxy-2 pentanone (par exemple les produits commer-

cialisés sous les appelations Lupersol 130 et Lupersol 120 disponibles auprès de la division Lucidol de -la socié-

té dite Penwalt Corporation), le 3,6,6,9,9-pentaméthyl -3-

(éthyl acétate)-1,2,4,5-tétraoxy cyclononane (produit

connu dans le commerce sous l'appelation USP-138 et dis-

ponible auprès de la société Witco Chemical Corporation),

le 2,5-diméthyl 2,5 bis-(t-butylperoxy) hexane (par exem-

ple le produit désigné sous l'appelation commerciale Lu-

persol 101) et le 1-3-bis-(tert-butylperoxyisopropyl)-

benzène (connu sous l'appelation commerciale Vulcup R et fabriqué par la société dite Hercules, Inc) Parmi ces

produits, les produits Witco USP-138 et Lupersol 130 sont for-

tement préférés Des concentrations préférées de produit prodégradant produisant des radicaux libres, se situent

dans la gamme allant d'environ 0,01 à 0,4 % en valeur ba-

sée sur le poids des polymères De préférence la pastilleu-

se fonctionne de manière à retenir au moins 75 % du produit prodégradant ajouté,dans les pastilles Lorsque le polymère est soumis aux températures d'extrusion par l'utilisateur, la dégradation du polymère reprendra et atteindra la valets désirée, en réagissant essentiellement complètement pendant le processus de réextrusion D'une manière généralede telles

températures d'extrudeuse sont comprises dans la gamme al-

lant d'environ 238 o C et 288 C Sinon, il est possible d' obtenir ces conditions de dégradation dans l'ensemble de

la filière d'extrudeuse.

Dans les exemples suivants, les indices de fusion furent déterminés en utilisant un appareil de mesure de 1 '

indice de fusion (ASTM 1238) fonctionnant à une températu-

re de 80,5:C avec un poids de 2160 grammes On fit chauffer les échantillons jusqu'à l'équilibre pendant une durée de

cinq minutes avant l'essai L'indice de fusion est équiva-

lent au nombre de grammes sortant d'un tube capillaire d' un diamètre de 0,21 cm pendant un intervalle de temps de - mn.

EXEMPLES

Exemple 1

On a obtenu dans un réacteur des flocons de poly-

propylène possédant un indice de fusion inférieur à 1. On a ajouté aux flocons 0,275 % en poids de Lupersol 130 et on a réalisé un mélange homogène Ce mélange fut mis

sous la forme de pastilles dans un appareillage de pastil-

lage fonctionnant à 190,50 C et le temps de séjour fut égal à environ 2 minutes Les calculs montrent qu'environ 22 %

du peroxyde a réagi Les pastilles furent testées et s'vé-

rèrent présenter un indice de fusion d'environ 55 Envi-

ron 10 % du produit prodégradant situé dans les pastilles a réagi dans l'appareil indicateur de l'indice de fusion de sorte que l'indice de fusion réel peut être considéré

comme se situant dans la gamme de 40-45 pour les pastilles.

Ce polymère fut aisément mis sous forme de pastilles et a fourni des pastilles de polymère équivalentes aux pastilles

normales que l'on trouve cns le commerce.

Ces pastilles furent ensuite réextrudées à 238 VC

avec un temps de séjour d'environ 3 minutes dans l'extru-

deuse Le produit extrudé fut ensuite testé et s'avéra présenter un indice de fusion d'environ 556 Pour vérifier

que la phase d'extrusion à 2380 C n'avait pas affecté no-

tablement l'indice de fusion, on a réextrudé le produit extrudé et l'indice de fusion passa de 550 à 580 Ainsi environ 95 % de l'accroissement de l'indice de fusion était dû à la présence du produit prodégradant dans les pastilles et environ 5 % de l'accroissement de l'indice

de fusion était dû à l'action de l'extrudeuse.

Exemple 2

On a utilisé les mêmes flocons et le même appareil-

lage que dans l'exemple 1, à ceci près que l'on a ajouté 0,3 % de Lupersol 130 aux flocons Il s'est avéré que les pastilles présentaient un indice de fusion de 45-50 Lors de la réextrusion, le produit extrudé s'est avéré présenter

un indice de fusion égal à environ 660 Comme dans l'exem-

g

ple 1, la coupe des pastilles était commercialement accep-

table.

Exemple 3

On a appliqué aux flocons le produit dénommé Witco Chemical USP 138 en une concentration de 0,35 % en poids. Le mélange fut extrudé à 190,5 C, moyennant un temps de séjour d'environ 2 minutes dans l'extrudeuse L'indice de fusion de l'échantillon extrudé s'est avéré être égal à

environ 15 L'échantillon fut réextrudé à 251,7 C moyen-

nant un temps de séjour de 3 mn, et l'indice de fusion s' est avéré être égal à 215 Les floconssans adjonction de peroxyde, mais traités de la manière indiquée ci-dessus,

* présentaient un indice de fusion égal à 1,7.

Exemple 4

On a mélangé 2 % de Lupersol 130 à des pastilles

de polypropylène disponibles dans le commerce et identi-

fiées sous l'appelation Hercules PC-973 Ce mélange fut

ensuite extrudé à 170 C avec un temps de séjour d'une mi-

nute Des calculs ont montré que 98 % du peroxyde restait

inaltéré dans le produit extrudé On mélangea alors diffé-

rents pourcentages du produit extrudé possédant une concen-

traction donnée de peroxyde à des pastilles de polypropylè-

ne Ulni quantité équivalente calculle de peroxyde pur fut

ajoutée aux autres pastilles Le mélange "concentré"/poly-

propylène et le mélange polypropylène/peroxyde liquide fu-

rent extrudés dans une extrudeuse connue sous le nom de Brabender à 240,5 C avec un temps de séjour de 7 mn On a déterminé les viscosités, en unités correspondant à 10-1 Pa.s, à la sortie de la pointe de la filière d'extrudeuse et on les a représentées sur la figure 1 en fonction du temps de séjour décompté en minutes On peut voir que ces

viscosités sont équivalentes.

Ainsi la présente invention comporte des concen-

trés de produit prodégradant, qui peuvent être ajoutés à des pastilles ne contenant pas de produit prodégradant,

de manière à obtenir les résultats souhaités Des concen-

trations allant jusqu'à 5 % en poids de produit prodégra-

p. dant peuvent être obtenues aisément et des concentrations

élevées sont possibles.

Bien que l'on ne désire en aucune manière limiter l'invention à une théorie particulière, on peut formuler l'importance de certaines caractéristiques des produits prodégradants A partir des déterminations de la demi-vie,

on peut voir que les coefficients k de la vitesse de réac-

tion à demi-vie suivent approximativement la loi d'Arrhenius, comme suit: i ln k = 19 700 + 40,4 pour le produit Lupersol 130 T ln k = 19 700 + 41, 6 pour le produit Lupersol 101 T dans laquelle k est le coefficient de la vitesse de réaction

à demi-vie dans le polypropylène, en mn 1, et T est la tem-

pérature en K.

Une fois k déterminé, on peut utiliser la relation

suivante pour déterminer la quantité de produit prodégra-

dant n'ayant pas participé à la réaction, au bout d'un intervalle de temps donné: CA -kt CA = e A

dans laquelle CA est la concentration du produit prodégra-

dant n'ayant pas participé à la réaction, CAO est la con-

centration initiale du produit prodégradant et t est le

temps de la réaction en minutes.

A titre d'exemple, au bout d'une minute à 210 C

( 483 K), 50 % du Lupersol 130 initial n'auraient pas réa-

gi, ce qui est à comparer à un pourcentage de seulement % de Lupersol 101 qui n'auraient pas réagi dans les

mêmes conditions.

En outre on peut voir que la viscosité du polymè-

re sortant d'une partie de l'appareillage peut être prévue conformément à la relation suivante:

I 1 + C

= 11+_ R

dans laquelle g est la-viscosité du polymère sortant de 1 ' appareillage après avoir subi la dégradation chimique, go est la viscosité que le polymère posséderait à la sortie

sans dégradation chimique, K est le coefficient de rende-

ment de la dégradation chimique, et CR est la quantité

de produit prodégradant ayant réagi, à la sortie.

Etant donné que l'on a la relation CR = C Ao CA, en combinant les relations ci-dessus on obtient l'équation suivante: 1 1 ekt v K CA ( 1 -e

Ainsi pour un produit (KC Ao) constant, la viscosi-

té finale du polymère sera la même au bout d'un long temps

de réaction, indépenda Lmment du produit prodégradant utili-

sé Cependantla relation entre la-viscosité et le temps dé-

pendra du coefficient k de la vitesse de réaction à demi-

vie Par exemple la figure est un graphique représentant la variation de la viscosité du polymère de polypropylène

sortant en fonction du temps, et ce-sur la base d'une va-

leur de KCA égale à 5 10-4 l Pa s)-1 (une valeur typique

par exemple pour le Lupersol 130 ou 101) et d'une visco-

sité initiale du polymère de 1000 Pa s, le processus de pastillage/extrusion étant effectué à une température de 201,7 C Ceci démontre que la viscosité "de pastillage" de l'échantillon de Lupersol 130 est égale au double de celui de l'échantillon de Lupersol 101 pour une gamme de duréesnormàles de pastillage comprise entre 1 et 3 minutes,

bien que les viscosités définitives soient approximative-

ment les mêmes.

Pour un produit prodégradant possédant une durée de demi-vie brève, la viscosité du polypropylène à la sortie d'une pastilleuse à 201,7 C au bout d'un temps de

séjour de 1 minute est égale seulement à 67 % de la vis-

cosité que l'on obtiendrait si l'on utilisait le Lupersol 101 et, seulement à 30 % de celle que l'on obtiendrait si

l'on utilisait du Lupersol 130 C'est pourquoi on préfè- re ce dernier, bien qu'il soit possible d'en utiliser d'autres. Bien que,

dans le cas du Lupersol 130, environ 50 %

du produit prodégradant puisse subsister après le pastilla-

ge, ce qui est dû au fait que le niveau initial d'addition est très bas, la manipulation du polymère ne présente qu'

un faible risque ou même aucun risque Après la réextru-

sion, il ne reste sensiblement plus de produit prodégra-

*dant étant donné que les conditions typiques de traitement incluent une température d'au moins 237,80 C, pour laquelle le coefficient à demi-vie du Lupersol 130 est supérieur à -1 6 mn Avec un temps de séjour de seulement 2,5 minutes dans l'appareillage, par exemple seulement 0,000017 % du peroxyde contenu dans les pastilles subsisterait dans le

produit extrudé Par exemple si les pastilles de polypro-

pylène possédaient 0,2 % de Lupersol 130 introduit par le

fabricant, l'appareillage d'extrusion de l'opérateur effec-

tuant le traitement fonctionnerait à 237,80 C et le temps de séjour dans l'extrudeuse serait de 2,5 minutes et la concentration de Lupersol 130 dans le polymère sortant de l'extrudeuse serait inférieure à 1 partie par billion

Ainsi il apparait que la présente invention per-

met d'obtenir une composition de polymère conservant une

possibilité de pastillage aisé pour les fabricants de po-

lymèr E, tout en améliorant de façon importante les possi-

bilités d'utilisation de ce polymère par l'opérateur

effectuant le traitement, et fournit un procédé de fabri-

cation de ce matériau, qui satisfait entièrement aux objec-

tifs, buts et avantages indiqués précédemment Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de

réalisation spécifiques, il est évident que toutes les -

alternatives, modifications et variantes apparaîtront évidentes au spécialiste de la technique à la lumière

de la description précédente et c'est pourquoi lesdites

alternatives, modifications et variantes font partie in-

tégrante du cadre de la présente invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Procédé de traitement du polypropylène, carac-

térisé en ce qu'il comprend des phases opératoires consis-

tant à a) produireun polypropylène possédant un poids moléculaire moyen de valeur élevée,

b) ajouter au polypropylène un produit prodégradant produi-

sant des radicaux libres et possédant une durée de demi-

vie dans le polypropylène dépassant une demi-minute à 190,5 C c) mettre sous forme de pastilles ledit polymère dans des conditions dans lesquelles au moins environ 0,01 % en poids

de produit prodégradant reste disponible pour une dégrada-

tion ultérieure après le pastillage.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce qu'il inclut la phase opératoire supplémentaire con-

sistant à extruder le polymère mis sous forme de pastilles

dans des conditions telles que le produit prodégradant sub-

sistant réagit essentiellement complètement en fournissant un polymère de propylène de faible viscosité, convenant

pour la formation de pellicules et de fibres.

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polypropylène possède un poids moléculaire moyen se situant dans la gamme allant d'environ 25 Q 000 à

500 000 et une distribution des poids moléculaires compri-

se entre environ 10 et 15, avant adjonction dudit produit

prodégradant.

4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le produit prodégradant est ajouté en une quan-

tité comprise entre environ 0,01 et 0,4 % du poids de po-

lymère et que la partie restante correspond à une con-

centration allant jusqu'à 75 % du produit prodégradant.

Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le polymère de propylène possède un poids moléculaire moyen se situant dans la gamme comprise entre environ 60000 et 130000, avec unedistribution des poids moléculaires comprise entre environ 2,5 et 4,5, après que ledit produit prodégradant ait réagi essentiellement complètement. p 16 - 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit prodégradant est choisi parmi le groupe comprenant la 2,5-diméthyl-2,5 bis-(tbutylperoxy)-hexyne-3 et le 3,6,6,9,9

pentaméthyl-3-(éthyl acétate)-1,2,4,5 tétraoxy cyclononane.

7 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite partie restante correspond à un pourcentage allant

jusqu'à 90 % du produit prodégradant.

8 Procédé de traitement du polypropylène, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes consistant 1 l à a) produire un polypropylène possédant un poids moléculaire moyen se situant dans la gamme allant d'environ 250 000 à 500 000 et une distribution des poids moléculaires comprise entre environ 10 et 15, b) ajouter audit polypropylène un produit prodégradant choisi parmi le groupe incluant le 2,5-diméthyl 2,5-bis-(t-butylperoxy)

hexyne-3 et le 3,6,6,9,9-pentaméthyl-3-(éthyl acétate)-1,2,4,5-

tétraoxy cyclononane en une quantité comprise entre environ 0,01 et 0,7 % du poids de polymère, c) à mettre sous forme de pastilles ledit polypropylène contenant le produit prodégradant dans des conditions dans lesquelles au moins environ 75 % dudit produit prodégradant reste sans avoir

réagi après l'opération de pastillage.

9 Pastilles de polypropylène, caractérisées en ce qu'elles contiennent un produit prodégradant n'ayant pas réagi, constituant une source de radicaux libres et possédant une

durée de demi-vie dans le polypropylène dépassant une demi-

minute à 190,5 C.

Pastilles de polypropylène selon la revendication 9, caractérisées en ce que le produit prodégradant est choisi parmi le groupe se composant de la 2,5 bis-(t-butylperoxy)

hexyne-3 et du 3,6,6,9-pentaméthyl-3-(éthyl acétate) 1,2,4,5-

tétraoxy cyclononane et est présent en une quantité égale à

au moins 0,01 % comptée par rapport au poids de polymère.

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