PL213655B1 - Sposób otrzymywania modyfikatora do polipropylenu i sposób otrzymywania modyfikowanego polipropylenu - Google Patents

Sposób otrzymywania modyfikatora do polipropylenu i sposób otrzymywania modyfikowanego polipropylenu

Info

Publication number
PL213655B1
PL213655B1 PL386833A PL38683308A PL213655B1 PL 213655 B1 PL213655 B1 PL 213655B1 PL 386833 A PL386833 A PL 386833A PL 38683308 A PL38683308 A PL 38683308A PL 213655 B1 PL213655 B1 PL 213655B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
halloysite
polypropylene
modifier
rosin
obtaining
Prior art date
Application number
PL386833A
Other languages
English (en)
Other versions
PL386833A1 (pl
Inventor
Legocka Izabella
Mohammad Al-Zahari Talal
Wierzbicka Ewa
Szczygielska Agnieszka
Osawaru Osazuwa
Sołtys Józef
Original Assignee
Instytut Chemii Przemyslowej Im Prof Ignacego Moscickiego
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Instytut Chemii Przemyslowej Im Prof Ignacego Moscickiego filed Critical Instytut Chemii Przemyslowej Im Prof Ignacego Moscickiego
Priority to PL386833A priority Critical patent/PL213655B1/pl
Publication of PL386833A1 publication Critical patent/PL386833A1/pl
Publication of PL213655B1 publication Critical patent/PL213655B1/pl

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania modyfikatora do polipropylenu oraz sposób otrzymywania modyfikowanego polipropylenu.
Jednym ze znanych i opisanych sposobów otrzymywania nanokompozytów polipropylenu z minerałami typu montmorylonitu, jest sposób polegający na wytłaczaniu szczepionego bezwodnikiem maleinowym polipropylenu z modyfikowanym montmorylonitem, który uprzednio poddano mieszaniu z poliwinylopirolidonu w wyniku czego następuje interkalacja, polegająca na wbudowywaniu się substancji pomiędzy warstwy występujące w związku macierzystym, przy czym geometria struktury wyjściowej ulega tylko nieznacznej modyfikacji, zwykle polegającej na rozsunięciu warstw. Uzyskaną w ten sposób przedmieszkę zawierającą 32% wagowych montmorylonitu poddano procesowi wytłaczania używając wytłaczarki dwuślimakowej w temperaturze 220°C.
Celem wynalazku było otrzymanie modyfikowanego polipropylenu, o polepszonych właściwościach mechanicznych, zwłaszcza o zwiększonej udarności i wytrzymałości na zrywanie i zginanie.
Nieoczekiwanie cel został osiągnięty przez zastosowanie jako modyfikatora haloizytu poddanego uprzednio specjalnej modyfikacji.
Haloizyt jest minerałem pochodzenia wulkanicznego o wzorze Al2Si2O5(OH)4, tworzącym bardzo małe, widoczne pod dużym powiększeniem kryształy o przekroju rurkowym. Hydrofilowy charakter haloizytu stwarza istotne utrudnienia stosowania go do napełniania hydrofobowego polipropylenu. Powoduje to konieczność modyfikowania haloizytu w celu poprawy wzajemnej mieszalności tych dwóch składników. Dzięki specyficznej budowie krystalicznej, łatwo go jednak zmodyfikować i wprowadzić do poliolefin w postaci aktywnego napełniacza.
Sposób otrzymywania modyfikatora do polipropylenu według wynalazku polega na tym, że mieszaninę haloizytu, zmodyfikowanego wstępnie przez prażenie lub działanie ultradźwięków, oraz metakrylanu glicydylu lub kalafonii balsamicznej lub estru kalafonii, w stosunku wagowym haloizytu do metakrylanu glicydylu lub kalafonii balsamicznej lub jej estru odpowiednio 2-5 : 1, poddaje się reakcji w temperaturze od 40 do 80°C, w rozpuszczalniku organicznym, z dodatkiem nadtlenkowego inicjatora, po czym usuwa się rozpuszczalnik i wysuszony, zmodyfikowany haloizyt poddaje się mieleniu na proszek.
Korzystnie haloizyt przed reakcją z metakrylanem glicydylu, kalafonią balsamiczną lub estrem kalafonii poddaje się dwustopniowemu prażeniu w temperaturze do 450°C.
Korzystnie haloizyt przed reakcją z metakrylanem glicydylu, kalafonią balsamiczną lub estrem kalafonii poddaje się działaniu ultradźwięków o mocy 250 do 350 kHz przez 2-3 godziny.
Korzystnie jako ester kalafonii stosuje się uwodorniony ester kalafonii i pentaerytrytu.
Korzystnie jako inicjator nadtlenkowy stosuje się nadtlenek benzoilu.
Jako rozpuszczalnik organiczny korzystnie stosuje się aceton.
Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania kompozytów na osnowie polipropylenowej.
Sposób otrzymywania modyfikowanego polipropylenu, według wynalazku polega na tym, że polipropylen i modyfikator, otrzymany sposobem opisanym wyżej, użyty w ilości od 1 do 10% wagowych w stosunku do kompozycji, miesza się w stopie, w zakresie temperatur od 180 do 220°C.
Strukturę zmodyfikowanego polipropylenu badano stosując metody: spektroskopie w podczerwieni (FTIR) oraz skaningowy mikroskop elektronowy (SEM). Na widmach FTIR otrzymanych według wyna-1 -1 lazku nanokompozytów polipropylenowych zarejestrowano pasma w zakresie 1680 cm-1 - 1694 cm-1 w zależności od rodzaju zastosowanego modyfikatora, charakterystyczne dla grupy karbonylowej obec-1 nej w kalafonii balsamicznej. Poza tym zaobserwowano zanik pasma o długości fali 3060 cm-1 charakterystyczny dla wiązania nienasyconego w kalafonii balsamicznej. Również długość fali charakterystyczna
-1 -1 dla grupy akrylowej w metakrylanie glicydylu uległa przesunięciu z 1712 cm-1 do 1721 cm-1. Zmiana dłu-1 -1 gości fali pasm charakterystycznych dla ugrupowań metylowych w polipropylenie z 973 cm-1 do 975 cm-1 -1 -1 i 998 cm-1 do 996 cm-1 wskazują na zachodzącą modyfikację. Zaobserwowano również zmiany długości -1 -1 fali charakterystycznych dla ugrupowań występujących w haloizycie odpowiednio z 468 cm-1 do 471 cm-1 -1 -1 dla -Si-O- oraz 1035 cm-1 do 1042 cm-1 dla -Si-O-Si-. Mikrofotografie kompozycji polipropylen/modyfikator obrazują bardzo dobre oddziaływanie między fazami obecnymi w układzie, świadczące o dobrym zdyspergowaniu napełniacza w matrycy polimerowej. Struktura jest jednorodna, a pod bardzo dużym powiększeniem widoczne są kryształy o rurkowym przekroju osadzone w matrycy polipropylenowej.
PL 213 655 B1
Stwierdzono, że napełnienie polipropylenu haloizytem zmodyfikowanym za pomocą kalafonii lub jej estrów lub metakrylanu glicydylu daje w wyniku produkt o znacznie lepszych właściwościach mechanicznych niż polipropylen niemodyfikowany. Na przykład:
• 3% wagowych modyfikatora (haloizyt + kalafonia balsamiczna) powoduje około 400% wzrost udarności Charpy i 2-krotny wzrost wytrzymałości na rozciąganie przy 30% wzroście modułu sprężystości przy zginaniu.
• 3% wagowych modyfikatora (haloizyt + metakrylan glicydylu) powoduje około 400% wzrost udarności Charpy i 2-krotny wzrost wytrzymałości na rozciąganie przy 15% wzroście modułu sprężystości przy zginaniu.
Wynalazek przedstawiono w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I.
Haloizyt poddano wstępnej obróbce przez prażenie w 250°C przez 1 godzinę i w 450°C przez 1 godzinę w celu doprowadzenia do powstania defektów w sieci krystalicznej, co daje możliwość dalszej modyfikacji związkami pochodzenia organicznego. Następnie schłodzono. Tak przygotowany haloizyt mieszano w ilości 26 cz. wag. z 13 cz. wag. kalafonii balsamicznej w środowisku acetonu (70 ml) 0,1 cz. wag. nadtlenku benzoilu, w szklanym reaktorze z chłodnicą zwrotną. Reakcję prowadzono w temperaturze 70°C przez 2 godziny. Następnie odparowano rozpuszczalnik w suszarce w temperaturze od 55 do 60°C w czasie 1 godziny. Otrzymany modyfikowany haloizyt roztarto w ceramicznym moździerzu w celu otrzymania sypkiego proszku. Otrzymano w ten sposób modyfikator 1.
Zbadano strukturę haloizytu metodą spektroskopii w podczerwieni (FTIR) i stwierdzono, że nastą-1 piła zmiana długości fali charakterystycznej dla wiązania karbonylowego w kalafonii z 1694 na 1680 cm-1 oraz przesunięcia szeregu pasm charakterystycznych dla grup występujących w haloizycie m.in.: z 468 na 470 cm-1 dla Si-O i z 1033 na 1038 cm-1 dla Si-O-Si., z 537 cm-1 na 558 cm-1 dla Al-O-.
P r z y k ł a d II.
cz. wag. haloizytu prażonego wstępnie jak w przykładzie I poddano reakcji 12,9 cz. wag. estru kalafonii w 100 ml acetonu w warunkach jak w przykładzie I. Otrzymano modyfikator II, którego strukturę zbadano na spektrofotometrze w podczerwieni (FTIR). Analiza widm FTIR pod kątem zmian jakie zaszły w strukturze haloizytu potwierdziła, że nastąpiła modyfikacja struktury haloizytu.
P r z y k ł a d III.
Haloizyt poddano działaniu pola ultradźwiękowego o mocy 300 kHz przez 2,5 godziny. Tak przygotowany haloizyt w ilości 50 cz. wag. zmieszano z 20,5 cz. wag. kalafonii balsamicznej w 100 ml acetonu z dodatkiem 0,1 cz. wag. nadtlenku benzoilu i poddano reakcji przez 1 godzinę w temperaturze 70°C. Otrzymano modyfikator III.
P r z y k ł a d IV.
Haloizyt poddano wstępnej obróbce przez prażenie w 250°C przez 1 godzinę i w 450°C przez 1 godzinę w celu doprowadzenia do powstania defektów w sieci krystalicznej, co daje możliwość dalszej modyfikacji związkami pochodzenia organicznego. Następnie schłodzono. Tak przygotowany haloizyt mieszano w ilości 45 cz. wag. z 9,3 cz. wag. metakrylanu glicydylu w środowisku acetonu (100 ml) 0,1 cz. wag. nadtlenku benzoilu, w szklanym reaktorze z chłodnicą zwrotną. Reakcję prowadzono w temperaturze 50°C przez 1 godzinę. Następnie odparowano rozpuszczalnik w suszarce próżniowej w temperaturze od 50 do 55°C w czasie 15 minut. Otrzymany modyfikowany haloizyt roztarto w ceramicznym moździerzu w celu otrzymania sypkiego proszku. Otrzymano w ten sposób modyfikator IV.
Zbadano strukturę haloizytu metodą spektroskopii w podczerwieni (FTIR) i stwierdzono, że nastą-1 piła zmiana długości fali charakterystycznej dla grupy akrylowej w metakrylanie glicydylu z 1721 cm-1 -1 do 1712 cm-1 oraz przesunięcia szeregu pasm charakterystycznych dla grup występujących w haloizycie m.in.: z 468 na 470 cm-1 dla Si-O i z 1033 na 1042 cm-1 dla Si-O-Si, z 537 cm-1 na 539 cm-1 dla Al-O-.
P r z y k ł a d V.
Haloizyt poddano działaniu pola ultradźwiękowego o mocy 300 kHz przez 2,5 godziny. Tak przygotowany haloizyt w ilości 50 cz. wag. zmieszano z 25 cz. wag. metakrylanu glicydylu w 100 ml acetonu z dodatkiem 0,1 cz. wag. nadtlenku benzoilu (BPO) i poddano reakcji przez 1 godzinę w temperaturze 55°C. Otrzymano modyfikator V.
P r z y k ł a d y VI-XXVI. Otrzymywanie zmodyfikowanego polipropylenu.
Do kompozycji stosowano polipropylen izotaktyczny. Kompozyty na osnowie polipropylenowej otrzymano metodą w stopie w mieszalniku typu plastomer-Brabender w zakresie temperaturowym od 180 do 220°C z mieszaniny polipropylenu i modyfikatora, użytego w ilości od 1 do 10% wagowych
PL 213 655 B1 w stosunku do 100 cz. wag całej kompozycji. W tabeli zestawiono receptury kompozycji polipropylenu z modyfikatorami I-V oraz ich właściwości mechaniczne.
T a b e l a 1. Rodzaj i ilość modyfikatora oraz właściwości kompozytów polipropylenowych.
Nr przykładu Modyfikator [% wag.] Udarność Charpy (z karbem) [kJ/m2] Naprężenie przy zerwaniu [MPa] Moduł sprężystości przy zginaniu [MPa]
Porównawczy PP 8 24 525
VII Modyfikator 1 35,4 38 564
VIII Modyfikator 3 32,5 25,4 680
IX Modyfikator 4 27,5 17 611
X Modyfikator 6 26 24 695
XI Modyfikator 10 54 44 650
XII Modyfikator I 1 32 28 550
XIII Modyfikator I 4 34 30 555
XIV Modyfikator I 10 30 27 540
XV Modyfikator II 1 38,7 44 589
XVI Modyfikator II 3 40 45 591
XVII Modyfikator II 4 29,4 44 600
XVIII Modyfikator II 6 29,4 44,1 622
XIX Modyfikator V 3 31,6 35,4 606
XX Modyfikator V 4 18,5 34,7 617
XXI Modyfikator V 6 10 25,3 564
XXII Modyfikator V 10 46 38 640
XXIII Modyfikator V 1 38,7 44 589
XXIV Modyfikator V 3 40 45 591
XXV Modyfikator V 4 29,4 44 600
XXVI Modyfikator V 6 29 44,1 622
Zastrzeżenia patentowe

Claims (7)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób otrzymywania modyfikatora do polipropylenu, znamienny tym, że mieszaninę haloizytu, zmodyfikowanego wstępnie przez prażenie lub działanie ultradźwięków, oraz metakrylanu glicydylu lub kalafonii balsamicznej lub estru kalafonii, w stosunku wagowym haloizytu do metakrylanu glicydylu lub kalafonii balsamicznej lub jej estru odpowiednio 2-5:1, poddaje się reakcji w temperaturze od 40 do 80°C, w rozpuszczalniku organicznym, z dodatkiem nadtlenkowego inicjatora, po czym usuwa się rozpuszczalnik i wysuszony, zmodyfikowany haloizyt poddaje się mieleniu na proszek.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że haloizyt przed reakcją z metakrylanem glicydylu lub kalafonią balsamiczną lub estrem kalafonii poddaje się dwustopniowemu prażeniu w temperaturze do 450°C.
    PL 213 655 B1
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że haloizyt przed reakcją z metakrylanem glicydylu lub kalafonią balsamiczną lub estrem kalafonii poddaje się działaniu ultradźwięków o mocy 250 do 350 kHz przez 2-3 godziny.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako ester kalafonii stosuje się uwodorniony ester kalafonii i pentaerytrytu.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako inicjator nadtlenkowy stosuje się nadtlenek benzoilu.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik organiczny stosuje się aceton.
  7. 7. Sposób otrzymywania modyfikowanego polipropylenu, znamienny tym, że polipropylen i modyfikator otrzymany sposobem określonym w zastrz. 1-6, użyty w ilości od 1 do 10% wagowych w stosunku do kompozycji, miesza się w stopie, w temperaturze 180-220°C.
PL386833A 2008-12-17 2008-12-17 Sposób otrzymywania modyfikatora do polipropylenu i sposób otrzymywania modyfikowanego polipropylenu PL213655B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386833A PL213655B1 (pl) 2008-12-17 2008-12-17 Sposób otrzymywania modyfikatora do polipropylenu i sposób otrzymywania modyfikowanego polipropylenu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386833A PL213655B1 (pl) 2008-12-17 2008-12-17 Sposób otrzymywania modyfikatora do polipropylenu i sposób otrzymywania modyfikowanego polipropylenu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL386833A1 PL386833A1 (pl) 2010-06-21
PL213655B1 true PL213655B1 (pl) 2013-04-30

Family

ID=42990569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL386833A PL213655B1 (pl) 2008-12-17 2008-12-17 Sposób otrzymywania modyfikatora do polipropylenu i sposób otrzymywania modyfikowanego polipropylenu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL213655B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL386833A1 (pl) 2010-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pappu et al. Manufacturing and characterization of sustainable hybrid composites using sisal and hemp fibres as reinforcement of poly (lactic acid) via injection moulding
Ton‐That et al. Polyolefin nanocomposites: formulation and development
Chiu et al. Investigation on the polyamide 6/organoclay nanocomposites with or without a maleated polyolefin elastomer as a toughener
Elamin et al. Preparation and characterization of wood-plastic composite by utilizing a hybrid compatibilizer system
Pracella et al. Functionalization, compatibilization and properties of polypropylene composites with hemp fibres
Zhang et al. Mechanochemical preparation and properties of a cellulose–polyethylene composite
Nekhlaoui et al. Fracture study of the composite using essential work of fracture method: PP–SEBS–g–MA/E1 clay
Yang et al. Effect of surface modified kaolin on properties of polypropylene grafted maleic anhydride
Motamedi et al. Investigation of the nanostructure and mechanical properties of polypropylene/polyamide 6/layered silicate ternary nanocomposites
EP2361275B1 (de) Polysilan-polycarbosilane mit reduziertem chlorgehalt auf basis von methylchlorpolysilanen sowie daraus hergestellte spinnmassen und keramische formkörper
He et al. Surface modification of cellulose nanocrystals with different acid anhydrides for improved dispersion in poly (butylene succinate)
US20060058425A1 (en) Compositions of cellulose esters and layered silicates and process for the prepration thereof
DE102009056371A1 (de) Polysilan-Polycarbonsilane mit reduziertem Kohlenstoffgehalt auf Basis von Methylchlorpolysilanen sowie daraus hergestellte Keramiken
Song et al. Modification of illite with calcium pimelate and its influence on the crystallization and mechanical property of isotactic polypropylene
Kumar et al. Mechanical, thermal, and morphological analysis of Himalayan agave fiber/GO coated fly ash hybrid polypropylene composites
Wu et al. Enhancing β-phase content and tensile properties in poly (vinylidene fluoride) by adding halloysite nanotubes and injecting water during extrusion
Wu et al. Enhanced thermal and mechanical properties of polypropylene composites with hyperbranched polyester grafted sisal microcrystalline
KR102397128B1 (ko) 표면을 개질한 셀룰로스 나노크리스탈 및 이를 포함한 복합재료
Hedayatnasab et al. Mechanical characterization of clay reinforced polypropylene nanocomposites at high temperature
KR20130052774A (ko) 폴리유산과 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트의 블렌드를 이용한 생분해성 나노복합체 조성물
Sampath et al. Synthesis of polyethylene glycol-grafted graphite and effect of its loading on properties of natural rubber composites
PL245544B1 (pl) Sfunkcjonalizowane liniowe poli(silseskwioksany), sposób ich wytwarzania, kompozycja z biodegradowalnymi poliestrami oraz sposób wytwarzania kompozycji
Bouchareb et al. Effect of graphite oxide on the mechanical, thermal, structural and hydrophilicity proprieties of Polypropylene/Poly (Propylene-Glycol) Acrylate/Glycidyl Methacrylate PP/PPGA/GMA composite
DE4241287A1 (de) Siliciumaluminiumnitridkeramik und Vorläuferverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung
PL211920B1 (pl) Sposób wytwarzania modyfikatora żywic epoksydowych i sposób modyfikacji żywic epoksydowych