PL235295B1 - Kompozyt izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych oraz sposób jego otrzymywania - Google Patents

Kompozyt izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych oraz sposób jego otrzymywania Download PDF

Info

Publication number
PL235295B1
PL235295B1 PL421623A PL42162317A PL235295B1 PL 235295 B1 PL235295 B1 PL 235295B1 PL 421623 A PL421623 A PL 421623A PL 42162317 A PL42162317 A PL 42162317A PL 235295 B1 PL235295 B1 PL 235295B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
sorbitol
polypropylene
amount
maleic anhydride
bis
Prior art date
Application number
PL421623A
Other languages
English (en)
Other versions
PL421623A1 (pl
Inventor
Monika Dobrzyńska-Mizera
Tomasz Sterzyński
Tomas Z Sterzyński
Maria Laura Di Lorenzo
Loren Zo Maria La Ura Di
Original Assignee
Consiglio Nazionale Ricerche
Politechnika Poznanska
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 Consiglio Nazionale Ricerche, Politechnika Poznanska filed Critical Consiglio Nazionale Ricerche
Priority to PL421623A priority Critical patent/PL235295B1/pl
Publication of PL421623A1 publication Critical patent/PL421623A1/pl
Publication of PL235295B1 publication Critical patent/PL235295B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest kompozyt izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych oraz sposób jego wykonania, w którym osnowa izotaktycznego polipropylenu zmodyfikowana jest pochodnymi sorbitoli w ilości od 0,01% wag. do 3% wag., korzystnie 0,2% wag. do 0,5% wag. oraz związkami posiadającymi w swojej budowie grupy funkcyjne mogące oddziaływać z pochodnymi sorbitoli w ilości 0,5% wag. do 20% wag., korzystnie 5% wag. do 10% wag. - kompatybilizator, stanowiący bezwodnik maleinowy, bezwodnik maleinowy szczepiony na polipropylenie lub kopolimerze styren-etylen/butadien-styren, kwas stearynowy lub alkohol poliwynylowy.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt izotaktycznego polipropylenu (iPP) z pochodnymi sorbitoli oraz związkami posiadającymi w swojej budowie grupy funkcyjne mogące oddziaływać z pochodnymi sorbitoli, w szczególności bezwodnika maleinowego.
Środki nukleujące wprowadzane są do osnowy polipropylenu w celu poprawy właściwości optycznych (transparentności) czy minimalizowania żółknięcia. Związki chemiczne, takie jak pochodne sorbitoli, stosowane do nukleacji poliolefin znane są m.in. z opisów patentowych US 2007/0249850, US 4016118, US 4314039, US 4371645, US 4954291, US 5049605.
Z opisu CN104761824 znana jest kompozycja polimerowa składająca się z 12 składników (pośród nich kopolimeru propylenu, który stanowi 57-58% wag., 6-7% wag. kompatybilizatora oraz 1-2% wag. środka nukleującego). Przedstawiona modyfikacja, według twórców, zapewnia uzyskanie materiału odpornego na korozję i starzenie, o podwyższonych właściwościach mechanicznych i dobrej kompatybilności. Kompozycja zawierająca składniki, które są ze sobą niemieszalne, wymaga zastosowania środka kompatybilizującego, jakim jest bezwodnik maleinowy. Jego dodatek zapewnia adhezję (spójność) między poszczególnymi składnikami kompozycji, co skutkuje polepszeniem właściwości wytrzymałościowych. Stosowany w rozwiązaniu środek nukleujący składa się z trzech substancji chemicznych, wśród których jedną stanowi pochodna sorbitolu. Jednak cel zastosowania środka nukleującego zawierającego pochodną sorbitolu nie został ujawniony.
Z opisu CN104592637 znany jest kompozyt, którego skład stanowi 50-60% wag. polipropylenu oraz 20-24% wag. talku, który nie jest kompatybilny z matrycą polipropylenową. Dodatek talku wymaga zastosowania kompatybilizatora, np. bezwodnika maleinowego, w celu polepszenia adhezji między napełniaczem, a osnową. Poza wymienionymi powyżej komponentami, autorzy zastosowali osiem kolejnych. Nie wyjaśnili celu stosowania środka nukleującego. Zaproponowana modyfikacja ma zapewnić uzyskanie materiału bardziej odpornego na działanie promieni UV, łatwiejszego w przetwórstwie i odpornego na starzenie.
W stanie techniki z opisu WO2009/105083 znane jest również stosowanie pochodnych sorbitoli jako środków nukleujących z udziałem polihedralnych oligomerycznych silseskwioksanów (POSS).
Z opisu patentowego CN104610695A znany jest także sposób przygotowania przedmieszki na bazie polipropylenu do produkcji rur. Metoda według tego rozwiązania składa się z trzech etapów: pierwszy to mieszanie w stanie stopionym przez wytłaczanie 100 części polipropylenu szczepionego bezwodnikiem maleinowym z 5-7 częściami dibenzylideno-sorbitolu (DBS); drugim etapem jest dodanie, w innym procesie wytłaczania, DPA do systemu; trzeci etap obejmuje włączenie przedmieszki do polipropylenu podczas końcowego procesu produkcyjnego. Biorąc pod uwagę zastosowania przemysłowe, trzy etapowy proces produkcyjny wymaga dużego wysiłku, zużywa energię i generuje koszty. Ponadto matryca polipropylenowa poddawana wytłaczaniu trzykrotnie może ulec degradacji lub zostać znacznie zanieczyszczona. Powyższe może wpływać na właściwości mechaniczne produktów końcowych. Nadto zaproponowana w opisie CN104610695A kompozycja w zakresie ilości DBS, DPA i szczepionego bezwodnika maleinowego polipropylenu znacznie różnią się do zaproponowanej według wynalazku.
W innym opisie patentowym CN103589058A przedstawiono metodę produkcji wzmocnionego kompozytu polipropylenowego o wysokiej sztywności i z przeznaczeniem do formowanych wtryskowo części pralek. Głównym wypełniaczem w kompozycie na bazie polipropylenu jest włókno szklane, które stanowi ok. 1/3 objętości. Opisana w CN103589058A kompozycja zawiera aż siedem różnych składników, a mianowicie polipropylen, bezwodnik maleinowy szczepiony na polipropylenie, włókno szklane, plastyfikator, przeciwutleniacz, środek poślizgowy i pochodną sorbitolu, co czyni tę kompozycję złożoną i kosztowną w produkcji.
Rozwiązanie według wynalazku to kompozyt składający się z izotaktycznego polipropylenu, pochodnej sorbitolu oraz związku posiadającego w swojej budowie grupy funkcyjne mogące oddziaływać z pochodnymi sorbitoli, w szczególności bezwodnika maleinowego. Sorbitol podczas chłodzenia polipropylenu tworzy trójwymiarową strukturę fibrylarną, która prowadzi do szybszej krystalizacji polipropylenu. Dodatek bezwodnika maleinowego pozwala na regulowanie procesem krystalizacji polipropylenu. Z tego też powodu zastosowanie kompatybilizatora w wynalazku jest niestandardowe, tj. nie ma na celu poprawy spójności między składnikami kompozytu.
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych, w którym osnowa polipropylenowa modyfikowana jest pochodnymi sorbitoli (środkami nukleującymi) w ilości od 0,01% wag. do 3% wag., korzystnie
PL 235 295 B1
0,2% wag. do 0,5% wag. oraz związkiem posiadającym w swojej budowie grupy funkcyjne mogące oddziaływać z pochodnymi sorbitoli w ilości 0,5% wag. do 20% wag., korzystnie 5% wag. do 10% wag. (kompatybilizator). Przy czym, kompatybilizator stanowi bezwodnik maleinowy szczepiony na polipropylenie (MAPP).
Pochodne sorbitoli stanowią dibenzylidenosorbitol (DBS), bis(p-etylobenzylideno)sorbitol (EDBS), 1,3-O-2,4-bis(3,4-dimetylobenzylideno)sorbitol (DMDBS) lub 1,2,3-tridesoksy-4,6:5,7-bis-O[(4-propylofenylo)metyleno]nonitolosorbitol (NX8000). Dopuszczalne jest przy tym stosowanie jednego lub większej liczby w/w środków nukleujących.
Kompatybilizator stanowiący bezwodnik maleinowy szczepiony na polipropylenie, dodawany jest do polipropylenu (kompozytu) w ilości 0,5% wag. do 20% wag., a ilość bezwodnika maleinowego w kompatybilizatorze wynosi między 0,5% wag. a 3% wag.
Przedmiotem wynalazku jest także sposób otrzymywania kompozytu izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych. W sposobie tym:
• środek nukleujący w postaci pochodnych sorbitoli w ilości od 0,01% wag. do 3% wag., korzystnie 0,2% wag. do 0,5% wag.;
• kompatybilizator w postaci związku posiadającego w swojej budowie grupy funkcyjne mogące oddziaływać z pochodnymi sorbitoli w ilości 0,5% wag. do 20% wag., korzystnie 5% wag. do 10% wag. stanowiący bezwodnik maleinowy szczepiony na polipropylenie;
• oraz w pozostałej ilości polipropylen miesza się wstępnie w stanie stałym. Następnie miesza się w stanie stopionym w temperaturze powyżej temperatury topnienia polipropylenu od 165°C do 280°C, korzystnie 185°C do 220°C, korzystnie w czasie do 10 min. Po czym otrzymaną mieszaninę poddaje się chłodzeniu. Mieszanie może być realizowane dowolnie - do przykładowych mieszalników zalicza się: gniotowniki, wytłaczarki, wtryskarki, mieszalniki periodyczne, ciągłe, itp.
Temperatura topienia polipropylenu różni się w zależności od jego rodzaju i masy cząsteczkowej. Stosowane temperatury topienia nie powinny powodować degradacji materiału. Czas mieszania dobierany jest w zależności od ilości tworzywa i dodatków, zastosowanych wartości ścinania i innych parametrów, jednak zwykle nie przekracza 10 min. Po zakończeniu procesu, uzyskana mieszanina jest chłodzona, a między grupami funkcyjnymi sorbitolu i bezwodnika maleinowego zachodzą oddziaływania wpływając na krystalizację osnowy polipropylenowej. Kompozyt może być dowolnie kształtowany przy zastosowaniu konwencjonalnych metod i urządzeń, takich jak granulowanie, cięcie, itp.
Środek nukleujący stanowią dibenzylidenosorbitol (DBS), bis(p-etylobenzylideno)sorbitol (EDBS), 1,3-O-2,4-bis(3,4-dimetylobenzylideno)sorbitol (DMDBS) lub 1,2,3-tridesoksy-4,6:5,7-bis-O[(4-propylofenylo)metyleno]nonitolosorbitol (NX8000). Dopuszczalne jest przy tym stosowanie jednego lub większej liczby w/w środków nukleujących.
Kompatybilizator stanowiący bezwodnik maleinowy szczepiony na polipropylenie, dodawany jest do polipropylenu (kompozytu) w ilości 0,5% wag. do 20% wag., a ilość bezwodnika maleinowego w kompatybilizatorze wynosi między 0,5% wag. a 3% wag.
Oddziaływania między kompatybilizatorem i środkiem nukleującym pozwalają na kontrolę procesu krystalizacji iPP podczas chłodzenia stopu. Proces krystalizacji kompozytów polipropylenu może być lepiej kontrolowany w porównaniu z kompozycjami zawierającymi sam sorbitol lub bezwodnik maleinowy.
Środki nukleujące ulegają rozpuszczaniu w stopionym polipropylenie, a podczas chłodzenia wytwarzają sieć fibryli, która jest miejscem początku wzrostu sferolitów. W rezultacie w strukturze nukleowanego polimeru obserwuje się wzrost gęstości nukleacji, przez co powstaje większa ilość sferolitów o mniejszej średnicy. To zjawisko przyczynia się do polepszenia właściwości optycznych osnowy po lipropylenowej, w szczególności transparentności. Ponadto, dodatek środków nukleujących skutkuje wzrostem temperatury krystalizacji, co jest istotne z punktu widzenia przetwórstwa. Jest to zaletą w procesie wtryskiwania, jako że przesunięcie procesu krystalizacji w kierunku wyższych temperatur pozwala na skrócenie cyklu przetwórczego i obniżenie kosztów produkcji. Jednak w przypadku wytłaczania efekt ten jest wadą, ponieważ wzrost temperatury krystalizacji, a więc procesu tworzenia i porządkowania struktury krystalicznej ogranicza możliwość produkcji wyrobów wysokoorientowanych, takich jak folie czy włókna. Orientacja makrocząsteczkowa, prowadząca do anizotropii właściwości wyrobów następuje na skutek rozciągania, które może być realizowane wyłącznie przed rozpoczęciem krystalizacji. Dlatego
PL 235 295 B1 jeśli rozpoczęcie procesu krystalizacji następuje w podwyższonej temperaturze, możliwość uzyskania stanu wysokiej orientacji w wyniku rozciągania polimeru jest ograniczona.
Uzyskanie większych stopni rozciągnięcia nukleowanego polipropylenu jest możliwe poprzez dodanie do kompozycji bezwodnika maleinowego szczepionego na polipropylenie.
Grupy funkcyjne kompatybilizatora i pochodnej sorbitolu zdolne są do tworzenia indywiduów chemicznych (adduktów), na skutek oddziaływań międzycząsteczkowych. Dodatek kompatybilizatora do osnowy polipropylenowej nukleowanej sorbitolem pozwala na uzyskanie efektu krystalizacji w temperaturze niższej w porównaniu z kompozycją zawierającą wyłącznie sorbitol, zachowując przy tym charakterystyczny dla dodatku sorbitolu efekt klaryfikujący polipropylenu. To z kolei umożliwia produkcję wyrobów na bazie polipropylenu o polepszonych właściwościach optycznych (przeźroczystości) i korzystnych anizotropowych właściwościach mechanicznych.
Właściwości kompozytu według wynalazku w przykładowych realizacjach przedstawiono na rysunku w postaci wyników badań, spośród których fig. 1 przedstawia krzywe egzotermiczne uzyskane w badaniu różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) dla polipropylenu i jego kompozytów, gdzie maksima wyznaczają temperatury krystalizacji osnowy polipropylenowej; fig. 2 przedstawia krzywe lepkości zespolonej w funkcji temperatury wyznaczone w badaniach reologicznych płytka-płytka w trybie oscylacji dla polipropylenu i jego kompozytów (przegięcia krzywych wyznaczają początek procesu krystalizacji sieci fibrylarnej sorbitolu oraz osnowy polipropylenowej); a fig. 3 przedstawia wartości zamglenia dla polipropylenu i jego kompozytów (niższe wartości świadczą o zwiększeniu transparentności próbki).
P r z y k ł a d I:
Wytworzono kompozyt polipropylenu (iPP) zawierający 0,25% wag. 1,3-O-2,4-bis(3,4-dimetylobenzylideno)sorbitolu (DMDBS) oraz 5% wag. bezwodnika maleinowego szczepionego na polipropylenie (MAPP), zawierającego w swojej strukturze 0,5% bezwodnika maleinowego. Zastosowano dwuetapowy proces mieszania. Pierwszy etap składał się z mieszania w stanie stałym proszków DMDBS, MAPP oraz iPP. Kolejnym etapem było wymieszanie składników w stanie stopionym. Proces wytłaczania przeprowadzono na wytłaczarce dwuślimakowowej w temperaturze 200°C przy prędkości obrotowej ślimaka równej 100 obr/min. Wytłoczyna została ochłodzona w powietrzu i pocięta przy użyciu granulatora nożowego. Temperatury krystalizacji osnowy polipropylenowej oraz sieci fibrylarnej sorbitolu i wartości zamglenia przedstawiono na fig. 1-3.
P r z y k ł a d II:
Wytworzono kompozyt polipropylenu (iPP) zawierający 0,25% wag. 1,3-O-2,4-bis(3,4-dimetylobenzylideno)sorbitolu (DMDBS) oraz 10% wag. bezwodnika maleinowego szczepionego na polipropylenie (MAPP), zawierającego w swojej strukturze 0,5% bezwodnika maleinowego. Zastosowano dwuetapowy proces mieszania. Pierwszy etap składał się z mieszania w stanie stałym proszków DMDBS, MAPP oraz iPP. Kolejnym etapem było wymieszanie składników w stanie stopionym. Proces wytłaczania przeprowadzono na wytłaczarce dwuślimakowowej w temperaturze 200°C i prędkości obrotowej ślimaka równej 100 obr/min. Wytłoczyna została ochłodzona w powietrzu i pocięta przy użyciu granulatora nożowego. Temperatury krystalizacji osnowy polipropylenowej oraz sieci fibrylarnej sorbitolu i wartości zamglenia przedstawiono na fig. 1-3.
Kompozyt polipropylenu według wynalazku może być przetworzony w celu uzyskania płyt, folii, wyprasek, rur, włókien, i innych. Najkorzystniejsze jest zastosowanie kompozycji do produkcji folii i włókien. Wymiary wyrobów mogą się różnić w zależności od ostatecznego zastosowania wyrobu.

Claims (2)

1. Kompozyt izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych, znamienny tym, że osnowa izotaktycznego polipropylenu zmodyfikowana jest pochodnymi sorbitoli w ilości od 0,01% wag. do 3% wag., korzystnie 0,2% wag. do 0,5% wag. oraz związkiem posiadającym w swojej budowie grupy funkcyjne mogące oddziaływać z pochodnymi sorbitoli w ilości 0,5% wag. do 20% wag., korzystnie 5% wag. do 10% wag. - kompatybilizator stanowiący bezwodnik maleinowy szczepiony na polipropylenie, dodawany do polipropylenu w ilości 0,5% wag. do 20% wag., przy czym ilość bezwodnika maleinowego w kompatybilizatorze wynosi między 0,5% wag. a 3% wag., a pochodne sorbitoli stanowią dibenzylidenosorbitol (DBS), bis(p-etylobenzylideno)sorbitol
PL 235 295 Β1 (EDBS), 1,3-0-2,4-bis(3,4-dimetylobenzylideno)sorbitol (DMDBS) lub 1,2,3-tridesoksy4,6:5,7-bis-0-[(4-propylofenylo)metyleno]nonitolosorbitol (ΝΧ8000) lub ich mieszanina.
2. Sposób otrzymywania kompozytu izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych, znamienny tym, że środek nukleujący w postaci pochodnych sorbitoli takich jak dibenzylidenosorbitol (DBS), bis(p-etylobenzylideno)sorbitol (EDBS), 1,3-0-2,4-bis(3,4-dimetylobenzylideno)sorbitol (DMDBS) lub 1,2,3-tridesoksy-4,6:5,7-bis-0-[(4-propylofenylometyleno]nonitolosorbitol (ΝΧ8000), w ilości od 0,01% wag. do 3% wag., korzystnie 0,2% wag. do 0,5% wag., kompatybilizator w postaci związku posiadającego w swojej budowie grupy funkcyjne mogące oddziaływać z pochodnymi sorbitoli w ilości 0,5% wag. do 20% wag., korzystnie 5% wag. do 10% wag. stanowiący bezwodnik maleinowy szczepiony na polipropylenie oraz w pozostałej ilości polipropylen miesza się wstępnie w stanie stałym, a następnie miesza się w stanie stopionym w temperaturze powyżej temperatury topnienia polipropylenu od 165°C do 280°C, korzystnie 185°C do 220°C, korzystnie w czasie do 10 min, po czym otrzymaną mieszaninę poddaje się chłodzeniu, przy czym bezwodnik maleinowy szczepiony na polipropylenie, dodawany jest do polipropylenu w ilości 0,5% wag. do 20% wag., a ilość bezwodnika maleinowego w kompatybilizatorze wynosi między 0,5% wag. a 3% wag.
PL421623A 2017-05-17 2017-05-17 Kompozyt izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych oraz sposób jego otrzymywania PL235295B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL421623A PL235295B1 (pl) 2017-05-17 2017-05-17 Kompozyt izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych oraz sposób jego otrzymywania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL421623A PL235295B1 (pl) 2017-05-17 2017-05-17 Kompozyt izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych oraz sposób jego otrzymywania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL421623A1 PL421623A1 (pl) 2018-11-19
PL235295B1 true PL235295B1 (pl) 2020-06-15

Family

ID=64213732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL421623A PL235295B1 (pl) 2017-05-17 2017-05-17 Kompozyt izotaktycznego polipropylenu o kontrolowanej szybkości krystalizacji i polepszonych właściwościach optycznych oraz sposób jego otrzymywania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL235295B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL421623A1 (pl) 2018-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108219266B (zh) 一种消除聚丙烯组合物虎皮纹缺陷的方法及其制备的聚丙烯组合物
JP6457644B2 (ja) ポリラクチド成形品およびその製造法
KR101685761B1 (ko) 백색도 및 기계적 물성이 향상된 생분해성 수지 조성물을 이용한 3차원 프린터용 필라멘트
KR101914893B1 (ko) 폴리올레핀 조성물 및 이의 제조 방법
CN104086940A (zh) 无卤阻燃tpe注塑料及其制备方法
CN115403867B (zh) 一种能够快速成型的聚丙烯复合材料及其制备方法
GB2547188A (en) Improvements in a masterbatch
WO2019155747A1 (ja) フッ化ビニリデン単独重合体の発泡成形体および発泡成形体の製造方法
KR102866217B1 (ko) 비스-2-하이드록시에틸렌 테레프탈레이트 기반의 핵화된 폴리프로필렌 마스터배치의 제조 방법
CN115232401A (zh) 一种耐高温阻燃发泡聚丙烯母粒及其制备方法
CN111592755B (zh) 一种增强生物基聚酰胺56组合物及其制备方法
KR102644468B1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이의 제조방법
KR101711279B1 (ko) 출력속도의 향상을 위한 3차원 프린터 필라멘트용 폴리유산 스테레오 복합수지 조성물
CN111057375A (zh) 一种具有高强度低飞边的聚苯硫醚复合材料
KR20160116720A (ko) 용융 셀룰로오스 유도체의 제조방법 및 이로부터 제조된 용융 셀룰로오스 유도체
CN114591608B (zh) 一种易脱膜的玻纤增强pet组合物及其制备方法与应用
EP2204270B1 (en) Method for preparation of polyethenol pellets of high fluidity
CN101392069B (zh) 添加剂混合物及制备方法
CN121736485A (zh) 一种聚酰胺组合物及其制备方法和应用
PL232239B1 (pl) Sposób wytwarzania pojemników kompozytowych
TW202502775A (zh) 添加劑造粒物、塑膠組成物的製造方法
CN105860422A (zh) 一种高性能聚甲醛复合材料及其制备方法
WO2025206006A1 (ja) 樹脂ペレットの製造方法、樹脂ペレット、および成形体の製造方法
CN118956053A (zh) 一种聚丙烯加工改性的方法
JP2005272661A (ja) ガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物