<Desc/Clms Page number 1>
Il est reconnu de préparer des matières plastiques poreuses en sursaturante dans une certaine mesure, les matières premières, comme par exemple le chlorure de polyvinyle, sous pression et à température élevée, avec des gaz en particulier l'azote et, après refroidissement et expansion faite avec précaution, on utilise l'action gonflante des gaz dissous dans la masse. Suivant un autre procédé, on incorpore, en particulier en utili- sant des plastifiants, des agents gonflants solides dans les-masses de matières plastiques. Après transfert de la masse par exemple dans des moules, on provoque, par chauffage, une décomposition de l'agent gonflant ce qui entraine également la formation d'une structure poreuse.
Récemment, on a incorporé des hydrocarbures, en particulier des hydrocarbures à bas points d'ébullition en particulier dans le polystyrène en le faisant gon- fler dans ceux-ci et on obtient, sous pression et à température plus élevées également une structure poreuse.
Suivant le brevet anglais 6790549 du 29/7/1949 il est connu en outre que, par l'emploi de matières premières à grains fins provenant de mélange de différentes matières plastiques, on obtient une masse poreuse lorsque le mélange est fritté avec addition d'inhibiteurs et également de plastifiants, à température élevée, par exemple à des températures comprises entre 100 et 200 , auquel cas on peut opérer dans certaines circonstances, pendant le frittage, avec une faible surpression pour augmenter la solidité.
Des essais pour obtenir, d'une manière analogue, à partir du pro- pylène, des matières plastiques poreuses n'ont pas donné des résultats sa- tisfaisants. Pour ces essais on a mis en oeuvre du polypropylène qui avait été préparé sous des pressions inférieures à 100 atmosphères et des tempé- , ratures comprises allant jusqu'à 100 , par polymérisation du propylène, auquel cas on utilise des catalyseurs qui sont formés de composés organo- métalliques en particulier des composés aluminium-alcoyles avec des dérivés métalliques des sous-groupes IV - VI de la classification périodique en par- ticulier des dérivés du titane, par exemple le tétrachlorure de titane.
En outre lorsque l'on a conduit les essais avec les polypropylènes qui ont été préparés d'une autre manière, par exemple en utilisant des catalyseurs con- tenant du silicate, qui sont en suspension dans un solvant et contiennent encore des composants actifs du type du chrome, vanadium, molybdène etcooo on n'a pas obtenu des résultats satisfaisants.
Lors du frittage d'un polypro- pylène formé de grainsd'une grosseur moyenne inférieure à 1 mm, par exemple inférieure à 0,5 mm, le produit étant également maintenu sous pression pen- dant et/ou avant le frittage, on a constaté que l'on obtenait non seulement une structure irrégulière dans le produit final, mais, en outre que les pro- priétés mécaniques de tels produits diminuaient d'une manière incontrôlable au point que les propriétés physiques et mécaniques ne pouvaient être obte- nues, de manière reproductible, que très difficilemento
On a constaté que le polypropylène contient en général certains composants à bas poids moléculaire, fortement amorphes du type caoutchouc- élastique qui présentent un poids moléculaire relativement bas.
C'est à ces composants qu'il faut imputer le fait que les propriétés des produits poreux obtenus ne sont pas satisfaisantes.
L'invention fournit un moyen pour sur. monter ces difficultés lors du frittage de polypropylène. On peut conduire le procédé pour la préparation de matières plastiques poreuses, à partir de polypropylène par frittage, à température élevée et de préférence sous des pressions élevées et obtenir un produit final avec des propriétés favorables et reproductibles lorsque l'on soumet le polypropylène à travailler avant le frittage, à une extrac- tion avec des solvants. Avantageusement on conduit l'extraction avec plusieurs solvants que l'on fait réagir de préférence successivement étant donné que souvent l'emploi d'un solvant unique ne suffit pas pour communiquer au poly-
<Desc/Clms Page number 2>
propylène ayant subi l'extraction les propriétés désirées.
En particulier conviennent bien, dans ce but, les extractions successives avec l'acétone, l'éther et les hydrocarbures comme l'heptane ou l'octane. Dans des cas particuliers, on fait suivre le traitement en utilisant les hydrocarbures, par un traitement par les alcools par exemple l'éthanol ou le propanolo
Le procédé suivant l'invention présente une importance particuliè- re pour le polypropylène qui est obtenu par polymérisation du propylène sous des pressions inférieures à 100 atmosphères et à des températures al- lant jusqu'à 100 environ en utilisant des catalyseurs qui se composent de mélanges de dérivés organo-métalliques, en particulier des dérivés alumi- nium-alcoyles, avec des dérivés métalliques des sous-groupes IV - VI de la classification périodique, en particulier des dérivés du titane par exemple le tétrachlorure de titane.
On travaille avantageusement en soumettant le polypropylène brut, pendant plusieurs heures, sous reflux, à une extraction normale avec chacun des solvants, auquel cas il est possible d'opérer sous pression, cependant il est avantageux d'opérer sous la pression normale. En général on travaille à la température d'ébullition du solvant en question. Suivant le type du polypropylène mis en oeuvre, on élimine, dans ce mode opératoire, environ 10-60% du produit sous forme de composants indésirables pour le traitement mécanique et thermique suivant.
Etant donné que certains des solvants employés forment ensemble des mélanges azéotropiques, il est souvent avantageux, après chaque extrac- tion, de faire un séchage pour éliminer le solvant en question. Ce séchage doit avoir lieu au-dessous de 125 C et avantageusement dans une atmosphè- re protectrice, par exemple en utilisant le gaz carbonique ou l'azote pour éviter les oxydations gênantes. On travaille, lors de ce séchage, en géné- ral sous pression normale mais, dans de nombreux cas, on sèche sous vide, par exemple sous 100 mm de mercure. Les temps de séchage sont inférieurs à 24 heures, ils s'élèvent par exemple, à 6 heures ou moins.
Le polypropylène restant après le séchage, qui présente avanta- geusement, un poids moléculaire, déterminé par une méthode viscosimétrique, supérieur à environ 40.000, en particulier de préférence supérieur à 100.000., peut être utilisé pour le traitement de frittage. Ce polypropylène possède un point de fusion supérieur à 150 , souvent même supérieur à 155-160 ' et présente un poucentage élevé en produits cristallins.
Le polypropylène peut être fritté à des températures allant jus- qu'à 170 , de préférence dans une atmosphère inerte ou réductrice, par exem- ple en présence d'azote et/ou hydrogène et/ou gaz carbonique et/ou méthane.
La température de frittage doit évidemment être inférieure à la température à laquelle le produit se gélifie ou fond. On fritte dans un moule convena- ble en opérant avec ou sans pression, auquel cas les petites particules mi- ses en oeuvre, surtout sous l'influence du traitement à chaud, donnent un produit de forme stable. Le polypropylène utilisé pour le frittage, peut se trouver sous forme de poudre, de grains ou de petits morceaux d'une autre forme. Suivant la possibilité, on emploiera la polypropylène sous la forme sous laquelle on l'obtient directement dans les procédés de préparation correspondants, par exemple sous forme de poudre ou sous forme de flocons.
Dans chaque cas, il est avantageux de réaliser, avec le frittage, un prétrai- tement thermique ou mécanique.
Pour la structure du produit fini, les températures de frittage et la pression ont une influence décisiveo Une pression croissante provoque une augmentation de la densité. La densité peut alors être augmentée de 0,1 à plus de 0,7.
Si l'on désire des matières frittées avec une densité apparente
<Desc/Clms Page number 3>
aussi faible que possible, il faut opérer le remplissage du moule avec tassement aussi faible que possible auquel cas il faut travailler sans pres- sion mécanique. En général on travaille sous des pressions comprises entre 1 à 20 kg/cm2. Par contre si l'on désire des poulages avec des densités plus élevées et des solidités mécaniques plus élevées correspondantes, il est avantageux d'opérer sous des pressions allant jusqu'à des centaines de kg/cm2 avant et/ou pendant le frittageo On a constaté que l'emploi d'une pression mécanique seule, à l'exclusion de traitement thermique, conduit à des corps stables quant à leur forme qui cependant présentent une solidité mécanique relativement faible.
La conductibilité calorique du polypropylène est mauvaise. En conséquence on peut faire agir des températurespar exemple jusqu'à plus de 300 , pour obtenir le frittage désiré cependant sans fusion. Pour des temps comparables, des températures croissantes provoquent une augmentation de la densité.
Le traitement thermique est conduit d'une manière bien connue en soi, par exemple par apport de chaleur et/ou rayonnement calorifique. Commu agent de chauffage, on peut utiliser la vapeur, le courant électrique, les gaz chauds, par exemple l'azote, le rayonnement infra-rouge etc...
On peut porter la matière, directement, en une phase, à la tempé- rature désirée, cependant on peut aussi travailler par échelons, les tempé- ratures, les temps et les pressions pouvant varier en fonction des proprié- tés désirées.
Le matériau ayant subi l'extraction, poreux, peut être mis--- en forme, d'abord à froid sous une pression plus ou moins élevée et la réfor- me ainsi obtenue est frittée à la température indiquée ci-dessus. Souvent cependant il est avantageux de réaliser le moulage sous pression et le frit- tage en un seul stade. Enfin, il est possible aussi de soumettre uns pièce, déjà moulée sous pression, à une pression élevée pendant le frittage, dans ce cas on obtient des pièces lourdes et aussi très résistantes du point de vue mécanique dont le poids spécifique, dans certaines circonstances, peut atteindre 0,9.
Dans la conduite du procédé suivant l'invention, il peut être avantageux de donner la forme à obtenir déjà pendant le frittage.Dans ce cas l'avantage réside dans le fait qu'un traitement ultérieur n'est pas né- cessaire parce que, après le refroidissement de la pièce en question, on ob- tient une stabilité de forme parfaite. Ce mode opératoire est à envisager en particulier pour la préparation de plaques, de joncs cylindriques et profi- lés ou de rubans, pièces d'angles etc... et ainsi pour tous les objets qui, du fait de la structure du moule, permettent un préformage direct à la forme finale avant le frittage. Lorsque ce mode opératoire n'est pas possible, on donnera, à l'objet moulé par frittage correspondant, par un traitement postérieur mécanique, par exemple fraisage, meulage, forage, etc.. la forme finale désirée.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.