BR0210292B1 - blenda polimÉrica. - Google Patents

Description

BLENDA POLIMÉRICA

A presente invenção refere-se a uma blenda poliméricaque é eletricamente condutora mas, no entanto, apresentaresistências típicas de plásticos.

Com o aumento na utilização de produtos da indústriaeletrônica, a prevenção de cargas eletrostáticas e suadescarga controlada tornou-se de crescente importância, umavez que foi estimado que ESD (eletrostatic discharge -descarga eletrostática) causa anualmente perdas de cerca de25 bilhões de dólares americanos apenas na indústria demanufatura de componentes eletrônicos.

Plásticos eletricamente condutores eram produzidospela adição a estes de negro de fumo ou fibras de carbono.Um dos fatores mais importantes a tornar desvantajosa autilização de compósitos de polímeros e partículascondutoras é a segregação das partículas condutoras domaterial. Isto, por exemplo, não permite a utilização demateriais contendo negro de fumo em ambientes onde alimpeza é indispensável. Percolação, isto é, umamodificação extensiva na condutividade de um material porum pequeno aumento da quantidade de partículas condutoras,causa problemas quando se deseja ajustar a condutividadeelétrica de um material a um certo nível. Isto causadificuldades em particular na blindagem de ESD. Foramtambém realizadas tentativas no sentido a tornar plásticoseletricamente condutores pela utilização de materiaisantiestáticos, isto é, materiais que absorvem umidade. Osproblemas com estes materiais incluem migração, altasensibilidade da condutividade à umidade relativa, einstabilidade tanto durante o processamento quanto dosprodutos em si.

Na fase subseqüente foram fabricados polímeroseletricamente condutores, que eram, por exemplo,polianilinas. Polímeros eletricamente condutoresconhecidos apresentam, devido a suas estruturas,propriedades mecânicas pobres, e adicionalmente sãoinstáveis sob várias condições químicas.

Polieletrólitos são um tipo diferente de polímeroseletricamente condutores. A condutividade elétrica de íonsmóveis é típica destes. Em geral, tanto carreadores decarga aniônicos quanto catiônicos são utilizados. Aestrutura polimérica utilizada consiste, por exemplo, depoliéteres. Várias patentes foram publicadas nesta área;nestas, a condutividade elétrica foi obtida pela adição deum sal de lítio, por exemplo, LiClO4, ao polímero.

Desvantagens típicas dos polieletrólitos incluempropriedades mecânicas pobres e baixa resistência aprodutos químicos. Além disto, os ânions e cátions sãoliberados dos materiais, o que limita sua utilização. Aliberação dos íons lítio causa problemas em aplicações naárea de embalagens de alimentos.

O pedido publicado EP 0 915 506 Al, Tejin Ltd.,descreve como é produzida uma blenda poliméricaeletricamente condutora a partir de poliéster e poliéter-éster-amida, com adição de 10-2500 ppm de um metalalcalino, a qual adicionalmente apresenta 0-40% em peso depoliolefinas modificadas com grupamentos epóxi. Apublicação menciona especificamente que permanecem não maisque 1% de grupamentos de ácido carboxílico livres. Apublicação não menciona como os metais alcalinos ou metaisalcalino terrosos são introduzidos no polímero ou se sãomono ou divalentes ou misturas destes.

O pedido publicado EP O 613 919 Al (US 5 652 326),Sanyo, descreve ainda como um plástico eletricamentecondutor é obtido a partir de poliéter-poliéster-amida emetais alcalinos, quando são introduzidos na mistura 0,01-2,00% em massa de um haleto de metal alcalino ou haleto demetal alcalino terroso. Nenhuma diferença é feita entreíons monovalentes e divalentes com relação à condutividadeelétrica. De acordo com uma opção conhecida, osgrupamentos sulfônicos ali enxertados capturam os cátionsalcalinos. 0 relatório descreve grupamentos ácidocarboxílico, porém nos exemplos estes são sempreesterifiçados. De acordo com os exemplos, a quantidaderecomendada de sal metálico é de até 5-30% em massa domaterial sendo produzido. Halogênios causam problemas emalgumas realizações.

0 pedido DE 32 42 827 Al, Ato Chimie, afirma serpossível produzir-se a partir de poliéter-éster-amida epoliolefinas uma blenda eletricamente condutora que ésuficientemente resistente e preenche os requisitosantiestáticos de acordo com o assim chamado teste da cinzade cigarro. A publicação não menciona a utilização de íonsalcalinos ou íons alcalino terrosos, ou os grupamentos queos capturam.

0 pedido publicado JP 58 015 554, Toray Industries,descreve uma blenda de um poléter-éster-amida e um ionômeroresistente ao calor. É mencionado na publicação que oionômero é preparado pela adição de íons mono, di outrivalentes a alfa olefina e um polímero de ácidocarboxilico beta-insaturado. A publicação não diferenciaentre os vários cátions, e não é adicionado qualquer íon aopolímero presente no éter. Não há qualquer menção àcondutividade elétrica da blenda.

Em adição às acima mencionadas, existem váriasblendas poliméricas conhecidas, que primariamente atendemaos requisitos antiestáticos, blendas cuja condutividadeelétrica foi obtida pela mistura a elas de polímeroscontendo ligações duplas conjugadas, BF4, FeCl3 ou LiClO4,ou sais semelhantes, ou simplesmente substânciasantiestáticas seqüestrantes de água cuja condutividadeelétrica varia de acordo com a umidade relativa do ar.

Adicionalmente existe um agente modificador conhecidocontendo, por exemplo, bis(metil)ciclopentanodivinil-cobalto ou seus derivados, que é adicionado à blendapolimérica em quantidades de 8-15% e por meio do qual éobtida condutividade elétrica.

A patente publicada US 6 140 405, B.F. Goodrich,descreve como, pela utilização de trifluormetanosulfonimidade lítio e um solvente adequado, é obtido um polímeroadequadamente eletricamente condutor para blindagem de ESD.

De acordo com a patente publicada US 5 928 565,polímeros eletricamente condutores são obtidos pela misturade ácidos sulfônicos orgânicos com polianilina. Noentanto, tais aditivos tornam a blenda polimérica um tantoquanto escura, o que limita sua utilização.

Na patente publicada US 6 149 840, por sua vez, émencionado que polímeros normais podem ser tornadoseletricamente condutores pela mistura a estes depolianilina fluorsulfonada em uma quantidade deaproximadamente 50% e pela incorporação dos mesmos a outrospolímeros por meio de ácido de Lewis ou organotitanato.

A patente publicada 5 369 179 descreve uma misturaantiestática de poliéter-amida e um polímero de blendaadequado. O bloco éter no material de acordo com a patentenão é formado ionicamente, e é mencionado apenas umionômero polivalente nas reivindicações.

De acordo com a patente publicada US 5 179 168, DuPont, a uma blenda preparada a partir de dois ionômerosdiferentes podem ser conferidas propriedades antiestáticasmisturando-se grandes quantidades de um cátion alcalino comum ionômero contendo uma grande quantidade de grupamentosácido carboxílico. A absorção de água pelo ionômeroaumenta conforme aumenta o grau de neutralização, e um altograu de neutralização, por exemplo, complica oprocessamento.

O objetivo da presente invenção é eliminar asdesvantagens associadas ao estado da técnica e prover umablenda polimérica eletricamente condutora completamentenova. É um objetivo particular da invenção prover umablenda polimérica substancialmente incolor e resistentecapaz de suportar bem processamentos, cuja condutividadeelétrica é mantida mesmo por repetidos processos de fusão ea uma grande variedade de condições de utilização.

A invenção baseia-se na idéia da blenda poliméricaeletricamente condutora compreender uma blenda de pelomenos dois polímeros, o primeiro componente polimérico dablenda compreendendo um ionômero e o segundo componentepolimérico sendo um polímero em bloco de poliéter. 0ionômero mais preferivelmente é feito de um copolimeroformado por uma olefina, tal como etileno e/ou propileno, eum ácido carboxilico insaturado, o copolimero sendoionicamente reticulado. 0 polímero em bloco de poliéter éfeito em particular de um bloco poliéter e uma poliamida ouum bloco poliéster. De acordo com a invenção osgrupamentos ácido do ionômero são pelo menos em parteionizados com cátions. Da mesma forma, os blocos poliéterno polímero em bloco estão pelo menos em parte na forma deum sal. Os cátions causam reticulação dos ionômeros ecoordenação dos polímeros em bloco, e ao mesmo tempo aresistência da blenda polimérica aumenta consideravelmentena medida em que ligações iônicas se formam, e na medida emque os cátions alcalinos são coordenados com os éteres acondutividade elétrica da blenda aumentasignificativamente. A ligação iônica de acordo com ainvenção é também termicamente reversível. Na blendapolimérica o número de grupamentos ácido do ionômero étipicamente de aproximadamente 0,5-15% molar do ionômero.

Os cátions são preferivelmente derivados de metaisalcalinos, preferivelmente metais alcalinos incluindosódio, potássio, rubídio e césio, e misturas destes. 0metal alcalino está presente em uma quantidade deaproximadamente 0,02-3,0 milimoles/grama da blendapolimérica, preferivelmente menos de 2,5 milimoles/grama dablenda polimérica. Com tais quantidades adicionadas, sãoobtidas simultaneamente uma alta condutividade elétrica eexcelentes propriedades mecânicas.

Blendas de acordo com a invenção podem ser preparadaspela mistura de 90-10 partes em peso de um copolimero feitode uma olefina e um ácido carboxílico insaturado, 10-90partes em peso de um poliéter em bloco, e um composto demetal alcalino, cuja quantidade corresponde a 0,02-3milimoles do ion do metal alcalino/1 g da blendapolimérica. A mistura é realizada a temperatura elevada,preferivelmente em estado de fusão, e continua até que ocomposto de metal alcalino tenha substancialmente reagidocom os componentes poliméricos da mistura, após o que ablenda polimérica obtida pode ser processada a um produtopolimérico, por exemplo, uma fibra ou filme.

Mais precisamente, a blenda polimérica de acordo coma invenção é caracterizada conforme definido na partecaracterizante da Reivindicação 1.

O processo de acordo com a invenção, por sua vez, écaracterizado conforme definido na parte caracterizante daReivindicação 18.

A presente invenção provê vantagens consideráveis.Assim, são combinadas numerosas propriedades vantasojas nablenda polimérica de acordo com a invenção. Suacondutividade elétrica é estável, e não contém compostosmigrantes tais como emolientes ou agentes antiestáticos.Não há qualquer percolação do tipo fuliginosa no materialquando a blenda polimérica de acordo com a invenção émisturada a outros polímeros para formar um polímeroantiestático. 0 material apresenta alta compatibilidadecom numerosos polímeros e excelentes propriedadesmecânicas.

A blenda polimérica preparada de acordo com o métodoconduz eletricidade bem, com ótima blindagem de ESD, épermeável a vapor de água, e funciona com um mecanismonovo. A utilidade da blenda polimérica de acordo com ainvenção em um número de aplicações é boa devido a suacondutividade catiônica.

O material de acordo com a invenção é um ionômero emcujo interior é construído um polieletrólito poliméricosólido. Na invenção, as boas propriedades dospolieletrólitos sólidos são combinadas com as boaspropriedades típicas dos ionômeros. Além disto, o materialnão contém íons liberáveis que causem problemas decontaminação de componentes sensíveis. Os íons de metalalcalino conferem tanto uma alta condutividade elétricaquanto excelentes propriedades mecânicas. A blendapolimérica é também livre de halogênios, e adicionalmentepassa pelo teste de citotoxidade, isto é, são inócuas a tecidos.

É possível utilizar-se o material de acordo com ainvenção,por exemplo, em materiais de embalagem, fibras,tubos, mangueiras, revestimentos para superfícies dedesgaste, revestimentos para numerosos propósitos,aplicações biotecnológicas, alto-falantes, e como aditivoeletricamente condutor em vários polímeros diferentes. Éespecialmente vantajosamente adequado para revestimento decaixas de papelão para embalagem de produtos eletrônicos,revestimentos de pavimentação, e aplicações de fibras.

Nestes é possível explorar-se as boas propriedadesmecânicas da blenda, e devido a estas é possível obter-sefilmes apresentando uma espessura de aproximadamente 10-500micrômetros, tipicamente aproximadamente 15-200micrômetros.A invenção é examinada abaixo com o auxilio de umadescrição detalhada e um número de exemplos de realizações.

De acordo com a invenção, o polímero eletricamentecondutor é, em uma realização, feito de pelo menos doispolímeros diferentes, dos quais um contém grupamentos ácidocarboxílico e o outro ligações éter, e pelo menos um cátionde metal alcalino. De acordo com a invenção pelo menosalguns dos grupamentos éter fixam por meio de uma cargapolar um cátion monovalente, o qual é Li, Na, K, Cs ou Rb, ou uma mistura destes. É altamente preferível que o cátionseja K. Este e outros cátions (também os íons alcalinoterrosos mencionados abaixo) e compostos semelhantes decátions divalentes podem ser introduzidos na blenda naforma de hidróxidos, óxidos, formiatos, acetatos ou misturas destes. Na blenda polimérica, também alguns dosgrupamentos ácido carboxílico são ionizados.

É possível a construção de um sistema poliméricoentre, por exemplo, o copolímero de etileno e ácidometacrílico (E/MAA) e o poliéter-bloco-amida (PEBA) e o cátion de metal alcalino, em que uma estrutura IPN{interpenetrated network - rede interpenetrada) de PEBA éformada no interior da fase E/MAA. No material, algunscátions reticulam os grupamentos ácido metacrílico noE/MAA. Assim, são formadas ligações iônicas termicamente reversíveis que melhoram as propriedades mecânicas dopolímero. Alguns dos cátions se ligam aos "pools" deoxigênio do poliéter e produzem, por exemplo, por meio domovimento segmentai das cadeias poliméricas, condutividadeelétrica iônica.Nas reivindicações anexas, o ionômero é chamado depolímero Aeo poliéter em bloco é chamado de polímero B.Os polímeros AeB estão presentes na mistura a uma razãoem peso A/B de 90/10-10/90, preferivelmente 85/15-20/80. Aquantidade de metal alcalino na blenda polimérica é de0,02-3,0 milimoles/grama da blenda polimérica, tipicamentemenos de 2,5 milimoles/grama da blenda polimérica, emparticular aproximadamente 0,1-1,7 milimoles/grama dablenda polimérica.

Ionômeros são conhecidos, por exemplo, por seu brilhoe boas propriedades mecânicas. Geralmente ionômeros sãocopolímeros de ácido carboxílico alfa ou beta-insaturados eetileno e são parcialmente reticulados com cátions I- ouII-valentes. Tipicamente ionômeros de etileno são bonsisolantes, e suas resistências de superfície são da ordemde 10^16 - 10^18 ohm (10expl6 - 10expl8). As boaspropriedades mecânicas dos ionômeros tornam possível autilização do material, por exemplo, em materiais deembalagem, pavimentação, bem como um polímero de blendapara outros polímeros, ou como um revestimento.

De acordo com a invenção, o componente ionômero dablenda polimérica pode ser preparado, por exemplo, a partirde copolímeros ou terpolímeros de etileno e ácidoscarboxílicos alfa ou beta-insaturados, os copolímeroscontendo, em adição aos monômeros mencionados acima,ésteres de ácidos carboxílicos alfa ou beta-insaturados. 0ácido carboxílico em geral contém 3-8 átomos de carbono.Tipicamente, os polímeros contêm, em partes por massa, 4-24partes de ácido acrílico ou metacrílico, 0-40 partes deacrilato de metila, etila ou butila ou acetato de vinila, obalanço sendo etileno para 100 partes do polímero. Co- outerpolimeros comercialmente disponíveis de acordo com ainvenção incluem Nucrel, Bynel e Surlyn da Du Pont, ouionômeros chamados de Iotek da Exxon Chemicals, e seusprecursores não neutralizados.

O bloco poliéter pode ser localizado no copolímero depoliamida ou poliéster. 0 bloco poliéter pode ser compostode polietileno ou polipropileno glicóis (óxido depolietileno ou óxido de polipropilemo), copolímeros/blendapolimérica destes, poli(1,2-butilglicol), oupoli(tetrametilglicol). Tipicamente, a proporção em massade poliéter no copolímero é de 20-90 partes para 100partes. Mais preferivelmente é de 50-90 partes para 100partes. Um concentração em éter baixa enfraquece acondutividade elétrica. Polímeros comercialmentedisponíveis que contêm um bloco poliéter incluem Hytrel (DuPont) e Pebax (Atofina). As resistências de superfíciedestes polímeros varia de 38 a 413 ohm.

Um exemplo de um bloco poliéter do polímero B é óxidode polietileno apresentando um peso molecular na faixa de300-20000.

Foi observado com relação à invenção que acondutividade elétrica é obtida com um simples cátionmonovalente, no entanto, quando a blenda polimérica éreprocessada, sua condutividade elétrica decaiinesperadamente, enquanto que de acordo com nossasobservações o dito decaimento da condutividade não ocorrequando foi adicionado um cátion divalente à blenda. Nestecaso, o polímero A é pelo menos parcialmente neutralizadocom um íon metálico divalente, o qual é, por exemplo, Mg,Ca, Zn, Cu, Ba, Mn, ou uma mistura destes. Isto épossivelmente explicado pela transformação dos cátionsmonovalentes durante repetidos processamentos (em umaextrusora, em estado de fusão) em sua maior parte paraneutralizar os grupamentos ácido carboxilico, o que nãoocorre quando os grupamentos ácido carboxilico foram pelomenos em parte neutralizados pelo cátion divalente. 0cátion divalente adicionalmente aumenta a resistência dablenda polimérica. 0 bloco poliéter pelo menos em parte coordena ou complexa o metal alcalino adicionado à blenda.A razão molar do ion metálico monovalente para o divalenteé de, tipicamente, aproximadamente 0,9-0,05.

O índice de fusão da blenda polimérica de acordo coma invenção, determinado a uma temperatura de 190°C e com umpeso de 2160 g, é de 0,01-500 g/10 minutos. O índice defusão varia fortemente, dependendo do grau de neutralizaçãodo componente ionômero e do cátion utilizado. Aresistência de superfície (ASTN D-257) da blenda poliméricaé tão baixa quanto IO8 ohm ou mais baixa. A absorção deágua da blenda polimérica é tipicamente menor que 10% emmassa/24 horas em imersão, e atende as exigências do testede citotoxidade.

De acordo com um realização da invenção, a presentecomposição contém como blenda pelo menos dois polímerosdiferentes, dos quais o primeiro a) apresenta pelo menosligações éter e/ou grupamentos hidroxila e/ou grupamentoscetona, e dos quais o segundo b) contém pelo menosgrupamentos ácido carboxilico. A blenda contém tambémcátions monovalentes, o propósito dos quais é se tornargelatinizados pela neutralização do ácido carboxilico eentre as ligações éter ou/e o grupamento cetona ou/e o"pool" negativo do grupamento hidroxila. 0 produto nestecaso contém tanto cátions monovalentes para o controle dacondutividade elétrica do polímero, quanto cátionsdivalentes para o controle das propriedades de resistência,caso em que os cátions monovalentes estão presentes em umaquantidade de 20-120%, tipicamente 50-120%, da quantidadeequivalente por grupamentos ácido carboxílico no polímero,e a razão molar dos cátions monovalentes para os divalentesfica na faixa de 0,9-0,05, preferivelmente 0,9-0,5. Éfeito de pelo menos dois polímeros diferentes, dos quais oprimeiro a) é um poliéter-bloco-amida contendopolietilenoglicol éter como segmento de repetição, e osegundo b) é um polímero de polietileno reticulado com pelomenos um segmento de repetição contendo um grupamento ácidocarboxílico, e cátions monovalentes e cátions divalentes.

O processo de acordo com a invenção para preparar umacomposição polimérica eletricamente condutora compreendeprimeiro misturar, a uma temperatura elevada, 90-10 partesem peso de um copolímero formado por uma olefina e um ácidocarboxílico insaturado, 10-90 partes em peso de um poliéterem bloco, e um composto de metal alcalino, cuja quantidadecorresponde a 0,02-3,0 milimoles dos íons do metalalcalino/1 g da blenda polimérica. A blenda é misturada auma temperatura elevada de maneira a causar a reação entreo composto de metal alcalino e os componentes poliméricosda blenda, e a mistura continua até que o composto de metalalcalino tenha substancialmente de forma completa reagidocom os componentes poliméricos da mistura. Como evidentepelo Exemplo 12, a reação pode ser considerada comocompletada quando não permanece no polímero qualquerresíduo do composto alcalino, o qual dissolveria em água.Tipicamente, neste caso, pelo menos 90% em massa, emparticular pelo menos 95% em massa, do composto de metalalcalino adicionado reagiu.

De acordo com uma realização preferida, a blendapolimérica é misturada a uma temperatura de aproximadamente120-260°C. Mais preferivelmente a mistura é realizada emuma extrusora, e após a reação a blenda é processada por processo de fusão a um produto polimérico.

Os materiais dos exemplos foram preparados em umaextrusora dupla rosca a temperaturas de 200-250°C,utilizando uma velocidade de rotação de 50-100 rpm.

Exemplo 1 (fora da invenção)

Polímero A, um terpolímero de etileno (E) , acrilatode etila (EA) e ácido metacrílico (MAA) (80 partes de E, 10partes de EA) , e polímero B, um poliéter-bloco-amida feitode aproximadamente 50/50 partes de polietilenoglicol/poliamida-12' , foram misturados a uma razão de 50partes de PEBA e 50 partes de E/EA/MAA em uma extrusoradupla rosca a uma temperatura de 220°C. A resistência desuperfície determinada (ASTM D-257) a partir de um filmeextrudado da blenda homogênea a 30% UR foi de IO11 ohm (istoé IOexoll ohm).

Exemplo 2 (fora de invenção)

Juntamente com a blenda polimérica de acordo com oExemplo 1, foi utilizado na extrusora, a 240°C, 0,43 mmolde magnésio(II)/1 g da blenda polimérica; o doadorcatiônico utilizado foi Mg(OH)2. Foi liberada água na reação de neutralização na extrusora. E a resistência desuperfície determinada a partir do filme extrudado dablenda homogênea a 30% UR foi de IO11 ohm.

Exemplo 3

O teor catiônico da blenda de 0,43 mmol/1 g de blendapolimérica de acordo com o Exemplo 2 foi proveniente delítio. A fonte de cátion utilizada foi LiOH. A extrusãofoi realizada de acordo com o Exemplo 2. A resistência desuperfície determinada a partir do filme extrudado foi de 1χ IO9 ohm.

Exemplo 4

O teor catiônico da blenda de 0,43 mmol/1 g de blendapolimérica de acordo com o Exemplo 2 foi proveniente desódio. A fonte de cátion utilizada foi NaOH. A extrusãofoi realizada de acordo com o Exemplo 2. A resistência desuperfície determinada a partir do filme extrudado foi de 2χ IO10 ohm.

Exemplo 5

O cátion na blenda de acordo com o Exemplo 2 foipotássio; a fonte de cátion utilizada foi KOH. Aresistência de superfície determinada a partir da amostraextrudada foi de 7 χ IO7 ohm.

Exemplo 6

A razão das blendas poliméricas do Exemplo 5 foi de60/40 E/EA/MAA para PEBA. 0 cátion e sua concentraçãoforam iguais. A extrusão foi realizada de acordo com oExemplo 2. A resistência de superfície determinada apartir da amostra extrudada foi de 2 χ IO8 ohm.

Exemplo 7

A razão das blendas poliméricas do Exemplo 5 foi de70/30 E/EA/MAA para PEBA. O cátion e sua concentraçãoforam iguais. A resistência de superfície determinada apartir da amostra extrudada foi de 8 χ IO8 ohm.

Exemplo 8

O E/EA/MAA do Exemplo 5 foi substituído por E/MAA5 contendo 88 partes de E e 12 partes de MAA. O cátion nablenda foi potássio e sua concentração foi de 0,43 mmol/1 gda blenda polimérica, a fonte do cátion utilizada foi KOH.A resistência de superfície determinada a partir da amostraextrudada foi de β χ IO7 ohm.

Exemplo 9

O E/EA/MAA do Exemplo 5 foi substituído por E/BA/MAA(BA = acrilato de butila) contendo 66 partes de E, 24partes de BA e 10 partes de MAA. 0 cátion na blenda foipotássio e sua concentração foi de 0,43 mmol/1 g da blendapolimérica, a fonte do cátion utilizada foi KOH. Aresistência de superfície determinada a partir da amostraextrudada foi de 5 χ IO7 ohm.

Exemplo 10

A concentração de íon potássio na blenda poliméricade acordo com o Exemplo 5 foi de 1,7 mmol/1 g da blendapolimérica; a fonte de cátion utilizada foi KOH. Aresistência de superfície determinada a partir da amostraextrudada foi de 3 χ IO7 ohm.

Exemplo 11

O PEBA da blenda do Exemplo 5 foi substituído por umPEBA correspondente contendo 40 partes de PE e 60 partes dePA. A resistência de superfície determinada a partir daamostra extrudada da blenda polimérica foi de 2 χ IO9 ohm.Exemplo 12A concentração iônica na blenda polimérica de acordocom o Exemplo 5 foi de 0,7 mmol/1 g da blenda polimérica.A razão magnésio/potássio na blenda foi de 1/3, as fontesde cátion utilizadas foram Mg(OH)2 e KOH. A resistência desuperfície determinada a partir da amostra extrudada foi de4 χ IO7 ohm.Valores de resistência de superfície de até <107foram conseguidos em testes utilizando íons césio. Noentanto, o alto preço deste cátion limita sua utilização.Com base em nossos resultados de testes, supõe-se queconforme aumenta o raio do íon do metal alcalino aresistência de superfície da blenda polimérica decresce,com exceção do íon lítio. Isto pode ser explicado por umaumento da razão raio/carga do íon, o que reduz as forçasde atração entre o íon e o "pool" de éter e, por estarazão, aumentando a mobilidade do íon. Entretanto, umaumento do tamanho físico do íon limita sua mobilidade.Testes realizados com íons rubídio confirmam este conceito.Uma amostra de acordo com o Exemplo 12 foi embebidana forma de uma folha de 0,5 mm de espessura por 1 hora emágua deionizada a 85°C, e analiticamente não foramencontrados qualquer K ou Mg na água. Por outro lado,foram encontrados compostos orgânicos quando uma amostra de1,6 yg/cm3 foi analisada utilizando-se cromatografiagasosa. Isto pode ser explicado pela evaporação demonômeros dos polímeros.Um material compósito contendo 50% em massa deesferas de vidro inerte como filtro foi preparado a partirda cada uma das amostras acima. Após extrusão de quatrominutos (240°C), as resistências de todas exceto a doExemplo 12 tinham claramente aumentado. Um cátion

divalente parece estabilizar a condutividade elétrica dablenda em conexão com o processo de fusão.

A blenda polimérica de acordo com o Exemplo 12 passapelo teste de citotoxidade; método (ref. H. Larjava, J.Heino, T. Krusius, E. Vuorio e M. Tammi, 1998, Biochem. J.(1988) 35). O teste de citotoxidade foi realizadoutilizando-se uma cultura de célula animal na qual foi determinada a quantidade de lactato desidrogenase (LDH)liberada pelas células por determinação de atividade.

0 resultado mostra que o material é inócuo a tecido eapresenta inúmeras utilizações no campo da tecnologia debiomateriais.

Os cátions divalentes utilizados nos testes incluíramZn, Ca, Fe(II) e Sn(II). Com base nos testes, todosapresentaram propriedades de aumento de resistência eestabilização de condutividade em processamentosadicionais. A cor de alguns cátions limita sua utilização.

Na pesquisa que resultou na presente invenção foiobservado que, entre outras coisas, condutividade elétricaé produzida por cátions monovalentes, e que cátionsdivalentes estabilizam a condutividade duranteprocessamentos adicionais e reduzem a absorção de água pelablenda. Existem diferenças significativas na condutividadeelétrica entre os cátions monovalentes. Boa condutividadeelétrica é conseguida com uma concentração iônicasuficientemente baixa sob o ponto de vista deprocessamento. Cátions trivalentes têm um efeito tal que o produto será do tipo curável por calor.A condutividade elétrica da blenda polimérica deacordo com a invenção pode ser aperfeiçoada ainda mais, porexemplo, com compostos antiestáticos comerciais, emolientesou outros compostos higroscópicos de molécula pequena.

A neutralização muito completa dos grupamentos ácidocarboxilico resulta em um produto difícil de processar; oproduto é eletricamente condutor mesmo sem um cátiondivalente, no entanto, neste caso, algumas de suas outraspropriedades são diminuídas.

Os produtos de acordo com os exemplos apresentadosacima, contendo Mg como cátion divalente, eram resilientese tendiam a não se esticarem permanentemente como seria ocaso de um filme PE de espessura correspondente. Istoilustra o comportamento elastomérico dos ionômeros. Osprodutos não são completamente claros como o são filmes deionômeros, mas sua transparência é boa.

Claims (20)

1. Blenda polimérica eletricamente condutora,caracterizada pelo fato de compreenderA. um polímero de uma olefina e um ácido carboxílicoalfa ou beta-insaturado tendo 3-8 átomos decarbono, onde a quantidade de grupamentos ácido éde Of5-15% molar, eB. um polímero em bloco de poliéter feito de umbloco poliéter de óxido de polietileno,potássio presente em uma quantidade deaproximadamente 0,02-3 milimoles/um grama da blendapolimérica,os grupamentos ácido do polímero A tendo pelo menosíons parcialmente coordenados de referido potássio, eo polímero em bloco B tendo pelo menos parcialmentecoordenado ou complexado ditos íons de potássio.

2. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que o teor de potássio estádentro da faixa 0,1-1,7 milimoles/grama da blendapolimérica.

3. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que a olefina em polímero A éetileno ou propileno.

4. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato do potássio estar presente nomáximo em uma quantidade de aproximadamente 2,5milimoles/grama da blenda polimérica.

5. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato dos polímeros AeB estarempresentes na blenda em partes em peso de A/B 90/10 - 10/90.

6. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-5, caracterizada pelo fato dos polímeros AeB estarempresentes na blenda em partes em peso de A/B 85/15 - 20/80.

7. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de no polímero B o blocopoliéter ser óxido de polietileno apresentando um pesomolecular na faixa de 300-20000.

8. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de no polímero B a proporção depoliéter ser de 90-30% do peso total do polímero B.

9. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato do polímero A ser pelo menosparcialmente neutralizado por um íon metálico divalente,que é Mg, Ca, Zn, Cu, Fe, Ba, Mn ou um mistura destes.

10. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-9, caracterizada pelo fato da razão molar dos íonsmetálicos monovalente para o divalente ser de 0,9-0,05.

11. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato do índice de fusão, determinadoa uma temperatura de 190°C e com um peso de 2160 g, ser-0.01-500 g/10 mm.

12. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato da resistência de superfície(ASTM D-257) da blenda polimérica ser menor que IO8 ohm.

13. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato da absorção de água da blendapolimérica ser menor que 10% em massa/24 h de imersão.

14. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato da blenda polimérica passar peloteste de citotoxidade.

15. Blenda polimérica, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato dos ions potássio seremadicionados na forma de hidróxidos, formiatos, acetatos, oumisturas destes.

16. Processo para a preparação de uma composiçãopolimérica eletricamente condutora, caracterizado pelo fatode serem misturados a uma temperatura elevada:- 90-10 partes em peso de um copolimero feito deuma olefina e um ácido carboxilico insaturado,- 10-90 partes em peso de um poliéter em bloco deóxido de polietileno,- e potássio, a quantidade da qual corresponde a0,02-3 milimoles do ion de potássio/l grama deblenda polimérica.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato:- a blenda é formada contendo um copolimero feitode etileno e um ácido carboxilico insaturado, umpolímero de poliéter em bloco feito de umapoliamida ou um bloco poliéster, e potássio,- a blenda ser misturada a uma temperatura elevadade maneira a promover a reação do potássio com oscomponentes poliméricos da blenda, e- continuar a mistura até que o composto de metalalcalino tenha substancialmente completamentereagido com os componentes poliméricos da blenda.

18. Processo, de acordo com as reivindicações 16,caracterizado pelo fato da blenda ser misturada a umatemperatura de 120-280°C.

19. Processo, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato da mistura ser realizada em umaextrusora, e após a reação a blenda ser processada porprocesso de fusão a um produto polimérico.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato dos produtos obtidos serem fibrasou filmes poliméricos.