BR112015009074A2

BR112015009074A2 - resina de polietileno de ultra-alto peso molecular e suas aplicações

Info

Publication number: BR112015009074A2
Application number: BR112015009074-5A
Authority: BR
Inventors: Jianyong Zhou; Xiaoqing Li; Liuzhong Li; Xiaolong Bi; Wenyi Li; YongLing Yu
Original assignee: China Petroleum & Chemical Corporation
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2020-10-20
Also published as: EP2910603A4; BR112015009074B1; EP2910603B1; EP2910603A1; US20150284484A1; WO2014063425A1; CN103772560A; CN103772560B; US9598512B2

Abstract

resina de polietileno de ultra-alto peso molecular e suas aplicações uma resina de polietileno de ultra-alto peso molecular para fibra e um método de preparação da mesma são divulgados. a cristalinidade inicial da resina é de 60,5 a 90 %, o tamanho de partícula médio de volume está entre 100 (mi)m e 350 (mi)m, o grau de distribuição do tamanho partícula é de 1,0 a 2,1, o peso molecular é de 2 a 7 milhões, a tensão de ruptura elástica é de 30 a 60 mpa, a densidade em massa da resina é de 0,10 a 0,50 g/cm3, o tempo de infiltração no solvente decalina é de 0,5 a 11 min, a quantidade de absorção de decalina da resina é de 2 a 50 g de decalina por 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular e a quantidade de absorção de óleo branco é de 5 a 60 g por 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular. de acordo com o método de preparação da resina, a homopolimerização de etileno é realizada através do uso de um processo de polimerização de pasta fluida na presença de um catalisador principal e um cocatalisador. a resina é caracterizada por ser excelente no desempenho de rotação da fibra, rápida no intumescimento e dissolução e estável nos processos de rotação e estiramento térmico. as fibras preparadas têm características de alto módulo e alta resistência, em que o módulo (maior que) 25 cn/dtex e a resistência (maior que) 800 cn/dtex.

Description

“RESINA DE POLIETILENO DE ULTRA-ALTO PESO MOLECULAR E SUAS APLICAÇÕES” CAMPO TÉCNICO

[001]A presente divulgação se refere ao campo de resina polimérica e, em particular, a uma resina de polietileno de ultra-alto peso molecular e sua aplicação na indústria de fiação de fibras.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[002]Fibra de polietileno de ultra-alto peso molecular é a terceira geração de | fibra de alto desempenho desenvolvida no início da década de 1990. O peso mole- cular relativo da fibra de polietileno de ultra-alto peso molecular é maior do que 1 milhão, a forma molecular da mesma é estrutura de cadeia reta linear e o grau de orientação da mesma se aproxima a 100 %. Devido às excelentes propriedades me- cânicas e desempenhos abrangentes notáveis das fibras de polietileno de ultra-alto peso molecular, a aplicação potencial das mesmas é vasta. As fibras de polietileno de ultra-alto peso molecular são aplicáveis ao uso militar e uso civil e são amplamen- te usadas em vários aspectos, tais como produtos à prova de balas, equipamento à prova de explosão, cabo de alta tensão e equipamentos esportivos, etc.

( [003]Fibras de polietileno de ultra-alto peso molecular são preparadas atra- vés do processamento da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular. No pre- sente, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é, principalmente, prepa- rada pelo processo de pasta fluida de baixa pressão de Ziegler, isto é, o processo de polimerização de etileno em certa temperatura e pressão e produção de produtos com pesos moleculares diferentes, usando B-TiCI3/Al (CaHs)2 Cl ou TiCIL/AI(C2Hs)2C] como catalisador principal, trietil alumínio como co-catalisador e hidrocarboneto satu- rado na temperatura de 60 a 120 C como meio de dispersão.

[004]A literatura de patente CN1033703 fornece um método para preparar poli- etileno de ultra-alto peso molecular, que pode regular o peso molecular do polietileno de ultra-alto peso molecular.

De acordo com a patente, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular que apresenta distribuição do tamanho de partícula satisfatório e peso molecular que pode ser ajustado dentro de uma faixa de 0,6 a 6,1 milhões pode ser preparada sob a temperatura de 65 a 85 'C, usando catalisador de titânio sustentado com compósito de MgCl; e ZnCl.. De acordo com esta invenção, o peso molecular do produto pode ser ajustado através da regulação da razão molar Zn/Ti.

O catalisador usado na mesma é um catalisador sustentado por compósito.

A resina preparada atra- vês de polimerização, de acordo com esta patente, não é usada nas fibras.

A partícula de resina tem superfície lisa e não compreende estrutura do tipo porosa e circular. |

[0O5]A literatura de patente CN1999809336 se refere a um método para pro- duzir fibras de polietileno de alta resistência, em que uma mistura de polimerização compreendendo de 99 a 50 partes em peso de (A) e de 1 a 50 partes em peso de (B), onde (A) é polímero de alto peso molecular compreendendo, principalmente, componente de etileno e tendo uma razão de peso molecular médio ponderado para peso molecular médio numérico (Mw/Mn) de não mais do que 4 e uma viscosidade intrínseca n de não menos do que 5 dl/g, e (B) é um polímero de ultra-alto peso mo- lecular tendo uma viscosidade intrínseca pelo menos 1,2 vez aquela do polímero de alto peso molecular (A), é dissolvido em solvente a uma concentração de 5% em peso para 80 % em peso, depois girado e puxado.

O método, de acordo com esta patente, pode fabricar eficazmente fibras de polietileno de alta resistência que apre- sentam uma viscosidade intrínseca n de não menos do que 5 di/g, uma resistência de não menos do que 20 9g/d e um módulo de elasticidade de não menos do que 500 g/d.

De acordo com esta patente, uma mistura de dois polímeros de etileno que apresentam viscosidades intrínsecas diferentes é usada.

Para fibras preparadas a partir da mistura, uniformidade e desempenho estável dificilmente podem ser obtidos e os desempenhos mecânicos das mesmas são menores do que aqueles de fibras de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0O6]A literatura de patente EP277750 fornece uma resina de polietileno de ul- tra-alto peso molecular para produzir fibras de resistência ultra-alta, que apresentam uma viscosidade intrínseca n em uma faixa de 5 a 30 di/g e um tamanho de partícula em uma faixa de 1 a 300 um. A literatura de patente JP 2007297763 fornece um méto- do para produzir fibras de polietileno de alta resistência, usando resina de polietileno de alto peso molecular que apresenta uma viscosidade intrínseca maior do que 8 di/g. À literatura de patente CN 101421444 fornece um método de fiação para fibras de polieti- leno de alta resistência que são difíceis de obter através de métodos de fiação com gel convencionais. A resina de polietileno de alto peso molecular, de acordo com esta pa- tente, tem uma viscosidade intrínseca maior do que 8 di/g. Quando o polímero para fia- ção é preparado, composto de etanol, no qual a resina é insolúvel, é adicionado. A mis- tura de decalina, composto de solvente e etanol deficiente é usada como solvente, em que o polímero se intumesce e dissolve. Assim, depois da fiação, as fibras de alta resis- tência podem ser obtidas. Correntemente, durante a produção das fibras, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular com viscosidade intrínseca relativamente baixa, isto é, peso molecular relativamente baixo, é principalmente usada, o que reduziria sig- nificantemente as propriedades mecânicas do produto de fibra final.

Í [007]No presente, processo de fiação com gel é principalmente usado para a produção de fibras de polietileno de ultra-alto peso molecular. O processo de fiação com gel exige o uso de um solvente específico antes da fiação por fusão e estira- mento, de modo que a cadeia molecular total ou parcial do polietileno de ultra-alto peso molecular pode ser desembaraçada, desse modo, solução uniforme pode ser formada. Portanto, a solubilidade das partículas de polietileno de ultra-alto peso mo- lecular no solvente é crítica, o que determina a eficiência de produção e propriedade do produto de fibra em um grau extenso.

[008]Entretanto, a solubilidade do polietileno de ultra-alto peso molecular se torna mais deficiente e mais deficiente conforme o peso molecular do mesmo é au-

mentado, e assim a eficiência de produção e a propriedade do produto de fibra se tornariam mais deficientes no processo de fiação. Por outro lado, embora quando o polietileno de ultra-alto peso molecular tem baixo peso molecular, a solubilidade do mesmo certamente aumentaria, a resistência à tração do produto de fibra preparado a partir do mesmo estaria longe de ser satisfatória. O polietileno de ultra-alto peso molecular na técnica anterior não pode ter solubilidade e alto peso molecular satisfa- tórios, e ser girado em fibra com alta resistência de estiramento ao mesmo tempo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009]O objetivo da presente divulgação é fornecer um uso de resina de polie- tileno de ultra-alto peso molecular em fiação de fibras, e resolver os problemas que a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular no presente é difícil de dissolver durante a fiação de fibras, e tem baixa resistência, e que a fibra fabricada a partir da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é instável em desempenho.

[010]A presente divulgação se refere a uma resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, em que a resina de polietileno tem um peso molecular médio de vis- cosidade em uma faixa de 2 a 7 milhões, um tamanho de partícula médio de volume em uma faixa de 100 a 350 um, uma distribuição do tamanho de partícula em uma faixa de 1,0 a 2,1, uma tensão de ruptura elástica em uma faixa de 30 a 60 MPa, í uma densidade em massa de resina em uma faixa de 0,10 a 0,50 g/cmº e uma cris- talinidade inicial em uma faixa de 60,5 a 90 %.

[011]A quantidade de absorção de decalina da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com a presente divulgação, está em uma faixa de 2 a 50 g por 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular e a quantidade de absor- ção de óleo branco da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 5 a 60 g por 100 g da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[012]Em formas de realização preferidas da presente divulgação: a cristalinida- * de inicial da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está, preferivelmente, em uma faixa de 63 a 85 %; um tempo de infiltração das partículas de resina em solvente decalina está em uma faixa de 0,5 a 11 min, preferivelmente, em uma faixa de 1a 8 min; o peso molecular médio de viscosidade da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 2,5 a 6 milhões, preferivelmente, em uma faixa de 3,5 a 5,5 milhões; o tamanho de partícula médio da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está, preferivelmente, em uma faixa de 150 a 250 um; a distribuição do tama- nho de partícula da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 1,2 a 2,0, preferivelmente, em uma faixa de 1,4 a 1,9; a densidade em massa da re- sina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 0,20 a 0,45 glem?, preferivelmente, em uma faixa de 0,20 a 0,35 glem?; e a tensão de ruptura elástica da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 32 a 60 MPa, preferivelmente, em uma faixa de 35 a 60 MPa. A tensão de ruptura elástica satisfatória também pode facilitar o estiramento térmico das fibras.

[013]A cristalinidade inicial, de acordo com a presente divulgação, se refere à cristalinidade diretamente determinada em um processo, em que as partículas po- liméricas no estado nascente geradas no reator não ocorreram através de um pro- cesso térmico e o histórico térmico não é eliminado. Ela representa o grau de ema- Ç ranhamento das partículas de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular no estado nascente. Além disso, a solubilidade do polietileno de ultra-alto peso molecu- lar no solvente está relacionada ao grau de emaranhamento das macromoléculas do mesmo. Quanto mais emaranhadas as macromoléculas de polietileno de ultra-alto peso molecular, menor a cristalinidade inicial das partículas de resina, e mais defici- ente a solubilidade das partículas de resina no solvente. Ao contrário, quanto menos emaranhada, maior a cristalinidade inicial das partículas de resina, e melhor a solubi- lidade das partículas de resina no solvente. Portanto, a resina de polietileno de ultra- alto peso molecular com maior cristalinidade inicial também tem melhor solubilidade.

[014]A cristalinidade inicial da resina de polietileno de ultra-alto peso molecu-

lar, de acordo com a presente divulgação, está em uma faixa de 60,5 a 90 %, o que pode encurtar eficazmente o tempo de dissolução. Se a cristalinidade inicial é menor do que 60,5 %, o grau de emaranhamento é alto e, assim, a solubilidade é deficien- te. Neste caso, é difícil que a resina seja preparada em fibras. Se a cristalinidade inicial é maior do que 90 %, o custo de produção é alto e o processo é complexo. Neste caso, é difícil que a produção seja implementada.

[015]A quantidade de absorção de decalina da resina de polietileno de uiltra-alto peso molecular, de acordo com a presente divulgação, está em uma faixa de 2 a 50 g por 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular e a quantidade de absor- ção de óleo branco da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 5 a 60 g por 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[016]No processo de fiação seco, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é primeiro infiltrada na decalina. Se a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular pode absorver completamente decalina, a solubilidade da mesma durante a fiação pode ser melhor, o que pode facilitar a fiação. Neste caso, as fibras obtidas podem ter maior resistência e melhor uniformidade. Se cada 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular absorve menos do que 2 g de decalina, a resina não pode ser suficientemente dissolvida e, assim, o efeito da fiação dificimen- — te seria satisfatório. Se cada 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso mole- cular absorve mais do que 50 g de decalina, o processo seria difícil de ser implemen- tado e industrialMente não econômico. No processo de fiação úmido, óleo mineral é usado como solvente. Se cada 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso mo- lecular absorve menos do que 5 g de óleo branco, a resina não pode ser suficiente- mente dissolvida e, assim, o efeito da fiação dificilmente seria satisfatório. Se cada 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular absorve mais do que 60 g - de óleo branco, o processo seria difícil de ser implementado e industrialmente não econômico.

[017]As partículas de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com a presente divulgação, compreendem estruturas porosas e do tipo circu- lar. Devido às rupturas grandes e profundas sobre as superfícies das partículas, o solvente pode rapidamente penetrar nas partículas durante a fiação e acelerar a dis- solução das partículas. Neste caso, o tempo de infiltração das partículas de resina no solvente decalina, de acordo com a presente divulgação, que está em uma faixa de 0,5 a 11 min e, preferivelmente, em uma faixa de 1 a 8 min, é mais curto em comparação com a técnica anterior. O tempo de infiltração também é um indicador para avaliar a solubilidade da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular. Se o tempo de infiltração é mais curto do que 0,5 min, significa que a resina é facilmente solúvel em solvente e, usualmente, tem pequeno peso molecular, e, assim, as fibras preparadas a partir da resina teriam baixa resistência. Se o tempo de infiltração é mais longo do que 11 min, significa que a resina é difícil de dissolver. Neste caso, pontos de déficit são facilmente formados e a degolação ocorreria facilmente durante a fabricação das fibras.

[018]O peso molecular da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 2 a 7 milhões, preferivelmente, em uma faixa de 2,5 a 6 mi- ( lhões e, mais preferivelmente, em uma faixa de 3,5 a 5,5 milhões. Se o peso molecu- lar é excessivamente alto, tal como maior do que 7 milhões, porque é difícil dissolver o polímero no solvente e o tempo de dissolução é muito longo, o processamento das fibras seria altamente difícil. Se o peso molecular é muito baixo, tal como menor do que 2 milhões, os problemas de degolação e resistência da fibra diminuída ocorreri- am e o produto de fibra preparado dificilmente pode ser satisfatório.

[019]O processo da preparação de fibra é complexo e exige altamente da morfologia da partícula da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular. A morfo- logia da partícula, tamanho de partícula e a-distribuição do tamanho de partícula da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular afetará a taxa de dissolução das partícula de resina no solvente, desse modo, influenciando a eficiência de produção e ainda o desempenho do produto. Durante a produção da fibra, se existem grandes partículas na resina, que podem apenas intumescer ao invés de dissolver quando a maioria das partículas foi suficientemente dissolvida, as partículas grandes se torna- riam pontos de déficit durante a fiação. A morfologia da partícula de uma amostra pode ser analisada através da tecnologia de fotomicrografia (veja as Figs. 1 a 4 da presente divulgação). A resina, de acordo com a presente divulgação, é caracteriza- da pelas partículas uniformes, com tamanho de partícula médio modesto estando em uma faixa de 100 a 350 um, preferivelmente, em uma faixa de 150 a 250 um, assim como distribuição estreita, com a distribuição do tamanho de partícula média estan- do em uma faixa de 1,0 a 2,1, preferivelmente, em uma faixa de 1,2 a 2,0 e, mais preferivelmente, em uma faixa de 1,4 a 1,9. Neste caso, a dissolução homogênea da resina no solvente de fiação pode ser facilitada. Se o tamanho de partícula médio é maior do que 350 um, o tempo para dissolução seria consideravelmente aumentado. Se o tamanho de partícula médio é menor do que 100 um, a dificuldade operativa para a produção da resina seria significantemente aumentada, devido ao número relativamente grande de partículas finas na resina. Quando a distribuição do tama- nho de partícula é menor do que 1,0, o processo exigido para a produção da resina | | seria difícil, e a dificuldade de produção aumentaria. Quando a distribuição do tama- nho de partícula é maior do que 2,1, o tempo de dissolução da resina no solvente seria inconsistente, desse modo, a uniformidade do solvente de fiação seria influen- ciada, o processo de fiação seria instável e degolação facilmente ocorreria.

[020]A tensão de ruptura elástica satisfatória também pode facilitar o estira- mento térmico das fibras. A tensão de ruptura elástica da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com a presente divulgação, está em uma faixa de 32 a 60 MPa. Se a tensão de ruptura elástica é menor do que 32 MPa, a resis- tência das fibras seria reduzida, e se a tensão de ruptura elástica é maior do que 60

MPa, é difícil que a filamentação seja realizada durante a fase de estiramento de múltiplos estágios no processo de fiação.

[021]A resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com a pre- sente divulgação, tem uma densidade em massa que pode ser ajustada em uma faixa ampla, que é de 0,10 a 0,50 g/em?. Se a densidade em massa é menor do que 0,10 glem?, a resina seria muito solta para o empacotamento e alimentação do material du- rante a produção. Se a densidade em massa é maior do que 0,50 g/cmº, a resina seria muito compacta e, assim, a infusão do solvente na mesma será influenciada.

' [022]A presente divulgação ainda fornece um método para preparar uma re- sina de polietileno de ultra-alto peso molecular. Na presença de um catalisador prin- cipal e um co-catalisador, etileno é homopolimerizado através de um processo de polimerização de pasta fluida, desse modo, obtendo a resina de polietileno de ultra- alto peso molecular. Especificamente, o método para preparar a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é o seguinte.

Preparação do catalisador principal

[023]Em atmosfera inerte, haleto de magnésio é disperso em um solvente inerte. Álcool é adicionado para reação, desse modo, formando a solução de aduto ( de haleto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, haleto de alquil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de haleto de magnésio-álcool, for- mando um produto intermediário. O produto intermediário é tratado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Um composto de titânio é adicionado para uma rea- ção de carregamento de Ti. Em seguida, a dita mistura de reação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Finalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador para preparar o polietileno de ultra-alto peso molecular é obtido.

(2) Preparação do polietileno de ultra-alto peso molecular

[024]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o sol-

vente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, o co-catalisador e o catalisador principal são adicionados em sequência, e a temperatura no reator é ele- vada a uma determinada temperatura de polimerização. O monômero de vinila é in- jetado no reator e a pressão no reator é elevada a determinada pressão de polimeri- zação. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. De- pois que a reação procede durante um período de tempo, as partículas de resina geradas são suspensas no solvente, desse modo, formando pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polí- ' mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[025]Na reação, o co-catalisador pode ser um ou mais alumínio alquilas. À razão do catalisador principal para o co-catalisador é selecionada, de modo que a razão molar AVTi da mesma está em uma faixa de 30 -1000:1.

[026]Na etapa (1), a fórmula geral para o composto Ti é Ti(ORº)nXa-n, em que R? é um alquila compreendendo 1 a 6 átomos de carbono, X é halogênio, prefe- rivelmente, cloro ou bromo, e, mais preferivelmente, cloro, e n é um número inteiro selecionado de 0 a 4.

[027]Na etapa (1), a reação de carregamento de Ti deve ser controlada sob a temperatura em uma faixa de O a 130 “C durante 10 mina 5h. í

[028]Na etapa (2), o solvente para a polimerização é selecionado a partir de composto de hidrocarboneto alifático ou composto de hidrocarboneto aromático compreendendo 5 a 15 átomos de carbono, tal como pentano, hexano, heptanos, octano, nonano, decano, óleo solvente 6%, óleo solvente 120%, metilbenzeno ou xile- no, em que o solvente é, preferivelmente, selecionado a partir de hexano, heptanos ou óleo solvente 6% e, mais preferivelmente, óleo solvente 6%.

[029]Na etapa (2), o co-catalisador pode ser um ou mais alumínio alquilas, “tais como trimetil alumínio, trietil alumínio, tri-isopropil alumínio, tri-isobutil alumínio, tri-n-hexilalumínio, cloreto de dietilalumínio, cloreto de dibutilalumínio, brometo de dibutilalumínio ou outros compostos similares. Preferivelmente, o co-catalisador é trietil alumínio. O co-catalisador pode ser um tipo de alumínio alquila ou uma combi- nação de múltiplos alumínio alquilas.

[030]A presente divulgação ainda se refere à aplicação de uma resina de po- lietileno de ultra-alto peso molecular como material bruto no processamento de fibras de polietileno.

[031]As fibras obtidas através de fiação, usando a resina de polietileno de ul- tra-alto peso molecular, de acordo com a presente divulgação, como material bruto, Í têm alta resistência à tração de 800 cN/dtex ou maior.

[032]O catalisador principal deve ser usado em combinação com o co- catalisador alumínio alquilas. A razão do catalisador principal para o co-catalisador pode ser controlada em uma faixa de razão molar de AVTi de 30-1000:1, preferivel- mente, em uma faixa de 50-400:1.

[033]Na etapa (2), a temperatura de reação está em uma faixa de 30 a 100 *C, preferivelmente, em uma faixa de 50 a 85 C.

[034]Na etapa (2), a pressão de reação está em uma faixa de 0,1 a 1,6 MPa, preferivelmente, em uma faixa de 0,4 a 0,8 MPa.

( [035]Na etapa (2), o tempo de reação de polimerização está em uma faixa de 0,5 a 10 h, preferivelmente, em uma faixa de 1a 8h.

[036]Na etapa (2), a velocidade de agitação durante a polimerização está em uma faixa de 60 a 500 rpm. Para um reator com volume relativamente pequeno, a velocidade de agitação pode ser maior. Entretanto, para um reator que apresenta um volume maior do que 1 m?, a velocidade de agitação deve ser menor.

[037]A pá de agitação usada na presente divulgação pode ser um agitador de grade ou um agitador de âncora. De modo a realçar o efeito de esfriamento do reator, a água de circulação também pode ser alimentada na pá. "

[038]O catalisador, de acordo com a presente divulgação, pode ser alimen-

tado ao reator em uma forma de pó seco. Alternativamente, o catalisador pode ser pré-misturado com o solvente de polimerização e depois alimentado ao reator.

[039]Em comparação com a técnica anterior, a presente divulgação apresen- tou as seguintes vantagens.

[040]A resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com a presente divulgação, tem uma cristalinidade inicial relativamente alta, que está em uma faixa de 60,5 a 90 %, um tamanho de partícula médio de volume em uma faixa de 100 a 350 um, um peso molecular em uma faixa de 2 a 7 milhões, uma tensão de ruptura elástica em uma faixa de 30 a 60 MPa e uma densidade em massa de resina —| em uma faixa de 0,10 a 0,50 g/cm?. As partículas de resina compreendem estruturas porosas e do tipo circular. A quantidade de absorção de decalina da resina está em uma faixa de 2 a 50 g por 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, e a quantidade de absorção de óleo branco da resina está em uma faixa de 5 a 60 g por 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular. O tempo de infiltração das partículas de resina no solvente decalina está em uma faixa de 0,5 a 11 min.

[041]A resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é caracterizada por ser excelente no desempenho de fiação de fibras, rápida em intumescimento e dis- solução, e estável em processos de fiação e estiramento térmico. As fibras prepara- - das têm características de alto módulo e alta resistência, em que o módulo > 25 ecN/dtex e a resistência = 800 cN/dtex.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS ANEXOS

[042]Os desenhos anexos, que constituem uma parte da descrição, são for- necidos para entendimento adicional da solução técnica da presente divulgação e aquela da técnica anterior. Os desenhos anexos que descrevem os exemplos da presente divulgação são usados para explicar a solução técnica da presente divul- gação junto com os exemplos, eles não devem ser interpretados como limitações à mesma. Nos desenhos:

[043]A Fig. 1 mostra uma micrografia eletrônica de varredura das partículas de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular preparadas de acordo com o exemplo 1 da presente divulgação.

[044]A Fig. 2 mostra uma micrografia eletrônica de varredura das partículas de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular preparadas de acordo com o exemplo 3 da presente divulgação.

[045]A Fig. 3 mostra uma micrografia eletrônica de varredura das partículas de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular preparadas de acordo com o i exemplo 5 da presente divulgação, e

[046]A Fig. 4 mostra uma micrografia eletrônica de varredura das partículas de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular preparadas de acordo com o exemplo de comparação 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO

[047]A presente divulgação será explicada em detalhes com referência às formas de realização e aos desenhos anexos, por meio dos quais pode ser comple- tamente entendido como resolver o problema técnico pelos meios técnicos, de acor- do com a presente divulgação, e obter os efeitos técnicos das mesmas e, assim, a C solução técnica, de acordo com a presente divulgação, pode ser implementada. É importante observar que, contanto que não exista conflito estrutural, todas as carac- terísticas técnicas mencionadas em todas as formas de realização podem ser com- binadas e as soluções técnicas obtidas caem no escopo da presente divulgação.

[048]O método e condições para testar as características e propriedades descritas na presente divulgação são os seguintes.

[049]Uma densidade em massa é medida com um verificador de densidade aparente BMY-1'sob GB/T 1636-2008 padrão. '

[050]A rmmedição do peso molecular é realizada através do método viscosimétri- co sob a temperatura de 135 “C, com decalina como o solvente. O tempo para a solu-

ção de polietileno fluir é medido com um viscosimetro Ubbelohde e depois uma viscosi- dade intrínseca n do polímero é calculada. De acordo com a seguinte equação: M,=5,37 x 10º x [n]' 7 M, obtido é o peso molecular do polímero.

[051]3) Um tamanho de partícula e uma distribuição do tamanho de partícula da resina são obtidos através do processamento de micrografias tomadas por um microscópio óptico com um sistema de computador.

[052]4) A medição de uma tensão de ruptura elástica: uma amostra moldada , por compressão é preparada, de acordo com GB/T 21461.2 padrão, e a amostra é testada em uma velocidade de estiramento de 50 mm/min.

[053]5) Microscópio eletrônico: a morfologia da resina polimérica é observada com um microscópio eletrônico de varredura EVO18 produzido pela companhia British ZEISS e a superfície da amostra é processada através de pulverização metálica.

[054]6) A medição de uma cristalinidade inicial: a cristalinidade inicial X; da resina é calculada, de acordo com a seguinte equação: Xi= AH; x100% 293

[055]Na equação acima, AH; é a entalpia de fusão do polímero, com J.g sendo a unidade. A entalpia de fusão é testada através de um método sob GB/T

19466.3-2004 padrão usando um DSC 2910 produzido pela companhia TA, USA, e o valor de entalpia de fusão obtida a partir da primeira varredura é selecionado.

[056]293 é o valor da entalpia de fusão quando a cristalinidade do polietileno é 100 %, a unidade da mesma sendo J.g”.

[057]7) A medição da quantidade de absorção do solvente é a seguinte.

[058]Um tubo de centrífuga com algodão absorvente foi usado. O fundo do tubo de centrífuga é um tubo de vidro cônico com um orifício que apresenta um dià- » metro de cerca de 0,8 mm. O algodão absorvente de (100+2) mg é pesado no tubo de centrífuga e suavemente empurrado ao fundo do mesmo. O peso do algodão ab- sorvente e do tubo de centrífuga é medido à precisão de 0,1 mg. Subsequentemen- te, cerca de 1 g da amostra é pesado no tubo de centrífuga à precisão de 0,1 mg. 2 ml de solvente (óleo branco ou decalina) são adicionados no tubo de centrífuga com bureta. E, depois, o tubo de centrífuga é ainda colocado durante 10 min.

[059]Colocar o tubo de centrífuga em uma luva e depois a luva é colocada em um orifício de posicionamento em um rotor de uma centrífuga. Deve ser obser- vado que a luva deve ser colocada em uma posição bem balanceada.

[060]A centrífuga é iniciada. A aceleração da centrífuga no fundo da amostra é (11.000 a 13.000) m/s?, e a fiação dura 60 min. Depois que a centrífuga está está- tica, o tubo de centrífuga é retirado e limpo de solvente residual na parede externa. Posteriormente, o tubo de centrífuga é pesado à precisão de 0,1 mg.

[061]Antes da condução do teste, o teste da amostra em branco sem resina na mesma deve ser conduzido, de acordo com as etapas acima.

[062]Na temperatura ambiente, os gramas Xs do solvente absorvido por 100 g de resina são calculados, de acordo com a seguinte equação: Xs = (ma-mo)-m2 x 100 ( m2-m,

[063]Na equação acima:

[064]m, é a massa do solvente absorvido pelo algodão absorvente no teste em branco, a unidade sendo 9,

[065]m; é a massa do tubo de centrífuga junto com o algodão absorvente, a unidade sendo g,

[066]m, é a massa do tubo de centrífuga com o algodão absorvente e a : amostra de resina, a unidade sendo 9, e * [067]m;3 é a massa do solvente absorvido pelo tubo de centrífuga tendo al- godão absorvente e a amostra de resina depois da centrifugação, a unidade sendo g.

[068]8) O método de medição da taxa de infiltração é o seguinte. 1 g resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é tomado e colocado em um frasco volu- métrico de 50 ml. O solvente decalina é adicionado no frasco à marca de escala do mesmo. Subsequentemente, o frasco é fechado com um tampa de vidro e colocado em banho de óleo a 120 'C. Entretanto, um cronômetro é iniciado e o tempo para os componentes no solvente desaparecerem visualmente é registrado.

[069]9) A resina, de acordo com a presente divulgação, pode ser fabricada em fibras de polietileno de ultra-alto peso molecular através de processo seco ou processo úmido. O processo de fabricação típico é como segue. A resina de polieti- leno de ultra-alto peso molecular é dissolvida em decalina, é extrusada através de uma extrusora de rosca dupla e é subsequentemente girada com uma fieira de orifí- cio único redondo. O mesmo processo pode ser aplicado a várias amostras. A tem- peratura de fiação mais alta é 260 a 280 C. As fibras em gel da amostra obtida são suficientemente extraídas em um agente de extração e depois tensionadas e secas. As fibras em gel secas são usadas na etapa seguinte, isto é, estiramento ultra térmi- co. A tecnologia de estiramento de três níveis é adotada, com as temperaturas dos três níveis, respectivamente, sendo 80 “C para o primeiro nível, 100 C para o se- | gundo nível e 120 C para o terceiro nível.

EXEMPLO 1

[070]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[071]JEm atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butano! é adicionado para a reação a 70 'C, desse modo, formando a so- lução de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monoclioreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio-

nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[072](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[073]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o sol- vente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, o co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o catalisador principal de 1,5 mg preparados, de acordo com as etapas acima, são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é 210 rpm, e a temperatura de polimerização é elevada a 60 *C. O monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é elevada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. Depois que a reação procede du- rante 1 h, as partículas de resina geradas são suspensas no solvente, desse modo, formando pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polímero, a resina de polietileno de ultra-alto peso mole- cular exigida é obtida.

[074]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular Í obtidas são mostradas na Tabela | e a micrografia eletrônica de varredura das partí- culas de resina é mostrada na Fig. 1.

[075](3) O teste de fiação é conduzido sobre a resina polimérica através do processo seguinte.

[076]A resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é dissolvida em de- calina. Subsequentemente, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é ex- trusada através de uma extrusora de rosca dupla e girada com uma fieira de orifício único redondo. O mesmo processo pode ser aplicado a várias amostras. A tempera- ks tura de fiação mais alta é de 260 a 280 *C. As fibras em gel da amostra obtida são suficientemente extraídas no agente de extração e, depois, tensionadas e secas. As fibras em gel secas são usadas na etapa seguinte, isto é, estiramento ultra térmico. A tecnologia de estiramento de três níveis é adotada, com as temperaturas dos três níveis, respectivamente, sendo de 80 C para o primeiro nível, 100 “C para o segun- do nível e 120 “C para o terceiro nível. Os desempenhos de fiação são mostrados na Tabela |l.

EXEMPLO 2

[077]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[078]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butano! é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monoclioreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[079](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular. í

[080]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o sol- vente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 1,5 mg são adicionados em se- quência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 55 “C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é ele- vada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas cons- tantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina geradas ão suspensas no solvente, desse modo, formando pastafluida de polímero no sol- vente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polímero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[081]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |.

EXEMPLO 3

[082]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[083]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butano! é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- i ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monoclioreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[084](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[085]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o sol- Ú vente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 1,5 mg são adicionados em se- quência. A velocidade de agitação é 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 65 C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é ele- vada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas cons- tantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina geradas são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polimero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polímero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida. r

[086]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela | e a micrografia eletrônica de varredura das partí- Culas de resina é mostrada na Fig. 2.

[087](3) O teste de fiação é conduzido na resina polimérica através do se- guinte processo.

[088]A resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é dissolvida em de- calina. Subsequentemente, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é ex- trusada através de uma extrusora de rosca dupla e girada com uma fieira de orifício único redondo. O mesmo processo pode ser aplicado a várias amostras. A tempera- tura de fiação mais alta é de 260 a 280 “C. As fibras em gel da amostra obtida são suficientemente extraídas no agente de extração, e, depois, tensionadas e secas. As fibras em gel secas são usadas na etapa seguinte, isto é, estiramento ultra térmico. A tecnologia de estiramento de três níveis é adotada, com as temperaturas dos três níveis, respectivamente, sendo de 80 “C para o primeiro nível, 100 C para o segun- do nível e 120 C para o terceiro nível. O desempenho de fiação é mostrado na Ta- bela Il.

EXEMPLO 4

[089]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[090]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- - ( hexano. N-butano! é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monocloreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisator de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[091](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[092]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o sol- vente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 1,5 mg são adicionados em se- quência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 72 C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é ele- vada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas cons- tantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina geradas são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polímero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[093]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |.

[094](3) O teste de fiação é conduzido na resina polimérica através do se- guinte processo.

[095]A resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é dissolvida em de- calina Subsequentemente, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular é ex- ( trusada através de uma extrusora de rosca dupla e girada com uma fieira de orifício único redondo. O mesmo processo pode ser aplicado a várias amostras. A tempera- tura de fiação mais alta é de 260 a 280 *C. As fibras em gel da amostra obtida são suficientemente extraídas no agente de extração e, depois, tensionadas e secas. As fibras em gel secas são usadas na etapa seguinte, isto é, estiramento ultra térmico. A tecnologia de estiramento de três níveis é adotada, com as temperaturas dos três níveis, respectivamente, sendo de 80 “C para o primeiro nível, 100 *C para o segun- do nível e 120 “C para o terceiro nível. Os desempenhos de fiação são mostrados na Tabela Il. x. * EXEMPLO 5

[096]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[097]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butanol é adicionado para reação a 70 “C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monocioreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[098](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[099]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o sol- vente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 1,5 mg são adicionados em se- quência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 60 “C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é ele- vada a 0,4 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas cons- ( tantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina geradas são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polímero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0100]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela | e a micrografia eletrônica de varredura das partí- culas de resina é mostrada na Fig. 3.

EXEMPLO 6 ” >

[0101]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0102]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butanol é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monocloreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ; ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[0103](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0104]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o solvente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 1,5 mg são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 60 C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é elevada a 0,8 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas À constantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina gera- das são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polí- mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0105]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |. EXEMPLO 7

[0106]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular. e [0107]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butano! é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu-

| 24/37 ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monocloreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido. ,

[0108](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular. |

[0109]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o solvente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 1,5 mg são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 60 C. Monômero de vinila é injetado no reator. À pressão no reator é elevada a 1,0 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina gera- das são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polí- mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0110]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |.

EXEMPLO 8

[0111]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0112]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butanol é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, —* monocloreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[0113](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0114]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o í solvente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 0,5 mg são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 60 “C. Monômero de vinila é injetado no reator. À pressão no reator é elevada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina gera- das são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polí- mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0115]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |. EXEMPLO 9

[0116]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0117]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butano! é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, ' monocioreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio-

26/37 | nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[0118](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0119]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o solvente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 1,0 mg são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 60 “C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é elevada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina gera- das são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polí- mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0120]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |.

EXEMPLO 10 (

[0121]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0122]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butanol é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monocloreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- riado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi-

nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[0123](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0124]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o solvente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 2,0 mg são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 60 C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é ' elevada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina gera- das são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polí- mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0125]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |.

EXEMPLO 11

[0126]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0127]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butano! é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monocloreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[0128](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0129]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o solvente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 2,5 mg adicionados em se- quência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 60 “C. Monômero de vinila é injetado no reator. À pressão no reator é ele- vada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas cons- tantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina geradas i são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no Ú solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polímero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0130]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |.

EXEMPLO 12

[0131]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0132]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butanol é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, , monoclioreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido. ' .* [0133](2) Preparação da resina de polietileno de ultrá-alto peso molecular.

[0134]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o solvente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 3 ml e o dito catalisador principal de 1,5 mg são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 60 “C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é elevada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina gera- das são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polimero . no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polí- mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0135]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |.

EXEMPLO 13

[0136]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0137]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butano! é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monoclioreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de ( magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[0138](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0139]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o solvente é adicioriado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 5 ml e o dito catalisador principal de 1,5 mg são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização é elevada a 60 “C. Monômero de vinila é injetado no reator. À pressão no reator é elevada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina gera- das são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de poli- mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0140]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular , obtida são mostradas na Tabela |. i EXEMPLO 14

[0141]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0142]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butanol é adicionado para reação a 70 *C, desse modo, formando a solu- ção de aduto de cloreto de magnésio-álcool ou dispersoide. Subsequentemente, monocloreto de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio-álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tra- tado com ultrassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicio- nado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de re- ú ação de carregamento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Fi- nalmente, as partículas sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra- alto peso molecular é obtido.

[0143](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0144]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o solvente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 1,5 mg são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é de 210 rpm e a temperatura de polimerização 4 é elevada a 60 'C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é elevada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. Depois que a reação procede durante 2 h, as partículas de resina gera- das são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polí- mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0145]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |. EXEMPLO 15

[0146]Preparação do catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0147]Em atmosfera inerte, 1 g de cloreto de magnésio é disperso em n- hexano. N-butano! é adicionado para reação a 70 C, desse modo, formando a solução de aduto de cloreto de magnésio-álcoo! ou dispersoide. Subsequentemente, monoclore- to de dietil alumínio é adicionado para reagir com o aduto de cloreto de magnésio- álcool, formando um produto intermediário. O produto intermediário é tratado com ul- trassom em um dispositivo ultrassônico. Tetracloreto de titânio é adicionado para uma reação de carregamento de Ti. Posteriormente, a dita mistura de reação de carrega- mento de Ti é tratada com ultrassom no dispositivo ultrassônico. Finalmente, as partícu- las sólidas são recicladas e o catalisador de polietileno de ultra-alto peso molecular é l obtido.

[0148](2) Preparação da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

[0149]Depois de purgar com nitrogênio em um reator de polimerização, o solvente é adicionado no mesmo e a agitação é iniciada. Depois, co-catalisador de trietil alumínio de 4 ml e o dito catalisador principal de 0,5 mg são adicionados em sequência. A velocidade de agitação é de 300 rpm e a temperatura de polimerização ' é elevada a 60 C. Monômero de vinila é injetado no reator. A pressão no reator é te elevada a 0,6 MPa. Entretanto, a pressão e temperatura no reator são mantidas constantes. Depois que a reação procede durante 1 h, as partículas de resina gera-

das são suspensas no solvente, desse modo, formando a pasta fluida de polímero no solvente. Finalmente, depois que o solvente é removido da pasta fluida de polí- mero, a resina de polietileno de ultra-alto peso molecular exigida é obtida.

[0150]As propriedades da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular obtida são mostradas na Tabela |.

EXEMPLO DE COMPARAÇÃO 1

[0151]Uma resina de polietileno de ultra-alto peso molecular comercialmente disponível A é usada para um teste de fiação. O peso molecular da resina A é de 1,85 milhão. O processo de fiação é o mesmo conforme aquele descrito no Exemplo —|

1. As propriedades da resina, que são obtidas através do método de teste, de acor- do com a presente divulgação, são mostradas na Tabela |, e o desempenho de fia- ção da mesma é mostrado na Tabela Il. A micrografia eletrônica de varredura da resina do presente exemplo de comparação é mostrada na Fig. 4.

[0152]Conforme mostrado na Fig. 1, em comparação com o exemplo de comparação 1, as partículas de resina no exemplo 1, exemplo 3 e exemplo 5 são caracterizadas por morfologia da partícula uniforme e contendo partículas menores e partículas finas nas mesmas. Existem grandes quantidades de rupturas e estruturas do tipo circular nas partículas de resina, caso este em que é fácil que o solvente seja , infiltrado nas partículas, por meio do qual tempo de intumescimento e dissolução das partículas pode ser significantemente encurtado.

EXEMPLO DE COMPARAÇÃO 2

[0153]Uma resina de polietileno de ultra-alto peso molecular comercialmente disponível B é usada para um teste de fiação. O peso molecular da resina B é de 2,77 milhões. O processo de fiação é o mesmo conforme aquele descrito no exem- plo 1. As propriedades da resina, que são obtidas através do método de teste, de acordo com a presente divulgação, são mostradas na Tabela |, e o desempenho de * fiação da mesma é mostrado na Tabela |l.

EXEMPLO DE COMPARAÇÃO 3

[0154]Uma resina de polietileno de ultra-alto peso molecular comercialmente disponível C é usada para um teste de fiação. O peso molecular da resina C é de 3,59 milhões. O processo de fiação é o mesmo conforme aquele descrito no exem- plo 1. As propriedades da resina, que são obtidas através do método de teste, de acordo com a presente divulgação, são mostradas na Tabela |, e o desempenho de fiação da mesma é mostrado na Tabela |l. EXEMPLO DE COMPARAÇÃO 4

[0155]Uma resina de polietileno de ultra-alto peso molecular comercialmente disponível D é usada para um teste de fiação. O peso molecular da resina D é de 4,33 milhões. O processo de fiação é o mesmo conforme aquele descrito no exem- plo 1. As propriedades da resina, que são obtidas através do método de teste, de acordo com a presente divulgação, são mostradas na Tabela |, e o desempenho de fiação da mesma é mostrado na Tabela |.

FE FF FFER 1 Er FFrFFFFF 2

FF FA 4 =F Fr FA $ í =F Fr FA 7 8 E) FF FA: =F FF: nn d 12

FF FA 13 =F Fr FA: 14 =F Fr FA: 16º '

[0157]A Tabela Il mostra o desempenho de fiação das fibras nos exemplos e nos exemplos de comparação. Amostra Finura Tensão de | Módulo Alongamento dtex ruptura eN/dtex na ruptura % elástica 6 ecN/dtex Exemplo 1 | de estiramento de estiramento de estiramento Exemplo 3 | de estiramento

[0158]De acordo com a Tabela | e Tabela Il, em comparação com os exem- Í plos de comparação, a resina, de acordo com qualquer exemplo da presente divul- gação, tem cristalinidade inicial relativamente alta, tamanho de partícula médio apro- priado, distribuição de tamanho de partícula relativamente estreita e peso molecular controlável. Entretanto, a tensão de ruptura elástica da resina é significantemente aperfeiçoada e a quantidade de absorção de solvente da mesma é aumentada. Co- mo um resultado, no processo de fiação da fibra, a resina pode ser rapidamente dis- solvida e as fibras obtidas têm maior resistência e maior módulo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, CARACTERIZADA pelo fato de que a resina de polietileno tem um peso molecular médio de viscosidade em uma faixa de 2 a 7 milhões, um tamanho de partícula médio de volume em uma faixa de 100 a 350 um, uma distribuição de tamanho de partícula em uma faixa de 1,0 a 2,1, uma tensão de ruptura elástica em uma faixa de 30 a 60 MPa, uma densidade em massa de resina em uma faixa de 0,10 a 0,50 g/cm? e uma cristalinidade inicial em uma faixa de 60,5 a 90 %.

2. Resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a quantidade de absorção de decalina da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 2 a 50 g por 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular e a quantidade de absorção de óleo branco da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 5 a 60 g por 100 g de resina de polietileno de ultra-alto peso molecular.

3. Resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a cristalinidade inicial da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 63 a 85 %.

4. Resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que um tempo de infiltração das partículas de resina em solvente decalina está em uma faixa de 0,5 a 11 min, preferivelmente, em uma faixa de 1 a 8 min.

5. Resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o peso molecular médio de viscosidade da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 2,5 a 6 milhões, preferivelmente, em uma faixa de 3,5 a 5,5 milhões.

6. Resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o tamanho de partícula médio da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 150 a 250 um.

7. Resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a distribuição do tamanho de partícula da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 1,2 a 2,0, preferivelmente, em uma faixa de 1,4 a 1,9.

8. Resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a densidade em massa da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 0,20 a 0,45 g/cm?, preferivelmente, em uma faixa de 0,20 a 0,35 g/cm*.

9. Resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a tensão de ruptura elástica da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular está em uma faixa de 32 a 60 MPa, preferivelmente, em uma faixa de 35 a 60 MPa.

10. Uso da resina de polietileno de ultra-alto peso molecular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que é como material bruto no processamento de fibra de polietileno.