BR112020005512A2

BR112020005512A2 - composição de espuma de poliamida, e método de produção de uma composição de espuma de poliamida

Info

Publication number: BR112020005512A2
Application number: BR112020005512-3A
Authority: BR
Inventors: Min ZHA; Min Wang
Original assignee: Advansix Resins & Chemicals Llc
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-10-27
Also published as: US20200317878A1; CA3076140A1; CA3076140C; MX2020003905A; KR20200059263A; KR20230147214A; ES2935388T3; JP2020535262A; US11332592B2; EP3688079B1; JP7065952B2; EP3688079A1; WO2019067400A1

Abstract

  Um método contínuo de produção de espumas de poliamida por meio de um processo de formação de espuma por extrusão é apresentado. A espuma de poliamida inclui uma resina de poliamida composta com um compósito ampliador de cadeia incluindo um ampliador epóxi de cadeia e uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP). As espumas de poliamida produzidas têm propriedades aprimoradas, incluindo uma superfície lisa, baixa densidade e pequeno tamanho de células.

Description

COMPOSIÇÃO DE ESPUMA DE POLIAMIDA, E MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE ESPUMA DE POLIAMIDA CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção proporciona um método para a produção de espumas de poliamida por meio de um processo de extrusão de espuma em que as espumas de poliamida produzidas têm propriedades aprimoradas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Poliamidas são formadas a partir de precursores tais como caprolactama via hidrólise, poliadição e reações de policondensação. Para materiais de poliamida-6 formados a partir de caprolactama, a hidrólise abre o anel do monômero de caprolactama formando dois grupos terminais, incluindo um grupo terminal amina e um grupo terminal carboxila. A poliadição combina monômeros de caprolactama formando oligômeros de peso molecular intermediário, e a policondensação combina oligômeros formando polímeros de maior peso molecular.

[0003] Espumas de poliamida 6 (PA6) podem ser preparadas por vários métodos incluindo a extrusão de resinas de base PA 6 com um agente de sopro. Entretanto, pode ser difícil produzir espumas de PA6 com baixa densidade e pequeno tamanho de célula através de extrusão, devido à alta temperatura de extrusão e baixa resistência à fusão de PA. são desejados aperfeiçoamentos nos processos precedentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0004] A presente invenção proporciona um método contínuo de produção de espumas de poliamida por um processo de formação de espuma por extrusão. A espuma de poliamida inclui uma resina de poliamida composta com um compósito ampliador de cadeia incluindo um ampliador epóxi de cadeia e uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP). As espumas de poliamida produzidas têm propriedades aprimoradas, incluindo uma superfície lisa, baixa densidade e pequeno tamanho de célula.

[0005] Em uma forma da mesma, a presente invenção fornece uma composição de espuma de poliamida, incluindo uma resina de poliamida e um compósito ampliador de cadeia incluindo um ampliador epóxi de cadeia e uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP).

[0006] A resina de poliamida pode estar presente em uma quantidade entre 92% em peso e 98% em peso, com base no peso total da composição de espuma de poliamida. O ampliador epóxi de cadeia pode estar presente em uma quantidade entre 1% em peso e 3% em peso, e com base no peso total da composição de espuma de poliamida. A cera MAPP pode estar presente em uma quantidade entre 1% em peso e 5% em peso, com base no peso total da composição de espuma de poliamida.

[0007] A composição de espuma de poliamida pode ter um tamanho médio de partícula entre 50 e 10.000 Pa.s, uma viscosidade de cisalhamento entre 10.000 Pa.s a 150.000 Pa.s, e/ou a densidade entre 0,1 g/cmº e 1,0 g/cm'. A composição de espuma de poliamida pode ainda incluir pelo menos um aditivo selecionado dentre antioxidantes, aditivos de nucleação, pigmentos, retardadores de fogo, aditivos antiestáticos, e estabilizantes ultravioleta (UV).

[0008] Em outra forma da mesma, a presente invenção proporciona um método de produção de uma composição de espuma de poliamida, incluindo as etapas de: uma etapa de composição,

incluindo a alimentação de uma resina de poliamida e uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP) em uma extrusora em um primeiro local; e alimentar um ampliador epóxi de cadeia na extrusora em um segundo local a jusante do primeiro local para formar uma poliamida composta; e uma etapa de espumação por extrusão, incluindo a extrusão da poliamida composta com um agente de sopro em uma extrusora para formar uma espuma de poliamida.

[0009] A etapa de composição pode ainda incluir, após a etapa de alimentação, as etapas adicionais de resfriamento da poliamida composta; secagem da poliamida composta; e peletização da poliamida composta. A etapa de composição pode ser realizada utilizando uma extrusora de rosca dupla cor rotativa, uma extrusora de rosca dupla de integração por contra-rotação, ou uma extrusora de rosca simples.

[00010] A etapa de espumação por extrusão pode ainda incluir as etapas adicionais de alimentar a poliamida composta na extrusora em um primeiro local; adicionar um agente físico de sopro à poliamida composta na extrusora em um segundo local a jusante do primeiro local; misturar a poliamida composta e o agente de sopro em um misturador estático; e transportar a poliamida composta e o agente de sopro através de uma matriz para formar a composição de espuma de poliamida.

[00011] O agente de sopro pode ser dióxido de carbono supercrítico. A composição de espuma de poliamida pode incluir resina de poliamida em uma quantidade entre 92% em peso e 98% em peso; ampliador epóxi de cadeia em uma quantidade entre 1% em peso e 3% em peso; e cera MAPP numa quantidade entre 1% em peso e 5% em peso, com base no peso total da composição de espuma de poliamida. A composição de espuma de poliamida pode ter pelo menos uma das seguintes propriedades: um tamanho médio de célula entre 50 e 500.000 Pa.s; uma viscosidade de cisalhamento entre 10.000 Pa.s e 150.000 Pa.s; e uma densidade entre 0,1 g/cmº e 1,0 g/cmº.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00012] As características acima mencionadas e outras da descrição, e a maneira de obtê-las, tornar-se-ão mais evidentes e a descrição em si será mais bem compreendida com referência à descrição a seguir das modalidades da invenção consideradas em conjunto com os desenhos em anexos.

[00013] A Figura 1 é um esquema de uma extrusora de composição que mostra a composição de uma resina de poliamida de acordo com a presente descrição

[00014] A Figura 2 é um esquema de uma extrusora de espumação para uso na preparação de espumas de poliamida a partir de resinas de poliamida compostas de acordo com a presente descrição.

[00015] A Figura 3 refere-se aos Exemplos I, II e III, e ilustra um gráfico que mostra a viscosidade complexa versus O tempo para as amostras apresentadas.

[00016] A Figura 4 refere-se aos Exemplos I, II e III, e ilustra a morfologia de superfície para Os Exemplos 1-9.

[00017] A Figura 5 refere-se aos Exemplos I, II e III, e é uma vista em seção transversal para os Exemplos 1-9.

[00018] A Figura 6 refere-se ao Exemplo III, e ilustra a morfologia de superfície para os Exemplos 1 e 3.

[00019] A Figura 7 refere-se ao Exemplo III, e é uma vista em corte transversal para os Exemplos 1 e 3.

[00020] A Figura 8 refere-se ao Exemplo III, e ilustra a morfologia da superfície do Exemplo 2 e também mostra uma vista em seção transversal do Exemplo 2.

[00021] A Figura 9 refere-se ao Exemplo III, e ilustra a morfologia da superfície do Exemplo 6 e também mostra uma vista em seção transversal dos Exemplos 6.

[00022] A Figura 10 refere-se ao Exemplo III, e ilustra uma vista em seção transversal dos Exemplos 8 e 9.

[00023] A Figura 11 refere-se ao Exemplo III, e ilustra as morfologias superficiais para os Exemplos 8 e 9.

[00024] A Figura 12 refere-se aos Exemplos III, e ilustra as morfologias de superfícies para os Exemplos 4 e 6

[00025] A Figura 13 refere-se ao Exemplo III, e ilustra uma vista em seção transversal dos Exemplos 4 e 6.

[00026] A Figura 14 mostra antes e depois das vistas do Exemplo III referentes a um método de preparação de espumas de poliamida.

[00027] A Figura 15 refere-se ao Exemplo III e ilustra tanto a morfologia de superfície como uma vista em corte transversal do Exemplo 5

[00028] Caracteres de referência correspondentes indicam partes correspondentes no transcurso das diversas vistas. As exemplificações apresentadas aqui ilustram modalidades representativas da descrição e tais exemplos não devem ser interpretados como limitando o escopo da revelação de nenhuma forma.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00029] A presente invenção proporciona um método contínuo de produção de espumas de poliamida por meio de um processo de formação de espuma por extrusão. A espuma de poliamida inclui uma resina de poliamida composta com um compósito ampliador de cadeia incluindo um ampliador epóxi de cadeia e uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP) . As espumas de poliamida produzidas têm propriedades aprimoradas, incluindo uma superfície lisa, baixa densidade e pequeno tamanho de célula.

1. Componentes das Composições de Espuma de Poliamida

[00030] As presentes composições de espuma de poliamida são formadas a partir de uma resina de poliamida que foi formulada com certos aditivos que promovem a estrutura de espuma desejável descrita aqui. Geralmente, a resina de poliamida composta inclui uma resina de base poliamida, um compósito ampliador de cadeia incluindo um ampliador epóxi de cadeia e uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP), e outros aditivos.

a. Resina de Base Poliamida

[00031] A resina de base poliamida é a resina mássica Ou componente em maior quantidade na composição espumada final, e pode estar na forma de um polímero PA 6 formado a partir de monômeros de caprolactama, um polímero PA 66 formado a partir de hexametileno diamina e monômeros de ácido adípico, ou um copolímero de PA 6/66, por exemplo. Outros tipos de polímeros de poliamida também podem ser usados, bem como combinações de diferentes tipos de polímeros de poliamida.

[00032] Copolímeros PA 6/66 são sintetizados a partir de monômeros de caprolactama e monômeros de ácido adípico/hexametileno diamina. O ácido adípico eos componentes de hexametileno diamina dos monômeros de ácido adípico/hexametileno diamina podem ser providos em um sal de proporção molar de 1:1, referido como “sal AH”, que pode estar na forma sólida ou na forma de uma solução aquosa. Tipicamente, monômeros de caprolactama e monômeros de sal AH são polimerizados juntos para produzir copolímeros PA 6/66 incluindo um componente majoritário de monômeros baseados em caprolactama e um componente minoritário de monômeros com base em sal AH; isto é, ácido adípico e hexametileno diamina. Desta maneira, as cadeias de polímero de copolímeros de poliamida 6/66 incluem monômeros, ou unidades de repetição, com base em caprolactama e monômeros, ou unidades de repetição, com base em ácido adípico/hexametileno diamina que pode estar mutuamente presente nas cadeias de polímero de acordo com uma distribuição aleatória ou quase aleatória.

[00033] A resina de base poliamida pode ter uma viscosidade relativa (RV) tão pequena quanto 2,6,2,8, 3,0 ou 3,2, ou tão grande quanto 3,6,3,8, 4,0 ou 4,2, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores precedentes, tais como entre 2,6 e 4,2,2,8 e 4,0,3,0 e 3,8, e 3,2 e 3,6, por exemplo, conforme determinado por um viscosímetro de acordo com ASTM D798.

[00034] Em algumas modalidades representativas, a resina de base poliamida está presente em uma quantidade tão pequena quanto 90% em peso, 92% em peso, ou 94% em peso, ou tão grande quanto 96% em peso, 98% em peso ou 99% em peso do peso total da composição de espuma de poliamida final, incluindo todos os aditivos, ou podem estar presentes dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima, tais como entre 90% em peso e 99% em peso,entre 92% em peso e 98% em peso, ou entre 94% em peso e 96% em peso, por exemplo. b. Compósito ampliador de cadeia

[00035] A resina de base poliamida é composta com um compósito ampliador de cadeia que, como descrito abaixo, é uma combinação de um ampliador epóxi de cadeia e uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP).

[00036] O primeiro componente do compósito ampliador de cadeia é um composto epóxi. Os grupos epóxi do composto epóxi podem reagir com os grupos terminais amina e os grupos terminais carboxila das cadeias de poliamida da resina de base poliamida. Quando o ampliador epóxi de cadeia inclui dois ou mais grupos epóxi, o ampliador de cadeia pode reagir com os grupos terminais da resina de base poliamida para fazer com que as cadeias de poliamida cresçam mais e/ou ramifiquem as cadeias de poliamida, o que resulta em um aumento na viscosidade intrínseca da poliamida composta. Ampliadores de cadeia epóxi representativos incluem um copolímero de estireno-GMA contendo grupos epóxi possuindo uma densidade de 0,92 g/cmº e tendo um peso molecular ponderal médio (Mw) inferior a 25.0000. Os representativos ampliadores epóxi de cadeia incluem um copolímero de éster alifático contendo grupos funcionais ativos.

[00037] Em algumas modalidades representativas, o ampliador epóxi de cadeia da composição de espuma de poliamida está presente em uma quantidade tão pequena quanto 1% em peso, 1,5% em peso, ou 2% em peso, ou tão grande quanto 2,5% em peso, 3% em peso ou 5% em peso, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima, tais como entre 1% em peso e 5% em peso, 1% em peso e 3% em peso, ou 1,5% em Peso e 2,5% em peso, por exemplo, com base no peso total da composição de espuma de poliamida.

[00038] O segundo componente do compósito ampliador de cadeia é uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP). Grupos anidrido maleico podem reagir com os grupos terminais amina das cadeias de poliamida. A cera MAPP pode incluir uma grande quantidade de grupos funcionais anidrido maleico reativos, e a reação do ampliador de cadeia com os grupos terminais amina da poliamida faz com que as cadeias de poliamida cresçam e/ou ramifiquem as cadeias de poliamida, o que resulta em um aumento na viscosidade intrínseca da poliamida composta.

[00039] Em algumas modalidades, a cera MAPP tem um teor de teor de anidrido maleico maior do que 1% em peso, maior do que 2% em peso, maior do que 5% em peso, maior do que 7% em peso, maior do que 9% em peso, ou maior do que 10% em peso com base no peso total da cera MAPP.

[00040] As ceras MAPP representativas têm um peso molecular médio numérico (Mn) tão pequeno quanto 500 g/mol, 1000 g/mol, ou 2.000 g/mol, ou tão alto quanto 10.000 g/mol, 15.000 g/mol, ou 20000 g/mol, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores precedentes, tais como 500 g/mol a 20000 g/mol, 2.000 g/mol a 15.000 g/mol, ou 2.000 g/mol a 10000 g/mol, por exemplo.

[00041] Em algumas modalidades representativas, a cera MAPP está presente em uma quantidade tão pequena quanto 1% em peso, 1,5% Em peso, ou 2% em peso, ou tão grande quanto 2,5% em peso, 3% em peso ou 5% em peso, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima, tais como entre 1% em peso e 5% em peso, 1% em peso e 3% em peso, ou 1,5% em Peso e 2,5% em peso, por exemplo, com base no peso total da composição de espuma de poliamida. c. Outros Aditivos

[00042] Em algumas modalidades representativas, a composição de espuma de poliamida contém aditivos adicionais. Aditivos representativos podem incluir antioxidantes, aditivos de nucleação, pigmentos, retardadores de fogo, aditivos antiestáticos, estabilizantes ultravioleta (UV) e outros aditivos adequados, tais como estabilizantes térmicos e flexibilizantes. Lubrificantes e aditivos anti-desgaste também podem ser adicionados conforme desejado.

[00043] Estabilizadores térmicos representativos incluem iodeto de cobre, iodeto de potássio, brometo de potássio, iodeto de sódio, cloreto de potássio, outros haletos de cobre e outros haletos metálicos. Estabilizadores de UV representativos podem incluir um estabilizador de luz de amina impedida (“HALS”), tal como N,N'-Bis-2,2,6,6-tetrametil-4- piperidinil-1,3-benzeno dicarboxamida, por exemplo. Flexibilizantes representativos podem incluir poliolefinas e flexibilizantes de poliestireno, tais como elastômeros de poliolefina, por exemplo. Aditivos de nucleação representativos podem incluir pó de talco de pequeno tamanho, pó de dióxido de silício, pó de óxido de alumínio e pó de montmorilonóide. Retardadores de fogo exemplificativos podem incluir tripolicianoamida, óxido antimonioso, borato de zinco e retardadores de chama bromados, tais como éter decabromodifenílico e decabromodifenil etano, por exemplo; e também podem incluir retardadores de chama de fósforo, tal como fósforo vermelho, por exemplo. Antioxidantes representativos incluem antioxidantes de amina, tais como difenilamina, p-fenilenodiamina e di-hidro-quinolina; e também podem incluir antioxidantes fenólicos impedidos, tais como 2, 6-di-ter-butil-4-metilfenol e pentaeritritol, por exemplo. Aditivos antiestáticos representativos incluem sal de metal alcalino de ácido alquil sulfônico e sal de metal alcalino de ácido aminoditiofórmico, por exemplo.

[00044] Em algumas modalidades, os outros aditivos da composição de espuma de poliamida compreendem tão pouco quanto 0% em peso, 0,5% em peso, 1,0% em peso, 1,5% em peso, ou 2,0% em peso, ou tão grande quanto 2,5% em peso, 3,0% em peso, 3,5% em peso, 4,0% em peso, 4,5% em peso, ou 5,0% em peso, Ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima, tais como 0% em peso a 5,0% em peso, 0,5% em peso a 4,5% em peso, 1,0%em peso a 4,0% em peso, 1,5% em peso a 3,5% em peso, ou 2,0% em peso a 2,5% em peso, por exemplo, com base no peso total da composição de espuma de poliamida.

2. Método de Produção de composições de espuma de Poliamida

[00045] Um método para a produção das composições de espuma de poliamida é descrito aqui. O método exemplar geralmente inclui uma etapa de composição, na qual a resina de base poliamida é composta com os componentes adicionais discutidos acima, e uma etapa de espumação por extrusão, em que a composição de poliamida composta é extrusada com um agente de sopro para formar uma espuma de poliamida.

a. Composição

[00046] A composição de espuma de poliamida é preparada por meio de um equipamento de composição 100, mostrado na Figura 1, que inclui uma extrusora de composição 110.

[00047] A extrusora de composição 110 pode ser uma extrusora de rosca dupla co-rotativa ou uma extrusora de rosca dupla inter-rotativa de contra-rotação, por exemplo, sendo usada para implementar uma extrusão reativa, e tem maior produtividade, um design mais simples e é mais produtiva do que a utilização de um reator em batelada.

[00048] Como mostrado na Figura 1, poliamida bruta, na forma de pelotas ou aparas de resinas de poliamida, por exemplo, bem como outros aditivos tais como antioxidantes ou agentes de nucleação, são pré-misturados e adicionados ao alimentador

102. Polímero “funcionalizado com anidrido maleico (por exemplo, polipropileno enxertado com anidrido maleico Ou anidrido maleico enxertado com elastômero de etileno-octeno) é adicionado no alimentador 104.0s compostos nos alimentadores 102 e 104 são alimentados na tremonha principal 108 e daí para a extrusora de composição 110 em um primeiro local localizado geralmente a montante com relação à extrusora de composição

110.

[00049] O ampliador epóxi de cadeia é alimentado à extrusora de composição 110 através do alimentador lateral 106 e misturado com o compósito de poliamida na extrusora de composição 110, que se funde completamente neste local dentro da extrusora de composição 110. O ampliador de cadeia epóxi é vantajosamente alimentado a partir do alimentador lateral 106, localizado a jusante da tremonha principal, ao invés de através da tremonha principal 108 junto com a resina de poliamida e o polímero funcionalizado com anidrido maleico para impedir a formação de materiais de poliamida excessivamente espessados, o que pode resultar em instabilidade durante extrusão, ou mesmo falha de processo devido a um aumento intolerável na pressão de derretimento.

[00050] os alimentadores 102, 104 e 106 podem ser alimentadores de perda em peso que têm uma precisão de alimentação inferior a 0,5% em peso conforme medido por alimentadores de perda de peso.

[00051] No entanto, encontra-se dentro do escopo da presente descrição que alimentadores alternativos podem ser usados para os alimentadores 102, 104 e 106.

[00052] A extrusora de composição 110 compõe os componentes da resina de poliamida utilizando elementos de mistura e blocos de amassamento dianteiro na seção de mistura disposta entre a entrada do alimentador lateral 106 e a porta de vácuo

115. Pela mistura dos componentes na seção de mistura precedente, uma distribuição uniforme do ampliador epóxi de cadeia na matriz de poliamida é provida. Além disso, a baixa temperatura de processamento e a alta saída são parâmetros de processo preferidos que são providos por uma extrusora representativa; tal como a extrusora de composição 110.

[00053] Após a composição por extrusão, a poliamida é resfriada em 112, tal como em um banho de água 112, seca em 114, tal como através de sopradores de vento, e então transformada em pelotas a 116. Em Seguida, as pelotas resultantes podem ser ainda secas, tal como por 4-6 horas a cerca de 90 ºC, por exemplo, para remover a umidade retida. b. formação de espuma por extrusão

[00054] Após a etapa de composição descrita acima, a poliamida composta é extrusada via a extrusora de espumação 150, mostrada na Figura 2, para formar a composição de espuma de poliamida. Em uma modalidade, a extrusora de espumação 150 pode ser uma extrusora de rosca simples, e pode ser equipada com um ou mais dispositivos estáticos de mistura 152. Dispositivos de mistura estáticos 152 têm estrutura específica (Ss) para assegurar a completa dissolução de um agente de sopro nos materiais de poliamida fundidos dentro da extrusora de espumação 150. Em uma modalidade, o agente de sopro é dióxido de carbono supercrítico (CO;), que é ambientalmente amigável, barato e inflamável em comparação com hidrocarbonetos e clorofluorocarbonos. No entanto, encontra-se dentro do escopo da presente descrição que podem ser usados agentes de sopro alternativos.

[00055] Com referência à Figura 2, a poliamida composta é alimentada através da tremonha 156, e o dióxido de carbono supercrítico é injetado em uma zona de fusão MZ (da zona T2 até a zona T4) da extrusora de espumação 150 por meio de uma unidade de medição (não mostrada) e então dissolvido no compósito de poliamida fundido. A temperatura da zona Tl mais próxima da tremonha 156 é geralmente estabelecida relativamente baixa, que pode ser tão baixa quanto 130 “ºC, 140 ºC, 150 ºC, 160 ºC, 170 “*C, ou tão alta quanto 180 ºC, 190 “C, 200 ºC, 210 ºC, 220 ºC. A zona de fusão MZ (da zona T2 para a zona T4) da extrusora de espumação 150 pode operar em uma faixa de temperatura, que pode ser tão baixa quanto 220 “ºC, 230 ºC ou 240 ºC, ou tão alta quanto 270 ºC, 275 ºC ou 280 “C, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima, tais como entre 220 ºC e 280 ºC, entre 230 “ºC e 275 ºC, ou entre 240 “C e 270 ºC, por exemplo.

[00056] Uma pressão substancialmente constante é mantida por todo o extrusor de formação de espuma 150 e, operando a uma pressão constante, um processo de formação de espuma estável e a formação de uma estrutura homogênea de células de espumas tipo haste podem ser obtidas.

[00057] Após a mistura de poliamida e dióxido de carbono supercrítico ser transportada através da extrusora 151, a mistura é alimentada ao misturador estático 152 e na matriz de haste 154. A temperatura de operação do misturador estático 152 pode ser tão baixa quanto 200 ºC, 205 ºC ou 210 ºC, ou tão alta quanto 265 ºC, 270 ºC ou 275 “C, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima, tais como entre 200 ºC e 275 ºC, entre 205 ºC e 270 “C, ou entre 210 ºC e 265 “*C, por exemplo. A temperatura operacional da matriz de haste 154 pode ser tão baixa quanto 200 “C, 205 “ºC ou 210 ºC, ou tão alta quanto 265 ºC, 270 ºC ou 275 “ºC, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima, tais como entre 200 ºC e 275 ºC, entre 205 ºC e 270 ºC, ou entre 210 “C e 265 “ºC, por exemplo. Uma vez que a mistura sai da matriz 154, a mistura se expande para formar a composição de espuma de poliamida.

3. Propriedades das Composições de Espuma de Poliamida

[00058] As composições de espuma de poliamida sintetizadas conforme descrito acima apresentam uma aparência melhorada, baixa densidade e pequeno tamanho de célula.

[00059] Em uma modalidade representativa, as composições de espuma de poliamida têm uma densidade, medida de acordo com ASTM D792, de tão pouco quanto 0,1 g/m”, 0,2 g/m”, 0,4 g/m', ou 0,6 g/mº, ou tão grande quanto 0,7 g/mº, 0,8 g/m?, 0,9 g/m? ou 1,0 g/mº, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima, tal como 0,1 g/mº a 1,0 g/m'; 0,2 g/mº a 0,9 g/mº; 0,4 g/m? a 0,8 g/m?, ou 0,6 g/m? a 0,9 g/m?, por exemplo.

[00060] Em uma modalidade representativa, as composições de espuma de poliamida têm um tamanho médio de célula, determinado de acordo com ASTM D3576-2004, de tão pouco quanto

50 um, 100 um, 200 um, ou 300 um, ou tão grande quanto 400 um, 500 um, 600 um, ou 700 um, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores precedentes, tais como 50 um a 700 um; 100 um a 600 um; 200 um a 500 um, ou 300 um a 400 um, por exemplo.

[00061] Além disso, os compósitos de poliamida formados pelo processo de composição apresentam um aumento em viscosidade e resistência à fusão. Sem se ater a qualquer teoria em particular, acredita-se que a adição de um compósito ampliador de cadeia contribui para aumentar a viscosidade e a resistência em fusão da espuma de poliamida.

[00062] Em uma modalidade representativa, os compósitos de poliamida têm uma viscosidade de cisalhamento, determinada de acordo com ASTM D4440, de tão pouco quanto 10.000 Pa.s, 25.000 Pa.s, ou 50.000 Pa.s, ou tão grandes quanto 100.000 Pa.s,

125.000 Pa.s, ou 150.000 Pa.s, ou dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima, tais como

10.000 Pa.s a 150.000 Pa.s, 25.000 Pa.s a 125.000 Pa.s, ou

50.000 Pa.s a 100.000 Pa.s, por exemplo.

[00063] Conforme mostrado na Tabela 1 abaixo, a viscosidade é um indicador da resistência em fusão do material de poliamida. A alta viscosidade indica que o peso molecular e o grau de ramificação de cadeias moleculares são altos, o que resulta em um alto emaranhamento de cadeias moleculares e assim alta resistência em fusão do material de poliamida.

[00064] Como usado aqui, a frase “dentro de qualquer faixa definida entre quaisquer dois dos valores acima” literalmente significa que qualquer faixa pode ser selecionada a partir de quaisquer dois dos valores listados antes da referida frase, independentemente de os valores estarem na parte inferior da listagem ou na parte superior da listagem. Por exemplo, um par de valores pode ser selecionado a partir de dois valores mais baixos, dois valores mais altos, ou um valor mais baixo e um valor mais alto.

EXEMPLOS Exemplo 1 Efeito dos ampliadores de cadeia sobre a viscosidade de cisalhamento de materiais compósitos de poliamida

[00065] A viscosidade de cisalhamento das amostras neste Exemplo foi determinada por um reômetro de placa paralela. Resina poliamida 6 (PA 6) (por exemplo, H95ZIT o ampliador epóxi de cadeia usado foi CE311 Fornecido Pela Ningbo Seven New Material Technology Co. LTD. Uma primeira cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP) usada foi A-CO 950, tendo um número de Saponificação de 50 mg de KOH/g, e fabricada por Honeywell. Uma segunda de polipropileno funcionalizado com anidrido maleico (MAFP), Orevac6 CAIO0O0 vendido por Arkema, também foi usada, tendo uma taxa de enxerto de 1,1%. Finalmente, uma terceira de anidrido maleico enxertado com elastômero de etileno-octeno (MA-EO) foi usada em certas amostras dentro deste Exemplo. Neste Exemplo, O Fusabond & N493, fabricado pela DuPont, é usado como um anidrido maleico enxertado com elastômero de etileno-octeno e tem uma taxa de modificação de ácido de 0,5%. As amostras de dados composicionais A-G são mostradas na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1 Viscosidade Resina | Ampliador de PA6, epóxi de Cera MAFP MA-EO | cisalhamento not (RV3,3, cadeia | MAPP(%p) (%p) (%p) (Pa.s, %p) (%p) 0,1r/s, Ep ess

FEIA E 209 Fo e Foo Es Fr E AS A

ELE E

[00066] O processo de composição para preparar Amostras A-G foi implementado utilizando-se uma extrusora de rosca dupla inter-rotativo (Letriltz 27 mm) indicada de forma geral como 110 na Figura l. Os componentes para cada amostra foram precisamente proporcionados dentro da extrusora na proporção mostrada na Tabela 1, utilizando alimentadores por perda de peso. A resina de poliamida e MAFP foram alimentadas a partir da entrada principal (117, Fig. 1), e ampliador epóxi de cadeia (CE3l1) foi alimentado a partir do alimentador lateral (106, Fig. 1). O composto foi então extrusado, resfriado em um banho de água (112, Fig.), secado por sopradores de vento (114, Fig. 1), e então peletizado (116, Fig. 1). As pelotas resultantes foram secas por entre 4-6 horas a 90 ºC para remover a umidade retida.

[00067] A extrusora de composição foi operada a uma velocidade de rosca de 450 revoluções por minuto (rpm), e as temperaturas de tambor da extrusora 110 variaram de 180 ºC-235 ºc-235 ºc-230 ºCc-225 ºc-225 ºcC-225 *C-225 “Cc-235 “C (Matriz) dependendo da localização da extrusora 110. A extrusora 110 tinha uma produtividade de 15 kg/h.

[00068] A resina de poliamida e a cera de MAPP são alimentadas na entrada principal 117 da extrusora de composição e transportadas por elementos de rosca de transporte. Devido à diminuição do passo dentro da extrusora de composição, a mistura foi comprimida e submetida a uma forte força de cisalhamento. Na zona de fusão da extrusora de composição, blocos de amassamento (2 elementos de amassamento dianteiro e 1 elemento de amassamento reverso com um ângulo de decalagem de 30 graus) formam um represamento e operam para introduzir energia mecânica à mistura, a fim de fundir completamente a mistura. Após a zona de fusão, o ampliador epóxi de cadeia se incorpora através do alimentador lateral onde a mistura é novamente comprimida por um curso inclinado de passo de rosca dentro da extrusora de composição. Blocos de amassamento dianteiro e elementos de mistura foram usados para impedir o aquecimento por alto cisalhamento que poderia resultar em muitas reações secundárias indesejáveis na seção de mistura entre o alimentador lateral e a porta de vácuo.

[00069] A primeira zona de mistura da extrusora de composição foi composta de 1 bloco de amassamento dianteiro e 1 elemento de mistura, e a segunda zona de mistura da extrusora de composição foi composta de 1 bloco de amassamento dianteiro, 1 elemento de mistura e 2 peças largas com ângulo de escalonamento de 90º para propósitos de vedação.

[00070] A viscosidade de cisalhamento foi determinada por um reômetro de placa paralela (reômetro TA instruments AR2000ex)

operando a uma frequência angular de 0,1 radianos por segundo, a uma temperatura de 235 “C, e a uma amplitude de tensão constante de 1,5%. Além disso, o teste de viscosidade de cisalhamento foi completado sob condições atmosféricas de nitrogênio.

[00071] Com referência aos dados de viscosidade de cisalhamento fornecidos na Tabela 1 acima, pode ser visto que amostras incluindo o ampliador de cadeia de composto incluindo tanto o ampliador epóxi de cadeia quanto a cera de MAPP (amostras D e G) exibiram o maior efeito proeminente na melhoria da viscosidade de materiais de poliamida quando comparado com a adoção de um ampliador de cadeia simples ou usando outro sistema de extensão de cadeia de composto que contém o ampliador “epóxi de cadeia e outro polímero funcionalizado com anidrido maleico (MAFPou MA-EO). Sem se ater a uma teoria particular, o aumento na viscosidade de cisalhamento das Amostras D e G é que a cera MAPP possui grupos funcionais em maior concentração do que outros polímeros funcionalizados com anidrido maleico (por exemplo, MAFP ou MA-EO), o que melhora assim a viscosidade do material de poliamida.

Exemplo II Efeito dos ampliadores de cadeia e do processo de composição sobre a estabilidade em fusão dos materiais compósitos de poliamida

[00072] Neste Exemplo, os componentes para as Amostras H, I, D, J, K e L são listados abaixo na Tabela 2. Os componentes listados na Tabela 2 são os mesmos que aqueles listados na Tabela 1 com a exceção da cera MAPP II, que se refere à uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico com um número de saponificação de 87 mg de KOH/g (isto é, A-C&O 925P fabricada pela Honeywell). Tabela 2 Viscosidade Ampliador Cera de Resina epóxi de Cera MAPP | Processo de | cisalhamento Not PA6, cadeia MAPP ($p) 11 composição (Pa.s RV3,3%p ($p) (%p) 0,1r/s, 235ºC) 450 rpm/ H 94 1 5 42000 15 kg/h 450 rpm/ I 95 2 3 72000 15 kg/h 450 rpm/ 93 2 5 96000 15 kg/h 450 rpm/ J 2 20000 15 kg/h 250 rpm/ K 2 48000 kg/h 200 rpm/ L 2 60000 10 kg/h

[00073] A estabilidade em fusão da poliamida composta foi avaliada usando-se um reômetro de placa paralela (reômetro TA instruments AR2000ex) de acordo com ASTM 4440 operando em uma frequência de oscilação fixa de 1 hertz (Hz), e as mudanças na viscosidade complexa foram observadas durante um período de tempo especificado (por exemplo, 30 minutos). Se a mudança na viscosidade complexa fosse grande, a estabilidade em fusão era considerada deficiente para a amostra. De outro modo, a estabilidade em fusão da amostra de teste era determinada como sendo aceitável. A temperatura de teste foi ajustada como 235 ºC, e o teste foi realizado sob condições atmosféricas de nitrogênio. Os resultados são mostrados na Figura 3 e discutidos adicionalmente aqui.

[00074] Conforme mostrado na Tabela 2, as amostras J, K e L foram preparadas com a mesma fórmula, mas por diferentes processos de composição (isto é, diferentes velocidades de rosca e rendimentos). Os dados na Tabela 2 com referência ao gráfico de viscosidade complexa da Figura 3 indicam que a diminuição da velocidade da rosca e produtividade resulta em um aumento na viscosidade de cisalhamento de compósitos de poliamida, e um aperfeiçoamento na estabilidade em fusão (demonstrado pelas curvas relativamente estáveis/planas para as amostras K e L na Figura 3).

[00075] Sem se ater a uma teoria particular, ocorre a extensão da cadeia das cadeias moleculares de poliamida durante a extrusão, e é um processo de extrusão reativa. A diminuição da velocidade da rosca e produtividade resulta em um tempo de residência mais longo para a resina de poliamida dentro da extrusora. Um tempo de residência mais longo produz uma reação mais completa entre o ampliador e a resina de poliamida, evitando assim reações secundárias em etapas de processamento que ocorrem ainda a jusante.

[00076] A partir de uma análise adicional do gráfico reológico da Figura 3, as amostras que continham um compósito ampliador de cadeia (ampliador epóxi de cadeia + cera MAPP ou cera MAPP II) exibiram boa estabilidade em fusão (por exemplo, Amostras H, I, D). Além disso, a estabilidade em fusão dos compósitos de poliamida pode ser melhorada pelo uso do compósito ampliador de cadeia (ampliador epóxi de cadeia +

MAPP) em vez de um único ampliador epóxi de cadeia pode melhorar a estabilidade em fusão dos produtos finaise adicionando-se cera MAPP (ou Cera MAPP IL) em lugar de diminuir a capacidade de produção ou modificar a configuração do equipamento para alongar o tempo de residência dentro do extrusor. Sem se ater à teoria em particular, uma explicação razoável do efeito de cera MAPP (ou Cera MAPP II) na estabilidade em fusão de compósitos de poliamida é que A cera MAPP (ou Cera MAPP II) tem um alto teor de grupos funcionais anidrido maleico reativos. Quando os grupos funcionais de anidrido maleico reativos reagem, um efeito de impedimento estérico da cadeia molecular inibe a reação dos grupos funcionais de anidrido maleico reativos restantes, evitando assim a ocorrência de reações secundárias em etapas de processamento a jusante.

Exemplo III Estudo do comportamento da formação de compósitos de poliamida com diferentes viscosidades

[00077] A tabela 3 abaixo mostra as composições e a viscosidade de cisalhamento das amostras de teste, e a Tabela 4 mostra os resultados de espumação para as amostras. Conforme mostrado na Tabela 3, a maior viscosidade testada foi de 140000 Pa.s e a viscosidade mais baixa testada foi de 20000 Pa.s. Os componentes listados na tabela 3 correspondem aos componentes das tabelas 1 e 2 acima, conforme aplicável. Consequentemente, um copolímero PA6/66 (Resina PA6,66) é experimentado com os testes de formação de espuma por extrusão aqui descritos. PA6,66 a resina usada é H133 (fabricada pela Honeywell Shanghai Lab) com um teor de PA66 de cerca de 23% em peso, uma viscosidade relativa de 3,7 e um ponto de fusão de 190 “ºC.

[00078] Testes de espumação por extrusão foram realizados com uma extrusora de rosca simples tendo um diâmetro de rosca de 45 mm e uma relação de comprimento para diâmetro (L/D) de 40 e um misturador estático e uma matriz de haste com um diâmetro de 3 mm seguindo a extrusora.

[00079] Dióxido de carbono fluido supercrítico foi selecionado como agente de sopro físico, porque é ambientalmente favorável, barato e inflamável em comparação com hidrocarbonetos e clorofluorocarbonos.

[00080] A poliamida composta foi alimentada manualmente através da tremonha, e o dióxido de carbono supercrítico foi injetado na zona de fusão do extrusor por uma unidade de medição. O dióxido de carbono supercrítico é então dissolvido na poliamida composta fundida. A pressão foi mantida por todo o extrusor visto que uma rápida queda de pressão cria uma estrutura de células homogênea de espumas de haste. Tabela 3 Viscosidade Resina Resina Ampliador c C MAO d era era e Amostra PA6, PA6.66, Epóxi de Processo de MAPP MAPP II (%p) cisalhamento Not (RV3,3, (RV3,7, cadeia composição o o o (%p) (%p) (Pa.s, 0,1r/s, %Pp) %p) (%p) 235º0) 450 rpm/ 15 kg/h 42000 pn pr pa 6 o | sons 250 rpm/ 10 kg/h 48000 1% | | [| | | | emos 450 rpm/ 15 kg/h 20000 | - | [| | | | (ml | - | Lo] cc |

Viscosidade Resina Resina Ampliador , Cera Cera MA-EO de Amostra PA6, PA6.66, Epóxi de Processo de MAPP | MAPPII (%p) cisalhamento Not (RV3,3, (RV3,7, cadeia composição %) %) (o) (%p) (%p) (Pa.s, 0,1r/s, "P “P “P 235ºC) A e e a Tabela 4 Capacidade Tamanho de Aparência (lisa Densidade) Taxa de Exemplo a, de bolha espumação) ou não) (g/m”) expansão m EN) (um) 1 (Correspondente à Ss b 0,2410 4,6 500 amostra G - 140000 Pa.S) 2 (Correspondente à Ss 0,8417 1,3 200 amostra D - 96000 Pa.S) 3 (Correspondente à / amostra F- 78000 Pa.s) | | S 0,2907 | 38 400 4 (Correspondente à Ss b 0,2488 4,4 300 amostra H - 42000 Pa.

S) (Correspondente à ; Ss y 0,1373 8,3 100 amostra H - 42000 Pa.

S) 6 (Correspondente à Ss x 0,3582 3,1 amostra K - 48000 Pa.S) 7 (Correspondente à N / / / / amostra J - 20000 Pa.S) 8 (Correspondente à amostra M - PA6.66, 2950 Ss x 0,2680 4,2 / Pa.S) 9 (Correspondente à amostra A - PA6-H95ZIT, N / / / / 1500 Pa.

S)

a. Comparação do Exemplo 1 e Exemplo 3

[00081] As condições de formação de espuma dos Exemplos 1 e 3 são listadas abaixo na Tabela 5, onde T1I-T6 se refere a localizações na extrusora de espumação 150 da Figura 2. Tabela 5 Parâmetros de espumação Exemplo 1 Exemplo 3 e emo ecmma | Temperatura do misturador 265 ro | pemdtsiatam a [possam | 7

[00082] Como mostrado na Tabela 5, o Exemplo 1 (Amostra G) tem uma viscosidade maior do que o exemplo 3 (Amostra F), enquanto o Exemplo 1 (amostra G) espumou a uma menor pressão da matriz. Portanto, a adição de cera MAPP pode melhorar a capacidade de processamento da formação de espuma. Geralmente, materiais de alta viscosidade são mais difíceis de processar do que materiais de baixa viscosidade. Sob a mesma saída e mesma temperatura de processamento, a extrusão do material de alta viscosidade tem maior torque de equipamento e maior pressão de matriz do que a extrusão do material de baixa viscosidade. Mas no presente caso, o resultado é o oposto, a extrusão da amostra G (140000 Pa.s) tem menor pressão de matriz do que aquela da Amostra F (78.000 Pas), porque a Amostra G Contém cera MAPP, e o efeito lubrificante da cera MAPP melhora a processabilidade do material de alta viscosidade e também reduz a pressão da matriz.

[00083] De acordo com os resultados de formação de espuma mostrados na Tabela 4, ambas as amostras com altas viscosidades (Exemplo 1 (amostra G) E exemplo 3 (Amostra F) foram espumadas com sucesso, e as composições de espuma de poliamida tinham uma superfície lisa e uma estrutura uniforme de células como mostrado nas correspondentes imagens SEM das Figuras 6 e 7. As densidades de espuma do Exemplo 1 (amostra g (140000 Pa.s)) e o Exemplo 3 (amostra F (78.000 Pa.s)) são 0,2410 g/em? e 0,2907 g/cmº, respectivamente, e o tamanho de célula dos Exemplos 1 e 3 (amostras G (140000 Pa.s) e F (78.000 Pa.s), respectivamente) são 500 um e 400 um, respectivamente, conforme mostrado na tabela 4 e figura 7. b. Exemplo 2

[00084] O procedimento de formação de espuma do Exemplo 2 (mostrado abaixo) foi similar ao do Exemplo 1 e do Exemplo 3 com apenas uma diferença na temperatura da matriz (T6) de 240 ºC ao invés de 255 ºC para o Exemplo 1 e o exemplo 3. Tabela 6

[00085] De acordo com os resultados de formação de espuma mostrados na Tabela 4, o Exemplo 2 (Amostra D (96000 Pa.s) pode também ser espumado com sua alta viscosidade. A composição de espuma de poliamida resultante tem um pequeno tamanho de célula, mas uma densidade relativamente alta, devido à alta resistência em fusão dos compósitos de poliamida a uma baixa temperatura. Esta alta resistência em fusão tem um efeito inibidor no crescimento e expansão da bolha e, portanto, resulta em uma densidade relativamente alta e na formação de uma estrutura de células pequenas. A densidade e o tamanho de célula do Exemplo de espuma 2 (Amostra D (96000 Pa.s) são 0,8417 g/cm? e 200 um, respectivamente, conforme mostrado na morfologia de superfície e vista em seção transversal a figura 8 e Na tabela 4 c. Exemplo 6 e Exemplo 7

[00086] Conforme mostrado na Tabela 3, as viscosidades dos Exemplos 6 e 7 são relativamente baixas. Conforme mostrado na Tabela 7 abaixo, as temperaturas para o misturador estático (T5) e da matriz (T6) foram reduzidas em comparação aos Exemplos 1, 2 e 3 discutidos acima. Tabela 7 Parâmetros de espumação Exemplo 6 Exemplo 7 (J se amora cameras

Temperatura do misturador estático

[00087] De acordo com os resultados de formação de espuma da Tabela 4, o Exemplo 7 (Amostra J (20000 Pa.s) falhou em espumar. Além disso, ocorreram reações secundárias durante a formação de espuma, o que causou o aumento no grau de reticulação entre os materiais de poliamida e o contínuo aumento de pressão na matriz.

[00088] Inversamente, o Exemplo 6 (amostra K (48000 Pa.s) espumou com sucesso e tem propriedades reológicas correspondentes àquelas mostradas na Figura 3. No entanto, conforme mostrado na Figura 9, a composição de espuma de poliamida resultante preparada pelo Exemplo 6 (amostra K (48000 Pa.s) teve uma superfície áspera e um tamanho de células relativamente grandes. A densidade e o tamanho de célula para o Exemplo 6 são de 0,3582 g/cmº e 600 um, respectivamente, conforme mostrado na morfologia da superfície e na vista em seção transversal da figura 9 e na tabela 4 d. Comparação do Exemplo 8 e Exemplo 9

[00089] O Exemplo 8 e o Exemplo 9 são compostos de diferentes resinas de poliamida. Os Exemplos 8 e 9 também tiveram baixa resistência em fusão. Além disso, as temperaturas de processamento para os Exemplos 8 e 9 foram ajustadas relativamente baixas próximas ao ponto de fusão da resina, em comparação com os Exemplos discutidos acima. As condições de formação de espuma do Exemplo 8 e do Exemplo 9 são mostradas abaixo. Tabela 8 Parâmetros de espumação Exemplo 8 (resina M- | Exemplo 9 (resina mm Temperatura do misturador estático

[00090] Os resultados de formação de espuma mostrados na Tabela 4 e nas imagens SEM da Figura 1 indicam que o Exemplo 9 (resina a-PA6) falhou em espumar, enquanto que o exemplo 8 (Resina M-PA6,66) tem propriedades aprimoradas de espumação. A vista em seção transversal dos Exemplos 8 e 9 é mostrada na Figura 10, onde o Exemplo 8 tem uma densidade de 0,268 g/cm? e o Exemplo 9 falhou em espumar. A morfologia de superfície dos Exemplos 8 e 9 é mostrada na Figura l1, onde Os Exemplos 8 e 9 ambos tiveram superfícies ásperas.

e. Exemplo 4

[00091] As condições de formação de espuma do Exemplo 4 dentro da extrusora de espumação 150 (Fig. 2) são mostradas na tabela abaixo.

Tabela 9 ;

[00092] De acordo com os resultados de formação de espuma mostrados na Tabela 4, o Exemplo 4 (Amostra H (42.000 Pa.s) foi espumado com sucesso, e as composições de espuma de poliamida tinham uma estrutura celular uniforme. Conforme mostrado na Tabela 3, o Exemplo 4 (Amostra H (42.000 Pa.s) tem uma viscosidade similar com O exemplo 6 (Amostra K (48000 Pa.s)). Entretanto, os resultados de formação de espuma da Tabela 4 e Figura 12 mostraram que a espuma do Exemplo 4 (Amostra H, 42.000 Pa.s) tem uma superfície mais lisa e uma estrutura de célula menor do que a espuma Do exemplo 6 (Amostra K, 48000 Pa.s). Além disso, a diferença na aparência entre o Exemplo 4 e o Exemplo 6 indica que a adição de uma cera MAPP (como no Exemplo 4, a cera MAPP II) favorece a formação de uma superfície lisa na espuma de poliamida. A densidade e o tamanho de célula do Exemplo espumado 4 (Amostra H (42.000 Pa.s)) são de 0,2488 g/cm? e 300 um, respectivamente, conforme mostrado na morfologia da superfície e na vista em seção transversal da Fig. 13 e na Tabela 4

[00093] Para obter espumas com melhores propriedades, tais como densidade, aparência e estrutura celular, a alimentação de material foi reduzida enquanto o gás continuou a ser injetado no extrusor. Após algum tempo, amostras de espuma com uma estrutura de célula menor e uma densidade mais baixa foram obtidas conforme mostrado na Figura 14. Sem desejar estar ligado a uma teoria em particular, propriedades aprimoradas de espuma foram obtidas por um tempo de residência mais longo de compósitos de poliamida dentro da extrusora devido à mudança nos parâmetros de operação mencionados acima. Pelo aumento do tempo de residência, houve uma dissolução mais completa do agente físico de sopro nos compósitos de poliamida fundida, resultando assim na formação de espumas de baixa densidade. f. Exemplo 5 - Aperfeiçoamentos no Exemplo 4

[00094] Com base nas descobertas acima, o equipamento espumante foi atualizado por adição de um misturador estático adicional, e o tempo de residência de materiais de poliamida na extrusora foi aumentado de 15 minutos a 20 minutos. As condições de formação de espuma do Exemplo 5 são similares àquelas do Exemplo 4, exceto por uma diferença na taxa de injeção de gás de 2,2 g/min, em vez de 1,1 g/min usado para o Exemplo 4. Todo o processo de espumação é contínuo e estável.

[00095] Uma composição de espuma de poliamida com uma densidade mais baixa e um menor tamanho de célula foi obtida como resultado dos parâmetros de processamento alterados. A densidade da composição de espuma do Exemplo 5 foi de 0,1373 g/cm?º e o tamanho da célula foi de 100 um. A morfologia da superfície (através de SEM) e a seção transversal foram mostradas na Figura 15

[00096] Embora esta descrição tenha sido descrita com relação a desenhos representativos, a presente descrição pode ser adicionalmente modificada dentro do espírito e escopo desta descrição.

Além disso, pretende-se que este pedido cubra tais afastamentos da presente descrição que se enquadrem dentro da prática conhecida ou costumeira na técnica pertinente a essa descrição.

Claims

— REIVINDICAÇÕES -

1. COMPOSIÇÃO DE ESPUMA DE POLIAMIDA, caracterizada por compreender: uma resina poliamida; e um compósito ampliador de cadeia incluindo um ampliador epóxi de cadeia e uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP).

2. Composição de espuma de poliamida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a resina de poliamida estar presente numa quantidade entre 92% em peso e 98% em peso, com base no peso total da composição de espuma de poliamida.

3. Composição de espuma de poliamida, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por o ampliador epóxi de cadeia estar presente numa quantidade entre 1% em peso e 3% em peso, com base no peso total da composição de espuma de poliamida.

4, Composição de espuma de poliamida, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por a cera MAPP estar presente numa quantidade entre 1% em peso e 5% em peso, com base no peso total da composição de espuma de poliamida.

5. Composição de espuma de poliamida, de acordo com a reivindicação l, caracterizada por a espuma de poliamida ter um tamanho médio de célula entre 50 um e 700 um.

6. Composição de espuma de poliamida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a composição de espuma de poliamida ter uma viscosidade de cisalhamento entre 10.000 Pa.s e 150.000 Pa.s.

7. Composição de espuma de poliamida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a densidade da composição de espuma de poliamida estar entre 0,1 g/cmº e 1,0 g/cmº.

8. Composição de espuma de poliamida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por adicionalmente compreender pelo menos um aditivo selecionado entre antioxidantes, aditivos de nucleação, pigmentos, retardadores de fogo, aditivos antiestáticos, e estabilizantes ultravioleta (UV).

9. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE ESPUMA DE POLIAMIDA, caracterizado por o referido método compreender as etapas de: uma etapa de composição, compreendendo: alimentar uma resina de poliamida e uma cera de polipropileno enxertada com anidrido maleico (MAPP) em uma extrusora em um primeiro local; e alimentar um ampliador epóxi de cadeia no extrusor em um segundo local a jusante do primeiro local para formar uma poliamida composta; e uma etapa de espumação por extrusão, compreendendo: fazer extrusão da poliamida composta com um agente de sopro em uma extrusora para formar uma espuma de poliamida.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a referida etapa de composição adicionalmente compreender, após a referida etapa de alimentação, as etapas adicionais de: resfriamento da poliamida composta; secagem da poliamida composta; e peletização da poliamida composta.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a etapa de composição ser realizada mediante uso de uma extrusora de rosca dupla de co-rotação, uma extrusora de rosca dupla de integração por contra-rotação e uma extrusora de rosca simples.

rotação contra-rotação e uma extrusora de rosca simples.

12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a referida etapa de extrusão adicionalmente compreender as etapas adicionais de: alimentar a poliamida composta no extrusor em um primeiro local; adicionar um agente físico de sopro à poliamida composta no extrusor em um segundo local a jusante do primeiro local; mistura da poliamida composta e do agente de sopro em um misturador estático; e transporte da poliamida composta e do agente de sopro através de uma matriz para formar a composição de espuma de poliamida.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o agente de sopro ser o dióxido de carbono supercrítico.

14. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a composição de espuma de poliamida compreender: resina de poliamida numa quantidade entre 92% em peso e 98% em peso; ampliador epóxi de cadeia numa quantidade entre 1% em peso e 3% em peso; e cera MAPP numa quantidade entre 1% em peso e 5% em peso, com base no peso total da composição de espuma de poliamida.

15. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a composição de espuma de poliamida ter pelo menos uma das seguintes propriedades: um tamanho médio de célula entre 50 um e 700 um; uma viscosidade de cisalhamento entre 10.000 Pa.s e

150.000 Pa.s; e uma densidade entre 0,1 g/cm” e 1,0 g/cmº.