BR112020021939A2 - resina de polipropileno enxertado com monômero polar, método para a preparação de uma resina de polipropileno enxertado, pelotas ou artigos, materiais compósitos, materiais de película revestível e materiais de ligação e uso da resina de polipropileno enxertada - Google Patents

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Abstract

RESINA DE POLIPROPILENO ENXERTADO COM MONÔMERO POLAR, MÉTODO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA RESINA DE POLIPROPILENO ENXERTADO, PELOTAS OU ARTIGOS, MATERIAIS COMPÓSITOS, MATERIAIS DE PELÍCULA REVESTÍVEL E MATERIAIS DE LIGAÇÃO E USO DA RESINA DE POLIPROPILENO ENXERTADA. A presente invenção refere-se ao campo de modificação de enxerto de polipropileno, e provê uma resina de polipropileno enxertada com monômero polar, um método de preparação da mesma e uma aplicação da mesma. A resina de polipropileno enxertada de acordo com a presente invenção é preparada por uma reação de enxerto de um monômero polar capaz de absorver micro-ondas de modo a elevar sua temperatura em um campo de micro-ondas para mais do que 200°C e uma resina de polipropileno sólido usando irradiação de micro-ondas sem adição de um iniciador. De acordo com a presente invenção, a resina de polipropileno enxertado polar que não contém resíduos iniciadores e não tem uma redução significante em massa molecular comparada com uma resina antes de o enxerto ser obtido. O processo de preparação da presente invenção é simples, fácil para operar, simples no dispositivo de produção, baixo custos, e fácil para industrialização.

Description

“RESINA DE POLIPROPILENO ENXERTADO COM MONÔMERO POLAR, MÉTODO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA RESINA DE POLIPROPILENO ENXERTADO, PELOTAS OU ARTIGOS, MATERIAIS COMPÓSITOS, MATERIAIS DE
PELÍCULA REVESTÍVEL E MATERIAIS DE LIGAÇÃO E USO DA RESINA DE POLIPROPILENO ENXERTADA” Campo da invenção
[0001] A presente invenção refere-se ao campo técnico de modificação de enxerto de polipropileno, em particular para uma resina de polipropileno enxertado com monômero polar, e um método de preparação do mesmo e aplicações desses, bem como pelotas, artigos, materiais compósitos, materiais de películas revestíveis, e materiais de ligação preparados a partir da resina de polipropileno enxertado. Antecedentes da invenção
[0002] O polipropileno é um material polimérico geral com uma ampla faixa de uso e tem excelentes propriedades físicas e mecânicas. Entretanto, devido a sua não-polaridade e baixa propriedade de energia superficial, o polipropileno tem pouca compatibilidade com mais polímero se cargas, não facilmente umectável e aderido, e tem pouca impressão e propriedade de revestimento, e quando ligado com materiais polares, também não pode obter materiais com bom desempenho. Portanto, alguns métodos são necessários para melhorar a polaridade de polipropileno. Um método comum é para enxertos de monômeros polares tais como anidrido maleico na cadeia principal do polipropileno para aumentar sua polaridade. Os métodos de modificação de enxerto incluem, principalmente o método do solvente, o método de fusão e o método de fase sólida.
[0003] O método de solvente consegue uma proporção de enxerto relativamente alta, e a temperatura durante o processo de reação é relativamente baixo. Entretanto, o solvente orgânico é geralmente tolueno ou xileno, assim, ele é bastante complicado no pós-tratamento, elevado custo, e pobre em condições amigáveis ao meio ambiente, e foi gradualmente abandonado na produção industrial.
[0004] O método de enxerto por fusão é atualmente o método mais razoável e é apropriado para produção industrializada. Por exemplo, o pedido de patente Chinês CN104804143 A reportando que um polipropileno enxertado com anidrido maleico com uma razão de enxerto elevado e sem diminuição significante em peso molecular comparado com o material bruto de polipropileno foi obtido pelo uso de uma extrusora de rosca gêmea tendo uma razão de aspecto maior que 48:1 e adição a uma solução de mistura de estireno e um iniciador em múltiplas posições em diferentes seções do barril da extrusora. A patente US 6,228,948B1 reportou que com diferentes parâmetros de processos e condições em várias seções da extrusora de rosca gêmea, o polipropileno e anidrido maleico foram adicionados à extrusora, e após eles foram fundidos, um iniciador foi adicionado, e anidrido maleico foi reagido e enxertado na cadeia molecular do polipropileno, o polipropileno tendo, assim, uma razão de enxerto acima de 2% e tendo boas propriedades gerais foram obtidas. O pedido de patente Chinês CN102924661A reportou que o uso de monômeros auxiliares poderia aumentar a razão de enxerto de polipropileno e inibe a degradação do polipropileno, e ao mesmo tempo, um novo iniciador foi usado para reduzir o odor irritante do polipropileno enxertado com anidrido maleico, e este iniciador poderia também aumentar o grua da reação de enxerto e o grau da copolimerização com os monômeros auxiliares, para obter assim, um polipropileno enxertado com anidrido maleico tendo uma alta razão de enxerto e baixo odor irritante.
[0005] Entretanto, a reação de cisão da cadeia-β durante o enxerto por fusão de polipropileno é uma reação lateral inevitável durante o processo de enxerto. Portanto, o índice de fusão do produto de polipropileno enxertado com anidrido maléico preparado pelo método de enxerto por fusão é usualmente muito elevado, ou seja, o peso molecular é grandemente reduzido, que irá causar as propriedades mecânicas do produto de polipropileno para deteriorar. Assim, o problema principal voltado para o método de enxerto por fusão é como obter uma razão de enxerto de anidrido maleico suficientemente alta enquanto mantém as propriedades mecânicas da matriz de polipropileno, ou seja, mantém o peso molecular substancialmente inalterado, de modo que na mistura com outros materiais, as propriedades mecânicas gerais finais do material não serão afetadas. O método de fase sólida tradicional refere-se à reação de copolimerização de enxerto realizada por mistura de polipropileno com monômeros, iniciadores, tensideos, etc. a temperatura de reação é baixa (100 a 140°C), e polipropileno (tendo um ponto de fusão de cerca de 164 a 171°C) está ainda na forma de partículas sólidas na temperatura de reação. Assim, este método é chamado como método de enxerto de fase sólida. No método de fase sólida, a reação procede sobre uma superfície de polipropileno exposto. A pedido de patente Chinês CN1283642 A descreve um processo para preparação de um copolímero de enxerto de fase sólida do polipropileno e três monômeros e aplicações dos mesmos, sendo que o polipropileno, um iniciador e três monômeros foram carregado dentro de um reator nas proporções, e o xileno tensideos foi adicionado para a reação de enxerto de fase sólida sob uma atmosfera de nitrogênio. O pedido de patente Chinês CN103102455A descreve um método para polipropileno enxertado, sendo o polipropileno, um ácido orgânico (ou sal) e um surfactante foram adicionados para um reator com agitação, e um iniciador foi adicionado após a temperatura de reação foi alcançada, para desempenhar assim, a reação de enxerto de fase sólida, sendo que o iniciador foi microcápsulas de peróxido encapsulado com cera. O pedido de patente Chinês CN1704436A descreve um processo para preparação de enxerto de fase sólida contínua de polipropileno e um dispositivo do mesmo. O pedido de patente US 5,585,435 A descreve um método de produção para modificação de enxerto de fase sólida de polipropileno em um leito fluidizado. Ambas estas técnicas conseguem uma razão de enxerto elevado por melhoria da eficiência de contato dos reagentes e iniciadores.
[0006] Os métodos de modificação de enxerto de polipropileno existentes têm todas as deficiências a seguir: a modificação por enxerto indica uma diminuição no peso molecular, existem monômeros deixados nos produtos, iniciadores necessários para ser usados no processo de modificação, os produtos têm odores ou o equipamento especial é necessário, etc. Devido as amplas aplicações do polipropileno polar e a grande demanda de mercado, um polipropileno enxertado que é econômico, simples no método de preparação e não tem as deficiências acima, tornou-se um problema urgente para ser resolvido. Para resolver o problema acima, a presente invenção é proposta.
Descrição
[0007] O objeto da presente invenção é a provisão de uma resina de polipropileno enxertado com monômero polar preparado por iniciação de micro-ondas e um método de preparação da mesma, que não tem as deficiências das resinas de polipropileno enxertado existente e métodos de modificação de enxertos de polipropileno. O produto de resina de polipropileno enxertado não tem resíduos de iniciador, tem um peso molecular que não é significativamente reduzido após enxerto, e envolve uma reação de cisão da cadeia-b grandemente reduzida durante seu processo de preparação.
[0008] Um outro objeto da presente invenção a provisão de uma resina de polipropileno enxertado com monômero polar, que pode conseguir uma razão de enxerto relativamente alta.
[0009] Um outro objetivo da presente invenção é a provisão de uma resina de polipropileno enxertado com monômero polar que não contém monômeros não reagidos residuais ou monômeros de enxerto auxiliares.
[0010] Um outro objetivo da presente invenção é a provisão de um método para a preparação de uma resina de polipropileno enxertado polar, que é simples no processo, fácil de operar, simples no equipamento de produção, de baixo custo e pode ser facilmente industrializada.
[0011] De acordo com a presente invenção, foi inesperadamente descoberto que o objetivo acima foi conseguido pela utilização de propriedades de aquecimento seletivas de micro-ondas e pela reação de enxerto dos monômeros polares, que são capazes de absorver micro-ondas de modo a aumentar sua temperatura no campo das micro-ondas para mais do que 200°C, e uma resina de polipropileno sólido sob irradiação de micro-ondas sem a adição de um iniciador.
[0012] Assim, em um primeiro aspecto, a presente invenção provê uma resina de polipropileno enxertado com monômero polar, sendo que a resina de polipropileno enxertado não contem resíduos de iniciador, e os monômeros polares são capazes de absorver micro-ondas de modo a aumentar sua temperatura no campo de micro-ondas para maior que 200°C.
[0013] O termo “micro-ondas” como usado aqui se refere às ondas eletromagnéticas tendo uma frequência de 300 MHz- 300GHz.
[0014] O termo “monômero polar” como usado aqui se refere aos monômeros contendo oxigênio, enxofre, nitrogênio, halogênio e outros heteroátomos, ou substituintes dos mesmos. Os monômeros polares que podem ser usado na presente invenção são capazes de absorver micro-ondas de modo a aumentar sua temperatura no campo de micro-ondas para mais do que 200°C.
[0015] Os monômeros polares que podem ser usados podem ser determinados pelo método de medida a seguir:
[0016] Os monômeros polares são carregados dentro de um frasco de vidro de 10 ml até o volume dos monômeros polares contar para 2/3 do volume do frasco de vidro. Então, um termoacoplador é inserido dentro do frasco de vidro carregado com os monômeros polares, o frasco de vidro junto com o termoacoplador é colocado em um forno de micro-ondas, as micro-ondas são ligadas, a temperatura do monômero polar sob irradiação de micro-ondas é testada, e os monômeros polares com a temperatura excedendo 200°C sob qualquer potência e período de tempo pode ser usado como os monômeros polares na presente invenção. Especificamente, por exemplo, sob a condição de irradiação com uma micro-onda tendo uma potência de 700 W por 30 minutos, os monômeros polares testados para ter uma temperatura aumentada para mais que 200°C podem ser usadas na presente invenção.
[0017] Por exemplo, o monômero polar pode ser selecionado a partir daqueles monômeros polares contendo uma ligação dupla carbono-carbono, por exemplo, os monômeros polares contendo um heteroátomo selecionado a partir do grupo consistindo de oxigênio, enxofre, nitrogênio, e halogênio, e combinações dos mesmos ou um substituinte dos mesmos, e contendo uma ligação dupla carbono-carbono.
[0018] Preferivelmente, o monômero polar pode ser selecionado a partir do grupo consistindo de ácidos orgânicos, derivados de ácidos orgâicos (tais como anidridos, ésteres, sais) e combinações dos mesmos, preferivelmente, selecionados a partir do grupo consistindo de anidridos maléico, derivados de anidrido maleico, ácidos (met)acrílico, derivados de ácido (met)acrílico (tais como metacrilato de glicidila), acetato de vinila, ácidos alquenila sulfônicos, e derivados dos mesmos, ácido p-estiril fórmico, ácido p- estiril acético, ácido itacônico, ácido oleico, ácido araquidônico e combinações dos mesmos e formas de sais dos mesmos. Os ácidos (met)acrílicos incluem ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos e misturas dos mesmos.
[0019] O monômero polar é preferivelmente um ou mais selecionados a partir do grupo consistindo de anidrido maléico, derivado de anidrido maleico, ácidos (met)acrílicos, derivados de ácido (met)acrílico (tal como metacrilato de glicidila) e acetatos de vinila, preferivelmente, anidrido maléico, derivados de anidrido maléico, ácidos (emt)acrílico, derivados de ácido (met)acrílico, e mais preferivelmente,
anidrido maleico, e formas de sais dos mesmos.
[0020] Como usado aqui, o termo “iniciador” se refere a uma substância comumente usada na técnica para iniciar a reação de polimerização (incluindo reação de enxerto) de monômeros, tais como iniciadores de radical livre, incluindo iniciadores de peróxido, iniciadores azo, e iniciadores redoz, etc.. Os iniciadores de peróxido podem por sua vez serem divididos em iniciadores de peróxido orgânico (tais como peróxido de dicumil) e iniciadores de peróxido inorgânico.
[0021] Na resina de polipropileno enxertado de acordo com a presente invenção, a razão de enxerto pode ser de 0,01%-8%, preferivelmente, 0,01%-6%. Existem grupos laterais de monômeros polares sobre a cadeia principal de moléculas de polipropileno, tais como grupos laterais de um ácido orgânico ou sal do mesmo. A razão de enxerto dos grupos laterais de um ácido orgânico podem ser 0,01%-8%, preferivelmente, 0,01%-6%, mais preferivelmente, 0,01%-3%, e ais preferivelmente, 0,01%- 1,2%. Para uma resina de polipropileno enxertado–sal de ácido orgânico, existem grupos laterais do sal de ácido orgânico sobre a cadeia principal das moléculas de polipropileno, e a razão de enxerto dos grupos laterais do sal de ácido orgânico pode ser 0,01%-8%, preferivelmente, 0,01%-6%, mais preferivelmente, 0,01%-3%, e mais preferivelmente 0,01%-1,2%.
[0022] Os grupos laterais do sal de ácido orgânico pode compreender pelo menos um selecionado do grupo consistindo dos grupos laterais de anidridos maleico, grupos laterais de derivados de anidrido maleico, grupos laterais de ácidos (met)acrílico, grupos laterais de derivados de ácido (met)acrílico (tais como grupos laterais do metacrilato de glicidila) e grupos laterais de acetatos de vinila após formação do sal.
[0023] Aqui, a razão de enxerto dos monômeros polares é caracterizado por espectroscopia de infravermelho.
[0024] O valor do ângulo de contato de água da resina de polipropileno enxertado de acordo com a presente invenção pode ser menos que 90°, preferivelmente menos que 65°, como medido sobre uma película preparada a partir da resina de polipropileno enxertado por um método de solução. Por exemplo, para uma resina de polipropileno enxertado – ácido orgânico, após uma película é formada por um método de solução, o valor do ângulo de contato da água da lateral da película contendo os grupos de ácido orgânico é menor que 90°, preferivelmente, menor que 65°. Para uma resina de polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico, após uma película ser formada pelo método de solução, o valor do ângulo de contato de água da lateral da película contendo grupos de sal de ácido orgânico é menor que 90°, preferivelmente, 50°-0°, e mais preferivelmente, 0°.
[0025] Aqui, o ângulo de contato de água é medido pelo método a seguir: a resina de polipropileno enxertado é preparada dentro de uma película pelo método de solução, e a lateral da película obtida contendo os grupos laterais dos monômeros polares é medida para o ângulo de contato da água com um instrumento de medida do ângulo de contato da água.
[0026] O índice de fusão da resina de polipropileno enxertado de acordo com a presente invenção é preferivelmente menor que ou igual ao índice de fusão da resina de polipropileno como a base de enxerto, quer dizer, seu índice de fusão é menor que ou igual ao índice de fusão do material bruto per se, antes do enxerto da resina de polipropileno. No processo de preparação da resina de polipropileno enxertado de monômero polar da presente invenção, a reação de cisão da cadeia-β do polipropileno é controlada, o fenômeno de diminuição no peso molecular do polipropileno não irá ocorrer, e o índice de fusão do polipropileno enxertado pode ser mantido consistente com aquele do polipropileno do material bruto ou mesmo diminuído.
[0027] Aqui, o índice de fusão é medido de acordo com o padrão GB/T3682-2000.
[0028] O termo “polipropileno” ou “resina de polipropileno” como usado aqui incluem homopolímeros e copolímeros de propileno e misturas dos mesmos.
[0029] A resina de polipropileno usada como a base de enxerto pode ser selecionada a partir do grupo consistindo de homopolímeros de propileno e copolímeros de propileno e misturas dos mesmos, preferivelmente copolímeros aleatórios de propileno. Por exemplo, o comonômero no copolímero aleatório de propileno pode ser selecionado a partir do grupo consistindo de etileno de α-olefinas além de propileno, e combinações dos mesmos, preferivelmente etileno, α-olefinas C4 , C5 , C6 a C8 , e combinações dos mesmos. Mais preferivelmente, o copolímero aleatório do propileno compreende apenas etileno ou uma α-olefina além de propileno como o comonômero.
[0030] A resina de polipropileno como a base de enxerto pode também ser uma resina de polipropileno de impacto, que compreende uma fase de borracha em adição a um homopolímero de propileno. A fase de borracha pode ser um copolímero formado por propileno e pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de etileno e α-olefinas, preferivelmente,
etileno, α-olefinas C4 , C5 , C6 a C8 como o comonômero. Preferivelmente, a fase de borracha da resina de polipropileno de impacto é formada por propileno de polimerização e etileno ou uma α-olefina além de propileno.
[0031] A resina de polipropileno usada como a base de enxerto pode ser em uma forma sólida incluindo pós, pelotas ou artigos, preferivelmente, pós de polipropileno obtido por polimerização usando um catalisador esférico.
[0032] Método para a preparação de uma resina de polipropileno enxertado com monômero polar.
[0033] Em um segundo aspecto, a presente invenção provê ainda um método para a preparação de uma resina de polipropileno enxertado com monômero polar de acordo com a presente invenção, compreendendo a etapa de submeter o monômero polar e a resina de polipropileno sólida para uma reação de enxerto sob irradiação de micro-ondas sem a adição de um iniciador. Durante a reação de enxerto, é também possível não usar os monômeros de enxerto auxiliares.
[0034] No método da presente invenção, a quantidade do monômero polar pode ser de 0,1-10% em peso, preferivelmente, 1-8% em peso com base no peso da resina de polipropileno sólida usada como a matéria-prima.
[0035] O monômero polar pode ser na forma líquida ou na forma de solução. Se o monômero polar por si mesmo é líquido em temperatura ambiente, o monômero polar por si só pode ser usado; em outros casos, o monômero polar pode ser dissolvido em um solvente para obter uma solução para uso. O solvente pode ser pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de solventes orgânicos tais como álcoois, cetonas, ésteres, e água, preferivelmente, acetona ou etanol.
[0036] A resina de polipropileno sólida como a base de enxerto pode ser usada na forma de pós, pelotas ou artigos.
[0037] Especificamente, o método pode compreender as etapas a seguir: (1) misturar suficientemente o monômero polar com a resina de polipropileno sólida; e (2) submeter a mistura obtida na etapa (1) à irradiação de micro-ondas, preferivelmente, sob uma atmosfera de gás inerte.
[0038] Na etapa (1), o monômero polar e a resina de polipropileno sólida podem ser suficientemente misturados sob vácuo. Por exemplo, a resina de polipropileno sólida pode ser suficientemente misturada com a solução de monômero polar sob vácuo. O vácuo facilita de forma mais que suficiente a mistura de monômero polar e da resina de polipropileno, especialmente para a resina de polipropileno com poros, ele promove a entrada do monômero de enxerto dentro dos poros da resina de polipropileno e é mais favorável para a reação de enxerto.
[0039] Na etapa (2), o gás inerte pode ser um ou mais selecionados a partir do grupo consistindo de nitrogênio, hélio, e argônio.
[0040] Se o monômero polar está na forma de uma solução dissolvida em um solvente, a mistura obtida na etapa (1) é seca para remover o solvente antes da etapa (2).
[0041] Se desejado, a mistura irradiada obtida na etapa (2) é lavada para remover os monômeros polares não reagidos e secos. O solvente usado para lavar pode ser pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de solventes orgânicos, tais como álcoois, cetonas e ésteres, e água, e é preferivelmente, água.
[0042] Mais especificamente, o método da presente invenção pode compreender as etapas de: (1’) dissolver o monômero polar em um solvente para obter uma solução do monômero polar; (1) misturar a resina de polipropileno sólida com a solução do monômero polar obtido na etapa (1’) suficientemente, seguido pelo tratamento de secagem; (2) submeter a mistura obtida na etapa (1) à irradiação por micro-ondas, preferivelmente, sob uma atmosfera de gás inerte; (3) lavar a mistura irradiada obtida na etapa (2) com um solvente para remover o monômero polar não reagido e realizar o tratamento de secagem para obter uma resina de polipropileno enxertado com monômero polar. Os solventes na etapa (1’) acima e etapa (3) pode ser pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de água e solventes orgânicos, e eles dois podem ser o mesmo ou diferente a partir um do outro.
[0043] A quantidade do solvente usado na etapa (1’) acima necessita apenas ser capaz de dissolver o monômero polar para formar uma solução, preferivelmente, a quantidade da solução do monômero polar obtido é tal que a resina de polipropileno sólida usada como a matéria-prima podem ser completamente imersa de modo a facilitar a mistura suficiente deles dois. Geralmente, a proporção em peso do monômero polar para o solvente pode ser na faixa de (0,1-100):100, preferivelmente (0,5-50):100 e, mais preferivelmente (1-30):100.
[0044] Além disso, o método da presente invenção pode ainda compreender a etapa (4) sobre a base das etapas acima:
- submeter o produto obtido na etapa (3), opcionalmente, com adição de um aditivo, para peletização de fundido por extrusão, para obter pelotas da resina de polipropileno enxertado, para obter pelotas da resina de polipropileno enxertado.
[0045] No método de acordo com a presente invenção, a resina de polipropileno sólida como a matéria-prima é preferivelmente livre de um antioxidante. A resina de polipropileno sólida na etapa (1) é, preferivelmente, uma resina de polipropileno, tal como pós, sem a adição de um antioxidante. Geralmente, a resina de polipropileno de matéria-prima no estado da técnica, compreende um certo antioxidante, que é adicionado durante a peletização do fundido por extrusão do pó de polipropileno obtido após a reação de polimerização. A resina de polipropileno sólida ou pó na presente invenção é, preferivelmente, uma resina de polipropileno ou pó que é obtido por polimerização- e não foi submetida à peletização do fundido por extrusão. Neste período, a resina sólida ou pó é livre de um antioxidante. Os antioxidantes tendem a consumir radicais livres na modificação de enxerto subsequente, assim, o uso da resina de polipropileno sem a adição de um antioxidante consegue melhor efeito de enxerto.
[0046] A resina de polipropileno sólida usada no método de acordo com a presente invenção pode ser pelo menos um dos vários tipos comuns de resinas de polipropileno sólidas ou pós no estado da técnica, tal como polipropilenos homopolimerizados, polipropilenos copolimerizados aleatórios, e polipropilenos copolimerizados de impacto.
[0047] O processo de polimerização da resina de polipropileno sólida na presente invenção é conhecida da técnica. A resina de polipropileno sólida da presente invenção é preferivelmente um pó de polipropileno obtido pela polimerização usando um catalisador esférico. As partículas do pó de polipropileno obtido por polimerização por um catalisador esférico são esféricas e as partículas têm muitos poros sobre a superfície. Portanto, tal pó de polipropileno tem uma área superficial grande específica e uma área de contato grande com o monômero polar, que auxilia a obter um produto de enxerto tendo uma razão de enxerto maior.
[0048] Quando a resina de polipropileno da presente invenção é um polipropileno copolimerizado aleatório, o comonômero do polipropileno copolimerizado aleatório compreende pelo menos um de etileno ou comonômero de α- olefina além do propileno; preferivelmente etileno, α- olefina C4, α-olefina C5, e α-olefina C6 a α-olefina C8, mais preferivelmente etileno, 1-buteno, 1-hepteno, 1-hexeno e 1- octeno, e ainda mais preferivelmente, etileno e α-olefina C4, ainda mais preferivelmente etileno e 1-buteno, mais preferivelmente etileno. O comonômero pode compreender uma mistura do etileno acima e/ou comonômeros de α-olefina além do propileno, preferivelmente, apenas etileno ou um monômero de α-olefina, em uma concretização mais preferida, o propileno copolimerizado aleatório compreende propileno e etileno apenas.
[0049] Quando a resina de polipropileno sólida da presente invenção é polipropileno copolimerizado de impacto, o polipropileno copolimerizado de impacto compreende uma fase de borracha na adição para um homopolímero de propileno. A fase de borracha é formada pela polimerização de propileno e um comonômero. O comonômero é pelo menos um de etileno ou α- olefina além de propileno, preferivelmente etileno, α- olefina C4, α-olefina C5, e α-olefina C6 a α-olefina C8, mais preferivelmente, etileno, 1-buteno, 1-hepteno, 1-hexeno e 1- octeno, ainda mais preferivelmente etileno e α-olefina C4, ainda mais preferivelmente etileno e 1-buteno, e mais preferivelmente etileno. A fase de borracha do polipropileno copolimerizado de impacto é, preferivelmente formado por polimerização de propileno e etileno ou um α-olefina além de propileno; em uma concretização mais preferida, a fase de borracha apenas compreende um copolímero de propileno e etileno.
[0050] Os monômeros polares que podem ser usados na etapa (1) são como descritos acima.
[0051] Na etapa (1), vários métodos de mistura conhecidos no estado da técnica podem ser usados para misturar suficientemente o monômero polar e a resina de polipropileno sólida, e é preferivelmente para uso de maneiras de agitação comuns e equipamento de agitação. Entre outros, o equipamento de agitação pode ser dispositivo de agitação convencional tal como dispositivo de agitação magnética e dispositivo de agitação mecânica.
[0052] A secagem na etapa (1) acima pode usar vários métodos de secagem convencionais conhecidos do estado da técnica, incluindo, mas não limitado a, por exemplo, secagem a jato (“blast”), secagem de temperatura ambiente, e do gênero. A temperatura de secagem preferida é uma temperatura na qual o polipropileno não fundido, por exemplo, não mais que 160°C.
[0053] O pó de irradiação da irradiação de micro-ondas na etapa (2) pode ser de 100w-2000w, preferivelmente, 500-1000w, e mais preferivelmente 600w-800w; o tempo de irradiação pdoe ser 1s-120min, preferivelmente 1min-30min, e mais preferivelmente 3min-10 min. A irradiação de micro-ondas pode ser realizada pelo uso de vários reatores de micro-ondas existentes no estado da técnica.
[0054] O gás inerte na etapa (2) pode compreender um ou mais de nitrogênio, hélio, e argônio, preferivelmente, nitrogênio.
[0055] O solvente na etapa (3) pode compreender pelo menos um de álcoois, cetonas, ésteres e água, preferivelmente água.
[0056] Na etapa (3), a lavagem da mistura irradiada não é particularmente limitada, tanto quanto os monômeros polares residuais (tal como ácido orgânico) podem ser removidos, e métodos de lavagem comuns podem ser usados. Por exemplo, após irradiação por micro-ondas, em uma temperatura alta, o solvente tendo um volume que excede a resina de polipropileno sólida é imediatamente usada para imersão por um certo período de tempo (tal como 5-15 minutos), e então solvente redundante ou água é removido por um dispositivo de filtragem; a imersão e filtragem são repetidas em múltiplos vezes (tal como 2-6 vezes), assim uma resina de polipropileno sólida limpa é obtida. A secagem na etapa (3) é a mesma que aquela na etapa (1), e vários métodos de secagem convencional no estado da técnica podem ser usados, incluindo mas não limitado a, secagem a jato, secagem em temperatura ambiente e do gênero. A temperatura de secagem preferida é uma temperatura na qual o polipropileno não funde, por exemplo, não mais que 160°C.
[0057] Para a peletização do fundido por extrusão na etapa
(4), um equipamento de extrusão do fundido comum no processamento plástico é usado para passar a resina de polipropileno enxertado com monômero polar através do equipamento da extrusão de fundido convencional para peletização do fundido por extrusão para obter assim as pelotas da resina de polipropileno enxertado com monômero polar. Os aditivos úteis são aqueles comumente utilizados no campo de borracha e processamento de plástico, tal como antioxidantes, plastificantes, lubrificantes, agentes de liberação (estearato de cálcio), etc.
[0058] No processo de preparação, as temperaturas de mistura dos materiais é uma temperatura de processamento comum para a resina de polipropileno e é selecionado dentro da faixa que não apenas garante a completa fusão da resina de polipropileno, mas também não causa sua decomposição. Em adição, de acordo com o processamento necessário, auxiliares comuns para polipropileno, tal como antioxidantes e plastificantes, pode ser adicionado em uma quantidade comum para a resina de polipropileno enxertado de monômero polar.
[0059] O método para preparação de uma resina de polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico.
[0060] De modo a preparar uma resina de polipropileno enxertado de ácido orgânico, um ácido orgânico ou seu derivado (tal como anidrido ou éster) e uma resina de polipropileno sólida (tal como pós) pode ser submetido a irradiação de micro-ondas para reação de enxerto para obter um produto enxertado, então o produto enxertado é reagido com uma base (tal como hidróxido). O termo “polipropileno enxertado com ácido orgânico” ou “resina de polipropileno sólida enxertada com ácido orgânico” inclui aqui polipropilenos ou resinas de polipropileno sólido com um ácido orgânico ou seu anidrido ou éster.
[0061] Preferivelmente, um pó de polipropileno enxertado de ácido orgânico e uma solução aquosa de uma base são suficientemente misturadas para reagir sob vácuo, e opcionalmente um solvente é usado para lavar, para remover a base não reagida e o tratamento de secagem é realizado, para obter assim, uma resina de polipropileno enxertado de sal de ácido orgânico.
[0062] A base pode ser um hidróxido, preferivelmente selecionado a partir do grupo consistindo de amônia e hidróxidos metálicos, tais como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de bário, hidróxido de lítio, hidróxido de estrôncio, hidróxido de cálcio, hidróxido de ferro, e hidróxido ferroso, hidróxido de zinco, hidróxido de magnésio, hidróxido de cobalto, hidróxido de ouro, hidróxido de alumínio, hidróxido de cobre, hidróxido de berílio, e hidróxido de terras raras, e preferivelmente, é selecionado a partir do grupo consistindo de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de bário, hidróxido de lítio, hidróxido de estrôncio, hidróxido de cálcio, e combinações dos mesmos.
[0063] Especificamente, o método para preparar uma resina de polipropileno enxertado de sal de ácido orgânico pode compreender as etapas a seguir: (1’) dissolver um ácido orgânico ou seu monômero derivado em um solvente para obter uma solução do ácido orgânico ou seu monômero derivado, e dissolver uma base (tal como um hidróxido) em um solvente (tal como água) para obter uma solução alcalina (preferivelmente, uma solução aquosa);
(1) misturar suficientemente uma resina de polipropileno sólida (tal como pó) com a solução do ácido orgânico ou seu monômero derivado obtido na etapa (1’), e então realizar o tratamento de secagem; (2) submeter a mistura obtida na etapa (1) para irradiação de micro-ondas, preferivelmente, sob uma atmosfera de gás inerte; (3) lavar a mistura irradiada obtida na etpa (2) com um solvente para remover o ácido orgânico não reagido ou seu monômero derivado e realizar o tratamento de secagem para obter uma resina de polipropileno sólida enxertada com ácido orgânico; (4) misturar suficientemente a resina de polipropileno sólida enxertada com ácido orgânico obtido na etapa (3) com a solução alcalina preparada na etapa (1’) sob vácuo para reagir; (5) lavar a mistura de reação obtida na etapa (4) com um solvente para remover a base que não foi reagida com a resina de polipropileno sólida enxertada com ácido orgânico e realizar o tratamento de secagem para obter uma resina de polipropileno sólida enxertado com sal de ácido orgânico.
[0064] O solvente acima é pelo menos um do grupo consistindo de água e solventes orgânicos, e entre os solventes na etapa (1’), etapa (3), e etapa (5), pelo menos dois são os mesmos ou eles são todos diferentes uns dos outros.
[0065] O hidróxido na etapa (1’) pode ser um ou mais do grupo consistindo de amônia e hidróxidos de metal, preferivelmente, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de bário, hidróxido de lítio, hidróxido de estrôncio, hidróxido de cálcio, hidróxido de ferro, hidróxido ferroso, hidróxido de zinco, hidróxido de magnésio, hidróxido de cobalto, hidróxido de ouro, hidróxido de alumínio, hidróxido de cobre, hidróxido de berílio, e hidróxido de terras raras, mais preferivelmente, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de bário, hidróxido de lítio, hidróxido de estrôncio, hidróxido de cálcio, e mais preferivelmente hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, e hidróxido de cálcio. O hidróxido de sódio é mais preferido.
[0066] A quantidade do solvente usada para o ácido orgânico ou seu monômero derivado na etapa (1’) é como descrito acima para o solvente para o monômero polar.
[0067] A quantidade do solvente (preferivelmente água) usada para dissolver uma base na etapa (1’) é apenas requerido por ser capaz de dissolver a base, tal como hidróxido, para formar uma solução. Preferivelmente, a quantidade da solução alcalina obtida é tal que a resina de polipropileno sólida enxertada com ácido orgânico pode ser completamente imerso, de modo a ser mais favorável para misturar suficiente e reagir eles dois. Geralmente, a proporção em peso do solvente (preferivelmente água) para a base (tal como hidróxido) pode ser (0,1-100):100, preferivelmente, (0,5-50):100, mais preferivelmente (1- 30):100. A quantidade da base (tal como hidróxido) pode ser de 0,1-10% em peso, preferivelmente 1-8% em peso, com base no peso da resina de polipropileno de matéria-prima utilizada.
[0068] Neste método, o tratamento de secagem na etapa (1), na etapa (3) e na etapa (5) pode adotar vários métodos de secagem convencional no estado da técnica incluindo, mas não limitado a, secagem por jato de ar, secagem em temperatura ambiente e do gênero. A temperatura de secagem preferida é uma temperatura na qual o polipropileno não se fundido, por exemplo, não mais que 160°C.
[0069] Na etapa (4), vários métodos de mistura no estado da técnica podem ser usados para misturar suficientemente a resina de polipropileno sólida enxertada com ácido orgânico e a solução alcalina, preferivelmente, maneiras de agitação comuns e equipamentos de agitação comuns são usados. Entre outros, o equipamento de agitação pode ser dispositivo de agitação convencional tal como dispositivo de agitação magnética e dispositivo de agitação mecânica.
[0070] Na etapa (4), a solução alcalina e a resina de polipropileno sólida enxertada com ácido orgânico são suficientemente misturadas e reagidas ao mesmo tempo. Não existe um requerimento especial para o tempo de reação, desde que a reação processa suficientemente. Geralmente, após a adição da solução alcalina ser completada, a mistura é ainda realizada e ao mesmo tempo, a reação prossegue por um período de tempo, por exemplo, 1-20 minutos, preferivelmente, 2-8 minutos. A temperatura de reação e pressão não é limitada e são geralmente temperaturas normais e pressão normal.
[0071] O solvente na etapa (5) é o mesmo que ou diferente do solvente na etapa (3), e inclui pelo menos um de álcool, cetona, ésteres, e água, preferivelmente, água. Na etapa (5), a lavagem da mistura de reação após a reação de mistura não é particularmente limitada, desde que a base residual pode ser removida, e um método de lavagem comum pode ser usado. Por exemplo, o solvente tendo um volume que excede a resina de polipropileno sólida (tal como pó de polipropileno) é usado para imersão por um certo período de tempo (tal como 5-15 minutos) em uma temperatura alta imediatamente após a irradiação por micro-ondas, e então o solvente redundante ou água é removido por um dispositivo de filtragem; a imersão e a filtragem são repetidas múltiplas vezes (tal como 2-6 vezes), obtendo assim, uma resina de polipropileno sólida limpa.
[0072] O método compreende ainda preferivelmente, submeter o pó obtido na etapa (5) acima, opcionalmente, com adição de um aditivo, para peletização do fundido por extrusão para obter pelotas da resina de polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico. Aqui, para peletização de fundido por extrusão, um equipamento de extrusão de fundido comum no processamento de plástico é usado para passar o pó de polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico através do equipamento de extrusão de fundido convencional para a peletização de fundido por extrusão e preparar assim, as pelotas de resina de polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico. Os aditivos usados são aqueles comumente usados no campo da borracha e no campo de processamento de plástico, tais como antioxidantes, plastificantes, lubrificantes, agentes de liberação (estearato de cálcio), etc.
[0073] No processo de preparação, a temperatura de mistura dos materiais é uma temperatura de processamento comum para a resina de polipropileno e é selecionada dentro da faixa que não apenas garante a fusão completa da resina de polipropileno, mas também não causa sua decomposição. Em adição, de acordo com as necessidades de processamento, auxiliares comuns para o polipropileno, tais como antioxidantes e plastificantes, podem ser adicionados em uma quantidade comum para o pó de polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico.
[0074] Método de preparação usando um meio de absorção de micro-ondas inorgânicas.
[0075] Em uma concretização do método de preparação de acordo com a presente invenção, um meio de absorção de micro- ondas inorgânico pode ser usado.
[0076] Um meio de absorção de micro-ondas inorgânicas pode ser adicionado antes da irradiação por micro-ondas. A quantidade do meio de absorção de micro-ondas inorgânica pode ser 0,1-10%¨em peso, preferivelmente de 1-8% em peso, com base no peso da resina de polipropileno sólida.
[0077] Como o meio de absorção de micro-ondas inorgânica, as várias substâncias inorgânicas no estado da técnica, que podem absorver micro-ondas, podem ser usadas. Por exemplo, o meio de absorção de micro-ondas inorgânica pode ser selecionado a partir do grupo consistindo de hidróxidos de metal, preferivelmente, hidróxido de potássio, hidróxido de bário, hidróxido de sódio, hidróxido de lítio, hidróxido de estrôncio, hidróxido de cálcio, hidróxido de ferro, hidróxido ferroso, hidróxido de zinco, hidróxido de magnésio, hidróxido de cobalto, hidróxido de ouro, hidróxido de alumínio, hidróxido de cobre, hidróxido de berílio, e hidróxido de terras raras; sais de metal, preferivelmente, nitrato de amônio, nitrato de potássio, nitrato de sódio, nitrato de bário, nitrato de cálcio, nitrato de magnésio, nitrato de alumínio, nitrato de manganês, nitrato de zinco, nitrato de ferro, nitrato ferroso, nitrato de cobre, nitrato de prata, cloreto de amônio, cloreto de potássio, cloreto de sódio, cloreto de bário, cloreto de cálcio, cloreto de magnésio, cloreto de alumínio, cloreto de manganês, cloreto de zinco,
cloreto de ferro, cloreto ferroso, cloreto de cobre, sulfato de amônio, sulfato de potássio, sulfato de sódio, sulfato de cálcio, sulfato ferroso, sulfato cobre, sulfato de prata, carbonato de amônio, carbonato de potássio, carbonato de sódio, carbonato de magnésio, carbonato de cálcio, carbonato de bário, fosfato de di-hidrogênio potássio, titanatos de bário, titanatos de estrôncio, e titanatos de cobre-cálcio, óxidos metálicos, preferivelmente, óxido férrico, e óxido ferroférico; materiais de grafite, preferivelmente, negro de fumo, pó de grafite, óxido de grafeno e seus produtos de redução (o agente de redução sendo por exemplo, ácido ascórbico), grafeno, nanotubos de carbono, e carbono ativado; materiais ferro-elétricos, pedra de eletrólise, calcopirita, e suas combinações.
[0078] Um monômero polar (opcionalmente dissolvido em um solvente), um meio de absorção de micro-ondas inorgânico (opcionalmente dissolvido ou disperso em um solvente) e uma resina de polipropileno sólida podem ser suficientemente misturados antes da irradiação com micro-ondas. Dois dos monômeros polares, o meio de absorção de micro-ondas inorgânico e a resina de polipropileno sólida podem ser misturados primeiro, e então misturados ao restante, ou os três podem ser misturados juntos. O processo de mistura é preferivelmente realizado sob condição de vácuo.
[0079] O processo de mistura pode ser realizado por vários métodos de mistura comumente usados no estado da técnica, e por maneiras de agitação comum e equipamento de agitação, tal como agitador de mistura mecânico, centrífuga misturadora e agitador de mistura magnético, de modo que o monômero polar seja suficientemente dissolvido no solvente, o meio de absorção de micro-ondas pode ser suficientemente e estavelmente dissolvido ou disperso no solvente, e as substâncias misturadas são misturadas suficientemente.
[0080] Em uma concretização, a resina de polipropileno é primeiro misturado com um monômero polar opcionalmente dissolvido em um solvente, e então a mistura resultante é misturado com um meio de absorção de micro-ondas inorgânica opcionalmente dissolvido ou dispersos em um solvente.
[0081] O solvente usado para dissolver o monômero polar e o solvente usado para dissolver ou dispersar o meio de absorção de micro-ondas inorgânica pode ser o mesmo ou diferente e são preferivelmente selecionados a partir do grupo consistindo de água e solventes orgânicos (tal como álcool, cetonas, ésteres). O solvente usado para dissolver o monômero polar pode ser pelo menos um selecionado do grupo consistindo de álcoois, cetonas, ésteres e água, preferivelmente, acetona ou etanol. O solvente usado para dissolver ou dispersar do meio de absorção micro-ondas inorgânico pode ser pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de álcoois, cetonas, ésteres e água, preferivelmente água.
[0082] A quantidade do solvente usado para dissolver ou dispersar o meio de absorção micro-ondas apenas precisa ser capaz de dissolver o meio de absorção de micro-ondas para formar uma solução de meio de absorção de micro-ondas, ou dispersar o meio de absorção de micro-ondas suficientemente e uniformemente. Preferivelmente, a quantidade da solução de meio de absorção de micro-ondas ou dispersão como obtida pode completamente imersa na mistura do monômero polar e da resina de polipropileno, de modo a ser mais conveniente para a mistura suficiente e reação deles três. Geralmente, a razão em peso do solvente para o meio de absorção de micro-ondas na solução do meio de absorção de micro-ondas ou dispersão pode ser (0,1-100):100, preferivelmente (0,5-50):100, mais preferivelmente (1-30):100.
[0083] De modo a garantir que o meio de absorção de micro- ondas pode formar uma dispersão estável e suficientemente dispersa com o solvente, um surfactante comum na técnica anterior pode ser adicionado à dispersão do meio de absorção de micro-ondas. Geralmente, os surfactantes tais como do tipo polioxietileno e tipo poliol pode ser usado, e a quantidade é geralmente 0,1-100% em peso do meio de absorção de micro- ondas inorgânico.
[0084] Preferivelmente, o tratamento de secagem pode ser realizado após a mistura acima para remover o solvente na mistura antes da irradiação de micro-ondas. O meio de absorção de micro-ondas pode ser removido por lavagem com um solvente após enxerto por irradiação. O solvente para lavagem é pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de água e solventes orgânicos, preferivelmente pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de álcoois, cetonas, ésteres e água, e preferivelmente água. Produtos adicionais e aplicações
[0085] Em um terceiro aspecto da presente invenção, a presente invenção provê ainda pelotas ou artigos, que são obtidos a partir da resina de polipropileno enxertado de acordo com a presente invenção, opcionalmente com adição de um aditivo, através de peletização por extrusão de fundido ou um processo de moldagem adicional. O aditivo útil são aqueles comumente usados em borracha e no campo de processamento de plástico, tal como antioxidantes, plastificantes,
lubrificantes, agentes de liberação de molde (estearato de cálcio), etc.
[0086] Em um quarto aspecto da presente invenção, a presente invenção provê materiais compósitos, materiais de película revestíveis e materiais de ligação, que podem ser obtidos pela mistura a resina de polipropileno enxertado da presente invenção com outros polímeros. O material compósito é, por exemplo, um material compósito de poliolefina carregada com substância inorgânica e um material compósito de poliolefina reforçada com fibra de vidro.
[0087] Em um quinto aspecto da presente invenção, a presente invenção provê ainda o uso de resina de polipropileno enxertado da presente invenção para plásticos modificadores.
[0088] A resina de polipropileno enxertado com monômero polar da presente invenção pode ser amplamente usada na modificação de plástico incluindo, mas não limitado a, misturar a resina de polipropileno enxertado com monômero polar (pelotas ou pós) com outros polímeros para preparar os materiais compósitos, materiais de película revestível e materiais de ligação, etc. Especificamente, na modificação de plástico, a resina de polipropileno enxertado com monômero polar da presente invenção pode ser usado como um compatibilizante quando polipropileno é ligado e combinado com outros polímeros; por exemplo, em materiais tais como materiais compósitos de poliolefina preenchida com substância inorgânica, materiais de compósito de poliolefina reforçada com fibra de vidro, materiais de película revestível e materiais de ligação, e pode melhorar a interação interfacial entre os materiais inorgânico ou outros componentes e a resina de polipropileno, de modo que o material resultante tem excelente propriedades totais e pode ser aplicado em automóveis, ferramentas, e engenharia de construção e outros campos.
[0089] Na presente invenção, por utilização da característica de aquecimento seletivo de micro-ondas, o monômero polar e a resina de polipropileno sólido são submetidos para uma reação de enxerto usando irradiação de micro-ondas sem a adição de um iniciador, de modo a preparar uma resina de polipropileno enxertado com monômero polar sem resíduo iniciador e sem redução significante em peso molecular. Sem estar ligado por qualquer teoria, o depositante acredita que a resina de polipropileno sólida (tal como pó) é micro-ondas transparente em um meio de micro- ondas (ela absorve pouca ou nenhuma micro-ondas sob irradiação micro-ondas, assim ele não gera calor sob irradiação micro-ondas),enquanto o monômero polar usado na presente invenção pode absorver micro-ondas, de modo que sua temperatura no campo de micro-ondas aumenta 200°C, e de modo que uma temperatura aumentada pode causar desidrogenação do átomo de carbono terciário na cadeia molecular de polipropileno próximo do monômero polar para assim gerar radicais livres, e de modo que os radicais livres iniciam ainda a reação do monômero para assim enxertar sobre a cadeia de polipropileno; a temperatura aumentada está próxima do ponto de fusão de polipropileno e não irá conduzir à cisão de cadeia de polipropileno, conduzindo assim à reação de enxerto, mas não à reação de cisão de cadeia do polipropileno; a referida reação de enxerto por micro-ondas pode evitar grandemente a reação de cisão da β-cadeia do polipropileno durante o enxerto por fusão, não reduz o peso molecular de polipropileno, e mantém excelentes propriedades mecânicas do artigos. Uma vez que nenhum iniciador é adicionado no método da presente invenção, a resina de polipropileno enxertado como obtido não irá compreender qualquer resíduo iniciador, evitando assim, os efeitos colaterais do resíduo iniciador sobre propriedades e subsequente processamento do produto, e ainda, evitar a grande quantidade de reações de cisão de cadeia-B de polipropileno causado por adição de um iniciador, bem como o aumento resultante no índice de fusão do polipropileno e a diminuição correspondente no peso molecular, e evitar a competição possível entre a reação de enxerto e a reação de auto-polimerização sob a circunstância da adição de um iniciador, para aumentar assim, a razão de enxerto.
[0090] No caso de um polipropileno enxertado de ácido orgânico, reagir ainda ele com uma base (tal como um hidróxido de metal) pode converter o polipropileno enxertado de ácido orgânico dentro de um polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico, que irá melhorar ainda a polaridade do polipropileno enxertado.
[0091] No caso preferido de adição de um meio absorvedor de micro-ondas, a razão de enxerto do monômero polar pode ser aumentada. Devido ao aquecimento seletivo das micro-ondas, o meio de absorção de micro-ondas inorgânico é aquecido, de modo que sua temperatura é aumentada no meio de micro-ondas, promovendo assim, o aumento rápido da temperatura de monômero polar próximo acima 200°C, e assim mais efetivamente iniciar a reação de enxerto sem ocorrência da reação de cisão de cadeia, de modo que uma reação de enxerto eficiente pode ser realizada em um curto período de tempo e um polipropileno polar tendo uma razão de enxerto relativamente alta pode ser obtida.
[0092] Em adição, desde que no caso preferido, nenhum monômero de enxerto auxiliar for adicionado e o monômero polar não reagido e base (tal como hidróxido) pode ser completamente removido, é possivelmente obtido para obter um polipropileno enxertado tendo uma polaridade alta sem diminuição significante no peso molecular, sem monômero residual, sem resíduo iniciador, e sem cor e odor.
[0093] O processo de preparação da presente invenção é simples, fácil de operar, simples no equipamento de produção, baixo custo e fácil de ser industrializado. Descrição dos desenhos
[0094] A figura 1 mostra o espectro infravermelho das amostras de polipropileno enxertado com anidrido maléico preparado nos Exemplos 1 e 2 de acordo com a presente invenção, sendo que a curva a é a curva de um pó de polipropileno puro, curva b é a curva do polipropileno enxertado com anidrido maleico obtido após a irradiação de micro-ondas por 3 minutos no Exemplo 1, e a curva c é a curva do polipropileno enxertado com anidrido maleico obtido após a irradiação de micro-ondas por 5 minutos no Exemplo 2.
[0095] Para o polipropileno enxertado com ácido orgânico, o monômero é enxertado na cadeia molecular do polipropileno na forma de anidrido. Após lavagem com água, parte dos grupos de anidrido é de anéis abertos dentro do ácido, e parte deles é ainda anidrido. Ele pode ser visto na figura 1 na qual as amostras de polipropileno após completar o enxerto todo têm grupos anidrido e grupos de ácido carboxílico, e a extensão do tempo de micro-ondas auxilia a aumentar a razão de enxerto.
[0096] A figura 2 mostra o espectro infravermelho das amostras de polipropileno enxertados com sal de ácido orgânico preparado nos Exemplos S1 e S2, de acordo com a presente invenção, sendo que a curva a é a curva de um pó de polipropileno puro, a curva b é a curva do polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico obtido após irradiação de micro-ondas por 3 minutos nos Exemplo S1, e a curva c é a curva do polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico após irradiação de micro-ondas por 5 minutos nos Exemplos S2.
[0097] Para o polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico, existe apenas um pico de sal ácido. Ou seja, devido a esse tempo, o anidrido ou ácido enxertado para a cadeia molecular de polipropileno são todos salinizados e pode tornar-se o pico do sal ácido. Pode ser visto a partir do espectro infravermelho da figura 2 que as amostras de polipropileno enxertado após completar o enxerto e a reação com todo o hidróxido tendo grupos de ácido carboxílico, e a extensão do tempo de micro-ondas auxiliam a aumentar a razão de enxerto. Exemplos
[0098] A seguir, a presente invenção é adicionalmente ilustrada com referência aos exemplos. Entretanto, o escopo de proteção da invenção não pretende ser limitado por estes exemplos, enquanto o escopo da presente invenção é representado nas reivindicações anexas.
[0099] Os dados experimentais nos exemplos e exemplos comparativos foram determinados com os instrumentos a seguir e equipamentos e métodos de medida:
(1) o índice de fusão da resina nos exemplos e exemplos comparativos foi determinado com referência ao padrão GB/T3682-2000. (2) O instrumento para medir o ângulo de contato da água nos exemplos e exemplos comparativos: Testador de ângulod e contato EASYDROP German.
[0100] O método para preparo das amostras para medida do ângulo de contato da resina foi como a seguir: 4g da resina foi dissolvida em 40ml de xileno (reagente analítico AR), a resina foi suficientemente dissolvida em xileno em 120°C; então a solução de xileno da resina foi derramada em um vidro de relógio tendo um diâmetro de 100mm para preparo de película, o vidro de relógio foi colocado em um forno a 110°C para evaporar suficientemente o solvente para obter uma amostra de película de resina; então a amostra da película de resina foi suficientemente lavada em etanol e ar seco para obter uma amostra para medir o ângulo de contato da resina. A amostra submetida a separação de fase durante o preparo da película por meio de um método de solução. A fase dispersa foi o lado contendo o monômero polar (ácido orgânico ou sal de ácido orgânico), e o outro lado foi apenas polipropileno. O lado contendo o grupo lateral do monômero polar da amostra de medição do ângulo de contato obtido foi submetido à medida do ângulo de contato de água usando o testado de ângulo de contato de água acima citado. (3) a razão de enxerto do monômero polar (ácido orgânico ou sal de ácido orgânico) nos exemplos e exemplos comparativos foi caracterizado por microscopia infravermelha como a seguir:
[0101] Primeiro, uma curva padrão foi estabelecida. As amostras misturadas de anidrido succínico dodecenil resistente à temperatura alta (DDSA) e a resina de polipropileno puro em diferentes razões foram usados como amostras padrão, a área do pico de absorção infravermelho em 1818-1755 cm-1 (o cume do pico foi em cerca de 1782 cm-1) do grupo carbonil (grupo C=O) do anidrido no anidrido succínico dodecenil e a área de absorção em 484-435 cm-1 (o cume do pico foi em cerca de 460 cm-1) do pico padrão interno de polipropileno foram determinados, e por plotagem, a razão deles dois em relação ao conteúdo de anidrido maléico, uma curva padrão da razão de enxerto do anidrido maleico no polipropileno enxertado poderia ser obtida.
[0102] O processo específico para teste da razão de enxerto de uma amostra enxertada foi como a seguir: A. para as amostras enxertadas de micro-ondas usadas nos exemplos e exemplos comparativos, uma vez que a água deionizada foi usada para remover suficientemente o monômero MAH não reagido após o enxerto ser completado, foi necessário apenas prensar as amostras em uma película transparente tendo uma espessura de cerca de 100µm sobre um vulcanizador plano (uma temperatura de 200°C), então o pico de absorção característico foi medido com um espectrômetro infravermelho (modelo: Nicolet iS50, Nicolet Company), e então a razão de enxerto foi calculada pela curva padrão acima. B. para as amostras enxertadas com um método de fusão nos exemplos comparativos, o processo de teste foi como a seguir: cerca de 1g da amostra do polipropileno enxertado obtida nos exemplos comparativos foi pesada, colocada em 20 ml de xileno, aquecida até completar a dissolução, e então imediatamente derramada dentro de 150 ml de acetona, as moléculas pequenas não reagidas e monômeros que não foram enxertados sobre as moléculas de polipropileno foram dissolvidas em acetona, e os flocos brancos isolados foram substâncias enxertadas puras. Eles foram filtrados, secos, e então prensados dentro de uma película transparente tendo uma espessura de cerca de 100µm sobre um vulcanizador plano (uma temperatura de 200°C), o pico de absorção característico foi determinado com um espectrômetro infravermelho, e então a razão de enxerto foi calculada pela curva padrão acima. A razão de enxerto do polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico da presente invenção pode ser igual à razão de enxerto do polipropileno enxertado de ácido orgânico obtido na etapa de enxerto do polipropileno com o ácido orgânico. (4) O reator de micro-ondas usado: SINEO – síntese de micro- ondas multifuncional e instrumento de extração, modelo: UWave-2000.
[0103] A matéria prima usada nos exemplos e exemplos comparativos e seus fabricantes são como a seguir:
[0104] Pó de polipropileno homopolimeizado(Zhenhai Refining & Chemical Company M60, MI=60g/10min, obtido por polimerização com um catalisador esférico), Pó de polipropileno copolimeizado aleatório (Zhenhai Refining & Chemical Company M60ET, MI=60g/10min, obtido por polimerização com um catalisador esférico), Pó de polipropileno copolimerizado por impacto (Zhenhai Refining & Chemical Company M30RH, MI=30g/10min, obtido por polimerização com um catalisador esférico), anidrido maleico (Xilong Scientific Co., Ltd.), ácido acrílico (Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.), ácido metacrílico (Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.), cloreto de sódio (Sinopharm
Chemical Reagent Co., Ltd.), óxido de grafeno (Nanjing Jicang Nano Technology Co., Ltd.), ácido ascórbico (J&K Scientific Ltd.), hidróxido de sódio (Xilong Scientific Co., Ltd.), hidróxido de potássio (Xilong Scientific Co., Ltd.), hidróxido de cálcio (Xilong Scientific Co., Ltd.), acetona (Xilong Scientific Co., Ltd.), peróxido de dicumila (Tianjin Guangfu Fine Chemical Research Institute), antioxidante 1010 (BASF), antioxidante 168 (BASF), e estearato de cálcio (Tianjin Jinke Fine Chemical Research Institute). Exemplo 1
[0105] Com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno homopolimerizado, anidrido maleico (5 partes em massa) foi dissolvida em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico; a solução de acetona do anidrido maleico foi adicionado ao pó de polipropileno com agitação mecânica sob vácuo e misturada suficientemente, então a mistura foi seca (seca em um forno de secagem a jato a 80°C). o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 3 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio; após completar a irradiação de micro-ondas, o pó foi imerso em água deionizada por 10 minutos e a água deionizada foi substituída, que foi repetida 3 vezes para garantir a remoção dos monômeros de anidrido maleico que não foram envolvidos na reação de enxerto, e então o pó foi colocado em um forno de secagem a jato, a 80°C para secagem. Finalmente, o pó e 0,1 parte em passa (com base em 100 partes em massa do pó de polipropileno homopolimerizado) do antioxidante 1010, 0,1 parte em massa do antioxidante 168 e 0,1 parte em massa de estearato de cálcio foram fundidos por extrusão e peletizados em uma extrusora de rosca dupla, a temperatura da seção de alimentação da extrusora foi de 190-200°C, a temperatura da seção de mistura foi de 200-210°C, e a temperatura do cabeçote foi de 190-220°C. após a extrusão e peletização, o índice de fusão, o ângulo de contato e a razão de enxerto foram testadas, e os resultados dos testes estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 1’
[0106] Com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno homopolimerizado, o anidrido maleico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico; cloreto de sódio (3 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de cloreto de sódio; a solução de acetona de anidrido maleico foi adicionada ao pó de polipropileno com agitação mecânica sob vácuo e misturada suficientemente, então a mistura foi seca (seca em um forno de secagem a jato a 80°C). O pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico foi misturada suficientemente com a solução aquosa do cloreto de sódio, então a mistura foi seca (seca em um forno de secagem a jato a 80°C); o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico/cloreto de sódio após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W)por 2 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio; após completar a irradiação com micro-ondas, o pó foi imerso em água deionizada por 10 minutos e a água deionizada foi substituída, o que foi repetido 3 vezes para garantir a remoção dos monômeros de anidrido maleico e cloreto de sódio que não foram envolvidos na reação de enxerto, e então o pó foi substituído em um forno de secagem a jato a 80°C para secagem. Finalmente, o pó e 0,1 parte em massa (com base em 100 partes em massa de pó de polipropileno homopolimerizado) do antioxidante 1010, 0,1 parte em massa do antioxidante 168 e 0,1 parte em massa de estearato de cálcio foram extrusados por fusão e peletizados em uma extrusora de rosca dupla, a temperatura da seção de alimentação da extrusora foi de 190-200°C, a temperatura da seção de mistura foi de 200-210°C, e a temperatura do cabeçote foi de 190- 200°C. Após extrusão e peletização, o índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto foram testados, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 1”
[0107] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico/cloreto de sódio após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 3 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo 1’. A amostra foi testada para o índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na tabela 1. Exemplo Comparativo 1
[0108] Com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno homopolimerizado (o mesmo que no Exemplo 1), anidrido maleico (5 partes em massa) e peróxido de dicumil (0,005 parte em massa) foram dissolvidos em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico; a solução de acetona do anidrido maleico foi adicionada ao pó de polipropileno com agitação mecânica sob vácuo e suficientemente misturada, então a mistura foi seca (seca em um forno de secagem a jato a 80°C). o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 3 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio; após completar a irradiação de micro-ondas, o pó foi imerso em água deinizada por 10 minutos e a água deinizada foi substituída, o que foi repetido 3 vezes para garantir a remoção de monômeros de anidrido maleico que não foram envolvidos na reação de enxerto, e então o pó foi colocado em um forno de secagem a jato a 80°C para secagem. Finalmente, o pó e 0,1 parte em massa de antioxidante 1010, 0,1 parte em massa do antioxidante 168 e 0,1 parte em massa de estearato de cálcio foram extrusados por fusão e peletizados em uma extrusora de rosca dupla, a temperatura da seção de alimentação da extrusora foi 190-200°C, a temperatura da seção de mistura foi 200-210°C, e a temperatura do cabeçote foi de 190-200°C. Após extrusão e peletização, o índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto foram testados e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 2
[0109] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiado com uma micro-ondas (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 2
[0110] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiado com uma micro-ondas (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 3
[0111] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiado com uma micro-ondas (potência de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 3
[0112] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiado com uma micro-ondas (potência de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 4
[0113] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiado com uma micro-ondas (potência de 700W) por 10 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 4
[0114] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiado com uma micro-ondas (potência de 700W) por 10 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 5
[0115] Com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno homopolimerizado (o mesmo que no Exemplo 1), peróxido dicumil (0,005 parte em massa) foi dissolvido em acetona (20 partes em massa) para obter uma solução de iniciador; anidrido maleico (5 partes em massa) e o pó de polipropileno foram submetidos a mistura seca de fase sólida com uma lâmina de agitação em uma caneca metálica, e durante o processo de mistura, a solução de iniciador de peróxido bem dissolvida foi adicionada. Finalmente, os reagentes bem misturados e 0,1 parte em massa do antioxidante 1010, 01 parte em massa de antioxidante 168 e 0,1 parte em massa de estearato de cálcio foram extrusados por fundição e peletizados em uma extrusora de rosca dupla, a temperatura da seção de alimentação da extrusora foi de 190-200°C, a temperatura da seção de mistura foi de 200-210°C, e a temperatura do cabeçote foi de 190-200°C. Após a extrusão e peletização, o índice de fusão, o ângulo de contato e a razão de enxerto foram testados, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 5
[0116] Exceto que o anidrido maleico (1 parte em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem, foi irradiada com uma micro-onda (potencia de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 6
[0117] Exceto que o anidrido maleico (1 parte em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela
1. Exemplo 6
[0118] Exceto que o anidrido maleico (8 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 7
[0119] Exceto que o anidrido maleico (8 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela
1. Exemplo 7
[0120] Exceto que o anidrido maleico (10 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 8
[0121] Exceto que o anidrido maleico (10 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela
1. Exemplo 8
[0122] Exceto que o ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 9
[0123] Exceto que o ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 9
[0124] Exceto que o ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 10
[0125] Exceto que o ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 10
[0126] Exceto que o ácido metacrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido metacrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido metacrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 11
[0127] Exceto que o ácido metacrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido metacrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido metacrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potencia de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela
1. Exemplo 11
[0128] Exceto que com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado, o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele no Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 11’
[0129] Exceto que com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado de impacto, óxido de grafeno (0,5 parte em massa) e ácido ascórbico (0,5 parte em massa) foram dissolvidos em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de óxido de grafeno; o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi misturado suficientemente com a solução aquosa do óxido de grafeno, então a mistura foi seca (seca em um forno de secagem a jato a 80°C); e o pó da mistura de polipropileno/anidrido maléico/óxido de grafeno após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 1 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 11”
[0130] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico/óxido de grafeno após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 2 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo 1’. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 12
[0131] Exceto que com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado de impacto, o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 12
[0132] Exceto que com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado de impacto, ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 13
[0133] Exceto que com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado de impacto, ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 13
[0134] Exceto que com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado aleatório, o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 14
[0135] Exceto que com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado aleatório, o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo 14
[0136] Exceto que com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado aleatório, ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1. Exemplo Comparativo 15
[0137] Exceto que com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado aleatório, ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiado com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aquele do Exemplo Comparativo 1. A amostra foi testada quanto ao índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 1.
Tabela 1 Índice de Razão de Ângulo de fusão enxerto contato de (g/10min) (%) água (°) Pó de polipropileno 60 0 96 homopolimerizado (matéria prima) Pó de polipropileno 60 0 95 copolimerizado (matéria prima) Pó de polipropileno 30 0 96 copolimerizado de impacto (matéria prima) Exemplo 1 60 0,3 67 Exemplo 1’ 59 0,3 65 Exemplo 1” 57 0,5 62 Exemplo comparativo 1 63 0,2 91 Exemplo 2 51 0,4 61 Exemplo comparativo 2 71 0,3 67 Exemplo 3 47 0,8 55 Exemplo comparativo 3 83 0,8 61 Exemplo 4 43 0,9 49 Exemplo comparativo 4 101 0,7 54 Exemplo comparativo 5 113 0,3 87 Exemplo 5 60 0,1 91 Exemplo comparativo 6 66 0,1 94 Exemplo 6 43 1,3 40 Exemplo comparativo 7 89 1,0 47 Exemplo 7 41 2.1 30 Exemplo comparativo 8 93 1.4 39 Exemplo 8 54 0.4 71 Exemplo comparativo 9 68 0.3 80 Exemplo 9 51 0.7 62 Exemplo comparativo 10 76 0.5 74 Exemplo 10 50 0.3 79 Exemplo comparativo 11 70 0.3 83 Exemplo 11 53 0.4 60 Exemplo 11’ 54 0.4 58 Exemplo 11” 51 0.6 55 Exemplo comparativo 12 70 0.2 68 Exemplo 12 53 0.4 71 Exemplo comparativo 13 69 0.3 81 Exemplo 13 52 0.3 59 Exemplo comparativo 14 71 0.2 68 Exemplo 14 53 0.3 74 Exemplo comparativo 15 70 0.2 86
[0138] Pode ser observado a partir da Tabela 1 que os exemplos da presente invenção envolvem propileno enxertado sob irradiação de micro-ondas sem a adição de um iniciador que tem uma razão de enxerto maior que aquela dos exemplos comparativos de polipropileno enxertado por mistura por fusão com a adição de um iniciador, e o índice de fusão do polipropileno após enxerto não aumenta, ou seja, o peso molecular não diminui. Claramente, o fenômeno de cisão de cadeia da cadeia principal das resinas de polipropileno enxertado com monômero polar obtido nos exemplos da presente invenção foi controlado, para assim, garantir que as propriedades mecânicas das resinas não foram danificadas. Em adição, pode ser visto que nos exemplos comparativos envolvendo o enxerto por irradiação em micro-ondas com a adição de um peróxido, mesmo sob a condição de enxerto com irradiação por micro-ondas, o índice de fusão do polipropileno elevou acentuadamente devido a adição de peróxido; e devido a finalização entre a reação de enxerto e a reação de auto-polimerização, com o mesmo tempo de irradiação por micro-ondas, a razão de enxerto das amostras obtidas sem a adição de um peróxido foi sempre maior que aquela das amostras obtidas com a adição de um peróxido. Quanto maior foi razão de enxerto foi, menor foi o ângulo de contato após a formação da película. Os polipropilenos enxertados de acordo com a presente invenção foram alterados a partir da não-hidrofilicidade (ângulo de contato maior que 90°C) da matéria-prima de polipropileno para hidrofilicidade.
[0139] Em adição, pode ser observado que no caso de adição adicional de um meio de absorção de micro-ondas inorgânicas, a razão de enxerto do polipropileno enxertado poderia ser ainda aumentada e o ângulo de contato da água e o índice de fusão poderia ser diminuído. Ainda, comparado com o caso onde nenhum meio de absorção de micro-ondas inorgânico foi adicionado, o uso de um meio de absorção de micro-ondas inorgânico poderia alcançar as resinas de polipropileno enxertado tendo propriedades similares em um tempo de irradiação de micro-ondas mais curto, melhorando assim, a eficiência de produção. Exemplo S1
[0140] Com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno homopolimerizado, anidrido maleico (5 partes em massa) foram dissolvidos em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico; hidróxido de sódio (5 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de sódio; a solução de acetona de anidrido maleico foi adicionada ao pó de polipropileno com agitação mecânica sob vácuo e suficientemente misturada, então a mistura foi seca (seca em um forno de secagem a jato a 80°C). O pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 3 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, após finalização da irradiação de micro-ondas, o pó foi imerso em água deionizada por 10 minutos e a água deionizada foi substituída, o que foi repetido 3 vezes para garantir a remoção dos monômeros de anidrido maleico que não foram envolvidos na reação de enxerto, e então o pó foi substituído em um forno de secagem a jato a 80°C para secagem; a solução aquosa do hidróxido de sódio foi adicionado ao pó de polipropileno enxertado com anidrido maleico seco com agitação sob vácuo e misturado suficientemente, após a adição da solução aquosa de hidróxido de sódio, misturando ainda com agitação e a reação foi realizada por 5 minutos. Após finalização de reação, a água deionizada foi usada para lavar o pó de acordo com a etapa de lavagem acima, então o pó foi colocado em um forno de secagem a jato a 80°C para secagem. Finalmente, o pó e 0,1 parte em massa (baseado em 100 partes em massa do pó de polipropileno homopolimerizado) de antioxidante 1010, 01 parte em massa de antioxidante 168 e 0,1 parte em massa de estearato de cálcio foram extrusados por fusão e peletizados em uma extrusora de rosca dupla, a temperatura da seção de alimentação da extrusora foi de 190- 200°C, a temperatura da seção de mistura foi de 200-210°C, e a temperatura do cabeçote foi de 190-200°C. Após a extrusão e peletização, o índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto foram testados, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 2. Exemplo Comparativo S1
[0141] Com base em 100 partes em massa de um pó de polipropileno homopolimerizado (o mesmo que do Exemplo S1), anidrido maleico (5 partes em massa) e peróxido de dicumil (0,005 parte em massa) foram dissolvidos em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico; hidróxido de sódio (5 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de sódio; a solução de acetona de anidrido maleico foi adicionada ao pó de polipropileno com agitação mecânica sob vácuo e suficientemente misturada, então a mistura foi seca (seca em um forno de secagem a jato a 80°C). O pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maléico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 3 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, após finalização da irradiação de micro-ondas, o pó foi imerso em água deionizada por 10 minutos e a água deionizada foi substituída, o que foi repetido 3 vezes para garantir a remoção dos monômeros de anidrido maleico que não foram envolvidos na reação de enxerto, e então o pó foi colocado em um forno de secagem a jato a 80°C para secagem; a solução aquosa do hidróxido de sódio foi adicionado ao pó de polipropileno enxertado com anidrido maleico seco com agitação sob vácuo e misturado suficientemente, após a adição da solução aquosa de hidróxido de sódio, misturando ainda com agitação e a reação foi realizada por 5 minutos. Após finalização de reação, a água deionizada foi usada para lavar o pó de acordo com a etapa de lavagem acima, então o pó foi colocado em um forno de secagem a jato a 80°C para secagem. Finalmente, o pó e 0,1 parte em massa de antioxidante 1010, 01 parte em massa de antioxidante 168 e 0,1 parte em massa de estearato de cálcio foram extrusados por fusão e peletizados em uma extrusora de rosca dupla, a temperatura da seção de alimentação da extrusora foi de 190-200°C, a temperatura da seção de mistura foi de 200- 210°C, e a temperatura do cabeçote foi de 190-200°C. Após a extrusão e peletização, o índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto foram testados, e os resultados de teste estão mostrados na Tabela 2. Exemplo S2
[0142] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo Comparativo S2
[0143] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S3
[0144] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo Comparativo S3
[0145] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S4
[0146] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 10 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo Comparativo S4
[0147] Exceto que o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 10 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S5
[0148] Exceto que hidróxido de sódio (1 parte em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de sódio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo Comparativo S5
[0149] Exceto que hidróxido de sódio (1 parte em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de sódio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S6
[0150] Exceto que hidróxido de sódio (8 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de sódio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo comparativo S6
[0151] Exceto que hidróxido de sódio (8 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de sódio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S7
[0152] Exceto que hidróxido de sódio (10 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de sódio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo Comparativo S7
[0153] Exceto que hidróxido de sódio (10 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de sódio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S8
[0154] Exceto que hidróxido de potássio (5 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de potássio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo Comparativo S8
[0155] Exceto que hidróxido de potássio (5 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de potássio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S9
[0156] Exceto que hidróxido de cálcio (5 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de cálcio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo Comparativo S9
[0157] Exceto que hidróxido de cálcio (5 partes em massa) foi dissolvido em água deionizada (50 partes em massa) para obter uma solução aquosa de hidróxido de cálcio, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo Comparativo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S10
[0158] Exceto que anidrido maleico (1 parte em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S11
[0159] Exceto que anidrido maleico (8 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S12
[0160] Exceto que anidrido maleico (10 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de anidrido maleico, e o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 7 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S13
[0161] Exceto que baseado em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado de impacto, o pó seco da mistura de polipropileno/anidrido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2.
Exemplo S14
[0162] Exceto que baseado em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado de impacto, ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S15
[0163] Exceto que baseado em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado aleatório, o pó seco da mistura de polipropileno/ácido maleico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S16
[0164] Exceto que baseado em 100 partes em massa de um pó de polipropileno copolimerizado aleatório, ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S17
[0165] Exceto que ácido acrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido acrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido acrílico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2. Exemplo S18
[0166] Exceto que ácido metacrílico (5 partes em massa) foi dissolvido em acetona (50 partes em massa) para obter uma solução de acetona de ácido metacrílico, e o pó seco da mistura de polipropileno/ácido metacrílico após secagem foi irradiada com uma micro-onda (potência de 700W) por 5 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, o restante foi o mesmo que aqueles do Exemplo S1. A amostra foi testada por índice de fusão, ângulo de contato e razão de enxerto, e os resultados de este foram mostrados na Tabela 2.
Tabela 2 Índice de Razão de Ângulo de fusão enxerto contato da (g/10min) (%) água (°) Pó de polipropileno 60 0 96 homopolimerizado (matéria prima) Pó de polipropileno 60 0 95 copolimerizado aleatório (matéria prima) Pó de polipropileno 30 0 96 copolimerizado de impacto (matéria prima) Exemplo S1 58 0,3 50 Exemplo Comparativo S1 63 0,2 63 Exemplo S2 51 0,4 15 Exemplo Comparativo S2 71 0,3 58 Exemplo S3 47 0,8 0 Exemplo Comparativo S3 83 0,8 39 Exemplo S4 43 0,9 0 Exemplo Comparativo S4 101 0,7 17 Exemplo S5 51 0,4 21 Exemplo Comparativo S5 71 0,3 60 Exemplo S6 51 0,4 15 Exemplo Comparativo S6 71 0,3 58 Exemplo S7 51 0,4 14 Exemplo Comparativo S7 71 0,3 58 Exemplo S8 51 0,4 16 Exemplo Comparativo S8 71 0,3 58 Exemplo S9 51 0,4 19 Exemplo Comparativo S9 71 0,3 58 Exemplo S10 60 0,1 83 Exemplo S11 43 1,3 30 Examplo S12 41 2,1 15 Exemplo S13 53 0,4 51 Exemplo S14 53 0,4 60 Exemplo S15 52 0,3 47 Exemplo S16 53 0,3 60 Exemplo S17 54 0,4 58 Exemplo S18 50 0,3 63
[0167] Pode ser observado a partir da Tabela 2 que os exemplos da presente invenção envolvendo o polipropileno enxertado com um sal de ácido orgânico sob irradiação micro- onda sem a adição de um iniciador tem uma razão de enxerto maior que os exemplos comparativos de polipropileno enxertado pela mistura de fundido com a adição de um iniciador, e o índice de fusão do polipropileno após enxerto não aumento, ou seja, o peso molecular não diminui. Claramente, o fenômeno de cisão de cadeia da cadeia principal das resinas de polipropileno enxertado com sal de ácido orgânico obtido nos exemplos da presente invenção foi controlada, garantindo assim, que as propriedades mecânicas das resinas não fossem danificadas. Em adição, pode ser observado que nos exemplos comparativos envolvendo enxerto por irradiação de micro-ondas com a adição de um peróxido, mesmo sob a condição de irradiação de enxerto por micro-ondas, o índice de fusão do polipropileno elevou acentuadamente devido à adição do peróxido; e devido a finalização entre a reação de enxerto e a reação de auto-polimerização, com o mesmo tempo de irradiação de micro-ondas, a razão de enxerto das amostras obtidas sem a adição de um peróxido foi sempre maior do que aquela das amostras obtidas com a adição de um peróxido.
[0168] Pode ser ainda observado a partir da Tabela 2 que para os polipropilenos enxertados de sal de ácido orgânico de acordo com a presente invenção foram carregadas a partir da não-hidrofilicidade (ângulo de contato maior que 90°C) da matéria-prima de polipropileno para hidrofilicidade, ou mesmo o ângulo de contato pode alcançar 0°. Adicionalmente, como pode ser observado a partir da comparação entre a Tabela 1 e a Tabela 2, após o hidróxido ser adicionado, o ângulo de contato da água do polipropileno enxertado com ácido orgânico tendo a mesma razão de enxerto foi evidentemente menor que o ângulo de contato da água do polipropileno enxertado com ácido orgânico. Assim, a adição do hidróxido poderia ainda aumentar a polaridade do polipropileno enxertado.

Claims (33)

REIVINDICAÇÕES
1. Resina de polipropileno enxertado com monômero polar, caracterizada pelo fato de a resina de polipropileno enxertado não conter resíduos de iniciador, e o monômero polar ser capaz de absorver micro-ondas de modo a aumentar sua temperatura no campo de micro-ondas para maior que 200°C.
2. Resina de polipropileno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o índice de fusão da resina de polipropileno enxertado ser menor que ou igual ao índice de fusão da resina de polipropileno como a base enxertada.
3. Resina de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de o monômero polar conter um heteroátomo selecionado a partir do grupo consistindo de oxigênio, enxofre, nitrogênio, halogênio e combinações dos mesmos ou um substituinte do mesmo, e contém uma ligação dupla carbono-carbono.
4. Resina de polipropileno, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de o monômero polar ser selecionado a partir do grupo consistindo de ácidos orgânicos, derivados de ácidos orgânicos (tais como anidridos, ésteres, sais) e combinações dos mesmos, e preferivelmente selecionado a partir do grupo consistindo de anidridos maleicos, derivados de anidrido maleico, ácidos (met)acrílicos, derivados de ácido (met)acrílico (tais como metacrilato de glicidila), acetato de vinila, ácidos alquenila sulfônicos e derivados dos mesmos, ácido p-estiril fórmico, ácido p-estiril acético, ácido itacônico, ácido oleico, ácido araquidônico e combinações dos mesmos e formas de sais destes.
5. Resina de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de a razão de enxerto ser de 0,01% a 8%, preferivelmente, 0,1% a 6%.
6. Resina de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de o valor do ângulo de contato de água da resina de polipropileno enxertado ser menor que 90°, preferivelmente, menor que 65°, e mais preferivelmente 50°-0°, como medido sobre uma película preparada a partir da resina de polipropileno enxertada por um método de solução.
7. Resina de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de a resina de polipropileno como a base de enxerto ser selecionada a partir do grupo consistindo de homopolímeros de propileno e copolímeros de propileno e misturas dos mesmos, preferivelmente, copolímeros aleatórios de propileno, sendo que o comonômero no copolímero aleatório de propileno é preferivelmente selecionado a partir do grupo consistindo de etileno, α-olefinas outras além de propileno, e combinações dos mesmos, e mais preferivelmente, o copolímero aleatório de propileno compreende apenas etileno ou uma α-olefina além de propileno como o comonômero.
8. Resina de polipropileno, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de a resina de polipropileno como a base de enxerto ser uma resina de polipropileno de impacto, que compreende uma fase de borracha em adição a um homopolímero de propileno, a fase de borracha sendo um copolímero formado por propileno e o comonômero de pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de etileno e α- olefinas além de propileno, preferivelmente, etileno, α- olefinas C4, C5, C6 a C8, preferivelmente, a fase de borracha da resina de polipropileno de impacto sendo formada por propileno de polimerização e etileno ou uma outra α-olefina além de propileno.
9. Resina de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizada pelo fato de a resina de polipropileno usada como a base de enxerto ser em uma forma sólida incluindo pó, pelotas, ou artigos, preferivelmente, pó de polipropileno obtido pela polimerização usando um catalisador esférico.
10. Resina de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizada pelo fato de a resina de polipropileno enxertado ser obtida por submeter o monômero polar e a resina de polipropileno sólido para reação de enxerto usando irradiação de micro-ondas sem a adição de um iniciador e, opcionalmente, submeter ainda o produto obtido após a reação de enxerto para formação de sal.
11. Método para a preparação de uma resina de polipropileno enxertado, tal como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de submeter o monômero polar e a resina de polipropileno sólida para reação de enxerto usando irradiação de micro-ondas sem a adição de um iniciador.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a quantidade do monômero polar ser de 0,1 a 10% em peso, preferivelmente, de 1 a 8% em peso com base no peso da resina de polipropileno sólida.
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato de o monômero polar ser na forma líquida ou de solução.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de o pó de irradiação da irradiação de micro-ondas ser de 100W-2000W, preferivelmente 500-100W; o tempo de irradiação sendo de 1 segundo a 120 minutos, preferivelmente, 1 minuto a 30 minutos.
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de compreender as etapas a seguir: 1) misturar suficientemente o monômero polar com a resina de polipropileno sólida; e 2) submeter a mistura obtida na etapa (1) a irradiação de micro-ondas, preferivelmente sob uma atmosfera de gás inerte.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de na etapa (1), o monômero polar e a resina de polipropileno sólida serem suficientemente misturadas sob condição de vácuo.
17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizado pelo fato de na etapa (2), o gás inerte ser um ou mais selecionados a partir do grupo consistindo de nitrogênio, hélio, e argônio.
18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 17, caracterizado pelo fato de o monômero polar ser na forma de uma solução dissolvida em um solvente, e a mistura obtida na etapa (1) ser seca para remover o solvente antes da etapa (2), o solvente ser preferivelmente pelo menos um selecionado a partir do grupo de álcoois, cetonas, ésteres e água, e é preferivelmente, acetona ou etanol.
19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 15 a 18, caracterizado pelo fato de a mistura irradiada obtida na etapa (2) ser lavada para remover os monômeros polares não reagidos, e ser seco, o solvente usado para lavagem ser, preferivelmente, pelo menos um selecionado a partir do grupo de álcoois, cetonas, ésteres e água, e é preferivelmente, água.
20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 19, caracterizado pelo fato de a resina de polipropileno sólido usada ser livre de um antioxidante.
21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 20, caracterizado pelo fato de o monômero polar ser um ácido orgânico ou seu anidrido ou éster, o produto obtido após a reação de enxerto sob irradiação de micro-ondas ser ainda reagida com uma base, mais preferivelmente, o pó de polipropileno enxertado-ácido orgânico ser suficientemente misturado e reagido com uma solução aquosa da base sob vácuo, opcionalmente, um solvente ser usado para lavagem para remover a base não reagida e o tratamento de secagem ser realizado para obter assim uma resina de polipropileno enxertado-sal de ácido orgânico.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de a base ser um hidróxido, preferivelmente selecionado a partir do grupo consistindo de amônia e hidróxidos de metal, tais como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de bário, hidróxido de lítio, hidróxido de estrôncio, hidróxido de cálcio, hidróxido de ferro, hidróxido ferroso, hidróxido de zinco, hidróxido de magnésio, hidróxido de cobalto, hidróxido de ouro, hidróxido de alumínio, hidróxido de cobre, hidróxido de berílio, e hidróxido terroso raro e, é preferivelmente selecionado a partir do grupo consistindo de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de bário, hidróxido de lítio, hidróxido de estrôncio, hidróxido de cálcio, e combinações dos mesmos.
23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 21 a 22, caracterizado pelo fato de a quantidade da base ser de 0,1-10% em peso, preferivelmente, de 1-8% em peso, com base no peso da resina de polipropileno usada.
24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 23, caracterizado pelo fato de durante a reação de enxerto, nenhum monômero de enxerto auxiliar ser usado.
25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 24, caracterizado pelo fato de uma micro-onda inorgânica absorvendo meio ser adicionada.
26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de a quantidade de meio absorvendo micro-ondas inorgânicas ser de 0,1-10% em peso, preferivelmente, de 1-8% em peso, com base no peso da resina de polipropileno sólida.
27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 ou 26, caracterizado pelo fato de o meio absorvendo micro- ondas inorgânicas ser selecionado a partir do grupo consistindo de hidróxidos de metal, preferivelmente, hidróxido de potássio, hidróxido de bário, hidróxido de sódio, hidróxido de lítio, hidróxido de estrôncio, hidróxido de cálcio, hidróxido de ferro, hidróxido ferroso, hidróxido de zinco, hidróxido de magnésio, hidróxido de cobalto, hidróxido de ouro, hidróxido de alumínio, hidróxido de cobre, hidróxido de berílio, e hidróxido de terras raras, sais de metais, preferivelmente, nitrato de amônia, nitrato de potássio, nitrato de sódio, nitrato de bário, nitrato de cálcio, nitrato de magnésio, nitrato de alumínio, nitrato de manganês, nitrato de zinco, nitrato de ferro, nitrato ferroso, nitrato de cobre, nitrato de prata, cloreto de amônio, cloreto de potássio, cloreto de sódio, cloreto de bário, cloreto de cálcio, cloreto de magnésio, cloreto de alumínio, cloreto de manganês, cloreto de zinco, cloreto de ferro, cloreto ferroso, cloreto de cobre, sulfato de amônio, sulfato de potássio, sulfato de sódio, sulfato de cálcio, sulfato de magnésio, sulfato de alumínio, sulfato de manganês, sulfato de zinco, sulfato de ferro, sulfato ferroso, sulfato de cobre, sulfato de prata, carbonato de amônio, carbonato de potássio, carbonato de sódio, carbonato de magnésio, carbonato de cálcio, carbonato de bário, fosfato de di-hidrogênio de potássio, titanatos de bário, titanatos de estrôncio, e titanatos de cobre-cálcio, óxidos de metal, preferivelmente, óxido férrico, e óxido ferro-férrico, materiais de grafite, preferivelmente, negro de fumo, pó de grafite, óxido de grafeno e seus produtos de redução, grafeno, nanotubos de carbono, e carbono ativado, materiais ferroelétrico, pedra de eletrólise, calcopirita, e suas combinações.
28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 25 a 27, caracterizado pelo fato de antes da radiação de micro-ondas, um monômero polar opcionalmente dissolvido em um solvente, um meio de absorção de micro-ondas inorgânicas opcionalmente dissolvido ou disperso (preferivelmente com adição de um surfactante) em um solvente e uma resina de polipropileno sólida são suficientemente misturadas, preferivelmente, sob condição de vácuo, sendo que o solvente usado para dissolver o monômero e o solvente usado para dissolver ou dispersar o meio de absorção de micro-ondas inorgânico são o mesmo ou diferente, e são preferivelmente selecionados a partir do grupo consistindo de água e solventes orgânicos, tais como álcoois, cetonas, ésteres e,
opcionalmente, após mistura, tratamento de secagem é realizada para remover o solvente.
29. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de a resina de polipropileno ser primeiro misturada com um monômero polar opcionalmente dissolvido em um solvente, e então a mistura resultante ser misturada com um meio de absorção de micro-ondas inorgânica opcionalmente dissolvida ou disperso em um solvente.
30. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 25 a 29, caracterizado pelo fato de a mistura após irradiação ser lavada para remover os monômeros polares não reagidos e, opcionalmente, remover o meio de absorção de micro-ondas inorgânica, e secar.
31. Pelotas ou artigos, caracterizados pelo fato de serem obtidos a partir da resina de polipropileno enxerto, tal como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, ou a resina de polipropileno enxertada preparada pelo método tal como definido em qualquer uma das reivindicações de 11 a 30, opcionalmente, com a adição de um aditivo, através de peletização por extrusão de fundido ou um processo de moldagem adicional.
32. Materiais compósitos, materiais de película revestível e materiais de ligação, caracterizados pelo fato de serem preparados por ligação da resina de polipropileno enxertada, tal como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10 ou a resina de polipropileno enxertada preparada pelo método, tal como definido em qualquer uma das reivindicações de 11 a 30 com outros polímeros.
33. Uso da resina de polipropileno enxertada, tal como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, ou a resina de polipropileno enxertada preparada pelo método, tal como definida em qualquer uma das reivindicações de 11 a 30, caracterizado pelo fato de ser para modificação de plásticos.
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