BRPI0714692A2 - artigo geosintÉtico de alto desempenho - Google Patents

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BRPI0714692A2
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ethylene
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Izhar Halahmi
Oded Erez
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Abstract

ARTIGO GEOSINTÉTICO DE ALTO DESEMPENHO. Artigo geotécnico,e processo para sua fabricação, o artigo tendo coeficiente de expansão térmica de menos que cerca de 150 ppm/ºC em ambiente; resistência a meios ácidos maior que resina poliamida 6 e/ou resistência a meios básicos maior que resina poliamida 6 e/ou resistência a meios básicos maior que resina PET; resistência a hidrocarboneto maior que aquela de HDPE; módulo de deslizamento de pelo menos 400 MPa a25ºC, em 20 % de carga de tensão limite por 60 minutos (ISO 899-1); e 1 por centro de módulo de flexão secante pelo menos 700 MPa a 25ºC (ASTM D790); o artigo incluindo uma composição incluindo (a) de cerca de 1 a cerca de 95% em peso da composição de pelo menos um grupo funcional contendo polímero ou oligômero; e (b) de cerca de 5 a cerca de 99% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de engenharia, e opcionalmente contendo um material de enchimento e opcionalmente contendo uma poliolefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARTIGO GE- OSINTÉTICO DE ALTO DESEMPENHO".
Referência-Cruzada a Pedidos de Patente Relacionados
Este pedido de patente está relacionado a pedido de patente U.S. (PRSI 200002), depositado simultaneamente e intitulado "Sistema de Confinamento Celular Multicamadas Resistente a UV"; e ao pedido de pa- tente U.S. (PRSI 200003), depositado simultaneamente e intitulado "Artigos Geotécnicos"; ao pedido de patente provisória U.S. (PRSI 200005), deposi- tado simultaneamente e intitulado "Processo de Soldagem e Seus Produtos Geosintéticos"; e a pedido de patente provisória No. (PRSI 200006), deposi- tado simultaneamente e intitulado "Processo Para Produção de Combina- ções de Polímeros Compatibilizadas". Todos estes quatro pedidos de paten- te são aqui incorporados por referência em sua totalidade. Antecedentes
A presente descrição refere-se a artigos geosintéticos de alto
desempenho, tais como tiras de reforço, elementos de reforço, membranas e especialmente sistemas de confinamento celular dimensionalmente estável. A presente descrição refere-se particularmente a artigos geosintéticos, ca- racterizados por estrutura e composição adaptadas para provimento de pro- priedades aperfeiçoadas, formados por ou compreendendo uma composição polimérica compatibilizada.
Elementos e artigos de reforço geotécnico plásticos, especial- mente sistemas de confinamento celular (CCSs) são usados para aumentar a capacidade de transporte de carga, estabilidade e resistência a erosão de materiais de reforço geotécnico (referidos daqui por diante como GRM) tais como solo, rocha, areia, pedra, turfa, argila, concreto, agregado, materiais de construção de estrada, e materiais de terra que são suportados pelo CCS.
CCSs são na maioria fabricados a partir de tiras que incluem polietileno de alta densidade (HDPE) ou polietileno de densidade média (MDPE), e são caracterizados por uma estrutura celular tridimensional seme- lhante a colméia. A estrutura quando enchida com um material geotécnico incluindo, por exemplo, solo, rocha, areia, pedra, turfa, e argila, concreto, agregado, materiais de construção de estrada e outros de terra, ou misturas destes e/ou outros materiais, tais como fluidos contidos nos materiais, provê reforço e estabilização para os materiais geotécnicos e estruturas circundan- tes.
O CCS reforça o GRM através de aumento de sua resistência a
cisalhamento e rigidez como um resultado da resistência de arco das pare- des de célula, a resistência passiva de células adjacentes, e fricção entre o CCS e GRM. Sob carga, o CCS gera poderosas forças de confinamento la- teral e fricção de parede célula-solo. Estes mecanismos criam uma estrutura de formação de ponte com alta resistência de flexão e rigidez. A ação de formação de ponte aperfeiçoa o desempenho de deformação-carga de longo termo de materiais de enchimento granulares comuns e permite dramáticas reduções de até 50% na espessura e peso de elementos de suporte estrutu- ral. CCSs podem ser usados em aplicações de suporte de carga como esta- bilização de base de estrada, terrenos inter-modais, sob vias férreas para estabilização de lastro de via, paredes de retenção, para proteger GRM ou vegetação, e sobre encostas e canais.
O termo "HDPE" refere-se aqui a uma resina de polietileno ca- racterizada por densidade de 0,941 a pelo menos 0,960 g/cm3, e o termo "MDPE" refere-se a uma resina de polietileno caracterizada por densidade de 0,926 a 0,940 g/cm3.
O CCS reforçado é uma estrutura compósito, onde o GRM é comprimido e densificado contra as paredes de CCS e a fricção entre pare- des e GRM mantém a integridade da estrutura. As células plásticas e o infill GRM suportam dinamicamente um ao outro e devem ser capazes de sobre- viverem sob um amplo espectro de cargas, vibrações, cargas de impacto, tensões térmicas e erosão.
Três principais fatores afetando a durabilidade efetiva de longo termo de estruturas compósito GRM-CCS são (1) a resistência ao desliza- mento do material plástico; (2) a fricção entre a parede de célula e o material reforçado geotécnico (GRM) que é estabilizado e reforçado com o CCS; e (3) a estabilidade dimensional do GRM compactado e o CCS. Deslizamento da parede de CCS causa afrouxamento da fricção e perda de funcionalidade estrutural da estrutura compósito CCS-GRM. HD- PE e outras poliolefinas falham ao resistir ao deslizamento, especialmente em temperaturas maiores que cerca de 35-40 gruas Celsius (0C). A situação com MDPE é mesmo pior.
O potencial para aquecer artigos geotécnicos, e particularmente CCS, é usualmente correlacionado a áreas quentes no globo. Como aqui usado, em uma modalidade, o termo "áreas quentes" refere-se a áreas loca- lizadas dentro de 42 graus de latitude sobre qualquer lado (norte ou sul) do equador da terra. Em uma modalidade, "áreas quentes" refere-se a áreas localizadas dentro de 30 graus de latitude sobre qualquer lado do equador da terra. Em particular, áreas quentes incluem regiões juntas e no cinturão do deserto. Por exemplo, norte da África, sul da Espanha, Meio-Oeste, Ari- zona, Texas, Louisiana, Flórida, América Central, Brasil, índia, sul da China, Austrália e parte do Japão podem ser considerados áreas quentes. Em ge- ral, tais áreas quentes experimentam regularmente temperaturas acima de 35°C, ou mesmo acima de 40°C. Superfícies de artigos de plástico expostos a luz solar direta podem atingir temperaturas de 75°C e mesmo até 90°C.
O mecanismo de falha de CCS em temperaturas elevadas pode ser complexo. A primeira etapa é o aquecimento da superfície de GRM e as superfícies de CCS expostas-especialmente por absorção de luz solar. O aumento de temperatura de CCS causa uma mudança dimensional, uma vez que polietileno (PE) tem um alto coeficiente de expansão térmica (CTE)- cerca de 150-200 partes por milhão por grau C de mudança de temperatura (ppm/°C) e a própria CTE realmente aumenta com temperatura crescente. Isto significa que 100 metros (m) de CCS aumentarão seu comprimento por cerca de 60-80 centímetros (cm) quando aquecendo de 25°C para 65°C. Uma vez que o GRM retido pelo CCS expande muito menos, o acoplamento entre GRM e CCS, isto é, a habilidade do CCS reter o GRM, é deteriorado. Em adição, quando o CCS é exposto a calor por umas poucas horas por dia, a descrição conduz ao deslizamento e expansão irreversível. O resultado é que mesmo quando temperaturas caem, o contato íntimo entre o CCS e o GRM é irreversivelmente reduzido e assim a integridade estrutural combina- da e desempenho são reduzidos ou mesmo perdidos. Assim, os repetidos ciclos de aquecimento, expansão do CCS, resultante expansão ou colapso da estrutura de GRM previamente retida pelo CCS, resulta em eventual falha ou significante perda de função do CCS.
A situação se torna pior quando o GRM é submetido a congela- mento e descongelamento de água durante outono e inverno, um processo que causa expansão do GRM contra o CCS. Uma vez que a resistência de deslizamento de HDPE e MDPE é média ou mesmo baixa, o resultado é a- inda perda de contato entre paredes de CCS e GRM. Este processo é de ocorrência natural, por exemplo, um processo no qual pedras empurradas para cima fora do solo no inverno, devido aos ciclos de congelamento e des- congelamento ou, por exemplo, congelamento de água em rocha ou concre- to rachado, conduzindo à quebra do concreto ou rocha. As superfícies de cisalhamento da estrutura de CCS e usual-
mente as paredes de cada célula, podem ser gravadas em relevo, ou provi- das com outros meios de aperfeiçoamento de fricção, de modo a aumentar a fricção com GRM e prevenir deformações da parede de modo que a integri- dade da estrutura compósito não seja rompida. CCSs baseados em HDPE comercialmente disponíveis são ca-
racterizados por moderada rigidez, moderada estabilidade dimensional e aceitável resistência ao deslizamento em temperaturas na faixa de cerca de menos 10° a mais 40°C. Estes CCSs são, entretanto, caracterizados por al- gumas desvantagens: Eles têm resistência moderada, alto CTE, alta tendên- cia ao deslizamento, especialmente quando temperaturas são 40°C e acima, e sensitividade química para hidrocarbonetos e mais especificamente com- bustíveis e óleos.
Sensitividade química a hidrocarbonetos é prejudicial para apli- cações em que o CCS ou membrana é submetido a combustíveis e óleos, por exemplo, como reforço de GRM ou para confinamento em aterros sanitá- rios, campos de óleo, estações de gás, áreas de estacionamento intensivo e indústria química ou como uma barreira em aterros sanitários e reservató- rios.
As Iimitantes propriedades mecânicas e químicas de HDPE e MDPE1 e é claro de outras poliolefinas, são especialmente pertinentes para resistência ao deslizamento e limitada resistência térmica assim como uma alta tendência a intumescer quando expostos a fluidos hidrocarbonetos. Se são comparadas a resistência de deslizamento e resistência química a flui- dos hidrocarbonetos, sob a mesma carga, entre termoplásticos de engenha- ria ("ET"), tal como entre poliamida ou poliéster por um lado, e poliuretanos por outro, a resina termoplástica de engenharia é muito mais dimensional- mente estável, rija, tem uma tendência muito menor parao deslizamento, tem resistência química muito maior contra combustíveis e fluidos orgânicos e maior resistência.
Em contraste aos Ets1 polietileno tem melhor resistência a ras- gamento e perfuração que termoplástico de engenharia-especialmente em temperaturas abaixo de zero grau Celsius. Resistência a rasgamento e resis- tência a perfuração são questões importantes em membranas e CCSs, e mesmo mais importantes em CCS perfurado onde perfuração provê drena- gem através de parede plástica, mas enfraquece a tira e aumenta sua sensi- tividade a rasgamento. Resistência a rasgamento e perfuração também são importantes durante instalação onde o CCS ainda está vazio antes de en- chimento com GRM, e precisa sobreviver à atividade humana relacionada a instalação e enchimento com GRM.
As vantagens do termoplástico de engenharia são mesmo maio- res quando propriedades são comparadas em temperaturas acima de cerca de 40-50°C. Uma vez que maior parte de CCSs são fabricados através de soldagem de uma pluralidade de tiras, a resistência de soldagem e taxa de formação de solda são melhores com termoplástico de engenharia em rela- ção a HDPE ou MDPE. Uma outra vantagem de CCSs termoplásticos de engenharia é o aperfeiçoado coeficiente de fricção com GRM e especialmen- te com solos e turfa, comparados com poliolefinas, devido à sua maior pola- ridade. Termoplásticos de engenharia também são mais resistentes contra intumescimento por hidrocarbonetos tais como combustíveis e óleos. Os principais fatores Iimitantes de termoplásticos de engenharia como a resina de escolha na fabricação de CCS, são um alto módulo de e- lasticidade, que afeta simplicidade de instalação, alto custo relativo, sensiti- vidade relativamente maior a ácidos e bases, relativa fragilidade em tempe- raturas abaixo de cerca de IO0C e uma baixa resistência a fusão que afeta a simplicidade de extrusão de tira.
A combinação de resinas termoplásticas de engenharia e resi- nas de poliolefinas em uma combinação, é descrita em várias patentes da técnica anterior.
A patente U.S. 3 963 799 provê composições de poliamida e po-
liolefina, adaptadas principalmente para indústria de embalagem e proces- sos para formação de suas ligas (combinações compatibilizadas). As com- posições descritas nesta patente não são aplicáveis para aplicações geotéc- nicas estruturais incluindo CCSs, devido sua inerente fragilidade, especial- mente em baixas temperaturas, e falta de proteção contra umidade e luz UV. Esta patente não trata com tanto as dificuldades em soldagem das composi- ções, ou a instabilidade hidrolítica da fase poliamida, que pode ser hidrolisa- da no solo, especialmente solos ácidos. Além dISO, as composições desta patente têm CTE muito alto para CCSs e membranas. A patente U.S. 4 564 658 provê composições de poliéster e poli-
etileno de baixa densidade linear (LLDPE) somente, e não provê compatibili- zador, isto é, nenhum agente para estabilizar a dispersão dos dois polímeros imiscíveis. Conseqüentemente, em aplicações de extrusão, por exemplo, extrusão de tiras para aplicações geotécnicas, escoamento da fusão é desi- gual (fratura de fusão), e segregação entre fases é observada. As composi- ções descritas nesta patente não são aplicáveis para aplicações geotécnicas estruturais incluindo CCSs, devido sua flexibilidade e tendência ao desliza- mento. Devido à natureza de LLDPE as composições desta patente têm CTE muito alto para CCSs e membranas. A patente também não provê uma solução para a proteção da
combinação de hidrólise em solos e aterros sanitários, óleos e hidrocarbone- tos, e da degradação induzida por calor e luz UV. Qualidade de soldagem não é discutida.
A patente U.S. 5 280 066 provê composições de poliéster, polio- Iefina e um elastômero estirênico funcionalizado para aperfeiçoada resistên- cia a impacto, especialmente para moldagem de injeção. A invenção é Iimi- tada somente a polipropileno (PP) como a fração poliolefina. PP é muito rígi- do e carece de flexibilidade em temperaturas abaixo de cerca de zero 0C, uma propriedade que é obrigatória em CCSs. As composições desta patente têm CTE muito alto para CCSs e membranas.
O compatibilizador de acordo com esta patente é baseado em estireno-assim, tem limitada resistência à luz UV e assim limita a composi- ção a aplicação interna ou aplicação externa com um tempo de vida de cer- ca de 1 a 2 anos. Combinações de poliéster, especialmente, quando não especialmente estabilizadas contra hidrólise, podem falhar em solos, especi- almente aqueles tendo um pH maior que 7, dentro de um período de tempo relativamente curto. Esta patente não provê proteção suficiente contra óleos e combustíveis, ácidos e bases e luz UV. Qualidade de soldagem não é dis- cutida.
A patente U.S. 6 875 520 provê composições de copolímero de bloco de poliamida e uma poliolefina muito flexível. Esta invenção pode ser útil para geomembranas flexíveis mas não para aplicações geotécnicas es- truturais incluindo CCS e membranas de alta desempenho. A alta flexibilida- de que é uma vantagem em geomembranas flexíveis torna-se uma desvan- tagem em CCSs: quando uma carga é aplicada sobre o CCS suportando GRM, a estrutura compósito dos dois componentes interage com a carga como um sistema integrado. O CCS transfere a carga de célula para célula através de fricção com o GRM o que provê rigidez e endurecimento. Se o CCS é muito flexível, a carga induz uma deformação do CCS até fricção com GRM ser diminuída. Neste estado específico, o sistema integrado é irrever- sivelmente danificado e não pode mais prover a requerida durabilidade, rigi- dez e estabilização para o GRM. A patente não provê uma solução para a hidrólise da composição em solos e aterros sanitários, ou quando exposta a concreto ou outros meios caracterizados por um pH maior que 7. As compo- sições desta patente têm CTE muito alto para CCSs e membranas.
Estabilidade térmica e UV, especialmente por períodos estendi- dos de 2 anos ou mais, que são requeridos de CCSs, não são discutidos nem providos.
Assim, existe há muito uma necessidade sentida de provimento
de uma aperfeiçoada composição polimérica, particularmente como compa- rada a HDPE e MDPE, caracterizada por ter propriedades aperfeiçoadas, tal como uma ou mais de resistência ao deslizamento em uma ampla faixa de temperaturas, tais como temperaturas na faixa de menos 70°C a mais 90°C, sendo mais forte e mais rígida, tendo um menor CTE e menor tendência a perda de sua rigidez em temperaturas elevadas, tendo maior resistência ao deslizamento durante congelamento / descongelamento / aquecimento de GRM, sendo mais resistente a intumescimento por materiais de baixo peso molecular como óleos e hidrocarbonetos, tendo maior resistência à luz UV e degradação térmica por períodos de cerca de 2 a cerca de 100 anos em um amplo espectro de climas variando de árido para ártico e tendo aperfeiçoada resistência de soldagem e resistência de transporte de carga de solda. Tais composições poliméricas aperfeiçoadas podem ser desejáveis para CCSs para aplicações de alto desempenho e para reforço de GRM compreenden- do óleos, ácidos e bases, compostos químicos agressivos, solventes e com- bustíveis. Em adição há uma necessidade de artigos geotécnicos aperfeiço- ados como geomembranas e geogrades, tendo propriedades aperfeiçoadas importantes para as aplicações às quais tais artigos são submetidos. A ne- cessidade de tais composições e materiais fabricados das mesmas perma- neceu insatisfeita até agora. Breve Descrição
De acordo com uma modalidade da presente descrição, é provi- do um artigo geotécnico, incluindo pelo menos uma camada, a pelo menos uma camada pode ter um coeficiente de expansão térmica de menos que cerca de 150 ppm/°C em temperatura ambiente; resistência a meios ácidos maior que resina poliamida 6 e/ou resistência a meios básicos maior que resina PET; resistência a hidrocarbonetos maior que aquela de HDPE; mó- dulo de deslizamento de tensão (referido daqui por diante como módulo de deslizamento) de pelo menos 400 MPa a 25°C, em uma carga de 20% de tensão limite e tempo de carga de 60 minutos, de acordo com ISO 899-1; e 1 por cento de secante de módulo de flexão de pelo menos 700 MPa1 a 25°C de acordo com ASTM D790; a pelo menos uma camada pode ser formada por uma composição compreendendo:
(a) de cerca de 1 a cerca de 94,5% em peso da composição de pelo menos um grupo funcional contendo polímero ou oligômero compre- endendo em média pelo menos um grupo funcional por molécula, o pelo
menos um grupo funcional selecionado de carboxila, anidrido, oxirano, ami- no, amido, éster, oxazolina, isocianato, ou qualquer combinação dos mes- mos;
(b) de cerca de 5 a cerca de 98,5% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de engenharia;
(c) de cerca de 0,5 a cerca de 94% em peso da composição
de pelo menos um material de enchimento; e
(d) opcionalmente, até cerca de 93,5% em peso de uma poliolefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o ma- terial de enchimento pode estar em uma forma de um pó, fios ou fibras, e onde quando na forma de um pó tem um tamanho de partícula médio de menos que cerca de 30 micra. Em qualquer composição ou artigo da presen- te descrição, a presente descrição, o teor de (b) pode ser de cerca de 90 por cento em peso a cerca de 10 por cento em peso. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o (c) pelo menos um material de enchimen- to compreende um óxido de metal, um carbonato de metal, um sulfato de metal, um fosfato de metal, um silicato de metal, um borato de metal, um hidróxido de metal, uma sílica, um silicato, um aluminato, um alumossilicato, giz, talco, dolomita, uma fibra ou fio orgânico ou inorgânico, um metal, partí- cuias inorgânicas revestidas com metal, argila, caulin, cinza industrial, pó de concreto, cimento, dolomita, wolastonita, ou uma mistura de quaisquer dois ou mais dos mesmos. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o pelo menos um termoplástico de engenharia é selecionado de (i) uma poliamida; (ii) um poliéster; (iii) um poliuretano; ou copolímeros, copolímeros de bloco, combinações de quaisquer dois ou mais de (i), (ii) e (iii).
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o po-
límero ou oligômero contendo grupo funcional pode ser uma poliolefina mo- dificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno, onde o grupo fun- cional é enxertado ao polímero ou oligômero.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o po- límero ou oligômero contendo grupo funcional pode ser um copolímero ou terpolímero de (1) pelo menos um monômero insaturado e (2) pelo menos um grupo funcional contendo monômero insaturado, onde o monômero insa- turado contendo grupo funcional contem pelo menos um grupo insaturado e pelo menos um grupo funcional. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o pelo
menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional pode ser sele- cionado de um polietileno enxertado com anidrido maléico, um copolímero ou terpolímero de éster metacrílico ou etileno-acrílico enxertado com anidri- do maléico, um homopolímero ou copolímero de propileno enxertado com anidrido maléico, um polímero de alfa olefina-etileno enxertado com anidrido maléico, uma borracha de etileno-propileno enxertada com anidrido maléico, um polietileno enxertado com acrilato ou metacrilato de glicidila (GMA), um copolímero ou terpolímero de éster acrílico ou metacrílico-etileno enxertado com GMA, homopolímero ou copolímero de propileno enxertado com GMA, um polímero de alfa olefina-etileno enxertado com GMA, uma borracha etile- no-propileno enxertada com GMA, um copolímero ou terpolímero de etileno enxertado com ácido acrílico ou metacrílico, um ionômero de ácido acrílico ou metacrílico, um copolímero ou terpolímero de estireno-anidrido maléico, um copolímero ou terpolímero de estireno-ácido metacrílico ou de estireno- ácido acrílico, um copolímero ou terpolímero de etileno-metacrilato de glicidi- la ou etileno-acrilato de glicidila, ou qualquer combinação dos mesmos.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a po- Iiolefina não-modificada (d), copolímero de etileno ou terpolímero de etileno, quando presente, pode ser independentemente selecionado de polietileno, etileno-acetato de vinila, polipropileno, elastômero de etileno-alfaolefina, e- lastômero de etileno-propileno, elastômero de dieno etileno-propileno, copo- límero ou terpolímero de metacrilato éster ou etileno acrilato éster, ou qual- quer copolímero ou combinações dos mesmos.
Em qualquer combinação ou artigo da presente descrição, a composição ainda pode compreender um aditivo selecionado de estabiliza- dor térmico, foto estabilizador de amina impedida (HALS), absorvedores de UV orgânicos, absorvedores de UV inorgânicos, inibidor de hidrólise ou uma combinação dos mesmos.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o ini- bidor de hidrólise pode ser reativo com grupos de extremidade ou laterais do pelo menos um termoplástico de engenharia e é um ou mais selecionado de carbo diimida, uma poli carbo diimida, um isocianato bloqueado, uma resina epóxi, uma resina fenólica, uma resina novolac, uma resina melamina, uma resina uréia, uma resina glicolurila, um ácido triisocianúrico e seus deriva- dos, uma resina de estireno-anidrido maléico, ou um diácido aromático ou ciclo alifático ou um seu anidrido. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a
composição ainda pode compreender partículas de nano tamanho caracteri- zadas por propriedades de barreira, e permeabilidade da composição para moléculas tendo um peso molecular menor que cerca de 1000 Dáltons é pe- lo menos 10 por cento menor comparada com uma composição compreen- dendo a mesma composição mas sem as partículas de nano-tamanho.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, as partículas de tamanho nano podem ser selecionadas de nano argila, nano sílica, nano silicatos, nano alumossilicatos, nano-óxido de zinco, nano-óxidos de titânio, nano-óxidos de zircônio, nano talco, nano tubos, nanopartículas e/ou flocos de metais, negro-de-fumo, sulfetos e sulfatos de tamanho nano, e celulose, Iignina ou proteínas de origem animal ou planta de tamanho nano e combinações de dois ou mais dos mesmos. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o arti- go pode incluir uma tira extrudada ou moldada tendo uma espessura na fai- xa de cerca de 0,1 mm a cerca de 5 mm. Em qualquer composição da pre- sente descrição, a tira, tendo um dado tamanho, pode ter força de retirada 10% maior em tensão normal de cerca de 27,58 kPa (4 lb/in2), entre a tira e areia, em relação a uma tira do dado tamanho formada de MDPE ou HDPE virgem, como testada por ASTM D6706-01. Em qualquer composição da presente descrição, a tira pode incluir características de promoção de fricção sobre pelo menos uma superfície exterior do artigo, onde as características de promoção de fricção compreendem textura, gravação em relevo, desgra- vação de relevo, orifício-através, extensão semelhante a dedo, extensão semelhante a cabelo, extensão semelhante a onda, linha coextrudada, fibras ligadas ou grãos ou agregado, pontos, abas mate ou qualquer combinação das mesmas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o arti-
go geotécnico pode ser um sistema de confinamento celular tridimensional (CCS) compreendendo uma pluralidade das tiras, cada uma das tiras se co- municando com sua vizinhança em uma relação lado a lado através de liga- ções físicas discretas, em que as ligações são espaçadas umas das outras por áreas não-ligadas. Em qualquer das composições da presente descri- ção, o CCS tridimensional pode ser adaptado para conter e/ou confinar e/ou reforçar material de terra, solo, rocha, cascalho, areia, pedra, turfa, argila, concreto, agregado, materiais de construção de estrada e qualquer combi- nação de dois ou mais dos mesmos. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a distância entre as juntas pode estar na faixa de cerca de 50 mm a cerca de 1500 mm. Em qualquer composição ou artigo da pre- sente descrição, as juntas podem ser providas através de soldagem, ligação, costura, grampeamento, rebitagem ou qualquer combinação dos mesmos. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, as juntas podem ser soldadas por uma ou mais de soldagem ultra-sônica, soldagem com la- ser, e soldagem de prensa quente. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a soldagem pode requerer tempos de ciclo de soldagem pelo menos 10% menores em relação a HDPE virgem para a mesma dimen- são de solda. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, quando as juntas são soldadas, a resistência de solda máxima de duas tiras soldadas em temperatura ambiente pode ser maior que cerca de 1300 N para uma largura de solda de 100 mm, medida pelo menos 48 horas após soldagem. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que as juntas são soldadas, a resistência de solda máxima de duas tiras sol- dadas a menos 20°C pode ser maior que cerca de 1000N para uma largura de solda de 100 mm, medida pelo menos 48 horas após soldagem. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, quando as juntas são soldadas, a resistência de solda máxima de duas tiras soldadas em mais 70°C pode ser maior que 1000 N para uma largura de solda de 100 mm, medida pelo menos 48 horas após soldagem.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que duas tiras são ligadas por soldagem, quando as juntas soldadas são submetidas a uma carga contínua de 77 kg por 100 mm de comprimento de solda por 10 dias em temperatura ambiente, substancialmente todas as jun- tas soldadas devem permanecer intactas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que duas tiras são ligadas por soldagem, quando as juntas soldadas são submetidas a uma carga contínua de 77 kg por 100 mm de comprimento de solda por 30 dias em temperatura ambiente, substancialmente todas as jun- tas soldadas devem permanecer intactas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que duas tiras são ligadas por soldagem, quando as juntas soldadas são submetidas a uma carga contínua de 88 Kg por 100 mm de comprimento de solda por 20 dias em temperatura ambiente, cerca de 90% ou mais das jun- tas soldadas devem permanecer intactas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que duas tiras são ligadas por soldagem, quando as juntas soldadas são submetidas a uma carga contínua de 88 Kg por 100 mm de comprimento de solda por 30 dias em temperatura ambiente, cerca de 80% ou mais das jun- tas soldadas devem permanecer intactas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que duas tiras são ligadas por soldagem, quando as juntas soldadas são submetidas a uma carga contínua de 100 Kg por 100 mm de comprimento de solda por 10 dias em temperatura ambiente, substancialmente todas as juntas soldadas devem permanecer intactas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que duas tiras são ligadas por soldagem, quando as juntas soldadas são submetidas a uma carga contínua de 100 Kg por 100 mm de comprimento de solda por 20 dias em temperatura ambiente, cerca de 80% ou mais das juntas soldadas devem permanecer intactas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que duas tiras são ligadas por soldagem, quando as juntas soldadas são submetidas a uma carga contínua de 100 Kg por 100 mm de comprimento de solda por 30 dias em temperatura ambiente, cerca de 60% ou mais das juntas soldadas devem permanecer intactas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que duas tiras são ligadas por soldagem, quando as juntas soldadas são submetidas a uma carga contínua de 88 Kg por 100 mm de comprimento de solda por 30 dias a -20°C, cerca de 70% ou mais das juntas soldadas de- vem permanecer intactas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, em que duas tiras são ligadas por soldagem, quando as juntas soldadas são submetidas a uma carga contínua de 88 Kg por 100 mm de comprimento de solda por 30 dias em +70°C, cerca de 60% ou mais das juntas soldadas de- vem permanecer intactas.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o arti- go ainda pode compreender uma estrutura de reforço adaptada para uso na fixação de artigo a um substrato.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a composição ou artigo pode ter um módulo secante 1% de acordo com ASTM D790 de pelo menos 600 MPa quando medido a 45°C. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a composição ou artigo pode ter um módulo secante 1% de acordo com ASTM D790 de pelo menos 500 MPa quando medido a 70°C.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a composição ou artigo pode ter um módulo secante 1% de acordo com ASTM D790 que é pelo menos 10% maior que aquele de HDPE, quando medido em uma temperatura de cerca de 45°C.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a composição ou artigo pode ter um módulo secante 1% de acordo com ASTM D790 que é pelo menos 10% melhor que aquele de HDPE, quando medido em uma temperatura de cerca de 70°C.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o arti- go pode ter pelo menos uma camada adicional aplicada a ou coextrudada ou co-moldada ou laminada a primeira camada. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição,a pelo menos uma camada adicional pode compreender (1) uma composição compreendendo (a), (b) e (c) (como defi- nidos acima) em uma combinação que pode ser a mesma como ou diferente da composição da primeira camada, ou (2) um material diferente da compo- sição compreendendo (a), (b) e (c). Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o artigo pode ser uma geomembrana.
Em qualquer tal geomembrana, a geomembrana pode compre- ender uma pluralidade de folhas soldadas ou ligadas juntas em suas respec- tivas bordas. Em qualquer tal geomembrana, a geomembrana pode compre- ender a folha tendo um ou mais de (a) menor permeabilidade para um ou mais de ácidos, bases, óleos, combustíveis, metais pesados, dioxinas, oxi- gênio, nitratos, sulfatos, fosfatos, SOx, NOx, cloro flúor carbonetos, compos- tos de organo-fósforo, herbicidas, pesticidas, germicidas, halogênios, ácidos halogênio, cloro e seus derivados orgânicos, bromo e seus derivados orgâ- nicos, amônia, sais de amônio e derivados orgânicos, benzeno e derivados orgânicos, derivados orgânicos de tolueno, derivados orgânicos de fenol, compostos radioativos, agentes de guerra química, bactérias, vírus, fungos, algas, e solventes orgânicos em relação a uma geomembrana de HDPE tendo as mesmas dimensões; (b) retenção de módulo elástico pelo menos 10% melhor a 25°C de acordo ASTM D790 quando exposta a combustíveis e hidrocarbonetos em relação a uma geomembrana de HDPE tendo as mesmas dimensões; e (c) módulo de deslizamento pelo menos 10% maior em uma carga de 20% de tensão limite e tempo de carga de 60 minutos, de acordo com ISO 899-1 medido a 60°C, em relação e uma geomembrana de HDPE tendo as mesmas dimensões.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a pelo menos uma camada pode prover uma condutividade térmica pelo menos 10% maior em relação a uma camada de HDPE tendo as mesmas dimen- sões.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a pelo menos uma camada ainda pode compreender um aditivo selecionado de um HALS1 um absorvedor de UV orgânico ou um absorvedor de UV inorgânico ou qualquer combinação dos mesmos, a camada provê uma taxa de extra- ção, evaporação e/ou hidrólise do aditivo pelo menos 10% menor em relação a uma camada de HDPE compreendendo o mesmo aditivo e tendo as mes- mas dimensões.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a pelo menos uma camada pode exibir um aumento em peso após imersão por 60 dias a 25°C em n-octano pelo menos 10% menor em relação a uma camada de HDPE tendo as mesmas dimensões.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a pelo menos uma camada pode exibir uma retenção de elongação para ruptura pelo menos 10% melhor após imersão por 60 dias a 45°C em solução aquo- sa tendo pH = 11 em relação a uma camada de tereftalato de polietileno (PET) tendo as mesmas dimensões.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a pelo menos uma camada pode exibir uma retenção de elongação para ruptura pelo menos 10% melhor após imersão por 60 dias a 45°C em solução aquo- sa tendo pH = 4 em relação a uma camada de PA6 tendo as mesmas di- mensões. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, a composição pode compreender uma fase contínua e uma fase descontínua dispersa em domínios por toda a fase contínua, em que substancialmente todos os domínios têm uma dimensão maior de cerca de 10 micra ou menos. Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, substancialmente todos os domínios podem ter uma maior dimensão de cerca de 3 micra ou menos.
Em qualquer composição ou artigo da presente descrição, o arti- go geotécnico pode ser um CCS, uma geomembrana ou uma geograde.
De acordo com uma modalidade da presente descrição, é provi- do um processo para formação de um artigo geotécnico compreendendo pelo menos uma camada, a pelo menos uma camada tendo um coeficiente de expansão térmica de menos que cerca de 150 ppm/°C em temperatura ambiente; resistência a meios ácidos maior que resina poliamida 6 e/ou re- sistência a meios básicos maior que resina PET; resistência a hidrocarbone- tos maior que aquela de HDPE; módulo de deslizamento de pelo menos 400 MPa a 25°C, em uma carga de 20% de tensão limite e tempo de carga de 60 minutos, de acordo com ISO 899-1; e módulo de flexão secante 1 por cento de pelo menos 700 MPa, a 25°C de acordo com ASTM D790; em que a pelo menos uma camada pode ser formada por uma composição compreenden- do:
(a) de cerca de 1 a cerca de 94,5% em peso da composição de pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compre- endendo em média pelo menos um grupo funcional por molécula, o pelo menos um grupo funcional selecionado de carboxila, anidrido, oxirano, ami- no, amido, éster, oxazolina, isocianato ou qualquer sua combinação;
(b) de cerca de 5 a cerca de 98,5% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de engenharia;
(c) de cerca de 0,5 a cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de enchimento; e
opcionalmente, até cerca de 93,5% em peso de uma poliolefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno; como des- crito aqui, e em que o processo compreende:
(i) provimento de (a) pelo menos um polímero ou oligômero con- tendo grupo funcional e (b) pelo menos um termoplástico de engenharia;
(ii) amassando a fusão de (a) e (b) combinados;
(iii) adição de (c) pelo menos um material de enchimento e ainda amassando fusão de (a), (b) e (c) combinados;
(iv) opcionalmente adicionando o (d) pelo menos uma poliolefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno a qualquer do (a), (b) ou (c) ou combinação dos mesmos; e
(v) extrusão da composição em uma tira, um perfil, um filme ou fo- lha, um pó, ou uma pluralidade de pérolas, flocos, grânulos ou péletes.
Em qualquer processo de acordo com a presente descrição, o processo ainda pode incluir nova fusão de pó ou a pluralidade de pérolas, flocos, grânulos ou péletes e extrudando, moldando ou formando a nova fu- são em uma tira, um perfil, um filme, uma folha ou um artigo geotécnico tri- dimensional moldado.
Em uma modalidade, o material de enchimento (c) é provido jun- to com (a) e (b) a partir da mesma abertura ou tremonha no extrusor ou co- mo uma pré-mistura.
Em qualquer processo de acordo com a presente descrição, o processo pode produzir ou formar um artigo geotécnico que é um CCS, uma geomembrana ou uma geograde, ou qualquer forma de perfil ou artigo ex- trudado ou moldado.
De acordo com uma modalidade da presente descrição, é provi- do um processo para formação de um artigo geotécnico compreendendo pelo menos uma camada, a pelo menos uma camada tendo um coeficiente de expansão térmica de menos que cerca de 150 ppm/°C em temperatura ambiente; resistência a meios ácidos maior que resina poliamida 6 e/ou re- sistência a meios básicos maior que resina PET; resistência a hidrocarbone- tos maior que aquela de HDPE; módulo de deslizamento de pelo menos 400 MPa a 25°C, em uma carga de 20% de tensão limite e tempo de carga de 60 minutos, de acordo com ISO 899-1; e módulo de flexão secante 1 por cento de pelo menos 700 MPa, a 25°C de acordo com ASTM D790; em que a pelo menos uma camada pode ser formada por uma composição compreenden- do:
de cerca de 1 a cerca de 94,5% em peso da composição de pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional;
(b) de cerca de 5 a cerca de 98,5% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de engenharia;
(c) de cerca de 0,5 a cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de enchimento; e
(d) opcionalmente, até cerca de 93,5% em peso de uma poliolefina
não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno; como des- crito aqui, e em que o processo compreende:
(i) provimento de uma poliolefina, copolímero de etileno, terpolímero de etileno ou qualquer sua combinação;
(ii) amassando a fusão de poliolefina, copolímero de etileno, terpolímero de etileno ou qualquer combinação dos mesmos com um mo- nômero insaturado compreendendo pelo menos um grupo reativo por molé- cula, em que o grupo reativo é um carboxila, anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazolina, isocianato ou combinações dos mesmos, na presença de radicais livres para formar o (a) pelo menos um polímero ou oligômero con- tendo grupo funcional;
(iii) combinação de (a) polímero ou oligômero contendo gru- po funcional com o (b) pelo menos um termoplástico de engenharia;
(iv) amassando a fusão de (a) e (b) combinados;
(v) adição de (c) pelo menos um material de enchimento e ainda amassando a fusão de (a), (b) e (c) combinados;
(vi) opcionalmente adição de (d) pelo menos uma poliolefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno a qualquer um de (a), (b), ou (c) ou combinação dos mesmos; e
(vii) extrudando ou moldando a composição em uma tira, um filme, ou folha, um pó, um perfil, ou uma pluralidade de pérolas, flocos, grâ- nulos ou péletes. Em qualquer processo de acordo com esta modalidade da pre- sente descrição, (i) e (ii) podem ser realizadas em um primeiro extrusor e (iii), (iv), (v), (vi) e (vii) se presentes, podem ser realizadas em um segundo extrusor.
Em qualquer processo de acordo com esta modalidade da pre-
sente descrição, (i)-(vii), e (vi) se presentes, podem ser realizadas em um mesmo extrusor em ordem.
Em uma modalidade, o polímero contendo grupo funcional é pro- vido em um primeiro setor de um extrusor, e o ET é provido como um pó, flocos ou fusão o polímero contendo grupo funcional fundido, em um segun- do setor do mesmo extrusor. Em uma outra modalidade, o polímero conten- do grupo funcional é provido em um primeiro setor de um extrusor, e o ET é provido como uma fusão para o polímero contendo grupo funcional fundido, através de um extrusor lateral acoplado ao primeiro extrusor. A mistura das duas fusões é amassada em fusão em um segundo setor de um dos dois extrusores ou em um terceiro extrusor.
Em qualquer modalidade da presente descrição, o material de enchimento pode ser omitido. Assim, qualquer uma das composições anteri- ores pode ser formada sem o uso de um material de enchimento adicionado, e qualquer um dos processos anteriores pode ser realizado sem a adição de um material de enchimento. Em uma modalidade, os materiais de tamanho nano não são considerados como constituírem um material de enchimento.
Em uma modalidade da presente descrição, a combinação com- patibilizada provê capacidade de solda aperfeiçoada a artigos e especial- mente tiras formadas a partir da mistura compatibilizada, em relação a um artigo extrudado ou moldado de HDPE ou MDPE não-compatibilizado e es- pecialmente tiras das mesmas dimensões. A capacidade de solda aperfeiço- ada refere-se a mais rápida formação de solda e/ou maior resistência limite e/ou habilidade de solda reter sua integridade sob carga por prolongados períodos. A resistência de solda aperfeiçoada é significantemente melhor quando comparada a HDPE e MDPE em temperatura maior que 45°C. A capacidade de solda aperfeiçoada é provida quando o artigo, e especialmen- te uma tira, inclui uma combinação compatibilizada enchida com material de enchimento de acordo com a presente descrição.
Em uma modalidade, a capacidade de solda aperfeiçoada da mistura compatibilizada é particularmente aparente quando a soldagem é soldagem ultra-sônica. Devido ao efeito da mistura compatibilizada, tiras ou outros artigos formados da mistura compatibilizada, quando soldados, pro- porcionam ligações muito fortes entre as partes soldadas. A resistência de ligação obtida quando artigos formados da combinação compatibilizada da presente descrição são soldados juntos é maior que as ligações obtidas quando artigos das técnica anterior que são similares mas fabricados de HDPEou MDPE.
Assim, a presente descrição se endereça à longa necessidade sentida de uma composição polimérica aperfeiçoada, comparada a HDPE e MDPE, caracterizada por ter aperfeiçoadas características, tais como uma ou mais de resistência ao deslizamento aperfeiçoada em temperaturas na faixa de menos 70°C a mais 90°C, sendo mais forte e rija, tendo menor CTE e menor tendência a perder sua rigidez em temperatura elevadas, maior re- sistência ao deslizamento durante congelamento de GRM, sendo mais resis- tente a intumescimento por óleos e hidrocarbonetos, sendo mais resistente a ácidos e bases, tendo maior resistência a degradação induzida por luz UV e degradação térmica, por períodos de cerca de 2 a cerca de 100, anos em um amplo espectro de climas variando de árido para ártico, e tendo aperfei- çoada resistência de soldagem e transporte de carga de longo termo. As composições poliméricas compatibilizadas da presente descrição são muito desejáveis para CCS para aplicações de alto desempenho e para reforço de GRM compreendendo óleos, ácidos e bases, compostos químicos agressi- vos, solventes e combustíveis, e assim representam um significante aperfei- çoamento sobre a técnica anterior. Breve Descrição dos Desenhos O seguinte é uma breve descrição dos desenhos, que são apre-
sentados para os propósitos de ilustração de modalidades exemplares aqui mostradas e não para propósitos de limitação das mesmas. A figura 1 é uma vista em perspectiva de um CCS incluindo uma pluralidade de tiras soldadas, cunhas e tendões, de acordo com uma moda- lidade da presente descrição.
A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma célula simples de um CCS contendo um GRM.
A figura 3 é uma vista em perspectiva de uma célula simples de um CCS contendo um GRM e incluindo uma cunha.
A figura 4 é uma vista em perspectiva de uma célula simples de um CCS incluindo um tendão e fechos.
A figura 5 é uma vista em perspectiva de uma célula simples de um CCS incluindo um tendão.
A figura 6 é uma vista em perspectiva de uma célula simples de um CCS incluindo uma cunha e uma porção de parede reforçada, de acordo com uma outra modalidade da presente descrição.
As Figs. 7 e 8 ilustram esquematicamente duas modalidades adicionais da presente descrição, em que uma ou duas camadas exteriores são laminadas ou co-extrudadas com uma tira incluindo a composição poli- mérica compatibilizada da presente descrição.
As Figs. 9 e 10 ilustram esquematicamente quatro processos para fabricação de uma composição polimérica de acordo com a presente descrição.
Deve ser apreciado que por simplicidade e clareza de ilustração, elementos mostrados nas Figuras não foram necessariamente desenhados em escala. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos são exage- radas em relação uns aos outros para clareza. Ainda, em que considerado apropriado, numerais de referência foram repetidos entre as Figuras para indicar elementos correspem quentes. Descrição Detalhada
As propriedades físicas aqui mencionadas são medidas em tem- peratura ambiente, isto é, cerca de 20° a cerca de 25°C, a menos que espe- cificamente estabelecido de outra maneira.
A seguinte descrição da presente descrição é provida, junto com os desenhos e reivindicações, de modo a permitir que aqueles versados na técnica façam e usem a invenção e mostra o melhor modo contemplado pelo inventor de modalidade desta invenção. Várias modificações, entretanto, permanecerão visíveis para aqueles versados na técnica, uma vez que os princípios gerais da presente descrição foram especificamente definidos pa- ra provimento de composições, um artigo moldado ou extrudado, e em parti- cular, tiras, que podem ser formadas em um CCS especialmente adaptado para aplicações geotécnicas. Em uma modalidade, o artigo de acordo com esta invenção tem uma aperfeiçoada resistência ao deslizamento em tempe- raturas na faixa de menos 70°C a mais 90°C e módulo de flexão de secante 1 por cento de acordo com ASTM D790 de pelo menos 700 MPa. Em uma modalidade, o artigo ou uma camada usada para formar o artigo, tem um ou mais de um coeficiente de expansão térmica de menos que 150 ppm/°C em temperatura ambiente; resistência a meios ácidos maior que resina poliami- da 6e/ou resistência a meios básicos maior que resina PET; resistência a hidrocarbonetos maior que aquela de HDPE; módulo de deslizamento de pelo menos 400 MPa a 25°C, em uma carga de 20% de tensão limite e tem- po de carga de 60 minutos, de acordo com ISO 899-1; e módulo de flexão de secante 1 por cento de pelo menos 700 MPa, a 25°C de acordo com ASTM D790.
A mistura, o artigo moldado ou extrudado, e especialmente as tiras ou CCS formado das mesmas, tipicamente inclui pelo menos uma ca- mada em que a camada inclui (a) de cerca de 1 a cerca de 94,5% em peso da composição de pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compreendendo em média pelo menos um grupo funcional por mo- lécula, o pelo menos um grupo funcional selecionado de carboxila, anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazolina, isocianato ou qualquer combinação dos mesmos; (b) de cerca de 5 a cerca de 98,5% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de engenharia; (c) de cerca de 0,5 a cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de enchimento; e (d) opcionalmente, até cerca de 93,5% em peso de uma poliolefina não- modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno. Em uma moda- lidade, o material de enchimento (c) pode ser omitido, e assim é opcional nesta modalidade. Em uma modalidade na qual o material de enchimento é opcional, a composição pode ser descrita como compreendendo (a) de cerca de 1 a cerca de 95% em peso da composição de pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compreendendo em média pelo me- nos um grupo funcional por molécula, o dito pelo menos um grupo funcional selecionado de carboxila, anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazolina, isocianato, ou qualquer combinação dos mesmos; (b) de cerca de 5 a cerca de 99% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de enge- nharia; (c) opcionalmente até cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de enchimento; e (d) opcionalmente, até cerca de 94% em peso de uma poliolefina não-modificada.
Em uma modalidade, a composição polimérica compatibilizada é caracterizada por módulo de deslizamento de pelo menos 400 MPa a 25°C, em uma carga de 20% de tensão limite e tempo de carga de 60 minutos, de acordo com ISO 899-1. Maioria de poliolefinas têm módulo de deslizamento menor que os valores aqui mostrados para o artigo geotécnico da presente descrição, e assim podem causar prematura falha de CCS, usualmente atra- vés de um modo de deformação plástica, especialmente sob combinações de altas cargas e temperaturas de 40°C ou mais.
Em uma outra modalidade, a nova composição polimérica com- patibilizada é caracterizada por uma resistência de rasgamento de acordo com ASTM D1004 de pelo menos cerca de 30 Newtons (N) para espessura de filme de 1 mm.
Maioria de termoplásticos de engenharia não tem suficiente re-
sistência a rasgamento e perfuração, e assim podem causar catastrófica fa- lha de CCS formado por tal material.
Além dISO, ligas de PO e ET têm tendência a serem frágeis e sua resistência ao rasgamento é insuficiente para aplicações geotécnicas. Surpreendentemente, quando uma composição balanceada de PO incluindo uma significante quantidade de poliolefina relativamente elástica na forma de um compatibilizador como aqui definido é introduzida na mistura (liga) de PO e ET, a resistência de rasgamento é aperfeiçoada de modo que aplicações geotécnicas são permitidas para a composição.
Como aqui usado, o termo "compatibilizador" significa um polí- mero ou oligômero contendo grupo funcional, por exemplo, um copolímero ou terpolímero compreendendo uma média de pelo menos um grupo reativo por cadeia, ou poliolefina modificada, ou copolímero de etileno ou terpolíme- ro de etileno, que contem, está enxertado por e/ou é funcionalizado por um grupo funcional e compreendendo uma média de pelo menos um grupo rea- tivo por cadeia. O compatibilizador assim inclui uma média de pelo menos um grupo funcional por uma cadeia de polímero ou oligômero, isto é, um po- límero ou oligômero modificado por uma média de pelo menos um grupo reativo por cadeia.
O termo "polímero ou oligômero contendo grupo funcional" refe- re-se aqui a qualquer ou ambos de um copolímero ou oligômero que contém unidades "mer" derivadas de monômeros contendo grupo funcional, ou a um polímero, copolímero ou oligômero que foi funcionalizado, por exemplo, atra- vés de enxerto de uma metade contendo grupo funcional à cadeia ou cadeia principal do polímero, copolímero ou oligômero. Em ambos os casos, o gru- po funcional pode ser um ou mais de carboxila, anidrido, oxirano, amino, a- mido, éster, oxazolina, isocianato ou combinações dos mesmos. O termo "funcionalizado" ou "contendo grupo funcional" refere-se a qualquer produto no qual os grupos reativos estão ligados covalentemente com as cadeias de polímero ou oligômero. Como aqui descrito, o grupo funcional pode ser in- troduzido através de enxerto a um polímero ou oligômero formado previa- mente, ou através de copolimerização de um ou mais monômeros contendo grupos funcionais com um ou mais monômeros contendo grupo não- funcional, para formação de um copolímero ou terpolímero no qual o monô- mero contendo grupo funcional está incluído na cadeia principal do polímero ou oligômero.
O termo "autocompatibilizador" refere-se aqui a um polímero
modificado (um compatibilizador) derivado de uma poliolefina não- modificada ou copolímero de etileno ou terpolímero de etileno, em que o po- límero não-modificado é enxertado ou funcionalizado por um reagente con- tendo grupo funcional, e em que o enxerto ou funcionalização ocorre in situ, justo antes da etapa de amassamento de fusão do autocompatibilizador e, opcionalmente, qualquer poliolefina não-modificada ou copolímero de etileno ou terpolímero de etileno adicional, com o componente termoplástico de en- genharia. O grupo funcional pode ser um grupo reativo com um componente do componente termoplástico de engenharia. O termo "in sitL/' significa que o autocompatibilizador fundido é misturado com o componente termoplástico de engenharia direto após sua fabricação, sem uma etapa de resfriamento entre.
O termo "compatibilizador externo" refere-se aqui a um compati- bilizador (como definido acima) que é comercialmente obtido ou que foi for- mado através de enxerto de um reagente contendo grupo funcional a uma apropriada poliolefina não-modificada ou copolímero de etileno ou terpolíme- ro de etileno, e em que o enxerto ocorre antes do momento em que o com- patibilizador é introduzido a uma combinação compreendendo o termoplásti- co de engenharia e, opcionalmente, poliolefina não-modificada ou copolíme- ro de etileno ou terpolímero de etileno. O compatibilizador externo é provido como contas sólidas ou pulverizado ou flocos ou qualquer outra forma para, junto com o termoplástico de engenharia sólido e, opcionalmente poliolefina não-modificada ou copolímero de etileno ou terpolímero de etileno, e a mis- tura é fundida e então a fusão amassada.
Em uma modalidade, a composição de acordo com a presente descrição é obtida através de: introdução em um extrusor de um polímero não-modificado, um reagente contendo grupo funcional insaturado e um ini- ciador de radical livre; primeiro amassando a fusão destes materiais de mo- do que o reagente reaja com o polímero para enxertar o grupo funcional para a cadeia de polímero pelo que formando um autocompatibilizador; introdu- ção no extrusor de um termoplástico de engenharia fundido; amassando a fusão de autocompatibilizador com o termoplástico de engenharia à jusante no mesmo extrusor ou em um extrusor secundário; opcionalmente adicio- nando adicional polímero não-modificado após o primeiro amassamento de fusão e tanto antes como após introdução de termoplástico de engenharia e ainda amassamento de fusão se após; e extrudando a composição através de um cossinete para formar uma tira, um perfil, um artigo tridimensional, um filme ou uma folha, um pó, ou uma pluralidade de pérolas, flocos, grânulos ou péletes.
Em qualquer modalidade na qual a fase poliolefina não- modifiçada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno (PO) está pre- sente, o PO provê a composição com estabilidade hidrolítica (especialmente contra ácidos e bases que atacam o ET), resistência a rasgamento e perfu- ração, e provê estes benefícios em uma faixa de temperaturas, mas especi- almente em temperaturas abaixo de zero °C, e provê alta resistência de fu- são, que é um parâmetro muito importante em extrusão e moldagem de so- pro.
A fase de termoplástico de engenharia (ET) provê a composição com rigidez, resistência, estabilidade dimensional, resistência ao desliza- mento em temperaturas maiores que cerca de 40°C, resistência contra óleos e combustíveis e aperfeiçoadas propriedades de barreira contra difusão de diferentes materiais através de artigo moldado ou extrudado, aperfeiçoado coeficiente de fricção (importante para soldagem e para fricção com GRM), menor coeficiente de expansão térmica (CTE) que o PO e maiores proprie- dades de barreira que permitem difusão mais lenta de compostos perigosos através de artigo de polímero e menor extração ou evaporação de HALS e absorvedores de UV.
A menos que de outro modo notado, as propriedades dos polí- meros descritos a seguir são medidas em temperatura ambiente, por exem- plo, cerca de 20°C a cerca de 25°C, e em condições de pressão atmosférica.
Em uma modalidade da presente descrição, é provida uma com- posição polimérica compatibilizada apropriada para aplicações geotécnicas, incluindo CCS, geograde, geomembrana e reforço de solo, caracterizada por alta resistência de deslizamento em temperaturas na faixa de menos 70° a mais 90°C, alta resistência a degradação induzida por luz ultravioleta (UV) e calor e rigidez apropriada para as aplicações de módulo de flexão de secan- te 1% de acordo com ASTM D790 de pelo menos 700 MPa, medido em temperatura ambiente. Em uma modalidade, a composição polimérica com- patibilizada da presente descrição tem um módulo secante 1% de acordo com ASTM D790 de pelo menos 600 MPa quando medido a 45°C, e em uma outra modalidade, a composição polimérica compatibilizada da presente descrição tem um módulo secante 1 % de acordo com ASTM D790 de pelo menos 500 MPa quando medido a 70°C. Em uma modalidade, a composição polimérica tem um módulo de flexão de secante 1 % de acordo com ASTM D790 que é pelo menos 10% maior que aquele de HDPE1 quando medido em uma temperatura de cerca de 45°C e em uma outra modalidade a com- posição polimérica tem um módulo de flexão de secante 1 por cento de a- cordo com ASTM D790 que é pelo menos 10% melhor que aquele de HDPE, quando medido em uma temperatura de cerca de 70°C. Em uma modalida- de, a composição polimérica compatibilizada tem um módulo de flexão de secante 1 por cento de acordo com ASTM D790 que é pelo menos 25% mai- or que aquele de HDPE, quando medido em uma temperatura de cerca de 45°C, e em uma outra modalidade a composição polimérica compatibilizada tem um módulo de flexão de secante 1 por cento de acordo com ASTM D790 que é pelo menos 25% melhor que aquele de HDPE, quando medido em uma temperatura de cerca de 70°C.
Em uma modalidade, a presente descrição provê um artigo geo- técnico que inclui pelo menos uma camada, em que pelo menos uma cama- da tem propriedades incluindo um ou mais de um coeficiente de expansão térmica de menos que cerca de 150 ppm/°C em temperatura ambiente; re- sistência a meios ácidos maior que resina poliamida 6 e/ou resistência a meios básicos maior que resina PET; resistência a hidrocarbonetos maior que aquela de HDPE; módulo de deslizamento de pelo menos 400 MPa a 25°C em uma carga de 20% de tensão limite e tempo de carga de 60 minu- tos de acordo com ISO 899-1; e módulo de flexão de secante 1 por cento de pelo menos 700 MPa a 25°C, de acordo com ASTM D790.
Em uma modalidade, a pelo menos uma camada pode ser for- mada por uma composição incluindo (a) de cerca de 1 a cerca de 94,5% em peso da composição de pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compreendendo em média pelo menos um grupo funcional por molécula, o dito pelo menos um grupo funcional selecionado de carboxi- Ia1 anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazolina, isocianato, ou qualquer sua combinação; (b) de cerca de 5 a cerca de 98,5% em peso da composi- ção de pelo menos um termoplástico de engenharia; (c) de cerca de 0,5 a cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de en- chimento; e (d) opcionalmente, até cerca de 93,5% em peso de uma poliole- fina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno. Em uma outra modalidade, a pelo menos uma camada pode ser
formada de uma composição incluindo (a) de cerca de 1 a cerca de 95% em peso da composição de pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compreendendo em média pelo menos um grupo funcional por molécula, o dito pelo menos um grupo funcional selecionado de carboxi- Ia, anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazolina, isocianato ou qualquer sua combinação; (b) de cerca de 5 a cerca de 99% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de engenharia; (c) opcionalmente até cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de enchimento; e (d) opcionalmente, até cerca de 94% em peso de uma poliolefina não- modificada. Em uma modalidade, o teor de (b) é de cerca de 90 por cento em peso a cerca de 10 por cento em peso. Em uma modalidade, o pelo me- nos um termoplástico de engenharia é selecionado de (i) uma poliamida; (ii) um poliéster; (iii) um poliuretano; ou copolímeros, copolímeros de bloco, ou combinações de quaisquer dois ou mais de (i), (ii) e (iii). Em uma modalidade, quando presente, o material de enchimen-
to está na forma de um pó, fios ou fibras, e em uma modalidade, quando na forma de um pó tem um tamanho de partícula médio de menos que cerca de micra. Em uma modalidade, o material de enchimento pode incluir um óxido de metal, um carbonato de metal, um sulfato de metal, um fosfato de metal, um silicato de metal, um borato de metal, um hidróxido de metal, uma sílica, um aluminato, um alumossilicato, giz, talco, dolomita, uma fibra ou fio orgânico ou inorgânico, um metal, partículas inorgânicas revestidas com me- tal, argila, caulin, cinzas industriais, pó de concreto, cimento, dolomita, wo- lastonita, ou uma mistura de quaisquer dois ou mais dos mesmos.
Em uma modalidade, o polímero ou oligômero contendo grupo funcional é uma poliolefina modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno, em que o grupo funcional é enxertado ao polímero ou oligômero. Este pode ser formado in situ, ou antes de amassamento de fusão com ET, através de funcionalização de PO em cujo caso ele é um autocompatibiliza- dor, ou pode ser adicionado como um ingrediente, por exemplo, para o ex- trusor junto com ET e qualquer PO não-funcionalizado, em cujo caso ele é um compatibilizador externo.
Em uma modalidade, o polímero ou oligômero contendo grupo funcional é um copolímero ou terpolímero de (1) pelo menos um monômero insaturado e (2) pelo menos um grupo funcional contendo monômero insatu- rado, em que o monômero insaturado contendo grupo funcional contém pelo menos um grupo insaturado e pelo menos um grupo funcional. Um tal copo- límero ou terpolímero é um compatibilizador externo. Alguns exemplos espe- cíficos do polímero ou oligômero contendo grupo funcional incluem um polie- tileno enxertado com anidrido maléico, um copolímero ou terpolímero de és- ter metacrílico ou etileno-acrílico enxertado com anidrido maléico, um homo- polímero ou copolímero de propileno enxertado com anidrido maléico, um polímero de etileno-alfaolefina enxertado com anidrido maléico, uma borra- cha etileno-propileno enxertada com anidrido maléico, um polietileno enxer- tado com metacrilato ou ou acrilato de glicidila (GMA), um copolímero ou terpolímerode éster metacrílico ou etileno-acrílico enxertado com GMA, um homopolímero ou copolímero de propileno enxertado com GMA, um políme- ro de etileno-alfaolefina enxertado com GMA, uma borracha etileno-propileno enxertada com GMA, um copolímero ou terpolímero de etileno enxertado com ácido acrílico ou metacrílico, um ionômero de ácido acrílico ou metacrí- lico, um copolímero ou terpolímero de estireno-anidrido maléico, um copolí- mero ou terpolímero de estireno-ácido acrílico ou estireno-ácido metacrílico, um copolímero ou terpolímero de etileno-metacrilato de glicidila ou etileno- acrilato de glicila, ou qualquer sua combinação. Em uma modalidade, quando presente, a (d) poliolefina não- modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno pode ser inde- pendentemente selecionado de polietileno, etileno-acetato de vinila, polipro- pileno, elastômero de etileno-alfaolefina, elastômero de etileno-propileno, elastômeros de dieno etileno-propileno, copolímero ou terpolímero de etile- no-acrilato éster ou metacrilato éster, ou qualquer copolímero ou combina- ções dos mesmos.
Em uma modalidade, a sensitividade a hidrólise por ácidos ou bases pode não ser resolvida justo por compatibilização. Em uma modalida- de, difusão de tais compostos nocivos na combinação de polímeros é redu- zida e resistência a hidrólise é aumentada através de bloqueio de grupos laterais ou de extremidade hidrofílicos de moléculas na combinação- especialmente na fase ET. Estes são novos aspectos de uma modalidade da presente descrição como mostrada neste presente pedido de patente. A fase PO não-modificada pode ser selecionada em uma manei-
ra não-límitante a partir de um grupo incluindo, inter alia, polietileno, etileno- acetato de vinila, homopolímero e copolímero de polipropileno, elastômero de etileno-alfaolefina, elastômero de etileno-propileno, elastômeros de dieno etileno-propileno, copolímeros e terpolímeros de etileno-acrilato éster ou me- tacrilato éster, e combinações dos mesmos.
POs exemplares de acordo com a presente descrição são sele- cionados em uma maneira não-limitante a partir de polietileno, por exemplo, produtos comercialmente disponíveis como Attane® e Dowlex®, fabricados por DOW, Petrothene®, fabricado por Equistar, Sabic®, fabricado por Sabic, Marlex®, fabricado por Chevron-Phillips, e Exceed, fabricado por Exxon Mo- bil; elastômero de etileno-alfa olefina, por exemplo, produtos comercialmente disponíveis como Engage®, fabricado por DOW, Exact®, fabricado por Ex- xonMobil e Tafmer® e Evolue®, fabricados por Mitsui; ou elastômero de etile- no-propileno ou elastômeros dieno etileno-propileno, por exemplo, produtos comercialmente disponíveis como Vistalon®, fabricado por Exxon Mobil e Nordel®, fabricado por DOW; copolímeros e terpolímeros de etileno-acrilato éster ou metacrilato éster, por exemplo, produtos comercialmente disponí- veis como Elvaloy , fabricado por Dupont e Lotryl®, fabricado por Arkema; borracha butila, borracha nitrila, borracha nitrito, elastômero de silicone, elas- tômero de poliuretano, copolímeros de bloco de estireno; por exemplo, pro- dutos comercialmente disponíveis tais como Kraton®, fabricado por Kraton, etc.
Fases ET exemplares podem ser selecionadas de uma maneira não-limitante a partir de um grupo incluindo, inter alia, poliamidas, poliéste- res, poliuretanos, amida de bloco de poliéster, ou qualquer combinação dos mesmos. Em uma modalidade, as poliamidas são poliamidas alifáticas, sele- cionadas de uma maneira não-limitante a partir de um grupo incluindo, inter alia, Poliamida 6, por exemplo, produtos comercialmente disponíveis como Ultramid, fabricado por BASF, Grilon, fabricado por EMS-Grivory, e Akulon, fabricado por DSM; Poliamida 66, por exemplo, produtos comercialmente disponíveis como Ultramid, fabricado por BASF, Polynil, fabricado por Nilit, Grilon, fabricado por EMS-Grivory e Akulon, fabricado por DSM; copolímero de poliamida 6-66, poliamida 6T, poliamida 6-12, poliamida 11 e Poliamida 12, por eemplo, produtos comercialmente disponíveis como Rilsan, fabricado por Arkema; Poliamida 46 por exemplo, produtos comercialmente disponí- veis como Stanyl, fabricado por DSM; e amida de bloco poliéter (PEBA), seus copolímeros e combinações. Uma importante fonte de poliamida de custo efetivo para a combinação compatibilizada de acordo com a presente descrição são fibras de poliamida recicladas da indústria têxtil.
Em uma modalidade, os poliésteres na presente descrição são ésteres baseados em glicol-diácido aromático, como tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT), naftalato de polietileno (PEN), copo- liésteres, copolímeros e combinações dos mesmos. Produtos comercialmen- te disponíveis são Eastapak e Eastar, fabricados por Eastman e Ultradur fabricado por BASF. Duas importantes fontes para poliésteres de custo efeti- vo para a combinação compatibilizada de acordo com a presente descrição são (i) garrafas de bebida de PET recicladas, usualmente como re-trituradas; e (ii) fibras recicladas de indústria têxtil.
Em uma modalidade, os poliuretanos na presente descrição são poliéster-uretanos termoplásticos alifáticos e/ou aromáticos, poliéter-uretano, seus copolímeros e misturas. Poliuretanos alifáticos podem ser mais preferi- dos devido sua melhor resistência contra luz UV e degradação induzida ter- micamente. Poliuretanos comercialmente disponíveis, apropriados para a presente descrição são Pellethane®, fabricado por DOW, Estane® e Teco- thane®, fabricado por Noveon e Desmopan®, fabricadopor Bayer.
O termo 'compatibilizada' refere-se daqui por diante a uma dis- persão estável de um polímero em um outro polímero, em que, devido à limi- tada compatibilidade no estado solidificado, os dois polímeros são imiscíveis um no outro e tendem a separação de fase durante cristalização e solidifica- ção, na ausência da compatibilização aqui descrita.
O termo 'dispersão estável' refere-se a uma dispersão, em que a interface entre uma fase dispersa e uma fase contínua inclui uma molécula estabilizadora ou macromolécula, que é diferente das duas fases menciona- das anteriormente (PO e ET) e compatível com ambas. Tanto ET como PO pode constituir a fase contínua, dependendo da concentração relativa na composição. A dispersão é caracterizada por uma separação de fase muito limitada durante cristalização e solidificação. Morfologia típica relacionada à dispersão estável são nódulos muito finos ou Iamelas de um polímero em uma fase contínua de um segundo polímero. Tais nódulos ou Iamelas usu- almente tendo um diâmetro ou tamanho de menos que cerca de 30 micra, em uma modalidade, um diâmetro ou tamanho de menos que cerca de 10 micra, em uma outra modalidade, um diâmetro ou tamanho de menos que cerca de 5 micra, e em uma modalidade, um diâmetro ou tamanho de menos que cerca de 3 micra, e em uma modalidade, menos que cerca de 1 micron. Em uma modalidade, a composição inclui uma fase contínua e uma fase descontínua dispersa em domínios por toda a dita fase contínua, em que substancialmente todos os ditos domínios têm uma maior dimensão de cerca de 10 micra ou menos. Em uma modalidade, substancialmente todos tais domínios têm uma maior dimensão de cerca de 3 micra ou menos.
A dispersão estável retém sua estrutura e propriedades durante um ou mais de fusão, extrusão, moldagem, formação, soldagem e serviço, sem separação de fase ou deterioração de propriedades físicas e químicas. Em uma modalidade, dispersões estáveis são providas em que pelo menos uma fase (fase dispersa ou fase contínua) está covalentemente ligada ao compatibilizador.
Em uma modalidade, o polímero ou oligômero contendo grupo funcional é selecionado em uma maneira não-limitante de (i) polímeros modi- ficados e (ii) copolímeros e terpolímeros. Polímeros modificados com grupos funcionais pendentes e/ou grupos funcionais de extremidade podem ser se- lecionados em uma maneira não-limitante de carboxila, anidrido, oxirano, amino, éster, oxazolina, isocianato e combinações de quaisquer dois ou mais dos mesmos, por exemplo, polietileno enxertado com anidrido maléico, copolímeros ou terpolímeros de etileno-éster acrílico enxertado com anidrido maléico, homopolímeros e copolímeros de propileno enxertados com anidri- do maléico, polímeros de etileno-alfa olefina enxertados com anidrido maléi- co, borracha etileno-propileno enxertada com anidrido maléico, polietileno enxertado com acrilato ou metacrilato de glicidila (GMA), copolímero ou ter- polímero de etileno-éster acrílico enxertado com GMA, homopolímeros e copolímeros de propileno enxertados com GMA, polímeros de etileno- alfaolefina enxertados com GMA, borracha etileno-propileno enxertado com GMA, copolímeros e terpolímeros de etileno enxertados com ácido acrílico ou metacrílico, ionômeros de ácido acrílico e metacrílico e combinações dos mesmos.
Exemplos de polímeros funcionalizados comercialmente dispo- níveis, adaptados para compatibilizar a mistura como compatibilizador exter- no de acordo com a presente descrição são Lotader, fabricado por Arkema, Bondyram®, fabricado por Polyram, Polybond, fabricado por Crompton, Inte- grate®, fabricado por Equistar, Yparex®, fabricado por DSM, Primacor® e Amplify®, fabricados por DOW, Epolene®, fabricado por Eastman, Escor®, Optema® e Exxelor®, fabricado por Exxon Mobil, Fusabond®, Bynel®, Elva- loy® e Surlyn, fabricados por Dupont, poliolefinas modificadas Α-C®, fabrica- das por Honeywell, Modic-AP®, fabricado por Mitsubishi, ADMER®, FABRI- CADO POR Mitsui, Modiper, fabricado por NOF, e Igetabond®, fabricado por Sumitomo.
Em uma modalidade, os copolímeros e terpolímeros contendo grupo reativo ou funcional que são usados como compatibilizador externo são copolímeros e terpolímeros de pelo menos um monômero insaturado e pelo menos um monômero insaturado funcional, em que o monômero insatu- rado funcional inclui pelo menos um grupo insaturado e pelo menos um gru- po funcional são selecionados em uma maneira não-limitante de carboxila, anidrido, oxirano, amino, éster, oxazolina, isocianato e combinações dos mesmos. Por exemplo, o copolímero pode ser copolímeros e terpolímeros de estireno-anidrido maléico, tais como resinas SMA, fabricadas por Sartomer, UMG AXS®, fabricado por UMG, Synthacryl®, fabricado por UCB resins e outros.
De acordo com uma modalidade, o compatibilizador provê me- lhor compatibilidade entre as fases PO e ET, através de interação com am- bas fases em sua interface, diminuindo a entalpia de mistura, encapsulando fase dispersa e bloqueando grupos polares na fase ET.
De acordo com uma modalidade da presente descrição, uma mistura compatibilizada como definida em qualquer citação acima é provida através de amassamento de fusão das fases ET e PO e um compatibilizador selecionado de um ou mais compatibilizador externo, autocompatibilizador ou uma mistura dos mesmos.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o grupo reativo é funcional com pelo menos um grupo de extremidade ou grupo lateral de um termoplástico de engenharia em seu estado fundido. Especificamente, ainda não exclusivamente, grupo de extremidade e/ou grupo lateral do ET são se- lecionados em uma maneira não-limitante de um ou mais de grupos amino, hidroxila ou carboxila ou uma combinação dos mesmos.
Em uma modalidade, a reação ocorre entre grupo anidrido ou oxirano do compatibilizador com grupos de extremidade ou grupos laterais amino, amido, hidroxila ou carboxila do termoplástico de engenharia.
Em uma outra modalidade um compatibilizador externo entre a fase PO e a fase ET é provido através de modificação de pelo menos um polímero através de pelo menos um grupo funcional por meio de polimeriza- ção de solução em um reator ou através de amassamento de fusão em um extrusor reativo.
O termo extrusor reativo refere-se a um extrusor em que um po- límero ou oligômero é funcionalizado por grupos reativos por meio de uma reação entre um composto contendo grupo reativo e o polímero fundido, em que pelo menos uma porção da reação ocorre no extrusor. Em uma modali- dade, esta reação enxerta o grupo funcional para a cadeia principal do polí- mero ou oligômero.
De acordo ainda com uma outra modalidade, o compatibilizador entre a fase PO e a fase ET é provido por modificação de pelo menos uma porção de uma fase PO através de pelo menos um grupo funcional, por meio de uma polimerização de solução em um reator, ou através de amassamen- to de fusão em um extrusor do dito PO, monômero insaturado compreen- dendo pelo menos um grupo reativo e uma fonte de radical livre.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, um compatibiliza- dor externo é provido através de modificação de um polímero selecionado em uma maneira não-limitante de um grupo incluindo interalia copolímeros e terpolímeros de polietileno, etileno-acetato de vinila, polipropileno, propileno, elastômero de etileno-alfa olefina, elastômero de etileno-propileno, elastôme- ros de dieno etileno-propileno, copolímeros e terpolímeros de etileno-acrilato éster ou metacrilato éster, borracha butila, borracha nitrila, elastômero de silicone, elastômero de poliuretano, ou quaisquer combinações dos mesmos.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o polímero men- cionado anteriormente é modificado por meio de amassamento de fusão de (1) um polímero PO; (2) pelo menos um monômero insaturado que inclui pe- lo menos um grupo reativo por molécula; e (3) opcionalmente pelo menos um iniciador de radical livre; em um extrusor, em uma modalidade um extru- sor multiparafusos e em uma outra modalidade um extrusor de parafuso du- plo.
Em uma modalidade, uma poliolefina, copolímero de etileno, ter- polímero de etileno ou qualquer combinação dos mesmos é provida, e é en- tão amassada em fusão com um monômero insaturado incluindo pelo menos um grupo reativo por molécula, em que o grupo reativo inclui, por exemplo, uma carboxila, anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazolina, isocianato ou uma combinação dos mesmos, na presença de radicais livres para formar pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional (a). A se- guir, o polímero ou oligômero contendo grupo funcional assim formado é combinado com o pelo menos um termoplástico de engenharia, e a mistura é amassada em fusão.
O amassamento em fusão é opcionalmente provido em um ex- trusor multiparafusos, especialmente um extrusor de parafuso duplo, em uma temperatura na faixa de cerca de 130 a cerca de 300°C.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o polímero men- cionado anteriormente é modificado por meio de amassamento de fusão em um extrusor, em que o pelo menos um monômero insaturado inclui pelo me- nos um grupo reativo por molécula, e é selecionado em uma maneira não- Iimitante de um grupo incluindo anidrido maléico, ácido acrílico, ácido meta- crílico, acrilato ou metacrilato de glicidila (GMA), ou combinações dos mes- mos.
Por exemplo, modificação por amassamento de fusão de (i) polímero PO selecionado, por exemplo, de produtos comercialmente dis- poníveis de Attane® e Dowlex®, fabricados por DOW, Petrothene®, fabricado por Equistar, Sbic, fabricado por Sabic, Marlex, fabricado por Chevron- Phillips e Exceed, fabricado por Exxon Móbil, elastômero de etileno- alfaolefina, fabricado por DOW, Exact, fabricado por ExxonMobiI e Tafmer e Evolue, fabricados por Mitsui; elastômero de etileno-propileno ou elastôme- ros dieno etileno-propileno Vistalon, fabricado por ExxonMobiI e Nordel®, fabricado por DOW; copolímeros e terpolímeros de etileno-acrilato éster ou metacrilato éster Elvaloy®, fabricados por DuPont e Lotryl®, fabricado por Arkema; borracha butila, borracha nitrito, elastômero de silicone, elastômero de poliuretano, copolímeros de bloco de estireno Kraton®, fabricados por Krarton; com
(ii) monômero contendo grupo reativo insaturado selecionado, por exemplo, de anidrido maléico ou ácido acrílico ou ácido metarílico ou metarilato de glicidila ou acrilato de glicidila na presença de iniciador radical livre e opcio- nalmente monômero vinila em um extrusor, em uma modalidade um extrusor multi-parafusos e em uma outra modalidade, um extrusor de parafuso duplo.
Como aqui usado, o termo "extrusor multi-parafusos" é definido para incluir qualquer extrusor tendo dois ou mais parafusos.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o compatibilizador utilizado para a mistura compatibilizada é selecionado, em uma maneira não-limitante, de um grupo incluindo, inter alia, polietileno enxertado com anidrido maléico, copolímeros ou terpolímeros de etileno-éster acrílico enxer- tados com anidrido maléico, homopolímero e copolímeros de propileno en- xertados com anidrido maléico, polímeros de etileno-alfaolefina enxertados com anidrido maléico, borracha etileno-propileno enxertada com anidrido maléico, polietileno enxertado com metacrilato ou acrilato de glicidila (GMA), copolímero ou terpolímero de etileno-éster acrílico enxertado com GMA.homopolímeros e copolímeros de propileno enxertados com GMA, po- límeros etileno-alfaolefina enxertados com GMA, borracha etileno-propileno enxertada com GMA, copolímeros e terpolímeros de etileno enxertados com ácido acrílico ou metacrílico, ionômero de ácido acrílico e metacrílico e com- binações dos mesmos.
Exemplos de polímeros funcionalizados comercialmente dispo- níveis, adaptados para compatibilizar a mistura como um compatibilizador externo de acordo com a presente descrição são Lotader, fabricado por Ar- kema, Bondyram®, fabricado por Polyram, Polybond®, fabricado por Cromp- ton, Integrate®, fabricado por Equistar, Yparex®, fabricado por DSM, Prima- cor® e Amplify®, fabricados por DOW, Epolene®, fabricado por Eastman, Es- cor®, Optema e Exxelor®, fabricados por ExxonMobiI, Fusabond®, Bynel®, Elvaloy® e Surlyn®, fabricados por DuPont®, poliolefinas modificadas A-C®, fabricadas por Honeywell, Modic-AP®, fabricado por Mitsubishi, Admer®, fa- bricado por Mitsui, Modiper®, fabricado por NOF, e Igetabond®, fabricado por Sumitomo, etc.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o compatibilizador externo mencionado anteriormente inclui pelo menos um copolímero ou ter- polímero de (1) pelo menos um monômero insaturado, e (2) pelo menos um monômero insaturado contendo grupo funcional. Por exemplo, o (1) monô- mero insaturado pode compreender etileno, uma alfaolefina, estireno, amida ou éster de ácido acrílico ou metacrílico, vinil éter ou um polieno, e o (2) mo- nômero insaturado contendo grupo funcional pode compreender um ácido acrílico, ácido metacrílico, anidrido maléico ou um GMA, ou qualquer outro agrupamento monomérico similar de insaturação e grupo funcional.
De acordo ainda com uma outra modalidade, o grupo funcional do pelo menos um monômero insaturado contendo grupo funcional pode ser selecionado em uma maneira não-limitante a partir de um grupo incluindo carboxila, anidrido, oxirano, amino, éster, oxazolina, e isocianato ou uma combinação dos mesmos.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o polímero ou oli- gômero contendo grupo funcional é fabricado por um processo de polimeri- zação realizado em um dos grupos de fase gasosa, fase fundida, solução, emulsão e dispersão.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o polímero ou oli- gômero contendo grupo funcional é selecionado em uma maneira não- Iimitante de copolímeros e terpolímeros de estireno-anidrido maléico, tais como os comercialmente disponíveis resinas SMA® fabricadas por Sartomer, UMG AXS®, fabricado por UMG, Synthacryl®, fabricado por UCB resins e outros.
De acordo com uma modalidade da presente descrição, a com- posição é provida em que a fase contínua é rica com PO e a fase dispersa é rica em ET. A composição polimérica compatibilizada é caracterizada por maior resistência a hidrólise, em relação à poliamida 66 e PET. Artigos geo- técnicos incluindo as composições poliméricas da presente descrição são providos com uma ou mais de uma aperfeiçoada resistência hidrolítica e/ou resistência a rasgamento em relação a produtos baseados em poliéster ou poliamida; rigidez aperfeiçoada, resistência e resistência ao deslizamentoem relação a HDPE; aperfeiçoada resistência química contra hidrocarbonetos e combustíveis, aperfeiçoado coeficiente de fricção, aperfeiçoada soldabilida- de e menor CTE, em relação a polietileno, e especialmente em relação a HDPE, e particularmente quando a composição é exposta a temperaturas maiores que cerca de 40°C.
De acordo com uma modalidade da presente descrição, a com-
posição é provida, em que a fase contínua é rica em ET e a fase dispersa é rica em PO. Nesta modalidade, a composição polimérica compatibilizada é caracterizada por uma maior resistência ao deslizamento, maior rigidez, maior resistência e maior resistência a rasgamento, soldas mais fortes, aper- feiçoado coeficiente de fricção com GRM, menor CTE, menor taxa de difu- são de compostos nocivos através de artigo de polímero de HALS e absor- vedores de UV a partir do artigo de polímero e aperfeiçoada resistência con- tra intumescimento de óleos e combustíveis, em relação a polietileno; espe- cialmente em relação a HDPE. Em uma modalidade, artigos geotécnicos, especialmente geomembranas, tiras de reforço e artigos moldados e CCSs incluindo aquelas composições poliméricas compatibilizadas são providos com uma aperfeiçoada estabilidade dimensional e resistência ao desliza- mento, especialmente em temperaturas maiores que cerca de 40°C, especi- almente em relação a produtos baseados em HDPE. Em uma modalidade, a composição polimérica inclui (a) de cerca
de 1 a cerca de 94,5% em peso da composição de pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compreendendo uma média de pelo menos um grupo funcional por molécula, o dito pelo menos um grupo funcio- nal selecionado de carboxila, anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazoli- na, isocianato ou qualquer sua combinação; (b) de cerca de 5 a cerca de 98,5% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de enge- nharia; (c) de cerca de 0,5 a cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de enchimento; e (d) opcionalmente, até cerca de 93,5% em peso de uma poliolefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpo- límero de etileno.
Em uma outra modalidade, a composição polimérica inclui (a) de cerca de 1 a cerca de 95% em peso da composição de pelo menos um poli- mero ou oligômero contendo grupo funcional compreendendo em média pelo menos um grupo funcional por molécula, o dito pelo menos um grupo funcio- nal selecionado de carboxila, anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazoli- na, isocianato ou qualquer sua combinação; (b) de cerca de 5 a cerca de 99% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de engenha- ria; (c) opcionalmente até cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de enchimento; e (d) opcionalmente, até cerca de 94% em peso de uma poliolefina não-modificada.
De acordo ainda com uma outra modalidade, a composição po- limérica é provida por amassamento de fusão em um extrusor, em uma mo- dalidade em um extrusor multiparafusos, a cerca de 130°C a cerca de 320°C e inclui (i) de 10 a 90 porento em peso de ET; (ii) cerca de 10 a cerca de 90 por cento em peso de PO e/ou polímero ou oligômero contendo grupo fun- cional como um autocompatibilizador; e (iii) 0 a cerca de 30 por cento em peso de compatibilizador externo. As quantidades em porcentagens aqui mencionadas referem-se a porcentagem baseada no peso de composição total, a menos que de outro modo mencionado.
Em uma modalidade, a composição polimérica é provida por amassamento de fusão em um extrusor, e em uma modalidade em um ex- trusor multiparafusos, em uma temperatura na faixa de cerca de 130° a cer- ca de 320°C, uma mistura incluindo (i) cerca de 10 a cerca de 90 por cento em peso de tereftalato de polietileno (PET) ou poliamida 6 ou poliamida 66; (ii) 10 a 90 por cento em peso de polietileno, copolímero de etileno ou terpo- límero de etileno ou elastômero de etileno-alfaolefina e opcionalmente um seu autocompatibilizador; e (iii) 0 a cerca de 30 por cento em peso de polieti- leno ou propileno ou copolímero de etileno ou terpolímero de etileno ou eti- leno-alfaolefina modificado com GMA ou anidrido maléico como um compa- tibilizador externo.
De acordo ainda com uma outra modalidade, a composição po- limérica é provida por amassamento de fusão em um extrusor, em uma mo- dalidade em um extrusor multi-parafusos, em uma temperatura na faixa de cerca de 130° a cerca de 320°C, uma mistura incluindo (i) 10 a 90 por cento em peso de ET, e (ii) cerca de 90 a cerca de 10 por cento em peso de PO1 em que pelo menos cerca de 1 por cento em peso, especialmente pelo me- nos cerca de 5 por cento em peso e particularmente em que pelo menos cerca de 20 por cento em peso do PO é funcionalizado, de modo que a por- ção funcionalizada seja um autocompatibilizador.
De acordo ainda com uma outra modalidade, o PO por grupos anidrido, carboxila ou oxirano, para formação de autocompatibilizador.
De acordo ainda com uma outra modalidade, a composição mencionada anteriormente é provida por amassamento de fusão em um ex- trusor, em uma modalidade em um extrusor de multi-parafusos, em uma temperatura na faixa de cerca de 130°C a cerca de 320°C, uma mistura in- cluindo (i) cerca de 5 a cerca de 90 por cento em peso de um ET; (ii) 0 a cer- ca de 90 por cento em peso de PO1 e (iii) cerca de 0,5 a cerca de 95 por cento em peso de PO funcionalizado, em que o PO funcionalizado é funcio- nalizado em um primeiro extrusor antes de mistura com ET e PO em um se- gundo extrusor, ou alternativamente em uma primeira porção do mesmo ex- trusor sendo usado para misturar ET e PO com o PO funcionalizado. Ainda de acordo com uma outra modalidade, a funcionalização de PO é provida em que pelo menos uma porção do PO é amassada fundida com (i) pelo menos um monômero insaturado incluindo pelo menos um grupo reativo por molécula; (ii) iniciador radical livre; e, (iii) opcionalmente um segundo monô- mero insaturado, óleo, cera e/ou estabilizadores térmicos, em um extrusor. Este processo de funcionalização é em uma modalidade provido em um ex- trusor multi-parafusos, especialmente um extrusor de parafuso duplo, em uma temperatura na faixa de cerca de 130° a cerca de 320°C.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o PO é modificado por amassamento de fusão em um extrusor em uma faixa de temperatura de cerca de 130°C a cerca de 280°C, tempo de residência de cerca de 10 a 180 segundos, na presença de 0,001 a cerca de 3 por cento em peso de inicia- dor de radical livre, 0,01 a cerca de 5 por cento em peso de anidrido maléico ou 0,1 a cerca de 20 por cento de GMA e opcionalmente até cerca de 5 por cento em peso de comonômero, especialmente estireno, tal como cerca de 0,01 a cerca de 4 por cento em peso de anidrido maléico ou cerca de 0,01 a cerca de 19 por cento de GMA é enxertado sobre o PO.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, a composição de combinação polimérica ainda inclui um material de enchimento. O material de enchimento é selecionado em uma maneira não-limitante a partir de um grupo incluindo, inter alia, óxidos de metais, carbonatos de metais, sulfatos de metais, fosfatos de metais, silicatos de metais, boratos de metais, hidró- xidos de metais, sílica, silicatos, aluminatos, alumossilicatos, giz, talco, cau- lin, argila, dolomita, fibras e fios, metal, material de enchimento inorgânico revestido com metal, wollastonita, caulin, cinza industrial, pó de concreto e cimento, ou quaisquer misturas dos mesmos. Em uma modalidade, o mate- rial de enchimento inclui um ou mais de carbonato de cálcio, talco, argila, caulin, cinza industrial, e sulfato de bário.
É notado neste sentido que introdução de um material de enchi- mento para a combinação aumenta resistência de deslizamento, resistência a arranhão, resistência de intumescimento com óleos e combustíveis, opaci- dade, aperfeiçoada condutividade térmica, e assim resistência à luz UV e degradação induzida termicamente, aperfeiçoada capacidade de fabricação, menor CTE e aperfeiçoada soldabilidade. A aperfeiçoada condutividade tér- mica previne desenvolvimento de calor na composição polimérica compatibi- lizada quando exposta a luz solar e calor porque as superfícies de CCSs são menos aquecidas pela luz solar, de modo que a degradação induzida termi- camente e por UV é mais lenta em relação a um sistema não-enchido.
Em uma modalidade, a composição polimérica da presente des- crição inclui de cerca de 0,5% em peso a cerca de 70% em peso do material de enchimento. Em uma modalidade, a composição polimérica da presente descrição inclui de cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso do mate- rial de enchimento. Em uma modalidade, a composição polimérica da pre- sente descrição inclui de cerca de 10% em peso a cerca de 40% em peso do material de enchimento.
Em uma modalidade, quando o material de enchimento inclui um ou mais de carbonato de cálcio, talco, dolomita, sílica, argila, wolastonita, caulin, cinza industrial e sulfato de bário, o CTE de um artigo formado da mistura compatibilizada da presente descrição é menor que cerca de 125 ppm/°C. Em uma modalidade, quando o material de enchimento inclui um ou mais de carbonato de cálcio, talco, dolomita, sílica, argila, wolastonita, cau- lin, cinza industrial, e sulfato de bário, o CTE de um artigo formado da mistu- ra compatibilizada da presente descrição é menor que cerca de 100 ppm/°C. Em uma outra modalidade, quando o material de enchimento inclui um ou mais de carbonato de cálcio, talco, dolomita, sílica, argila, wolastonita, cau- lin, cinza industrial, e sulfato de bário, o CTE de um artigo formado da mistu- ra compatibilizada da presente descrição é menor que cerca de 90 ppm/°C. Em uma outra modalidade, quando o material de enchimento inclui um ou mais de carbonato de cálcio, talco, dolomita, sílica, argila, wolastonita, cau- lin, cinza industrial e sulfato de bário, o CTE de um artigo formado da mistura compatibilizada da presente descrição é menor que cerca de 80 ppm/°C. Como um resultado do aperfeiçoado CTE, isto é, CTE reduzido em relação a materiais como HDPE, artigos fabricados de acordo com a presente descri- ção são mais dimensionalmente estáveis que artigos formados de materiais da técnica anterior como HDPE.
Em adição aos benefícios anteriores de material de enchimento, introdução de material de enchimento na composição polimérica compatibili- zada resulta em um menor torque no extrusor e reduzido consumo de ener- gia, de modo que a taxa de produção pode aumentar e degradação dos componentes da mistura é reduzida. O efeito de diminuição de torque de extrusor é mais significante quando o material de enchimento é tratado na superfície de modo que aperfeiçoada compatibilidade com PO e/ou ET é obtida.
De acordo ainda com uma outra modalidade, material de enchi- mento tratado na superfície, especialmente materiais de enchimento submi- cron e particularmente materiais de enchimento de tamanho nano, são mis- turados e estabilizam a combinação compatibilizada dispersa de ET e PO. Mistura do material de enchimento tratado na superfície com o compatibili- zador mencionado anteriormente provê uma compatibilização sinergística. A compatibilização sinergística é provida quando domínios de fase dispersa (usualmente na forma de nódulos) são espaçados uns dos outros por partí- culas minerais, de modo que coalescência entre domínios adjacentes é re- tardada. A combinação do material de enchimento e o compatibilizador é sinergístico uma vez que o compatibilizador permite a formação de uma dis- persão estável durante amassamento de fusão, e o material de enchimento, e especialmente um material de enchimento de tamanho nano, resulta em uma menor tendência para coalescência durante resfriamento e cristaliza- ção.
Em uma modalidade, a composição ainda inclui partículas de tamanho nano caracterizadas por propriedades de barreira, e permeabilida- de da dita composição para moléculas tendo um peso molecular menor que cerca de 1000 Dáltons é pelo menos 10 por cento menor comparada com uma composição compreendendo a mesma composição mas sem as ditas partículas de tamanho nano. Em uma modalidade, as partículas de nano tamanho são selecionadas de nano argila, nano sílica, nano silicatos, nano alumossilicatos, nano-óxido de zinco, nano-óxidos de titânio, nano-óxidos de zircônio, nano talco, nano tubos, nanopartículas de metais e/ou flocos, ne- gro-de-fumo, sulfetos e sulfatos de tamanho nano e celulose, Iignina ou pro- teínas de origem animal ou planta de tamanho nano, e combinações de quaisquer dois ou mais dos mesmos.
Em uma modalidade, a composição ainda inclui um aditivo sele- cionado de um estabilizador térmico, um estabilizador de luz de amina impe- dida (HALS), um absorvedor de UV orgânico, um absorvedor de UV inorgâ- nico, um inibidor de hidrólise, ou uma combinação de quaisquer dois ou mais de tais aditivos.
Assim, a composição polimérica como definida em qualquer um de acima pode incluir uma quantidade eficaz de um aditivo de inibição de hidrólise, referido daqui por diante pelo acrônimo "HIA", que suprime hidróli- se do termoplástico de engenharia na combinação compatibilizada durante serviço, especialmente quando poliéster é o termoplástico de engenharia e o meio ao redor do CCS é caracterizado por um pH > 7, especialmente um pH > 9. HIAs podem ser selecionados em uma maneira não-limitante a partir de um grupo incluindo carbodiimida, especialmente poli carbodiimidas, como os produtos comercialmente disponíveis, por exemplo, Stabaxol®, fabricado por Rhein Chemie, isocianatos bloqueados, resinas epóxi, resinas fenólicas, re- sinas novolac, resinas melamina, resinas uréia, resinas glicolurila, ácido trii- socianúrico e seus derivados, resinas de estireno-anidrido maléico, diácidos aromáticos e ciclo alifáticos e seus anidridos.
Em uma modalidade, o inibidor de hidrólise é reativo com grupos de extremidade ou lateral do dito pelo menos um termoplástico de engenha- ria e é um ou mais selecionados de uma carbodiimida, uma poli carbodiimi- da, um isocianato bloqueado, uma resina epóxi, uma resina fenólica, uma resina novolac, uma resina melamina, uma resina uréia, uma resina glicoluri- la, ácido triisocianúrico e seus derivados,uma resina de estireno-anidrido maléico, ou um diácido aromático ou ciclo alifático ou um seu anidrido. Ainda de acordo com uma outra modalidade, um processo para
provimento de composição e uma sua tira é mostrado, através de amassa- mento de fusão para prover a combinação compatibilizada e moldagem ou extrusão para formar o artigo geotécnico. O processo inclui etapas selecio- nadas inter alia para o seguinte: (i) provimento de polímero funcionalizado, ET e opcionalmente PO para um extrusor, em uma modalidade, um extrusor multi-parafusos e em uma outra modalidade, um extrusor de parafuso duplo, em que os polímeros estão em uma forma selecionada em uma maneira não-limitante a partir de um grupo incluindo, inter alia, péletes, grânulos, flo- cos, pó, aparas, fibras, agregado irregular e combinações dos mesmos; op- cionalmente, em que opcionalmente uma batelada mestre de material de enchimento em um polímero e uma batelada mestre de aditivo em segundo polímero são providas a partir da tremonha principal; (ii) fusão de polímeros por meios de cisalhamento e calor, no primeiro setor do extrusor; (iii) opcio- nalmente amassando a fusão de mistura fundida; (iv) opcionalmente mistu- rando o material de enchimento, por exemplo, em que o material de enchi- mento é provido como pó ou agregado por meio de um alimentador, em uma modalidade, um alimentador lateral, através de uma abertura no cilindro de extrusor; o material de enchimento umedecido pela combinação de polímero fundida e misturado na fusão; opcionalmente removendo ar arrastado e umi- dade através de pelo menos um portão, abertura ou ventilação no cilindro do extrusor, por exemplo, em que a ventilação é posicionada a montante ou a jusante para o orifício alimentador lateral; (v) amassamento de fusão de mis- tura de modo que o diâmetro de fase polimérica dispersa médio seja menor que cerca de 30 micra, especialmente menor que cerca de 10 micra e parti- cularmente menor que cerca de 5 micra; opcionalmente, material de enchi- mento é desaglomerado e disperso, opcionalmente, uma segunda ventilação está localizada no cilindro de extrusor antes do cossinete, para remover ain- da ingredientes gasosos da combinação; (vi) bombeamento de composto através de um cossinete; o bombeamento é provido, por exemplo, por meio de parafusos extrusores ou opcionalmente através de uma adicional bomba de engrenagem; e (vii) extrusão de composto para formar uma tira, folha, perfil, péletes, contas, grânulos, aparas, flocos, artigo tridimensional ou pó.
Em uma modalidade, a presente descrição provê um processo para formação de um artigo geotécnico incluindo pelo menos uma camada, pelo menos uma camada tendo uma ou mais propriedades desejáveis aqui descritas, formada por uma composição como aqui descrita, em que o pro- cesso inclui (i) provimento de (a) pelo menos um polímero ou oligômero con- tendo grupo funcional e (b) pelo menos um termoplástico de engenharia; (ii) amassamento a fusão de (a) e (b) combinados; (iii) opcionalmente, adição (c) pelo menos um material de enchimento e ainda amassando a fusão dos ditos (a), (b) e (c) combinados; (iv) opcionalmente adição (d) pelo menos uma poliolefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de eti- Ieno a qualquer um de (a), (b) ou (c) ou combinação dos mesmos; e (v) ex- trusão de resultante composição em uma tira, um perfil, um filme, ou folha, um pó, ou uma pluralidade de contas, um artigo tridimensional, flocos, grânu- los ou péletes.
Em uma outra modalidade, a presente descrição provê um pro- cesso para formação de um artigo geotécnico incluindo pelo menos uma camada, a pelo menos uma camada tendo uma ou mais das desejáveis pro- priedades aqui descritas, formada por uma composição como aqui descrita, em que o processo inclui (i) provimento de uma poliolefina não-modificada, copolímero de etileno, terpolímero de etileno, ou qualquer sua combinação;
(ii) amassamento de fusão de poliolefina não-modificada, copolímero de eti- leno, terpolímero de etileno ou qualquer sua combinação com um monômero insaturado incluindo pelo menos um grupo reativo por molécula, em que o grupo reativo pode ser uma carboxila, anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazolina, isocianato ou combinações dos mesmos, na presença de radicais livres para formação de um polímero ou oligômero contendo grupo funcional caracterizado por uma média de pelo menos um grupo funcional por cadeia;
(iii) combinação de polímero ou oligômero contendo grupo funcional (a) as- sim produzido com (b) pelo menos um termoplástico de engenharia; (iv) a- massando a fusão de (a) e (b) combinados; (v) opcionalmente, adicionando (c) pelo menos um material de enchimento e ainda amassando a fusão de (a), (b) e (c) combinados; (vi) opcionalmente adicionando (d) pelo menos uma poliolefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de eti- leno a qualquer um de (a), (b) ou (c) ou combinação dos mesmos; e (vii) ex- trusão da dita composição em uma tira, um filme ou uma folha, um pó, um perfil, ou uma pluralidade de contas, flocos, grânulos, um artigo tridimensio- nal ou péletes.
Em uma modalidade, a composição polimérica, de acordo com a presente descrição, é novamente fundida para formação em um produto de- sejado. Em uma tal modalidade, a composição polimérica foi formada em péletes, pó, grânulos ou flocos ou outra forma volumosa similar durante sua produção inicial. Tais formas de volume são mais facilmente transportadas, como é bem-conhecido. Assim, em uma modalidade, a composição polimé- rica compatibilizada da presente descrição, na respectiva forma de volume é novamente fundida e é então formada na forma do produto desejado, tal como um artigo geotécnico tal como, por exemplo, uma folha, uma tira, um perfil, ou um filme para uso em um CCS ou um outro artigo tendo uma forma 3D.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, quando presente, o material de enchimento é misturado ou composto na composição através de um extrusor multiparafusos, especialmente um extrusor de parafuso duplo, em uma temperatura na faixa de cerca de 130° a cerca de 320°C.
Os processos descritos acima incluem opcional uso de um mate- rial de enchimento. Em uma modalidade, os processos usam qualquer um dos materiais de enchimento aqui descritos, adicionado como descrito.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o material de en- chimento é amassado fundido com o ET e o PO, e um compatibilizador (tan- to auto como externo) para formar uma composição polimérica compatibili- zada enchida.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o material de en- chimento é primeiro disperso em um primeiro polímero, formando uma mistu- ra referida daqui por diante como uma 'batelada mestre'. A batelada mestre é então ainda misturada com ET, PO, PO funcionalizado ou outro compatibi- Iizador para formar uma composição polimérica compatibilizada enchida.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, a mistura enchida compatibilizada inclui até cerca de 80 por cento em peso de material de en- chimento caracterizado por um tamanho de partícula médio menor que 50 micra, especialmente menor que 25 micra, particularmente menor que 10 micra. O material de enchimento é selecionado em uma maneira não- Iimitante de um grupo incluindo inter alia óxidos de metais, carbonatos de metais, sulfatos de metais, fosfatos de metais, silicatos de metais, boratos de metais, hidróxidos de metais, sílica, silicatos, aluminatos, alumossilicatos, giz, talco, dolomita, caulin, argila, fibras e fios, metal, material de enchimento inorgânico revestido com metal, wolastonita, cinza industrial, pó de concreto e cimento, e quaisquer suas misturas.
Em uma modalidade, o material de enchimento é selecionado de um grupo incluindo inter alia carbonato de cálcio, dolomita, talco, argila, cau- lin, sílica, wolastonita, sulfato de bário, cinza industrial, pó de concreto e ci- mento ou combinação dos mesmos.
De acordo ainda com uma outra modalidade, uma dispersão de ET em PO, e vice-versa, de PO em ET, através de auxílio de compatibiliza- dor, e uma dispersão de material de enchimento dentro daquelas combina- ções são providas por um extrusor multi-parafusos, especialmente um extru- sor multi-parafusos de inter-encastramento, particularmente em um extrusor de parafuso duplo co-rotatórios.
E notado neste sentido que de acordo com a presente descrição, introdução de materiais de enchimento na composição, provê à composição polimérica compatibilizada certas vantagens, especialmente quando as composições são extrudadas em uma tira, membrana ou perfil tridimensio- nal. Composições incluindo maior carga de material de enchimento, diminu- indo consumo de energia pelo extrusor durante extrusão de artigo e reduzin- do desenvolvimento de calor devido à aperfeiçoada condutividade térmica da combinação na fase fusão. Surpreendentemente, quando o material de en- chimento é introduzido nas composições mencionadas anteriormente, me- nos energia mecânica é requerida para amassamento de fusão de uma uni- dade de massa de composto em relação a HDPE ou MDPE não-enchido, e assim a relativa produtividade aumenta e desenvolvimento de calor neste composto ao longo do extrusor diminui. Além dISO, uma vez que fluidez do ET, e especialmente poliamidas e poliésteres, é muito maior que PO, a resis- tência da composição a cisalhamento durante composição e extrusão é me- nor que com HDPE. Como um resultado, menos géis são criados e menos degradação da composição ocorre. Esta invenção por ISO permite a produ- ção de tiras mais finas sob o mesmo torque do extrusor e assim com aumen- tada taxa de produtividade, como medida por comprimento unitário por tem- po unitário. Esta vantagem torna-se especialmente importante quando polí- meros elastoméricos de peso molecular relativamente ato são providos co- mo a fase PO, por exemplo, LLDPE, EPR, EPDM, SEBS, e copolímeros e terpolímeros de etileno. Quando uma composição compreendendo polímero PO de alta viscosidade, usualmente de MFI de menos que cerca de 0,2 g/10 minutos sobcarga de 2,16 kg a 190°C, é amassada em fusão com um polí- mero mais fluido, por exemplo, poliamida ou poliéster como a fase ET, o re- sultado é uma composição que não resiste a torque no extrusor, não tende a gel e degrada no extrusor, e tem boa resistência de fusão e rápida taxa de cristalização.
Em uma modalidade, os materiais de enchimento são materiais de enchimento de superfície tratada-especialmente aqueles tendo tratamen- to de superfície hidrofóbico.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, a dispersão do ma- terial de enchimento e polímeros é provida em um processo de uma etapa, em que os polímeros (PO funcionalizado, ET e opcionalmente PO não- funcionalizado) são alimentados para primeira tremonha de um extrusor, amassados em fusão, e o material de enchimento é alimentado de uma se- gunda abertura no extrusor para a fusão. A segunda abertura é usualmente uma abertura lateral equipada com um alimentador lateral para pelo menos um material de enchimento. Ar arrastado e umidade adsorvida são removi- dos por meio de pelo menos uma ventilação atmosférica. A mistura é ainda amassada em fusão até quaisquer aglomerados serem desaglomerados e o material de enchimento é uniformemente disperso no polímero. Voláteis ar- rastados assim como subprodutos podem ser opcionalmente removidos a- través de uma opcional ventilação a vácuo. A resultante composição é então extrudada através de um cossinete para formar péletes, pó, grânulos, um artigo tridimensional ou um perfil ou tira formada por ou incluindo a composi- ção polimérica compatibilizada.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o material de en- chimento é tratado na superfície por um agente selecionado em uma manei- ra não-limitante a partir de ácido orgânico, éster orgânico, óleo, polímero, amida orgânica, organo metálico incluindo organossilano, organotitanato, e organozirconato ou uma combinação dos mesmos. Materiais de enchimento tratados na superfície são dispersos mais facilmente e requerem menos e- nergia mecânica. Em uma modalidade, os materiais de enchimento são tra- tados na superfície para terem superfícies hidrofóbicas e em uma outra mo- dalidade são tratados na superfície através de uma combinação de um a- gente organometálico com um agente hidrofóbico.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, péletes ou grânu- los ou flocos ou pulverizado da mistura compatibilizada, incluindo misturas enchidas, são subseqüentemente introduzidos em um segundo extrusor para nova fusão e extrusão em uma tira ou perfil ou folha, ou para uma máquina de moldagem de sopro para formar um artigo soprado ou filme, ou folha, ou para uma máquina de moldagem de injeção para formar uma parte moldada ou para uma máquina de moldagem de compressão para formar uma parte moldada.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, o primeiro extrusor para amassamento de fusão de ET, PO, compatibilizador e, opcionalmente, o material de enchimento e/ou outros aditivos, é um extrusor multi-parafusos, e em particular, um extrusor de parafuso duplo, e o segundo extrusor para extrusão de folha ou perfil ou tira é um extrusor de parafuso simples ou um extrusor de parafuso duplo.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, a dispersão é pro- vida em um processo de duas etapas, em que parte ou todos os polímeros são alimentados para uma primeira tremonha do extrusor, amassados em fusão, e o material de enchimento é alimentado a partir de uma segunda a- bertura no extrusor para a fusão. A segunda abertura é usualmente uma a- bertura lateral equipada com um alimentador lateral para o pelo menos um material de enchimento. Ar arrastado e umidade adsorvida são opcionalmen- te removidos por meio de pelo menos uma ventilação de vapor. A mistura é ainda amassada em fusão até maioria de aglomerados serem desaglomera- dos e o material de enchimento ser uniformemente disperso no polímero. Voláteis arrastados, assim como subprodutos, são opcionalmente removidos por uma opcional ventilação a vácuo. A combinação é então bombeada atra- vés de um cossinete para formar péletes ou pérolas ou flocos ou pó que são posteriormente providos para um segundo extrusor para serem misturados com o polímero restante. A mistura é referida daqui por diante pelo termo 'concentrado'. O concentrado de parte dos polímeros e material de enchi- mento também pode ser bombeado como uma fusão diretamente para um segundo extrusor, sem resfriamento e formação de pélete.
A introdução de materiais de enchimento na composição polimé- rica compatibilizada de acordo com a presente descrição tem uma outra van- tagem especialmente quando as composições são extrudadas a uma folha, perfil, filme, ou tira, e a tira é soldada a uma outra tira da mesma composi- ção, por exemplo, por meio de uma soldagem ultra-sônica. Esta vantagem é que a introdução de material de enchimento na composição em uma certa porcentagem em peso aperfeiçoa sua soldabilidade, e este aspecto será dis- cutido em mais detalhes posteriormente nesta descrição. Além dISO, o ma- terial de enchimento aperfeiçoa estabilidade térmica e a UV da mistura e o artigo geosintético formado da mesma. O material de enchimento ainda pode prover coloração para a combinação, por exemplo, em cores leves e/ou vivi- das, e especialmente em cores ajustando o GRM confinado.
Em uma modalidade, o artigo geosintético inclui uma tira extru- dada ou moldada tendo uma espessura na faixa de cerca de 0,1 mm a cerca de 5 mm. Em uma modalidade, a tira, tendo um dado tamanho, tem uma força de retirada 10% maior em tensão normal de cerca de 27,58 kPa (4 lb/in2), entre a tira e areia, em relação a uma tira do dado tamanho formada de MDPE ou HDPE virgem, como testado por ASTM D6706-01.
Em uma modalidade, o artigo geosintético inclui características de promoção de fricção sobre pelo menos uma superfície exterior do dito artigo, em que as ditas características de promoção de fricção compreendem textura, gravação em relevo, desgravação de relevo, orifício de passagem, extensão semelhante a dedo, extensão semelhante a cabelo, extensão se- melhante a onda, linha coextrudada, fibras ligadas ou grãos ou agregados, pontos, esteira ou qualquer combinação dos mesmos.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, uma tira é provida, e inclui pelo menos uma camada, em uma modalidade duas ou mais cama- das, em que pelo menos uma camada inclui uma composição polimérica compatibilizada ou composição polimérica compatibilizada enchida como definida em qualquer atração acima. A outra camada ou camadas podem ser selecionadas em uma maneira não-limitante de qualquer composição como definida, inter alia, em qualquer um de acima ou qualquer outra composição polimérica.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, uma tira multi- camadas heterogênea é provida, em que a uma ou mais camadas outras que não a pelo menos uma camada incluindo a composição polimérica com- patibilizada da presente descrição, inclui quaisquer outras composições ou misturas poliméricas. De acordo ainda com uma outra modalidade, uma tira multicamadas homogênea é provida em que todas as camadas incluem mis- turas compatibilizadas, que podem ser as mesmas ou diferentes umas das outras.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, uma tira incluindo pelo menos uma camada, especialmente pelo menos duas camadas, é pro- vida, na qual pelo menos uma camada inclui partículas de tamanho nano, caracterizadas por alta propriedade de barreira contra difusão de pequenos átomos e moléculas incluindo prótons, íons hidroxila, haletos e seus íons, radicais livres, anions, cátions, hidrocarbonetos, combustíveis, bases, com- postos contendo anel aromático, compostos contendo anel heterocíclico, solventes orgânicos de baixo ponto de ebulição e VOC, metais pesados, o- xigênio, ozônio, e ácidos, de modo que a tira é mais resistente contra intu- mescimento, hidrólise, degradação oxidativa, e extração, evaporação ou Iixi- viamento de importantes aditivos, em relação a tira baseada em HDPE tendo as mesmas dimensões, e é menos permeável a difusão através dos com- postos. Tais moléculas pequenas, em uma modalidade, têm peso molecular de menos que cerca de 1000 Dáltons. Em uma modalidade, a composição ainda inclui partículas de tamanho nano que provêm propriedades de barrei- ra para a composição. Em uma modalidade, permeabilidade da composição a moléculas tendo um peso molecular menor que cerca de 1000 Dáltons é pelo menos 10 por cento menor comparada com uma composição compre- endendo a mesma composição mas sem as partículas de tamanho nano.
As partículas de barreira de tamanho nano são selecionadas em uma maneira não-limitante a partir de um grupo incluindo interalia nano argi- la e suas modificações, nano sílica e suas modificações, nano silicatos e suas modificações, nano alumossilicatos e suas modificações, nano-óxido de zinco e suas modificações nano TiO2 e suas modificações, nano-óxidos de zircônio e suas modificações, nano talco e suas modificações, nano tubos e suas modificações, nanopartículas de metais e/ou flocos e suas modifica- ções, partículas inorgânicas revestidas com metal e suas modificações, ne- gro-de-fumo, sulfetos e sulfatos de tamanho nano e suas modificações, e partículas naturais de tamanho nano e suas modificações, especialmente ainda não exclusivamente matrizes de origem animal ou planta, como celu- lose, lignina, proteínas ou qualquer combinação de quaisquer das partículas anteriores.
Em uma modalidade, o material de enchimento de tamanho na- no de barreira é selecionado de nano argila e nano argila modificada. Em uma modalidade, o material de enchimento é selecionado de
um grupo incluindo metais e partículas inorgânicas revestidas com metal, e a camada é caracterizada por aperfeiçoada condutividade elétrica. A conduti- vidade é útil para aplicações em que carga elétrica, corrente ou potencial é gerado ou necessário ser transferido ao longo de artigo ou através do artigo. De acordo ainda com uma outra modalidade, argila de tamanho
nano é introduzida para pelo menos uma camada em carga de cerca de 0,1 a cerca de 70 por cento do peso de mistura compatibilizada. Apropriadas grades de argila de nano tamanho são fornecidas, por exemplo, por produtos Nanocor e Southern Caly Products comercialmente disponíveis. Em uma modalidade, quando a pelo menos uma camada ainda
inclui um aditivo selecionado de HALS, um absorvedor de UV orgânico e/ou um absorvedor de UV inorgânico ou qualquer combinação dos mesmos, a camada provê pelo menos 10% menor extração, evaporação e/ou taxa de hidrólise do aditivo em relação a uma camada de HDPE compreendendo o mesmo aditivo e tendo as mesmas dimensões.
Em uma modalidade, a pelo menos uma camada exibe pelo me- nos um aumento de peso 10% menor após imersão por 60 dias a 25°C em n-octano em relação a uma camada de HDPE tendo as mesmas dimensões. A menor tomada do dito hidrocarboneto é devida à polaridade do ET, as propriedades de barreira providas pelo material de enchimento, opcional- mente, o material de enchimento de tamanho nano, e devido ao efeito de reticulação provido pela reação entre grupos funcionais do PO funcionaliza- do e o ET.
Em uma modalidade, a pelo menos uma camada exibe uma re- tenção de elongação para ruptura pelo menos 10% melhor após imersão por 60 dias a 45 em solução aquosa tendo pH = 11 em relação a uma camada de PET tendo as mesmas dimensões.
Em uma modalidade, a pelo menos uma camada exibe uma re- tenção de elongação para ruptura (ETB) pelo menos 10% melhor após imer- são por 60 dias a 45°C em solução aquosa tendo pH = 4 em relação a uma camada de PA6 tendo as mesmas dimensões. Retenção significa ETB final dividida por ETB inicial.
A mistura compatibilizada definida acima ainda pode incluir aditi- vos selecionados de (i) absorvedores de UV orgânicos e especialmente ben- zotriazóis e benzofenonas, por exemplo, Tinuvin comercialmente disponível, fabricado por Ciba, e Cyasorb®, fabricado por Cytec; (ii) absorvedores de UV inorgânicos e especialmente óxidos de titânio e óxidos de zinco, incluindo partículas de tamanho micro, submicro e nano dos aditivos, por exemplo, comercialmente disponível SACHTLEBEN Hombitec RM 130F TN®, por Sa- chtleben, Zano®, óxido de zinco por Umicore, NanoZ® óxido de zinco por Ad- vanced Nanotechnology Limited and AdNano® ZinOxide® por Degussa; (iii) negro-de-fumo; (iv) foto-estabilizadores e especialmente foto-estabilizadores de amina impedida (HALS), por exemplo, comercialmente disponível Chi- massorb® fabricado por Ciba, Cyasorb®, fabricado por Cytec; ou qualquer mistura dos mesmos.
A mistura compatibilizada estabilizada termicamente e a UV de acordo com uma modalidade da presente descrição, é mais resistente contra luz UV e degradação induzida termicamente em relação a HDPE incluindo a mesma dosagem dos mesmos aditivos. O mecanismo atrás desta caracterís- tica é o mais lento Iixiviamento e/ou taxa de evaporação, em relação a HD- PE, dos absorvedores de UV e fotoestabilizadores do artigo polimérico atra- vés de umidade e calor, mais lenta difusão de radical livre devido à aumen- tadas propriedades de barreira e o mais lento desenvolvimento de calor na camada devido a aperfeiçoada condutividade térmica. A taxa de Iixiviamento é mais lenta devido às inerentes propriedades de barreira de termoplástico de engenharia, especialmente poliamidas e poliésteres, e aperfeiçoadas propriedades de barreira providas pelos materiais de enchimento de barreira de tamanho nano. A presença de material de enchimento de acordo com a presente descrição, descrita acima, tem um efeito positivo sobre diminuição de degradação induzida termicamente e por luz UV1 devido a aperfeiçoada condutividade térmica e assim eliminação de desenvolvimento de calor na tira e aceleração de degradação dependente de temperatura tipo Arrhenius. A presença de absorvedores de UV inorgânicos aperfeiçoa a durabilidade devido a quase zero Iixiviamento e hidrólise do aditivo.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, a tira inclui duas ou mais camadas paralelas, em que pelo menos uma das camadas inclui esta- bilizadores para proteger de luz UV e degradação induzida termicamente.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, tiras que incluem pelo menos uma camada, especialmente pelo menos duas camadas são providas, em que pelo menos uma camada inclui a mistura compatibilizada da presente descrição. A tira obtida é útil, por exemplo, para aplicação geo- técnica, especialmente para CCSs.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, tiras como defini- das em qualquer um acima são caracterizadas por um aperfeiçoado coefici- ente de fricção com GRM e especialmente com solos e turfa, em relação a tiras fabricadas de MDPE ou HDPE virgem, como testadas em processos tais como ASTM D5321-02 ou outros processos padrão de teste de coefici- ente de fricção.
A folha ou tira ou artigo moldado como definido em qualquer uma das modalidades ativas pode ser provida através de extrusão da com- binação compatibilizada diretamente do mesmo extrusor usado para mistura de componentes ET e PO1 ou de pelo menos um segundo extrusor ou atra- vés de moldagem da mistura.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, a mistura compati- bilizada é inicialmente provida por um extrusor multi-parafusos. A mistura compatibilizada fundida, pelotizada ou cortada é alimentada para um segun- do extrusor, especialmente um extrusor de parafuso simples, amassada em fusão através de um cossinete para formar uma folha ou tira. A espessura final de uma tal tira pode variar de cerca de 0,1 milímetro (mm) acerca de 5 mm ou mais. Em uma modalidade, a espessura da tira está na faixa de cer- ca de 0,5 a cerca de 2,5 mm.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, uma tira aperfeiço- ada, especialmente adaptada para CCSs, é provida. A fricção da tira com GRM confinado é aperfeiçoada através de introdução de uma ou mais carac- terísticas de promoção de fricção sobre pelo menos uma superfície externa da tira. Aquelas características de promoção de fricção são selecionadas em uma maneira não-limitante a partir de texturas de relevo retirado, gravação em relevo, orifícios, extensões semelhantes a dedo, extensões semelhantes a cabelo, extensões semelhantes a onda, linhas poliméricas semelhantes a fibra providas a partir de um extrusor ou através de espargimento, linhas co- extrudadas, pontos ou esteira e combinações dos mesmos. Desta maneira, o GRM pode ser entrelaçado com aquelas características de promoção de fricção de CCS. Em uma outra modalidade fricção é provida através de in- trodução de material de enchimento tendo diâmetro de partícula médio maior que cerca de 100 micra. Em uma modalidade específica, o material de en- chimento é uma cinza industrial, por exemplo, cinza derivada de combustão de carvão. Em uma outra modalidade, a combinação compatibilizada é es- pumada, de modo que sua superfície é áspera e/ou porosa, e sua fricção com GRM é aperfeiçoada.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, a tira ou artigo mol- dado é pigmentado por pigmentos e/ou corantes para uma cor do particular GRM sendo reforçado pela tira e CCS formado da mesma. Em uma modali- dade, a tira tem o tom de solo; alternativamente, ela é pigmentada para uma cor de grama; alternativamente, ela é pigmentada para uma cor de turfa; al- ternativamente, ela é pigmentada em qualquer cor predeterminada. Ainda de acordo com uma outra modalidade, a razão dos com-
ponentes PO e ET pode ser ajustada de acordo com o uso esperado do CCS. Assim, por exemplo, quando o CCS é para ser usado em condições semelhantes a deserto ou em regiões tropicais, em que a temperatura ambi- ente e luz solar e descrição a UV em uso são esperadas serem muito maio- res que em regiões temperadas, a relativa quantidade de ET pode ser au- mentada em relação ao PO. Em uma modalidade, a razão para uso nas á- reas quentes é de 4 partes de ET para 1 parte de PO para 1 parte de ET para 4 partes de PO. Uma vez que aumento de razão ET/PO pode prover aperfeiçoada resistência em tais temperaturas, uma vez que o PO pode se tornar mais facilmente estirado e enfraquecido em maiores temperaturas. Por outro lado, em que o CCS é esperado ser usado em regiões em que a temperatura é esperada ser menor em que em regiões temperadas, por e- xemplo, regiões subárticas, árticas, sub-antárticas ou antárticas, então a quantidade relativa de PO pode ser aumentada para prover melhor flexibili- dade em tais temperaturas relativamente baixas. Em uma modalidade, a ra- zão para uso nas áreas frias é de 1 parte de ET para 1 parte de PO a 1 parte de ET a 10 partes de PO. Além dISO-naquelas áreas em que baixa tempera- tura é esperada durante outono e inverno, fase PO ainda incluindo um polí- mero elastomérico tendo uma temperatura de transição vítrea (Tg) menor que °C. Assim, em uma modalidade, o processo de formação de composição polimérica compatibilizada ainda inclui seleção de quantidades relativas da pelo menos uma poliolefina, copolímero de etileno ou terpolímero e o pelo menos um termoplástico de engenharia para prover resistência ao desliza- mento e módulo de flexão apropriados para uma latitude e/ou condições ambientais esperadas em uma região em que os artigos geotécnicos serão usados. Similarmente, em uma outra modalidade, as quantidades relativas de aditivos podem ser ajustadas de acordo com o uso esperado. Por exem- plo, em que UV solar é alta, adicionais absorvedores de UV e/ou HALS po- dem ser incluídos. Em uma modalidade, a fase PO inclui copolímeros ou terpolímeros de éster ou ácido acrílico ou metacrílico, caracterizada por mai- or resistência à luz UV em relação a HDPE e ET. Exemplos de tais políme- ros resistentes a UV são polímeros comercialmente disponíveis ELVALOY® fabricados por DuPont e LOTRYL® fabricado por Arkema.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, as tiras são mon- tadas em CCS tridimensional, que inclui uma pluralidade de tiras, como defi- nido em qualquer citação acima, em que uma tira se comunica com sua tira vizinha em uma relação lado a lado através de discretas ligações físicas, de modo que aquelas juntas são espaçadas umas das outras por áreas não- ligadas. Ver, por exemplo, Figura 1, descrita em mais detalhes abaixo. Em uma modalidade, as juntas são um resultado de soldagem, ligação, costura, ou qualquer combinação das mesmas. Ainda de acordo com uma outra mo- dalidade, distância entre ligações é variada de uma faixxa de cerca de 50 mm a cerca de 15000 mm, medida a partir de extremidades de juntas adja- centes. O termo 'cerca' refere-se na presente descrição a uma faixa de +/- 20% da medida definida.
Ainda de acordo com uma outra modalidade, a distância entre juntas está na faixa de cerca de 51 mm a 1500 mm ou mais, medida a partir do centro de cada junta. Em uma modalidade, as juntas são soldadas por uma aparelhagem ultra-sônica, especialmente através de processos sem pressão e meios de ligação das mesmas. A capacidade solda, especialmen- te por soldagem ultra-sônica, de acordo ainda com uma outra modalidade da presente descrição, é um fator significantemente aperfeiçoado no processo de fabricação de CCS. Em uma modalidade, uma pluralidade de tiras extru- dadas, cortadas para uma largura pré-definida, são soldadas para formação de um CCS muito durável para confinamento de GRM.
Em uma modalidade, o artigo compreende uma tira moldada ou extrudada tendo uma espessura na faixa de cerca de 0,1 mm a cerca de 5 mm. Em uma modalidade, a tira, tendo um dado tamanho, tem uma força de retirada pelo menos 10% maior em tensão normal de cerca de 27,58 kPa, entre a tira e areia, em relação a uma tira do dado tamanho formada de MD- PE ou HDPE virgem, como testada por ASTM D6706-01. Em uma outra mo- dalidade, o artigo geotécnico inclui características de promoção de fricção sobre pelo menos uma superfície externa do artigo, em que as característi- cas de promoção de fricção incluem, por exemplo, textura, gravação, des- gravação, orifício de passagem, extensão semelhante a dedo, extensão se- melhante a cabelo, extensão semelhante a onda, linha coextrudada, fibras ligadas ou grãos ou agregados, pontos, esteira ou qualquer combinação dos mesmos.
Em uma modalidade, o artigo geotécnico é um sistema de confi- namento celular tridimensional (CCS) incluindo uma pluralidade das tiras, cada uma das tiras comunicando com seu vizinho em uma relação lado a lado via discretas ligações físicas, em que as ligações são espaçadas umas das outras por áreas não-ligadas. Em uma modalidade, o CCS tridimensio- nal é adapatado para conter e/ou confinar e/ou reforçar material de terra, solo, rocha, cascalho, areia, pedra, turfa, argila,concreto, agregado, materi- ais de construção de estrada, e qualquer combinação de dois ou mais dos mesmos.
Em uma modalidade, as juntas são providas por soldagem, liga- ção, costura, grampeamento, rebites, ou através de qualquer combinação dos mesmos. Em uma modalidade, as juntas são soldadas através de uma ou mais soldagem ultra-sônica, soldagem a laser ou soldagem de prensa quente. Em uma modalidade, a composição da presente descrição resulta em um tempo de ciclo de soldagem pelo menos 10% mais curto em relação a HDPE virgem para uma mesma dimensão de solda. Isto é, quando um ar- tigo fabricado da composição aqui descrita é soldado, o tempo requerido para formar uma solda aceitável é reduzido por pelo menos 10%, nesta mo- dalidade.
Em uma modalidade, um artigo geotécnico formado de ou inclu- indo a composição polimérica compatibilizada da presente descrição provê soldabilidade em que linhas de solda e pontos de solda (por exemplo, soldas isoladas não necessariamente em uma linha) são capazes de superar anos de cargas continuamente aplicadas em temperaturas em excesso de 40°C, em uma modalidade, temperaturas de cerca de 40°C até cerca de 70°C, e em uma outra modalidade, temperaturas de cerca de 40°C até cerca de 60°C. Em uma modalidade, um artigo geotécnico formado de ou incluindo a composição polimérica compatibilizada da presente descrição é capaz de suportar tais temperaturas por períodos variando de pelo menos 2 anos até cerca de 100 anos. Em uma tal modalidade, tal artigo geotécnico é capaz de suportar tais temperaturas por tais períodos sem desintegração ou signifi- cante deslizamento. Em contraste à presente descrição, artigos geotécnicos fabricados de materiais da técnica anterior como HDPE ou MDPE não são capazes de suportar tais temperaturas por tais períodos de tempo. Em uma ou mais tais modalidades, tais artigos geotécnicos provêm tal desempenho superando muito o desempenho de materiais da técnica anterior como HDF- PE ou MDPE.
Polietileno é conhecido ser difícil de soldar por soldagem ultra- sônica devido sua baixa densidade, baixo módulo e baixo coeficiente de fric- ção. A nova combinação de ET e PO provê aperfeiçoada soldabilidade em comparação com HDPE. A aperfeiçoada soldabilidade como mostrada na presente descrição é um resultado de uma combinação de propriedades como definido acima. A aperfeiçoada soldabilidade é mais significante em soldagem ultra-sônica. Portanto, durante soldagem ultra-sônica, alta- freqüência, por exemplo, vibrações mecânicas ultra-sônicas são transmitidas por uma máquina de soldagem ultra-sônica para as partes plásticas de estei- ra. No ponto de contato, junta ou interface das duas partes, uma combinação de força aplicada e superfície e/ou fricção intermolecular a partir das vibra- ções ultra-sônicas aumenta a temperatura até o ponto de fusão do termo- plástico ser atingido. A energia ultra-sônica é então removida e uma ligação ou solda molecular resulta entre as duas partes plásticas. Alto coeficiente de fricção e alta condutividade acústica são favorecidas.
Soldagem ultra-sônica e mais eficiente em materiais relativa- mente rígidos e os relativamente amorfos. Um sistema de soldagem ultra-sônica tipicamente contém um
suprimento de energia de alta freqüência, usualmente 20-40 kHz. A energia de alta freqüência é direcionada em uma ponta, também conhecida como um sonotrode, que transmite as vibrações mecânicas em um alvo a ser sol- dado.
Surpreendentemente, quando ET e PO são combinados incluin-
do um compatibilizador, de acordo com o processo definido na presente descrição, e especialmente quando a mistura compatibilizada inclui um ma- terial de enchimento, a soldabilidade é significantemente aperfeiçoada em relação à tira baseada em HDPE não-enchida e misturas de PO-ET não- enchidas, tendo dimensões similares. O aperfeiçoamento está na velocidade em que a superfície e fundida, a velocidade em que a superfície está recupe- rando sua resistência, a resistência de solda final e suas capacidades de transporte de carga por prolongados períodos em temperaturas elevadas.
Um mecanismo sugerido é ilustrado como se segue em uma maneira não-limitante como uma soldabilidade sinergística: a fase rica em ET mais rígida , caracterizada por alto módulo de elasticidade e baixa amor- tecimento acústico, isto é, módulo de deslizamento, módulo de perda, e fator de dissipação, respem que mais rápido às vibrações ultra-sônicas e aquece a fase rica em PO de menor ponto de fusão, de modo que a solda é formada mais rápido que quando HDPE sozinho é soldado. A presença de material de enchimento naquelas fases poliméricas, e especialmente na fase rica em ET, aumenta seu módulo de elasticidade, coeficiente de fricção e a velocida- de de som na fase. Durante uma subseqüente etapa de resfriamento, a fase rica em ET cristaliza mais rápido que a fase rica em PO, de modo que um tempo de ciclo mais curto é provido. Durante a etapa de resfriamento, o ma- terial de enchimento serve como agente nucleante. A presença de material de enchimento, especialmente partículas submícron e partículas de tamanho nano, aperfeiçoa a taxa de nucleação de ambas fases ET e PO, de modo que a resultante solda se torna mais forte e durável mais rápido em relação a HDPE ou MDPE não-enchido ou para uma mistura PO-ET não- compatibilizada.
Em uma modalidade, quando duas tiras são unidas por solda-
gem, a resistência de solda limite, medida 48 horas após soldagem, em temperatura ambiente de duas tiras soldadas juntas de acordo com o pre- sente pedido de patente é maior que cerca de 1300 N para uma largura de solda de 100 mm.
Em uma outra modalidade, quando duas tiras são ligadas por
soldagem, a resistência de solda limite medida 48 horas após soldagem, em menos 20°C de duas tiras soldadas juntas de acordo com o presente pedido de patente é maior que cerca de 1600 N para uma largura de solda de 100 mm.
Em uma modalidade, quando duas tiras são unidas por solda- gem, a resistência de solda limite medida 48 horas após soldagem, em tem- peratura ambiente de duas tiras soldadas juntas de acordo com o presente pedido de patente é maior que cerca de 2000 N para uma largura de solda de 100 mm.
Em uma outra modalidade, quando duas tiras são unidas por soldagem, a resistência de solda limite medida 48 horas após soldagem, em menos 20°C de duas tiras soldadas de acordo com o presente pedido de patente é maior que cerca de 2400 N para uma largura de solda de 100 mm.
Em uma modalidade, quando duas tiras são ligadas por solda- gem, a resistência de solda limite de duas tiras soldadas em menos 20°C é maior que 1000 N para uma largura de solda de 100 mm.
Em uma modalidade, quando duas tiras são ligadas por solda- gem, a resistência de solda limite de duas tiras soldadas em mais 70°C é maior que cerca de 1000 N para uma largura de solda de 100 mm.
Como mostrado, por exemplo, anteriormente, em uma modali- dade, a capacidade de solda aperfeiçoada provida pela composição polimé- rica compatibilizada da presente descrição é uma parte importante e integral da integridade de produto de artigos formados de acordo com a presente descrição. Em artigos tais como o CCS, o ponto em cujas partes são solda- das juntas é um ponto de fraqueza e a formação de tais soldas, particular- mente formação de soldas de alta qualidade, é um processo consumidor de tempo. A nova composição polimérica compatibilizada provê melhor conduti- vidade térmica, e condutividade de som, de modo que soldagem, especial- mente soldagem ultra-sônica, é mais rápida e a resultante solda é mais con- sistente, mais forte e desempenha melhor e dura mais sob o tipo de carga contínua ao qual artigos geotécnicos, e especialmente CCS, são submeti- dos. Todos estes aperfeiçoamentos resultam da composição polimérica compatibilizada de acordo com a presente descrição.
Em uma modalidade, uma porção do artigo geotécnico inclui uma estrutura de reforço adaptada para uso em ligação de artigo a um subs- trato, para uso como CCS. Ou seja, por exemplo, o CCS tem de ser ancora- do ao solo ou outro substrato sobre o qual está sendo usado. Vide figuras 1, 3 e 6, discutidas abaixo. Em geral, uma estaca ou cunha, na forma, por e- xemplo, de um rebar, um espigão, um ferro-ângulo, ou um material poliméri- co (incluindo em uma modalidade, a composição polimérica da presente descrição), é usado para ancorar o CCS ao solo. A forma física de tal estaca ou cunha é conhecida na técnica. Assim, em uma modalidade da presente descrição, um artigo geotécnico, tal como um CCS, é formado com a com- posição polimérica compatibilizada e é empregado em combinação com cu- nhas e tendões. Em uma modalidade, os tendões, e uma outra modalidade, as cunhas, e ainda em uma outra modalidade, ambas as cunhas e os ten- dões, também são formados de uma mistura de polímeros compatibilizada de acordo com a presente descrição. Assim, embora cunhas e tendões se- jam conhecidos na técnica anterior, a presente descrição inclui a combina- ção de um artigo geotécnico, formado de ou incluindo uma composição po- limérica compatibilizada como aqui descrita, em combinação com cunhas e tendões. Em uma outra modalidade, o artigo geotécnico e as cunhas e ten- dões são formados por ou incluem a composição polimérica compatibilizada da presente descrição.
O ponto no qual a estada contata o CCS, em uma modalidade, é reforçado. Em uma modalidade, a estrutura de reforço inclui uma composi- ção polimérica compatibilizada tendo uma razão da pelo menos uma poliole- fina, copolímero de etileno ou terpolímero com relação ao pelo menos um termoplástico de engenharia que é ajustado para prover pelo menos uma de resistência aperfeiçoada, resistência aperfeiçoada à degradação resultante de contato com materiais usados para ligação a um substrato, aperfeiçoada resistência a UV, aperfeiçoada resistência a temperaturas elevadas, ou aper- feiçoada resistência à expansão térmica. Assim, em uma modalidade, uma adicional camada do artigo geotécnico é provida na localização genérica na qual uma estaca será usada para ancorar o artigo geotécnico ao solo. Vide figura 6, discutida abaixo. Em uma modalidade, a camada adicional inclui uma diferente razão de PO e ET, em relação àquela usada para o restante do CCS, para prover aperfeiçoada resistência e/ou aperfeiçoada resistência a efeitos ambientais. Por exemplo, aumento de quantidade relativa do ET proverá aperfeiçoada resistência. Como um outro exemplo, estacas são fre- qüentemente fabricadas de ferro (por exemplo, o rebar mencionado acima), e ferro absorverá mais calor na luz do sol e/ou condições de alta temperatu- ra que o artigo geotécnico. Este calor será transferido para o artigo e pode enfraquecer o mesmo no ou próximo do ponto de contato. Assim, o reforço pode prover aperfeiçoada resistência a temperaturas elevadas atingidas pela estaca, com a qual está em contato. Como será entendido, o grau de ajuste da razão de PO para ET é um pouco limitado, porque as desejadas caracte- rísticas resultantes da combinação de componentes da composição polimé- rica compatibilizada permanecem importantes nas porções reforçadas do artigo.
Descrições de Modalidades Ilustradas nos Desenhos
A figura 1 é uma vista em perspectiva de um CCS de camada simples incluindo uma pluralidade de tiras soldadas, cunhas e tendões, de acordo com uma modalidade da presente descrição. Na Figura 1, é mostra- do um CCS 10 reforçado por tendões 12. O CCS 10 inclui uma pluralidade de tiras de plástico 14 que são ligadas, costuradas ou soldadas juntas, e par- ticularmente, soldadas com ultra-som, uma tira à seguinte em áreas de liga- ção igualmente espaçadas e alternantes 16 para formação de paredes de célula 18 de células individuais 20. Pares das tiras 14 são emparelhados, partindo, por exemplo, com uma tira externa 22 emparelhada a uma tira in- terna 24, um par das seguintes duas tiras internas 24, e assim por diante. Cada tal par é ligado, por exemplo, em uma área de ligação 16. Como mos- trado na extremidade esquerda da Figura 1, que mostra uma extremidade do CCS, a área de ligação 16 inclui uma solda 26 adjacente à extremidade 28 de cada tira 14. Nas extremidades de CCS, uma cauda curta 30 entre a ex- tremidade 28 de tira 14 e a solda externa 26 é provida para estabilizar seg- mentos da tira 14 adjacentes à solda externa 26. Cada par de tiras é soldado junto em adicionais áreas de ligação 16, criando segmentos de tira de com- primento aproximadamente igual entre as soldas externas 16. Em adição a estas soldas, cada tira 14 (exceto a tira mais externa) a partir de cada par adjacente de tiras 24 é também soldada em um ponto intermediário 32 a ti- ras adjacentes em posições intermediárias cada uma das soldas em nos pares de tiras. Como um resultado, quando a pluralidade de tiras 14 é esti- rada em uma direção perpendicular às faces das tiras, as tiras plásticas do- bram em uma maneira senoidal e formam uma teia de células 20, aqui refe- ridas como um CCS, em um padrão de célula de repetição. Cada célula 20 da teia de células tem paredes de células fabricadas de uma tira e uma pa- rede de célula fabricada de uma tira diferente.
Como aqui notado, a composição polimérica compatibilizada de acordo com a presente descrição provê, em uma modalidade, aperfeiçoada soldabilidade, que inclui aumentada e/ou aperfeiçoada resistência de solda de soldas formadas a partir da composição da presente descrição, compara- das a soldas formadas de materiais da técnica anterior. Esta resistência de solda aumentada e/ou aperfeiçoada é importante não somente durante os algumas vezes longos anos de uso de artigos fabricados da composição, mas também durante instalação dos artigos, tais como artigos geotécnicos e CCS. Assim, as soldas são submetidas a alta tensão durante um ou mais pontos, por exemplo, (1) compressão do artigo pelo GRM que ele retém du- rante instalação; (2) expansão do GRM durante períodos de alta umidade; (3) expansão do GRM durante ciclos de congelamento/descongelamento de água contida no GRM; e (4) desemparelhamento térmico (elevação, por e- xemplo, de diferente CTE) entre o GRM e estruturas do artigo tais como pa- redes de CCS.
Na modalidade ilustrada na Figura 1, adjacente a áreas de liga- ção 16 ou 32 estão aberturas 34 em algumas das tiras 14. Cada tendão 12 estende-se através de uma série de aberturas 34 que são substancialmente coincidentes. Os tendões 12 reforçam a teia de células e aperfeiçoam a es- tabilidade de instalações de teia através de atuação como membros contí- nuos, integrais e ancorantes que previnem indesejado deslocamento da teia. É notado que, embora o CCS mostrado na Figura 1 inclua tendões, os mes- mo não são sempre necessários ou usados em CCS. Por exemplo, em que cunhas (descritas abaixo) são usadas, tendões podem não ser necessários, e em que o CCS não é submetido a deslocamento, tendões podem não ser necessários. Tendões podem ser usados em aplicações de colina e canal para provimento de adicional estabilidade contra forças gravitacionais e hi- drodinâmicas e podem ser requeridos quando uma camada subjacente ou solo/rocha naturalmente dura previne o uso de estacas.
Na figura 1, a modalidade de CCS mostrada ainda inclui cunhas 36, que são usadas para ligar o CCS ao substrato ao qual ele é aplicado, por exemplo, ao solo. A cunha 36 é inserida no substrato para uma profundidade suficiente para prover uma âncora para auxiliar a retenção de CCS no lugar. As cunhas 36 podem tomar a forma de qualquer cunha conhecida na técnica para uso com CCS. Em uma modalidade, a cunha 36 é simplesmente uma seção de rebar de ferro ou aço, cortada em um comprimento apropriado. Em uma outra modalidade, a cunha 36 é formada por um material polimérico. Em uma outra modalidade, a cunha 36 é formada por quaisquer composi- ções poliméricas compatibilizadas como descritas na presente descrição para uso no próprio CCS. Em uma modalidade, a composição da cunha 36 pode ser a mesma composição polimérica compatibilizada como no CCS com o qual a cunha é usada, e em uma outra modalidade, a composição da cunha difere daquela do CCS com o qual ela é usada. Em uma modalidade, a cunha é formada por uma composição tendo maior rigidez, obtida, por e- xemplo, através de uma maior carga do componente ET. Em uma modalida- de, a cunha é formada por uma composição tendo maior rigidez, obtida, por exemplo, através de emprego de um diferente polímero ou mistura de polí- meros para o componente ET da composição.
Adicionais aberturas 34 também podem ser incluídas nas tiras poliméricas, como descrito na patente US 6 296 924. Estas aberturas adicio- nais aumentam o interfechamento friccional com o GRM por até 30%, au- mentam o fechamento de raiz com sistemas de vegetais quando raízes crescem entre as células 20, aperfeiçoam drenagem lateral através de tiras para render um melhor desempenho em solos saturados, e promovem um ambiente de solo saudável. Reduzidos custos de manutenção de longo ter- mo e de instalação também podem ocorrer. Em adição, tais CCSs são mais leves e mais fáceis de manusear comparados a CCSs com paredes sólidas.
A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma célula simples 20 de um CCS formado de ou incluindo a composição polimérica compatibiliza- da, contendo um GRM, de acordo com uma modalidade da presente descri- ção. A célula de CCS 20 mostrada na Figura 2 é mostrada como ela pode parecer quando o CCS está localizado em uma colina (direção indicada pela seta A), de modo que o GRM retido dentro da célula está disposto substan- cialmente horizontal à colina, enquanto a parede de CCS estão dispostas perpendicularmente à colina na qual o CCS está localizado. Como um resul- tado, o CCS e a sua célula 20 são inclinados na direção do visualizador. As- sim, as paredes 14 do CCS não são alinhadas verticalmente, mas são apro- ximadamente perpendiculares à superfície do substrato, e assim o GRM en- che o CCS inclinado deixando uma "área vazia" sobre o lado acima de colina do CCS, como mostrado nas figuras 2 e 3.
A célula 20 mostrada na figura 2 é sujeita às forças F1 e F2 nas paredes laterais 14 e à força F3 na solda. Como um resultado da inclinação descrita acima e a área vazia, as forças F1 e F2 aplicadas às paredes do CCS não são balanceadas. Sobre o lado próximo da célula 20, o GRM en- che a célula até a borda superior, aplicando força F1 contra a parede a partir do interior. O GRM na célula 20, e o GRM em célula colina abaixo adjacen- tes (não mostradas na Figura 1) exercem uma força F2 em uma direção co- lina acima. Devido à área vazia, a força F2 é menos que a força F1. Esta força não-balanceada pode conduzir à falha-especialmente de soldas de técnica anterior quando a temperatura da parede de CCS excede cerca de 40°C, ou quando combustíveis e fluidos orgânicos estão em contato com o CCS. Assim, há uma forte necessidade de uma composição polimérica, tal como a composição polimérica compatibilizada aqui mostrada, que propor- cione maior resistência, melhor estabilidade térmica e química e aperfeiçoa- da confiança de solda.
A força F3 mostrada na Figura 2 resulta de GRM, e tende a apli- car uma força de separação para a solda 16. A força de GRM resulta de sua massa e, por exemplo, de expansão do GRM durante repetidos ciclos de congelamento-descongelamento, e/ou repetidos ciclos de aquecimento- resfriamento. Dano a partir destas duas forças físicas ainda pode ser acele- rado quando hidrocarbonetos como combustíveis e fluidos orgânicos entram em contato com o CCS. Durante congelamento de água contida no GRM, o GRM expande, aplicando pressão contra as paredes 14 e a solda 16, então o GRM relaxa com resfriamento para resfriamento para "encher" ou relaxar em qualquer área expandida resultante da pressão, e então o GRM nova- mente expande durante o seguinte ciclo de congelamento, e assim por dian- te. Isto demonstra ambos o resultado de ciclo de congelamento- descongelamento sobre o CCS e as pressões aplicadas à solda 16, e mostra a importância de uma solda forte entre as tiras adjacentes formando o CCS.
A figura 3 é uma vista em perspectiva de uma célula simples 20 de um CCS formado por ou incluindo uma composição polimérica compatibi- lizada, contendo um GRM como na figura 2, e também incluindo uma cunha 36, como descrito com relação a figura 1, de acordo com uma outra modali- dade da presente descrição. A figura 3 ilustra forças aplicadas ao CCS e à célula individual 20 contendo a cunha 36. Como sugerido pela figura 1, nem toda célula em um CCS inclui uma cunha 36. Um suficiente número de cu- nhas 36 são usadas para auxiliar na retenção de CCS em sua localização original sobre o substrato ao qual ele é aplicado.
Como mostrado na Figura 3, as forças F1 e F2 (descritas acima com relação a figura 2 permanecem presentes na figura 3, e aplicam subs- tancialmente as mesmas pressões à célula 20 como descrito acima. Na mo- dalidade mostrada na Figura 3, uma cunha 36 foi adicionada, e ela aplica uma força designada F4 para adicionar às forças F2 no balanço de forças F1 e para manter o CCS em posição. Como será reconhecido, a presença da cunha 36 aplica a força F4 em uma parte bem-localizada da parede superior 14. A pressão localizada aumentada pode ter um efeito prejudicial sobre a parede, se ela não é suficientemente forte e resistente ao deslizamento. Se a parede de CCS é quimicamente sensível a óleos e combustíveis-como é o caso com HDPE ou MDPE1 por exemplo, a parede torna-se fraca, mais flexí- vel e mais provável de render em tais pontos de contração de tensão especí- fica localizados. Em uma modalidade, descrita abaixo com relação à figura 6, a parede superior é reforçada pela adição de uma porção de parede auxiliar, de modo a mitigar os efeitos possivelmente prejudiciais da pressão localiza- da a partir da cunha 36 sobre a parede superior 14.
A figura 4 é uma vista em perspectiva de uma célula simples 20 de um CCS, formado por ou incluindo uma composição polimérica compati- bilizada, incluindo um tendão 12, de acordo com uma outra modalidade da presente descrição. Como descrito com relação à figura 1, o tendão 12 pas- sa através de paredes 14 nas aberturas 34. O tendão 34 é usado para auxi- liar a manter o CCS em sua localização pretendida, particularmente naque- las aplicações em que cunhas são proibidas ou não podem ser usadas devi- do a limitações impostas pelo substrato. Por exemplo, tendões podem ser usados em uma aplicação em que o CCS é colocado sobre uma geomem- brana, e é desejado não penetrar a geomembrana com uma cunha. Como mostrado na Figura 4, o tendão 34 aplica tensão à parede 14 na vizinhança de abertura 34. Esta tensão pode resultar em dano para a parede 14, possi- velmente conduzindo a falha do CCS. Em uma modalidade, o tendão 12 é simplesmente uma seção de rebar, cortada em um comprimento apropriado. Em uma outra modalidade, o tendão 12 é formado por um material poliméri- co. Em uma outra modalidade, o tendão 12 é formado por qualquer das composições como descritas na presente descrição para uso no próprio CCS. Em uma modalidade, a composição do tendão 12 pode ser a mesma composição como no CCS com o qual o tendão é usado, e em uma outra modalidade, a composição do tendão difere daquela do CCS com o qual ele é usado. Em uma modalidade, o tendão 12 é formado por uma composição tendo maior rigidez, obtida, por exemplo, através de uma maior carga do componente ET. Em uma modalidade, o tendão 12 é formado por uma com- posição tendo uma maior rigidez, obtida, por exemplo, através de emprego de um diferente polímero ou mistura de polímeros para o componente ET da composição. A figura 5 é uma vista em perspectiva de uma célula simples 20 de um CCS, formado de ou compreendendo uma composição polimérica compatibilizada, incluindo um tendão 14 e fechos 38, de acordo com uma modalidade da presente descrição. Os fechos 38 são providos para disper- são da força da tensão aplicada às paredes 14 pelo tendão 16. O espalha- mento resulta em aplicação de uma pressão reduzida por área da parede 14. O fecho 38 pode ser formado por qualquer material apropriado. O fecho 38, em uma modalidade, é formado por uma composição como aqui descrita, de acordo com a composição polimérica da presente descrição. Em uma moda- lidade, o fecho 38 inclui uma composição polimérica que é a mesma como aquela do CCS com o qual ele é usado, e em uma outra modalidade, o fecho 38 inclui uma composição polimérica que é diferente daquela do CCS com o qual ele é usado. Em uma modalidade, quando a composição polimérica do fecho é diferente, ela contém um maior teor do componente ET, e em uma outra modalidade, ela contém um componente ET provendo maior resistên- cia que aquela do CCS com o qual ele é usado. O fecho provê um meio para transferência de tensão entre o tendão e a parede do CCS através da qual o tendão passa. Através de uso de fecho 38, as forças transferidas dos ten- dões para a parede do CCS podem ser espalhadas. Embora a parede do CCS, sendo formada de ou incluindo a composição polimérica compatibiliza- da da presente descrição, seja bem forte como descrito aqui em detalhes, uso do fecho 38 provê adicionada proteção contra falha no longo termo.
A figura 6 é uma vista em perspectiva de uma célula simples 20 de um CCS, formado de ou incluindo uma composição polimérica compatibi- lizada, incluindo uma cunha 36 e uma porção de parede reforçada 40, de acordo com uma outra modalidade da presente descrição. A porção de pa- rede reforçada 40, como o fecho 38 faz para os tendões 12, dissipa e dis- persa a pressão resultante da força aplicada pela cunha 38 para a parede 14. A modalidade mostrada na Figura 6 inclui uma porção de parede refor- çada 40 tendo um tamanho significantemente mais amplo que a cunha 36. Em outras modalidades, a porção de parede de reforço 40 pode ser de um tamanho diferente, tanto menor como maior que aquele ilustrado, como de- terminado por aqueles versados na técnica empregando o CCS. Em uma modalidade, a porção de parede reforçada 40 estende-se na inteira largura da tira a partir da qual a parede 14 à qual ela está ligada é formada, e em uma outra modalidade, a porção de parede de reforço 40 pode estender-se menos que ou mais que a inteira largura da parede 14. Em uma modalidade, a porção de parede reforçada 40 estende-se além da borda superior da pa- rede 14 e está dobrada para baixo sobre o lado distante da parede 14, ainda para aumentar a resistência da porção de contato de borda total da parede do CCS.
Em uma modalidade, a porção de parede reforçada 40 está liga-
da à parede 14 com um apropriado adesivo, por exemplo, um adesivo sensí- vel à pressão ou um adesivo curável. Em uma modalidade, a porção de pa- rede reforçada 40 pode ser ligada à parede 14 através de uma operação de solda, particularmente soldagem ultra-sônica, ou costura, realizada sobre o local. Em uma outra modalidade, a porção de parede reforçada pode ser aplicada à parede 14 ao mesmo tempo quando as soldas 16 e 26 são for- madas.
A porção de parede reforçada 40 pode ser formada por qualquer material polimérico apropriado. Em uma modalidade, a porção de parede reforçada 40 é formada por qualquer uma das composições como descritas na presente descrição para uso no próprio CCS. Em uma modalidade, a composição da porção de parede reforçada 40 pode ser a mesma composi- ção como no CCS com o qual a porção de parede reforçada 40 é usada, e em uma outra modalidade, a composição da porção de parede reforçada 40 difere daquela do CCS com o qual ela é usada. Em uma modalidade, a por- ção de parede reforçada 40 é formada de uma composição tendo maior rigi- dez, obtida, por exemplo, através de uma maior carga do componente ET. Em uma modalidade, a porção de parede reforçada 40 é formada de uma composição tendo maior rigidez, obtida, por exemplo, através de emprego de um diferente polímero ou mistura de polímeros para o componente ET da composição.
Em uma modalidade, a porção de parede reforçada 40 pode ser usada ao invés do fecho 38. Ou seja, porção de parede reforçada 40 pode incluir uma abertura 34, através da qual um tendão 12 pode passar. Em uma outra modalidade, uma combinação de um fecho 38 e uma porção de parede reforçada 40 pode ser empregada com um tendão 12. Tal pode ser usada, por exemplo, em que uma tensão especialmente alta é esperada ser aplica- da à parede do CCS durante uso.
Em uma modalidade, a camada ou tira, ou artigo formado da mesma, ainda inclui pelo menos uma camada adicional aplicada a ou coex- trudada ou co-moldada com a primeira camada. Em uma tal modalidade, a camada adicional pode incluir (1) uma composição incluindo os componen- tes (a), (b) e (c) em uma combinação que pode ser idêntica ou diferente da composição da primeira camada, ou (2) um material diferente da composi- ção compreendendo os ditos (a), (b) e (c). Assim, a camada adicional pode incluir a mesma composição, ou uma composição diferente dentro do esco- po da presente descrição, ou a camada adicional pode incluir algum outro material, tal como um outro polímero ou outra estrutura apropriada para o reforço necessário.
A figura 7 ilustra esquematicamente uma modalidade da presen- te descrição, em que uma tira 14, fabricada de acordo com uma modalidade da composição polimérica compatibilizada da presente descrição, ainda in- clui uma camada externa 42. A camada externa 42 pode ser aplicada por laminação ou coextrusão, ou pode ser aderida à tira 14 através de um adesi- vo. A camada externa 42 pode ser composta por qualquer material apropria- do. Em uma modalidade, a camada exterior 42 inclui um material polimérico. Em uma modalidade, a camada exterior 42 inclui uma composição poliméri- ca compatibilizada de acordo com a presente descrição. Em uma modalida- de, a camada exterior 42 inclui uma composição polimérica compatibilizada de acordo com a presente descrição, mas tendo uma diferente combinação do PO, ET e compatibilizador. Em uma modalidade, a camada exterior 42 inclui um material polimérico formando uma camada-barreira. A camada- barreira pode prover, por exemplo, aperfeiçoada resistência química (por exemplo, revestimento ultra-fino ou depósito, tal como parileno, polímero de plasma, ou camada inorgânica), aperfeiçoada resistência a UV, aperfeiçoada resistência térmica e/ou aperfeiçoada fricção com o GRM. Assim, em uma modalidade, a camada exterior 42 é formada por quaisquer composições como mostradas na presente descrição para uso no próprio CCS. Em uma modalidade, a composição da camada exterior 42 pode ser a mesma com- posição como no CCS com o qual o tendão é usado, e em uma outra moda- lidade, a composição da camada exterior 42 difere daquela do CCS com o qual ela é usada. Em uma modalidade, a camada exterior 42 é formada por uma composição tendo maior rigidez, obtida, por exemplo, através de uma maior carga do componente ET. Em uma modalidade, a camada exterior 42 é formada por uma composição tendo maior rigidez, obtida, por exemplo, através de emprego de um diferente polímero ou mistura de polímeros para o componente ET da composição.
A figura 8 ilustra esquematicamente uma modalidade da presen- te descrição, na qual uma tira 14, fabricada de acordo com uma modalidade da composição polimérica compatibilizada da presente descrição, ainda in- clui uma primeira camada exterior 42 e uma segunda camada exterior 44, dispostas sobre a tira 14 sobre o lado oposto àquele sobre o qual a primeira camada exterior 42 é disposta. As camadas exteriores 42 e 44 podem ser aplicadas como descrito acima com relação à modalidade mostrada na Figu- ra 7, e podem incluir qualquer um dos materiais descritos acima com relação à modalidade mostrada na Figura 7. Em uma modalidade, a segunda cama- da exterior 44 é formada pelo mesmo material como a primeira camada exte- rior 42, e em uma outra modalidade, a segunda camada exterior 44 é forma- da de um material diferente daquele da primeira camada exterior 42.
Os materiais para uso com cada um dos CCSs1 os tendões, as cunhas e as porções de parede reforçadas podem ser apropriadamente se- lecionados por aqueles versados na técnica baseado na descrição anterior. Em uma modalidade, os materiais podem ser apropriadamente selecionados como aqui ensinado baseado na localização geográfica na qual o CCS é para ser usado, e mais particularmente, baseado nas temperaturas máximas conhecidas e esperadas às quais o CCS é para ser exposto, e na quantida- de de luz solar à qual o CCS é para ser exposto. Como notado acima, isto pode ser determinado, em um aspecto, baseado na latitude na qual o CCS é para ser usado.
Em uma modalidade, o artigo geossintético é uma geomembra- na. Em uma modalidade, a geomembrana inclui uma pluralidade de folhas soldadas ou ligadas em suas respectivas bordas. Em uma modalidade, a geomembrana inclui uma ou mais folhas tendo uma ou mais de (a) menor permeabilidade para um ou mais de ácidos, bases, óleos, combustíveis, me- tais pesados, dioxinas, oxigênio, nitratos, SOx, NOx, cloro flúor carbonetos, compostos de organofósforo, herbicidas, pesticidas, halogênios, ácidos de halogênio, amônia, bactérias, vírus e solventes orgânicos em relação a uma geomembrana de HDPE tendo as mesmas dimensões; (b) retenção de mó- dulo elástico pelo menos 10% melhor quando exposta a combustíveis e hi- drocarbonetos em relação a uma geomembrana de HDPE tendo as mesmas dimensões; e (c) módulo de deslizamento pelo menos 10% maior em uma carga de 20% de tensão limite e tempo de carga de 60 minutos, de acordo com ISO 899-1 medido em 60°C, em relação a uma geomembrana de HDPE tendo as mesmas dimensões.
As figuras 9 e 10 ilustram esquematicamente quatro processos para fabricação de uma composição polimérica de acordo com a presente descrição. Referindo-se primeiro à Figura 9, são mostradas duas modalida- des nas quais um compatibilizador externo é empregado.
Na figura 9, no Processo A, um compatibilizador externo é com- binado com um termoplástico de engenharia, e a mistura é amassada fundi- da em um extrusor para formar o produto, que é uma composição polimérica como aqui descrita. O processo opcionalmente inclui amassamento de fusão junto com o compatibilizador externo e o termoplástico de engenharia, um ou mais ingredientes opcionais. Na modalidade ilustrada no Processo A, o pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compreende um compatibilizador externo.
Na Figura 9, no Processo B, em uma primeira etapa, uma polio- Iefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero é combinado com uma reação ínsaturada contendo grupo funcional e um iniciador de radi- cal livre em um extrusor e estes ingredientes são amassados fundidos e a metade ínsaturada contendo grupo funcional é enxertada sobre a poliolefina não-modificada, copolímero ou terpolímero de etileno, para pelo que formar um compatibilizador externo que é coletado como um sólido, por exemplo, como péletes. Na segunda etapa, o compatibilizador externo assim formado é combinado com um termoplástico de engenharia, e a mistura é amassada fundida em um extrusor para formar o produto, que é uma composição poli- mérica como aqui descrita. O processo opcionalmente inclui amassamento de fusão junto com o compatibilizador externo e o termoplástico de engenha- ria de um ou mais ingredientes opcionais. Na modalidade ilustrada em pro- cesso Β, o pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compreende um compatibilizador externo.
Referindo-se agora à Figura 10, ali são mostradas duas modali- dades nas quais um autocompatibilizador é formado e imediatamente em- pregado em formação de uma composição de acordo com a presente des- crição.
Na figura 10, no Processo C em uma primeira etapa, uma polio- lefina não-modificada, copolímero ou terpolímero de etileno é combinado com uma reação ínsaturada contendo grupo funcional e um iniciador de radi- cal livre em um primeiro extrusor e estes ingredientes são amassados em fusão de modo que a metade ínsaturada contendo grupo funcional é enxer- tada sobre a poliolefina não-modificada, copolímero ou terpolímero de etile- no, para pelo que formar um autocompatibilizador no primeiro extrusor. O autocompatibilizador é então combinado com um termoplástico de engenha- ria fundido em um segundo extrusor, em que, em uma modalidade, estes ingredientes são amassados fundidos para formação de produto. Nesta mo- dalidade, o processo opcionalmente inclui amassamento de fusão junto com o autocompatibilizador e o termoplástico de engenharia de um ou mais in- gredientes opcionais. Se isto é feito através de adição de ingredientes op- cionais ao mesmo tempo em que o termoplástico de engenharia é adiciona- do, todos estes ingredientes podem ser amassados em fusão no segundo extrusor para formar o produto, como mostrado por seta (1) no Processo C. Em uma modalidade alternativa de Processo C, os ingredientes opcionais podem ser adicionados ao processo após o termoplástico de engenharia ter sido amassado em fusão com o autocompatibilizador, em cujo caso os in- gredientes opcionais podem ser amassados em fusão com o produto do se- gundo extrusor em um terceiro extrusor, como mostrado pela seta (2) no Processo C, para formar o produto.
Na figura 10, no Processo D, o inteiro processo é realizado em um extrusor simples. Nesta modalidade, em uma primeira porção do extru- sor, uma poliolefina não-modificada, copolímero ou terpolímero de etileno é combinado com uma reação insaturada contendo grupo funcional e um inici- ador de radical livre e estes ingredientes são amassados fundidos de modo que a metade insaturada contendo grupo funcional é enxertada sobre a poli- olefina não-modificada, copolímero ou terpolímero de etileno, para pelo que formar um autocompatibilizador na primeira porção do extrusor. Então, em uma segunda porção a jusante do mesmo extrusor, um termoplástico de en- genharia fundido é alimentado no extrusor através de um apropriado orifício, e é combinado com o recentemente formado autocompatibilizador em um segundo extrusor. Na segunda porção do extrusor, estes ingredientes são amassados fundidos para formação do produto. Na modalidade ilustrada no Processo D em Figura 10, o processo opcionalmente inclui amassamento de fusão junto com o autocompatibilizador e o termoplástico de engenharia um ou mais ingredientes opcionais. Estes ingredientes opcionais podem ser adi- cionados antes, ao mesmo tempo, ou seguindo adição do termoplástico de engenharia. Estes ingredientes são amassados fundidos no mesmo extrusor para formação de produto, como mostrado em Figura 10, Processo D.
É notado que, entre os ingredientes opcionais nas modalidades mostradas no Processo C e Processo D na figura 10, está um compatibiliza- dor externo que pode ser usado em adição ao autocompatibilizador formado nestas modalidades de processos de acordo com a presente descrição. Exemplos
Exemplo Teste de Solda Para uma modalidade da presente descrição, a resistência à car- ga de longo termo exibida por tiras soldadas formadas por uma composição polimérica compatibilizada de acordo com a presente descrição é mostrada na tabela 1. Um par de tiras de 100 mm de largura cada é soldado através de inteira largura de 100 mm através de sonotrodo ultrassônico em 20 MHz1 e as cargas indicadas na Tabela 1 são aplicadas a dez de tais pares solda- dos em temperatura ambiente. A fração de pares soldados deixada intacta é medida versus o período de tempo em dias durante o qual as cargas indica- das são aplicadas. Como mostrado na Tabela 1, os materiais da presente descrição proporcionam altas e aperfeiçoadas resistências de solda e dura- bilidade, em relação a materiais da técnica anterior, tais como HDPE ou MDPE.
Tabela 1 -Resultados de Teste de solda
Período (dias) Carga de 77 Kg Carga de 88 Kg Carga de 100 Kg dia 1 a dia 10 Todos os 10 per- maneceram intac- tos Todos os 10 per- maneceram intactos Todos os 10 per- maneceram intactos Dia 1 a dia 20 Todos os 10 per- menceram intactos Pelo menos 9 per- maneceram intactos Pelo menos 8 per- maneceram intactos Dia 1 a dia 30 Todos os 10 per- maneceram intac- tos Pelo menos 8 per- maneceram intactos Pelo menos 6 per- maneceram intactos
Por comparação, quando os mesmos testes são realizados com
tiras soldadas de HDPE tendo a mesma largura e espessura, as taxas de falha comparáveis são cerca de 20% em 30 dias sob 77 kg, cerca de 40% em 30 dias sob 88 kg e maior que 65% em 30 dias sob 100 kg. Exemplos 1-4:
Exemplo 1: uma composição polimérica compatibilizada, uma tira e tiras sol- dadas formadas da mesma de acordo com a presente descrição. Estágio 1: funcionalização de HDPE:
1000 gramas de resina polietileno Dowlex® 2344, fabricada por DOW, 1,2 gramas de peróxido de dicumila e 15 gramas de anidrido maléico são misturados secos. A mistura é alimentada na tremonha principal de um extrusor de parafuso duplo co-rotatório tendo uma razão de comprimento para diâmetro (LVD) de 40 em 100-200 RPM de velocidade de parafuso, e amassada fundida a 180-220°C, até um polímero funcionalizado ser obtido. Este polímero é usado no exemplo como um autocompatibilizador, e é refe- rido daqui por diante como MA-PE.1.
Etágio 2: composição de composto protegido de UV e estabilizado hidrolíti- co:
500 gramas de MA-PE.1, 500 gramas de resina PA6 Ultramid® B50L 01, fabricada por BASF, são alimentados em um extrusor de parafuso duplo co-rotatório tendo uma L7D de 40 em 100-300 RPM de velocidade de parafuso, e amassados fundidos a 280°C. A partir de um alimentador lateral, 180 gramas de talco Iotalk Superfine®, fabricado por Yokal, 4 gramas de Ti- nuvin® 111 e 4 gramas de Tinuvin® 234, ambos fabricados por Ciba, e 10 gramas de Stabaxol® P200, fabricado por Rhein Chemie, são alimentados. O resultante composto é extrudado e peletizado por um peletizador de tira e secado a 45°C.
O resultante produto, referido daqui por diante como CB. 1, é ex- trudado a uma tira de 1,5 mm de espessura e 100 mm de largura.
Resistência à tração, módulo de módulo e deslizamento são medidos 1 semana após extrusão (daqui por diante referido como T.0) e a- pós descrição por 60 dias, em uma solução aquosa tendo pH = 6 a 45°C (daqui por diante referido como T.60). Brilho de superfície e empoeiramento são medidos após 10 000 horas em QUV (processo QUV/Spray, lâmpada UVA-340).
Duas tiras, cada uma com 100 mm de largura, são soldadas por sonotrodo ultrassônico em 20 MHz. Resistência de solda máxima é medida 48 horas após soldagem, e é referida a seguir como UWS.
Um par de tiras de 100 mm cada de comprimento são soldadas (largura de solda de 100 mm), e dez pares soldados são carregados com uma carga de 88 kg por um período de 30 dias. A porcentagem de pares soldados sobrevivendo intactos é referida daqui por diante como %WCS88.
A resistência contra fluidos orgânicos é avaliada por imersão por 60 dias em combustível diesel, e calculando o resultante ganho de peso. Os resultados são resumidos na Tabela 2. Exemplo 2: uma composição, tira e suas tiras soldadas de acordo com pa- tente U.S. 6 875 520, como um exemplo comparativo (em desacordo com a presente descrição).
Etágio 1: funcionalização de copolímero de etileno-acrilato de metila:
1000 gramas de copolímero de etileno-acrilato de metila Lotryl® 29 MA 03, fabricado por Arkema, 1,2 grama de peróxido de dicumila e 15 gramas de anidrido maléico são misturados secos. A mistura é alimentada em um extrusor de parafuso duplo co-rotatório, e amassada fundida a 220°C, até um polímero funcionalizado ser obtido. Este polímero é usado no exemplo como um autocompatibilizador, e referido a seguir como MA-LOT.1. Estágio 2: composição de composto PA-MA.LOT.1:
500 gramas de MA-LOT.1, 500 gramas de resina PA6 Ultramid® B50L 01, fabricada por BASF, são alimentados em um extrusor de parafuso duplo co-rotatórios, e amassados em fusão a 280°C. O composto é extruda- do e peletizado por um peletizador de tira e secado a 45°C.
O resultante produto, referido daqui por diante como CB.520, é extrudado em uma tira de 1,5 mm de espessura e 100 mm de largura.
Resistência à tração, módulo de módulo de deslizamento são medidos 1 semana após extrusão (daqui por diante referido como T.0) e a- pós descrição por 60 dias, em uma solução aquosa tendo pH = 6 a 45°C (daqui por diante referido como T.60). Brilho de superfície e formação de pó são medidos após 10.000 horas em QUV (processo QUV/Spray, lâmpada UVA-340).
Duas tiras, cada uma de 100 mm de largura, são soldadas atra- vés de inteira largura por sonotrodo ultrassônico em 20 MHz. Resistência de solda máxima é medida 48 horas após soldagem, e é referida daqui por di- ante como UWS.
Um par de tiras, cada uma de 100 mm de largura, é soldado a- través de inteira largura de 100 mm, e uma carga de 88 kg é aplicada a dez de tais pares soldados por um período de 30 dias. A porcentagem de pares soldados sobrevivendo intactos é referida daqui por diante como %WCS88. A resistência contra fluidos orgânicos é avaliada por imersão por 60 dias de uma amostra do material em combustível diesel, e calculando a resultante de ganho de peso.
Os resultados são resumidos na Tabela 2. Tabela 2-Estudo Comparativo de Durabilidade de Misturas
Exemplo 1 Exemplo 2 Propriedade CB.1 CB.520 Resistência à tração (MPa) @T.O 43 22 Módulo de tração (MPa) @ T.O 2600 457 Elongação de tração para ruptura (%) @ T.O 180 225 Resistência à tração (MPa) @ T.60 40 20 Módulo de tração (MPa) @ T.60 2000 332 Elongação de tração para ruptura (%) @ T.60 125 25 Propriedades de superfície (visual) após 10. 000 horas em QUV Leve perda de brilho, sem rachaduras Superfície está gra- vada e inclui rachadu- ras e vazios UWS (N) 2153 1200 %WCS88 (%) 90 60 % de ganho de peso em combustí- vel diesel (60 dias @ 45°C) 4 35
Exemplo 3: uma composição polimérica compatibilizada, tira e suas tiras soldadas de acordo com a presente descrição, tendo aperfeiçoada estabili- dade térmica e aperfeiçoada resistência à perfuração em menos 20°C.
Estágio 1: composição de composto protegido de UV e estabilizado hidrolí- tico:
200 gramas de Bondyram 4001 LLDPE maleatado, fabricado por Polyram, 200 gramas de resina LLDPE LL1001®, fabricada por ExxonMobiI, 300 gramas de elastômero Exact® 203, fabricado por ExxonMobiI, 300 gra- mas de PET re-triturado de garrafas de bebidas, 2 gramas de estabilizador térmico Irganox® B900, fabricado por Ciba, 5 gramas de CYASORB® UV- 4042, fabricado por Cytec e 5 gramas de Tinuvin® 494, fabricado por Ciba, são alimentados em um extrusor de parafuso duplo co-rotatório, e amassa- dos fundidos a 280°C. O composto é extrudado e peletizado por um peleti- zador de tira e secado a 45°C.
O resultante produto, referido daqui por diante como CB.3, é ex- trudado em uma tira de 1,5 mm de espessura e 150 mm de largura.
Resistência à tração, módulo de módulo e deslizamento são medidos 1 semana após extrusão (daqui em diante referido como T.0) e a 75°C (daqui por diante referido como @75) e menos 20°C (daqui pordiante referido como @menos20). Brilho de superfície e formação de poeira são medidos após 10.000 horas em QUV (processo QUV/Spray, lâmpada UVA- 340).
Duas tiras, cada uma de 100 mm de largura é soldada através
de inteira largura por sonotrodo ultrassônico em 20 MHz. Resistência de sol- da máxima é medida 48 horas após soldagem, e é referida daqui por diante como UWS.
UWS é comparada em ambiente, mais 75°C e menos 20°C.
Um par de tiras cada uma de 100 mm de largura, são soldados
através de inteira largura de 100 mm, e uma carga de 88 kg é aplicada a dez de tais pares soldados por um período de 30 dias. A porcentagem de pares soldados sobrevivendo intactos é referida daqui por diante como %WCS88.
A resultante %WCS88 em ambiente, mais 75°C e menos 20°C é
comparada, os resultados são mostrados na Tabela 3.
Tabela 3- Resumo de Propriedades de CB.3
Propriedade CB.3@ambiente CB.3@75°C CB.3@menos 20°C Resistência à tração (MPa) 28 24 40 Módulo de tração (MPa) 1300 1000 1800 % de elongação de tração para ruptura 300 320 180 Propriedades de superfície (visuais) após 5000 horas em QUV Leve perda de brilho, sem ra- chaduras, NA NA UWS (N) 1900 1200 1900 %WCS88 (%) 90 80 90 Exemplo 4:
Cinco misturas de alta desempenho, INV1-INV5, e uma mistura de referência (HDPE estabilizado a UV) são fabricadas. Suas composições são mostradas na Tabela 4. Em adição, cada mistura inclui 0,5% de pigmen- to TiO2, Kronos TM 2222 fabricado por Kronos1 e 0,2% de pigmento marrom Fast Brown HFR, fabricado por Clariant. Os polímeros, aditivos e pigmentos são alimentados para uma tremonha principal de um extrusor de parafuso duplo co-rotatório tendo uma L/D de 40 em 100-300 RPM de velocidade de parafuso, correndo em 100-400 RPM em temperatura de cilindro de 260 a 285°C. Os polímeros são fundidos e os aditivos são dispersos através de pelo menos uma zona de amassamento. Material de enchimento é provido de um alimentador lateral. Vapor e gases são removidos através de ventila- ção atmosférica e o produto é extrudado e peletizado por um peletizador de tira.
Tabela 4-Composição poliméricas
Ingrediente INV1 INV2 INV3 INV4 INV5 Referência HDPE funcionali- zado com MA(Kg) 100 100 70 40 40 HDPE virgem 100, não-funcionalizado LLDPE (Kg) 0 0 0 30 0 0 Etileno-Acrilato (Kg) 0 0 0 0 30 0 PET (Kg) 30 30 30 30 30 0 Talco (Kg) 20 0 20 20 20 0 Absorvedor de UV orgânico (Kg) 0,35 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Absorvedor de UV inorgânico (Kg) 0 1 1 1 1 0 HALS (Kg) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Nanoargila (Kg) 0 0 1 0 1 0
Ingredientes:
Resina HDPE funcionalizada com MA-HDPE M 5010, fabricada por Dow, enxertada por 0,25-0,40% de MA em um extrusor reativo; Resina LLDPE-LL 3201, por ExxonMobiI; Resina HDPE-HDPE M 5010, por Dow; Resina etileno-acrilato-Lotryl® 29MA03, Arkema; Talco-lotalk® superfine, por Yokal; Absorvedor de UV orgânico-Tinuvin® 234, por Ciba;
Absorvedor de UV inorgânico-SACHTLEBEN® Hombitec RM 130F TN1 por Sachtleben;
HALS-foto estabilizador de amina impedida-Chimassorb TM 944, por Ciba; Nanoargila:-NanomerTM 131 PS, por Nanocor. A seguir, cinco tiras poliméricas ST1-ST5 e uma tira referência
são fabricadas (ST1 inclui INV1, ST2 inclui INV2... etc.)· Todas as tiras são fabricadas em uma linha de extrusão de folha incluindo um extrusor de para- fuso simples principal para a camada de núcleo e um parafuso simples se- cundário para duas camadas externas. A camada de núcleo tem espessura de 1 mm e as camadas externas têm uma espessura de 0,25 mm cada. Am- bas camadas externas e camada de núcleo são da mesma composição po- limérica. Avaliação
(1) Termoenvelhecimento acelerado-cinco tiras são termoenve- Ihecidas em forno a 1100C por 7 dias e a perda relativa de elongação para
ruptura é determinada ((elongação inicial menos elongação final), dividida por elongação inicial).
(2) Ação do tempo após termoenvelhecimento-de modo a simu- lar resistência a UV/termoenvelhecimento após prolongada descrição a con-
dições quentes, cinco tiras são envelhecidas com umidade/calor em água a 85°C por 28 dias para simular extração e hidrólise dos aditivos e então ex- postas à luz solar artificial em uma aparelhagem Heraeus Xenotest 1200 W WOM. As condições são umidade relativa = 60%, panei negro = 60°C, 102 minutos de ciclo seco, 18 minutos de ciclo úmido. A diferença de cor (delta E) e perda relativa de elongação para ruptura ((elongação inicial menos e- longação final), dividida por elongação inicial) são medidas após 10.000 ho- ras de envelhecimento. Os resultados são resumidos na Tabela 5. Tabela 5-Resultados de Teste de Envelhecimento
Número de tira ST1 ST2 ST3 ST4 ST5 Ref Delta E após termoenvelhecimento + medidor de ação de tempo 12 11 9 14 8 28 Perda relativa de elongação para rup- tura após termoenvelhecimento (%) 20 22 16 18 14 40 Perda relativa de elongação para rup- tura após termoenvelhecimento + me- didor de ação do tempo (%) 28 28 29 26 26 58
Vinte e duas tiras, 100 mm cada, foram soldadas por cometa de
ultrassom em 20 MHz das quais são obtidos 10 pares de tiras de teste ST1- ST5, e um par de referência, Ref, de cada uma das seis composições. Cinco pares são medidos (resistência à tração média de solda) 48 horas após sol- dagem (referido como t = 0) e após envelhecimento em um forno a 1100C por 7 dias (o resultado é referido como t = 7d @ 110).
Os resultados são resumidos na Tabela 6.
Tabela 6-Resistência de Solda para Termoenvelhecimento
Número de tira ST1 ST2 ST3 ST4 ST5 Ref Resistência de solda (N) T=O 1800 1650 1910 1710 1750 1380 Resistência de Solda (N) T=7d @ 110 1520 1433 1800 1577 1650 825
Todas as composições poliméricas compatibilizadas, e os pro-
cessos para fabricação e uso das mesmas, aqui descritos e reivindicados podem ser fabricadas e executados por aqueles versados na técnica sem indevida experimentação à luz da presente descrição e baseado no conheci- do de tais pessoas. Embora as composições e processos da presente des- crição tenham sido descritos em termos de certas modalidades preferidas, será visível para aqueles versados na técnica que variações podem ser apli- cadas às composições e/ou processos e nas etapas ou na seqüência de e- tapas dos processos aqui descritos sem se fugir do conceito, espírito e es- copo da presente descrição. Será visível que certos agentes que são quimi- camente relacionados podem ser substitutos para os agentes aqui descritos enquanto os mesmos ou similares resultados podem ser alcançados. Todos tais substitutos e modificações similares aparentes para aqueles versados na técnica são julgados estarem dentro do espírito, escopo e conceito da presente descrição como definidos pelas reivindicações apostas. Em adição, não obstante que toda combinação possível das modalidades particularmen- te mostradas não tenha sido descrita aqui, como será entendido por aqueles versados na técnica, todas tais combinações e permutações estão dentro do escopo da presente descrição. Assim, toda combinação alternativa de cada um dos vários elementos aqui descritos é entendida com dentro do escopo da presente descrição.

Claims (49)

1. Artigo geotécnico compreendendo pelo menos uma camada, a dita pelo menos uma camada tendo: um coeficiente de expansão térmica de menos que cerca de 150 ppm/°C em temperatura ambiente; resistência a meios ácidos maior que resina poliamida 6 e/ou resistência a meios básicos maior que resina PET; resistência a hidrocarbonetos maior que aquela de HDPE; módulo de deslizamento de pelo menos 400 Mpa a 25°C, em uma carga de 20% de tensão limite e tempo de carga de 60 minutos, de acordo com ISO 899-1; e módulo de flexão de secante 1 por cento de pelo menos 700 Mpa, a 25°C de acordo com ASTM D790; a dita pelo menos uma camada formada de uma composição compreendendo: (a) de cerca de 1 a cerca de 94,5% em peso da composição de pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compreen- dendo em média pelo menos um grupo funcional por cadeia de polímero ou oligômero, o dito pelo menos um grupo funcional selecionado de carboxila, anidrido, oxirano, amino, amido, éster, oxazolina, isocianato ou qualquer combinação dos mesmos; (b) de cerca de 5 a cerca de 98,5% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de engenharia; (c) de cerca de 0,5 a cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de enchimento; e (d) opcionalmente, até cerca de 93,5% em peso de uma poliole- fina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno.
2. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o dito material de enchimento está em uma forma de um pó, fios ou fibras, e em que quando na forma de um pó tem um tamanho de partícula médio de menos que cerca de 30 micra.
3. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o teor de (b) é de cerca de 90 por cento em peso a cerca de 10 por cento em peso.
4. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o dito (c) pelo menos um material de enchimento compreende um oxido de metal, um carbonato de metal, um sulfato de metal, um fosfato de metal, um silicato de metal, um borato de metal, um hidróxido de metal, uma sílica, um silicato, um aluminato, um alumo-silicato, giz, talco, dolomita, uma fibra ou fio orgânico ou inorgânico, um metal, partículas inorgânicas revestidas com me- tal, argila, caulin, cinza industrial, pó de concreto, cimento, dolomita, wolas- tonita ou combinações dos mesmos.
5. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o dito pelo menos um termoplástico de engenharia é selecionado de (i) uma poliamida; (ii) um poliéster; (iii) um poliuretano; ou seus copolímeros, copo- límeros de bloco e combinações.
6. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o dito polímero ou oligômero contendo grupo funcional é uma poliolefina modi- ficada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno, em que o dito grupo funcional é enxertado para o dito polímero ou oligômero.
7. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o dito polímero ou oligômero contendo grupo funcional é um copolímero ou terpolímero de (1) pelo menos um monômero insaturado e (2) pelo menos um monômero insaturado contendo grupo funcional, em que o monômero insaturado contendo grupo funcional contém pelo menos um grupo insatura- do e pelo menos um grupo funcional.
8. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o dito pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional é sele- cionado de polietileno enxertado com anidrido maléico, um copolímero ou terpolímero de éster metacrílico ou etileno-acrílico enxertado com anidrido maléico, um homopolímero ou copolímero de propileno enxertado com ani- drido maléico, um polímero de alfa olefina-etileno enxertado com anidrido maléico, uma borracha de etileno-propileno enxertada com anidrido maléico, um polietileno enxertado com acrilato ou metacrilato de glicidila (GMA), um copolímero ou terpolímero de éster metacrílico ou acrílico-etileno enxertado com GMA1 homopolímero ou copolímero de propileno enxertado com GMA, um polímero de alfa olefina-etileno enxertado com GMA, uma borracha etile- no-propileno enxertada com GMA, um copolímero ou terpolímero de etileno enxertado com ácido acrílico ou metacrílico, um ionômero de ácido acrílico ou metacrílico, um copolímero ou terpolímero de estireno-anidrido maléico, um copolímero ou terpolímero de estireno-ácido metacrílico ou de estireno- ácido acrílico, um copolímero ou terpolímero de etileno-metacrilato de glicidi- Ia ou etileno-acrilato de glicidila, ou qualquer combinação dos mesmos.
9. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o dito (d) poliolefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno é selecionado independentemente de polietileno, etileno-acetato de vinila, polipropileno, elastômero de etileno-alfa olefina, elastômero de etileno- propileno, elastômero dieno de etileno-propileno, copolímero ou terpolímero de etileno-éster acrilato ou éster metacrilato, ou qualquer copolímero ou combinações dos mesmos.
10. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a dita composição ainda compreende um aditivo selecionado de termo-estabi- lizador, fotoestabilizador de amina impedida (HALS), absorvedor de UV or- gânico, absorvedor de UV inorgânico, inibidor de hidrólise ou combinações dos mesmos.
11. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 10, em que o dito inibidor de hidrólise é reativo com grupos de extremidade ou laterais do dito pelo menos um termoplástico de engenharia e é um ou mais selecio- nado de uma carbodiimida, uma policarbodiimida, um isocianato bloqueado, uma resina epóxi, uma resina fenólica, uma resina novolac, uma resina me- lamina, uma resina uréia, uma resina glicolurila, um ácido triisocianúrico e derivados dos mesmos, uma resina de estireno-anidrido maléico, ou um diá- cido aromático ou cicloalifático ou um anidrido do mesmo.
12. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a dita composição ainda compreende partículas de tamanho nano caracteriza- das por propriedades de barreira, e permeabilidade de dita composição para moléculas tendo um peso molecular menor que cerca de 1000 Dáltons é pe- lo menos 10 por cento menor comparada com uma composição compreen- dendo a mesma composição mas sem as ditas partículas de tamanho nano.
13. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 12, em que as ditas nanopartículas são selecionadas de nanoargila, nanossílica, nanos- silicatos, nanoalumossilicatos, nanoóxido de zinco, nano-óxidos de titânio, nano-óxidos de zircônio, nanotalco, nanotubos, nanopartículas de metais e/ou flocos, negro-de-fumo, sulfetos e sulfatos de tamanho nano e celulose, Iignina ou proteínas de origem animal ou planta e combinações dos mes- mos.
14. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o dito artigo compreende uma tira extrudada ou moldada tendo uma espessura na faixa de cerca de 0,1 mm a cerca de 5 mm.
15. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 14, em que a tira, tendo um dado tamanho, tem força de retirada pelo menos 10% maior em tensão normal de cerca de 27,58 kPa (4 lb/in2), entre a tira e areia, em relação a uma tira do dado tamanho formada de MDPE ou HDPE virgem, como testado por ASTM D6706-01.
16. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 14, com- preendendo características de promoção de fricção sobre pelo menos uma superfície externa do dito artigo, em que as ditas características de promo- ção de fricção compreendem textura, gravação em relevo, desgravação, ori- fício de passagem, extensão similar a dedo, extensão similar a cabelo, ex- tensão similar a onda, linha coextrudada, fibras ou grãos ligados ou agrega- dos, pontos, esteira ou combinações dos mesmos.
17. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 14, em que o dito artigo geotécnico é um sistema de confinamento celular tridimensional (CCS) compreendendo uma pluralidade das ditas tiras, cada uma das ditas tiras comunicando-se com seu vizinho em uma relação lado a lado via dis- cretas ligações físicas, em que as ditas ligações são espaçadas umas das outras por áreas não ligadas.
18. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que o dito CCS tridimensional é adaptado para conter e/ou confinar e/ou reforçar material de terra, solo, rocha, cascalho, areia, pedra, turfa, argila, concreto, agregado, e combinações dos mesmos.
19. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que as ditas ligações são providas por soldagem, ligação, costura, grampeamen- to, rebitagem, ou combinações dos mesmos.
20. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 19, em que as ditas juntas são soldadas por um ou mais de soldagem ultra-sônica, sol- dagem a laser, e soldagem de prensa quente.
21. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 20, caracte- rizado por um tempo de ciclo de soldagem pelo menos 10% menor em rela- ção a HDPE virgem para uma igual dimensão de solda.
22. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 19, em que as ditas ligações são soldadas, e a resistência de solda máxima de duas tiras soldadas em temperatura ambiente é maior que cerca de 1300 N para uma largura de solda de 100 mm.
23. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 19, em que as ditas ligações são soldadas, e a resistência de solda máxima de duas tiras soldadas em menos 20°C é maior que cerca de 1000 N para uma Iargu- ra de solda de 100 mm.
24. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 19, em que as ditas ligações são soldadas, e a resistência de solda máxima de duas tiras soldadas em mais 70°C é maior que cerca de 1000 N para uma largura de solda de 100 mm.
25. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que a dita distância entre as ditas juntas está na faixa de cerca de 50 mm a cerca de 1500 mm.
26. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que as ditas ligações são soldadas, e quando as ditas ligações soldadas são submetidas a uma carga contínua de 77 kg por 100 mm de largura de solda por 10 dias em temperatura ambiente, substancialmente todas as ditas liga- ções soldadas permanecem intactas.
27. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que as ditas ligações são soldadas, e quando as ditas ligações soldadas são submetidas a uma carga contínua de 77 kg por 100 mm de largura de solda por 30 dias em temperatura ambiente, substancialmente todas as ditas Iiga- ções soldadas permanecem intactas.
28. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que as ditas ligações são soldadas, e quando as ditas ligações soldadas são submetidas a uma carga contínua de 88 kg por 100 mm de largura de solda por 20 dias em temperatura ambiente, cerca de 90% ou mais das ditas Iiga- ções soldadas permanecem intactas.
29. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que as ditas ligações são soldadas, e quando as ditas ligações soldadas são submetidas a uma carga contínua de 88 kg por 100 mm de largura de solda por 30 dias em temperatura ambiente, cerca de 80% ou mais das ditas Iiga- ções soldadas permanecem intactas.
30. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que as ditas ligações são soldadas, e quando as ditas ligações soldadas são submetidas a uma carga contínua de 100 kg por 100 mm de largura de solda por 10 dias em temperatura ambiente, substancialmente todas as ditas Iiga- ções soldadas permanecem intactas.
31. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que as ditas ligações são soldadas, e quando as ditas ligações soldadas são submetidas a uma carga contínua de 100 kg por 100 mm de largura de solda por 20 dias em temperatura ambiente, cerca de 80% ou mais das ditas Iiga- ções soldadas permanecem intactas.
32. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 17, em que as ditas ligações são soldadas, e quando as ditas ligações soldadas são submetidas a uma carga contínua de 100 kg por 100 mm de largura de solda por 30 dias em temperatura ambiente, cerca de 60% ou mais das ditas Iiga- ções soldadas permanecem intactas.
33. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, ainda compreendendo uma estrutura de reforço adaptada para uso na ligação de artigo a um substrato.
34. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a composição tem um módulo secante 1 % de acordo com ASTM D790 de pelo menos 690 MPa quando medido a 45°C.
35. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a composição tem um módulo secante 1 % de acordo com ASTM D790 de pelo menos 500 MPa quando medido a 70°C.
36. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a composição tem um módulo de flexão secante 1% de acordo com ASTM D790 que é pelo menos 10% maior que aquele de HDPE, quando medido em uma temperatura de cerca de 45°C.
37. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a composição tem um módulo de flexão secante 1% de acordo com ASTM D790 que é pelo menos 10% melhor que aquele de HDPE, quando medido em uma temperatura de cerca de 70°C.
38. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, ainda compreendendo pelo menos uma camada adicional aplicada a ou coextru- dada ou co-moldada com a dita primeira camada.
39. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o artigo é uma geomembrana.
40. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a dita pelo menos uma camada provê uma condutividade térmica pelo menos 10% maior em relação a uma camada de HDPE tendo as mesmas dimen- sões.
41. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que quando a dita pelo menos uma camada ainda compreende um aditivo sele- cionado de um HALS, uma absorvedor de UV orgânico ou um absorvedor de UV inorgânico ou qualquer sua combinação dos mesmos, a camada provê taxa de extração, evaporação e/ou hidrólise pelo menos 10% menor do dito aditivo em relação a uma camada de HDPE compreendendo o mesmo aditi- vo e tendo as mesmas dimensões.
42. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a dita pelo menos uma camada exibe um aumento de peso pelo menos 10% menor após imersão por 60 dias a 25°C em n-octano em relação a uma ca- mada de HDPE tendo as mesmas dimensões.
43. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a dita pelo menos uma camada exibe uma retenção de elongação para ruptura pelo menos 10% melhor após imersão por 60 dias a 45°C em solução aquo- sa tendo pH = 11 em relação a uma camada de PET tendo as mesmas di- mensões.
44. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a dita pelo menos uma camada exibe uma retenção de elongação para ruptura pelo menos 10% melhor após imersão por 60 dias a 45°C em solução aquo- sa tendo pH = 4 em relação a uma camada de PA6 tendo as mesmas di- mensões.
45. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que a dita composição compreende uma fase contínua e uma fase descontínua dispersa em domínios por toda a dita fase contínua, em que substancialmen- te todos os ditos domínios têm uma maior dimensão de cerca de 10 micra ou menos.
46. Artigo geotécnico de acordo com a reivindicação 1, em que o 20 dito artigo geotécnico é um sistema de confinamento celular, uma geomem- brana ou uma geograde.
47. Processo para formação de um artigo geotécnico compreen- dendo pelo menos uma camada, a dita pelo menos uma camada tendo: um coeficiente de expansão térmica de menos que cerca de 150 ppm/°C em temperatura ambiente; resistência a meios ácidos maior que resina poliamida 6 e/ou resistência a meios básicos maior que resina PET; resistência a hidrocarbonetos maior que aquela de HDPE; módulo de deslizamento de pelo menos 400 Mpa a 25°C, em uma carga de 20% de tensão limite e tempo de carga de 60 minutos, de a- cordo com ISO 899-1; e módulo de flexão de secante 1 por cento de pelo menos 700 MPa, a 25°C de acordo com ASTM D790; a dita pelo menos uma camada formada de uma composição compreendendo: (a) de cerca de 1 a cerca de 94,5% em peso da composição de pelo menos um polímero ou oligômero contendo grupo funcional compreen- dendo em média pelo menos um grupo funcional por molécula, o dito pelo menos um grupo funcional selecionado de carboxila, anidrido, oxirano, ami- no, amido, éster, oxazolina, isocianato ou qualquer combinação dos mes- mos; (b) de cerca de 5 a cerca de 98,5% em peso da composição de pelo menos um termoplástico de engenharia; (c) de cerca de 0,5 a cerca de 94% em peso da composição de pelo menos um material de enchimento; e (d) opcionalmente, até cerca de 93,5% em peso de uma poliole- fina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno; em que o dito processo compreende: (i) provimento de pelo menos um polímero ou oligômero con- tendo grupo funcional e dito (b) pelo menos um termoplástico de engenharia; (ii) amassamento da fusão de (a) e (b) combinados; (iii) adição de dito (c) pelo menos um material de enchimento e ainda amassando a fusão dos ditos (a), (b) e (c) combinados; (iv) opcionalmente adição de dito (d) pelo menos uma polio- Iefina não-modificada, copolímero de etileno ou terpolímero de etileno a qualquer um dos ditos (a), (b) ou (c) ou combinação dos mesmos; (v) extrusão da dita composição em uma tira, um perfil, um filme ou folha, um pulverizado, ou uma pluralidade de pérolas, flocos, grânu- Ios ou péletes.
48. Processo de acordo com a reivindicação 47, ainda compre- endendo nova fusão do dito pó ou dita pluralidade de contas, flocos, grânu- Ios ou péletes e extrusão, moldagem ou formação da dita nova fusão em uma tira, um perfil, um filme, uma folha, ou um artigo geotécnico tridimensio- nal moldado.
49. Processo de acordo com a reivindicação 47, em que o dito artigo geotécnico é um sistema de confinamento celular, uma geomembrana ou uma geograde.
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