CN102762782A - 包含抗粘添加剂的弹性纤维 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施方案包括含有抗粘剂的弹性拉伸纤维、制备所述纤维的方法、使用这种纤维的方法、包括这种纤维的制品等等。

Description

包含抗粘添加剂的弹性纤维
本公开的领域
本公开涉及弹性丙烯基聚合物纤维，其具有低粘性，无需使用硅氧烷基整理剂，更尤其是，本公开涉及具有结合到纤维中的抗粘添加剂的这种纤维。
背景
弹性纤维，例如由聚氨酯制备的那些纤维(例如，斯潘德克斯弹性纤维)，具有出色的拉伸和回复性能，使得它们适合于许多类型的纤维、织物、层合物及其它制品。弹性聚烯烃纤维(例如，lastol，Dow Chemical的 XLA™，ExxonMobil的Vistamaxx™)还具有良好的拉伸性能，但由于低熔点，在终端使用制品(例如服装)需要经受高温(例如，在洗熨期间)的情况下，这种纤维并不总是适合于终端使用。弹性丙烯基聚合物纤维保持非交联弹性丙烯基纤维的拉伸性能，但可以承受更高的温度，使得它们更适合于某些应用，例如，用于服装的织物。
然而，所有上述弹性纤维，例如斯潘德克斯弹性纤维和弹性聚烯烃纤维，与常规无弹性纤维相比，已知展现增高的粘性。因为它们的增高的粘性，这些弹性纤维可以彼此粘附，或者与各种表面粘附。在围绕卷芯卷绕纤维以形成筒管、丝饼或其它这种长丝卷装的包装中，高粘性变得特别成问题。紧密靠近的纤维加上纤维上压力，尤其是在卷芯附近，可以导致相邻的丝彼此粘附，使得受到影响的丝不能使用，这是因为很难将纤维从卷装上移去而不断裂。这种问题在卷芯处变得甚至更加显著，并且被称为“卷芯废料”。卷装之后，根据时间和温度，在储存期间，丝粘性可能提高。存储时间越长并且温度越高，相当于粘性提高和更多的卷芯废料。相应地，降低弹性纤维的粘性可以降低卷芯废料，并且提高成本效益。
为了降低粘性，将整理剂施加到长丝(如斯潘德克斯弹性纤维)。这些整理剂可以包括硅油和金属硬脂酸盐。使用这些整理剂来润滑弹性纤维的表面，并由此降低纤维的粘性。然而，许多这种整理剂(尤其是硅氧烷基整理剂)妨碍下游处理，并使处理的纤维不适合某些应用，或需要采用成本高的步骤，以便从纤维上去除整理剂。例如，某些应用包括下游处理，这种下游处理或者必需没有整理剂或优选没有整理剂。在(例如)将粗旦长丝胶合成尿布及其它一次性个人护理制品的过程中，整理剂妨碍胶液与纤维的粘附，导致弹性纤维的不怎么有效的粘接，并增加打滑。整理剂(尤其是硅氧烷基整理剂)还可能妨碍织物染色和整理，由此在染色和/或其它下游处理步骤之前，为了洗去整理剂，需要昂贵和耗时的步骤。然而，在弹性纤维中几乎一律使用这种整理剂，因为(正如以上的讨论)没有使用整理剂而制备的纤维太粘而不能退绕(在它们离开卷筒之前断裂)。即使已经将抗粘添加剂结合进斯潘德克斯弹纤维以帮助降低粘性 的时候，仍然需要表面整理剂(例如整理油)，以便防止断裂和卷芯废料问题。
由此，需要改进的弹性纤维，和由其制备的织物和制品，它们具有低粘性而无需硅氧烷基整理剂，和提供这种纤维的方法。
概述
简要地说，本公开的实施方案包括含有抗粘剂的弹性拉伸纤维、制备所述纤维的方法、使用这种纤维的方法、包括这种纤维的制品(例如但不局限于：包括所述纤维的层合物、织物、服装和纺织品)，等等。
本公开的一种示例性制品(还有其它的制品)包括弹性纤维，其包括∶弹性丙烯基聚合物和抗粘剂，其中所述纤维基本上不含硅氧烷基整理剂。在一个实施方案中，在纺丝制备纤维之前，可以使抗粘剂与弹性丙烯基聚合物混合。在一个实施方案中，抗粘剂包括下列中的一种或多种：双硬脂酰胺，TiO2，玉米淀粉，滑石粉，硫酸钡，层状粘土，碳酸钙和它们的混合物。在一个实施方案中，抗粘剂可以是亚乙基双硬脂酰胺。在一个实施方案中，弹性纤维可以包括任选的二烯和任选的交联剂，并且可以任选是交联的。
另外，本公开的一个实施方案包括含有本文所描述的弹性纤维的制品。在示例性的实施方案中，所述制品可以包括但不局限于：织物，层合物，拉伸制品，一次性制品，服装，等等。
制备弹性丙烯基聚合物纤维的一种示例性的方法(还有其它的方法)包括∶提供弹性丙烯基聚合物；将抗粘剂与弹性丙烯基聚合物混合；将聚合物/抗粘剂混合物熔融纺丝成纤维；将纤维卷绕，其中所述纤维可以退绕而无需在卷绕之前将硅氧烷基整理剂施加到所述纤维表面上。在实施方案中，混合可以在制备弹性丙烯基聚合物球粒、切片、颗粒等期间进行。在其它实施方案中，混合可以在熔融纺丝期间进行，例如，通过将抗粘剂和丙烯基聚合物计量到熔体纺丝机中。在其它实施方案中，抗粘剂可以在丙烯基聚合物球粒、切片或颗粒上用作表面涂层/隔离剂(dusting agent)。在这种实施方案中，抗粘剂提供双重目的：防止球粒粘在一起(聚集)和防止在纺丝机的进料喉(feed throat)中发生桥结。
附图简述
参考下列附图，可以充分了解本公开的许多方面。附图中的组成部分不一定按比例。
图1举例说明了用于进行制备本公开的弹性纤维的方法的示例性系统。
详述
在更详细地描述本公开之前，应该理解，本公开不局限于所描述的具体实施方案，因为这些实施方案当然可以变化。还应该理解，本文使用的术语仅仅是为了描述具体实施方案的目的，并不是用来限制，这是由于本公开的范围是仅仅是由附录权利要求书所限定的。
除非另外定义，否则，本文使用的所有技术和科学术语具有本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。虽然在本公开的实践或试验中也可以使用与本文所描述的任何方法和物质类似或相当的方法和物质，但现在描述优选的方法和物质。
在本说明书中所列举的所有出版物和专利是以引证的方式结合到本文中的，如同每个单独的出版物或专利是具体和独立地被表明将以引证的方式结合到本文中，并且被通过引证的方式结合到本文中以与出版物列举的方法和/或物质结合来公开和描述了方法和/或物质。任何出版物的引用是因为其在申请日之前公开，且不应该理解成承认：本公开由于先前的公开而不具有先于这样的出版物发生的资格。进一步的，所提供的公布日期可能与实际的出版日期不同，其可以需要独立地证明。
因为一旦阅读了本公开将对本领域技术人员是显而易见的，本文所描述和举例的每个单独的实施方案具有离散的组成部分和特征，其可以在不背离本公开范围或精神的情况下容易地与任何其它一些实施方案的特征分离或相结合。任何所列举的方法可按照所列举的情况的顺序进行，或以逻辑上可能的其它顺序进行。
除非另有陈述，否则，本公开的实施方案将会使用化学技术、纤维技术、纺织品等等，这在本领域技术人员的知识范围之内。这种技术在文献中得到了充分解释。
提出下列实施例以便为本领域普通技术人员提供对于如何进行该方法和使用所公开和要求保护的组合物和化合物的彻底的公开和说明。已经做出努力以保证数值(例如量、温度等等)的精确性，但应该考虑一些误差和偏差。除非另外表明，份数是重量份数，温度是℃，和压力是以大气压表示的。标准温度和压力定义为25℃和1大气压。
在详细描述本公开的实施方案之前，应该理解，本公开不局限于特定物质、试剂、反应物质、制备方法等等，因为这些都可以改变，除非另有陈述。还应该理解，本文使用的术语仅仅是为了描述具体实施方案的目的，并不是用来限制。在本公开中，还可能的是，可以用逻辑上可能的不同顺序来进行各个步骤。
必须指出，说明书和附录权利要求中使用的单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“ 所述(the)”包括多个对象，除非上下文明显地另外规定。因此，例如，“一支撑物”的提及包括多个支撑物。在本说明书和后面的权利要求中，将提及许多术语，所述术语将被定义为具有下列含义，除非明显具有相反的意义。
定义
本文使用的术语“抗粘剂”或“抗粘添加剂”是指添加剂或试剂，包括在纤维/丝制备中一般用作填料的成分，可以降低弹性纤维的粘性，并且在纤维形成之前的一些点 (例如，在形成弹性聚合物期间，或在纤维形成之前的熔融纺丝过程期间)与成纤物质混合，并由此结合到所形成的纤维中。其和本文使用的“整理剂”、“整理试剂”或“整理油”形成对比，它们施加于所形成纤维的表面。
本文使用的术语“纤维”是指可以在织物和纱线以及纺织物制备中使用的丝状物质。一种或多种纤维用于制备织物或纱线。按照本领域已知的方法，长丝可以被全拉伸或变形。
关于化学品，本文使用的术语“基本上不含”表示期望从目标(例如，纤维)中排除该化学品；然而，由于污染、杂质、在共用设备上加工等等，痕量的化学品可能存在于目标中，或存在于目标上。在一个实施方案中，术语“基本上不含”是指在目标中包含在目标中的小于大约0.001、小于大约0.01、小于大约0.05、小于大约0.1、小于大约0.5、小于大约1或小于大约2重量%的化学品。尤其是，关于添加剂(例如，整理添加剂或试剂)，术语“基本上不含”表示期望从目标(例如，纤维)中排除该添加剂；然而，由于污染、杂质、在共用设备上加工等等，痕量的添加剂可能存在于目标中，或存在于目标上。
本文使用的“弹性丙烯基聚合物”是指包括丙烯主链的弹性聚合物组合物，将在下面更详细地描述的。示例性的丙烯基聚合物描述在US 2004/0236042和WO05/049672和美国专利6,881,800中，所述文献各自以引证的方式结合于本文中。用于制备本公开的弹性纤维和制品的示例性的商购弹性丙烯基聚合物包括Vistamaxx™ 1100和Vistamaxx™ 2100(ExxonMobil Corporation)。在实施方案中，弹性丙烯基聚合物还可以包括其它的组分，例如但不局限于：任选的二烯和交联剂(还称为活性助剂)，以形成可交联的弹性丙烯基聚合物，例如，描述在美国专利申请公开2009/0298964(所述以引证的方式结合与本文中)中的那些，如下面将更详细地描述的。本文使用的术语“弹性丙烯基聚合物”是指两种类型的配方。用弹性丙烯基聚合物制备的合成纤维可以卷在圆柱形芯杆上，以形成供料卷装。这种纤维可以通过熔融纺丝或干法纺丝工艺制备，并且可以具有任何种类的横截面，例如，圆形横截面或扁平“带状”横截面。
讨论
本公开的实施方案提供了包括抗粘剂的弹性纤维，制备所述纤维的方法，使用这种纤维的方法，包括该纤维的层合物，包括该纤维的织物，包括该纤维的服装、纺织品，等等，其中所述防粘剂通过在纺丝之前将抗粘剂与弹性聚丙烯基聚合物组合物混合而结合到所述纤维中。本公开的实施方案提供了弹性纤维，这种弹性纤维提供纤维从卷装或卷芯上的良好传输。本公开的实施方案提供了弹性纤维的平滑和均匀传输，与引起纤维的不规则传输的其它弹性纤维相反，其可以降低运行打结(running bands)、拉伸不匀度、折皱(pinching)、断裂和/或纤维的其它损坏。与其它弹性纤维不同，本公开的实施方案可以与其它热塑性纤维和材料粘结(使用超声波法)。
可以熔融纺丝制备将弹性聚烯烃基长丝(例如，lastol，Dow Chemical的XLA™)，随后加工为织物及其它纺织制品。正如在下面实施例中所显示的，已经显示熔融纺丝和卷绕而没有施加整理剂的弹性丙烯基聚合物的纤维不能从卷筒上取下。在大多数情况下，因为铺在另一纤维上的纤维的粘性，纤维断裂。因此，传统地，将整理剂(通常是硅氧烷基整理剂)施用于纤维的表面，以便能够在纺丝之后将长丝退绕，并且降低摩擦，便于纺丝下游的针织及其它工艺。然而，正如以上的讨论，尽管便于退绕，但这种整理剂还会引入一些缺点，并且为了纤维在某些应用中使用，必须除去整理剂。
正如下面更详细描述的，本公开的纤维包括抗粘添加剂，例如，来自双硬脂酰胺(脂肪酸酰胺) 家族、滑石粉、玉米淀粉和TiO2的抗粘剂，其中添加剂可以混合到树脂本身中，进行熔融纺丝，并将在卷筒上的所得纤维不粘，且纤维不会粘在一起。抗粘剂使单根纤维退绕而不会断裂，不需要硅氧烷基整理剂。这在服装下游加工中可以省去硅氧烷除去步骤，并且对于非服装应用(例如尿布，窄带(narrows)等等)，能够进行涂胶或超声结合。
本公开的实施方案包括弹性丙烯基聚合物纤维，弹性丙烯基聚合物纤维包括结合到所述纤维中的抗粘剂。抗粘剂可以包括这样的化合物：其提供弹性丙烯基聚合物纤维抗粘性益处使得所述纤维可以被使用而无需向所述纤维中加入局部整理剂，尤其是不用使用硅基整理剂。另外，与大部分抗粘性成分不同，弹性纤维包含的抗粘剂对纤维或长丝的粘附力不会造成有害影响，或对纤维或长丝的所需机械性能(例如，强度和断裂伸长度，等等)不会造成有害影响。
弹性丙烯基聚合物
本公开的弹性纤维是由如上定义的弹性丙烯基聚合物制备的。弹性丙烯基聚合物可以是茂金属催化的丙烯基弹性聚合物。适合用于制备本公开的纤维的示例性的商购弹性丙烯基聚合物包括Vistamaxx™ 1100和Vistamaxx™ 2100(ExxonMobil Corporation)。其它弹性丙烯基聚合物和包括这些聚丙烯基纤维的组合物描述如下。
在一些方面，弹性长丝、丝和纤维可以由组合物来制作，这种组合物包括下列的混合物：一种或多种弹性丙烯基聚合物、一种或多种抗氧化剂和一种或多种交联剂(还称为活性助剂)。
术语“弹性丙烯基聚合物”、“丙烯基聚合物”和“丙烯聚合物”可互换使用，包括一种或多种弹性丙烯基聚合物、一种或多种丙烯-α-烯烃共聚物、一种或多种丙烯-α-烯烃-二烯三元共聚物和一种或多种丙烯-二烯共聚物。还包括这些聚合物、共聚物和/或三元共聚物的两种或多种的混合物。
术语“弹性丙烯基聚合物组合物”是指包括至少一种弹性丙烯基聚合物以及可用于提供熔纺丝或长丝的任何添加剂的组合物。
丙烯基聚合物可以通过使丙烯与一种或多种二烯聚合来制备。在至少一个其它具体实施方案中，丙烯基聚合物可以如下制备：使丙烯与乙烯和/或与至少一种C4-C20 α-烯烃聚合，或与乙烯和至少一种C4-C20 α-烯烃和一种或多种二烯的组合物聚合。所述一种或多种二烯可以是共轭或非共轭的。优选，一种或多种二烯是非共轭的。
共聚单体可以是直链或支链的。直链共聚单体包括乙烯或C4-C8 α-烯烃，例如乙烯，1-丁烯，1-乙烯和1-辛烯。支链共聚单体包括4-甲基-1-戊烯，3-甲基-1-戊烯和3,5,5-三甲基-1-乙烯。在一个或多个实施方案中，共聚单体可以包括苯乙烯。
示例性的二烯可以包括但不局限于：5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)；1,4-己二烯；5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)；1,6-辛二烯；5-甲基-1,4-己二烯；3,7-二甲基-1,6-辛二烯；1,3-环戊二烯；1,4-环已二烯；乙烯基降冰片烯(VNB)；二环戊二烯(DCPD)，和它们的组合物。
制备丙烯基聚合物的合适方法和催化剂可以在公开US 2004/0236042和WO05/049672和美国专利U.S.6,881,800中得到，所述文献全部以引证的方式结合于本文中。吡啶胺复合物，例如，描述在WO03/040201中的那些，也可用于制备本文中可使用的丙烯基聚合物。催化剂可以包括流变复合物，这种复合物进行周期性的分子内部重排，以便提供所需的立构规整度的中断，如美国专利US 6,559,262中所述，所述文献以引证的方式结合于本文中。催化剂可以是对丙烯插入具有混合影响的立体刚性的复合物，参见Rieger EP1070087，所述文献以引证的方式结合于本文中。描述在EP1614699(以引证的方式结合于本文中)中的催化剂也可以用于制备适合于本公开的一些实施方案的主链。
制备弹性丙烯基聚合物的聚合方法包括高压、浆液、气体、本体、液相和其组合方法。可以使用的催化剂系统包括传统的Ziegler-Natta催化剂和单中心茂金属催化剂系统。使用的催化剂可以具有高立体选择性（isospecificity）。可以通过连续或间歇法进行聚合，并且可以包括使用链转移剂、净化剂或本领域技术人员熟知的其它这种添加剂。聚合物也可以包含添加剂，例如通常加入用于改善或保持树脂和/或长丝性能的流动改进剂、成核剂和抗氧化剂。
一种合适的催化剂是大体积配体过渡金属催化剂。大体积配体包含多个形成基团的键合的原子，例如碳原子，这种基团可以是具有一个或多个任选的杂原子的环状基团。大体积配体可以是茂金属型环戊二烯基衍生物，其可以具有单或多核。一个或多个大体积配体可以与过渡金属原子键合。按照流行的科学理论，假定大体积配体在聚合期间保持在原位上，从而提供均相聚合效果。其它配体可以与过渡金属键合或配位，任选可以通过助催化剂或活化剂分开，例如烃基或卤素离去基团。假设任何这种配体的分离导致配位点的产生，烯烃单体可在所述配位点插入聚合物链中。过渡金属原子是元素周期表的IV、V或VI族过渡金属。一种合适的过渡金属原子是IVB族原子。
合适的催化剂包括单中心催化剂(SSC)。这些一般包含元素周期表的3至10族的过渡金属；和至少一种辅助配体，所述辅助配体可在聚合期间与过渡金属保持键合。可以使用阳离子状态并且利用助催化剂或活化剂稳定化的过渡金属。实例包括：元素周期表的4族的茂金属，例如钛、铪或锆，其以d0单价阳离子状态用于聚合中，并且具有一种或两种在下文更详细描述的辅助配体。用于配位聚合的这种催化剂可以包括下列特征：例如，能够夺取(abstraction)的配体，和乙烯(烯属)基团可以插入到其中的配体。
茂金属可以和助催化剂一起使用，助催化剂可以是铝氧烷(alumoxane)，例如，平均寡聚度(用蒸气压渗透法测定)为大约4至30的甲基铝氧烷。可以将铝氧烷改性，以便提供在直链烷烃中的溶解能力，或在浆液中使用，但一般以甲苯溶液使用。这种溶液可以包括未反应的三烷基铝，且铝氧烷浓度一般用mol Al/升来表示，该数值包括没有如此反应形成寡聚物的任何三烷基铝。当铝氧烷用作助催化剂时，一般使用摩尔过量的铝氧烷，相对于过渡金属，摩尔比大约为50或更大，包括大约100或更大，大约1000或更小，和大约500或更小。
可以在很宽范围的可得SSC中选择SSC，以便适合所制备的聚合物的类型和与此相关的方法窗口，由此可以每克SSC(例如茂金属)至少大约40,000克聚合物的活性(例如，每克SSC至少大约60,000克聚合物，包括超过大约100,000克聚合物)在工艺条件下制备聚合物。通过使用优化的催化剂选择使得在不同操作窗口条件下能够制备不同的聚合物，可以少量地使用SSC和任何辅助的催化剂组分，同时还任选使用少量的净化剂。可以使用同样少量的催化剂毒物(catalyst killer)，然后可以采用各种成本有效的方法，使非极性溶剂再循环，并对其进行处理，除去极性污染物，而后在聚合反应器中重新使用。
茂金属还可以和助催化剂一起使用，这种助催化剂是非配位阴离子或弱配位阴离子型助催化剂(本文使用的术语非配位阴离子包括弱配位阴离子)。在任何情况下，配位应该足够地弱(如通过聚合的进展所证明的)，以便插入不饱和单体组分。可以提供非配位阴离子，并使其与茂金属以本领域所描述的任何方式进行反应。
非配位阴离子的前体可以与以还原价态下提供的茂金属一起使用。该前体可以进行氧化还原反应。该前体可以是以一些方式中和和/或除去前体物阳离子的离子对。前体阳离子可以是铵盐。前体物阳离子可以是三苯基碳正离子衍生物。
非配位阴离子可以是卤代的、四芳基-取代的基于10-14族非碳元素的阴离子，特别是氟基团取代芳基上的氢原子或那些芳基上的烷基取代基上的氢原子的那些。
有效的10-14族元素的助催化剂复合物可以衍生自离子盐，包括4-配位10-14族元素阴离子复合物，其中A-可以表示为
[(M)Q1Q2 . .. .. .Q i ]–
其中M是一种或多种10-14族类金属或金属，例如硼或铝，每个Q是有效提供电子或位阻效应的配体，使得[(M')Q1Q2......Q i ]-适合作为本领域所了解的非配位阴离子，或足够数量的Q使得[(M')Q1Q2......Q Q i ]-作为整体是有效的非配位或弱配位的阴离子。示例性的Q取代基具体包括氟代芳基，例如全氟代芳基，并且包括取代的Q基团，其具有除了氟取代基外的取代基，例如，氟代烃基。示例性的氟代芳基包括苯基、联苯基、萘基和它们的衍生物。
相对于过渡金属组分，可以使用大约等摩尔量的非配位阴离子，例如，至少大约0.25，包括大约0.5和大约0.8，并且不超过大约4或大约2或大约1.5。
代表性的茂金属化合物可以具有下式∶
L A L B L C i MDE
其中，L A 是与M π-键合的取代的环戊二烯基或杂环戊二烯基辅助配体；L B 是针对L A 所定义的辅助配体类型的成员，或是J，其是与M σ-键合的杂原子辅助配体；L A 和L B 配体可以通过14族元素连接基共价桥接在一起；L C i 是任选的中性非氧化配体，其具有与M的配价键(i等于0至3)；M是4或5族过渡金属；D和E独立地是单阴离子型不稳定的配体，每个具有与M的a-键，任选彼此桥接或与L A 或L B 桥接。单阴离子型配体可被合适的活化剂置换，从而允许插入可聚合单体，或可以插入大的单体，以在过渡金属组分的空配位点上进行配位聚合。
可用作SSC的代表性的非茂金属过渡金属化合物还包括：四苄基锆，四-二(三甲硅烷基甲基)锆，氧代三(三甲硅烷基甲基)钒，四苄基铪，四苄基钛，二(六甲基二甲硅基叠氮基)二甲基钛，三(三甲硅烷基甲基)二氯化铌和三(三甲硅烷基甲基)二氯化钽。
适合作为本发明的烯烃聚合催化剂的其它有机金属过渡金属化合物是那些3-10族的任一种，其可以通过配体夺取而转化为催化活性的阳离子，并且在该活性电子态下，通过烯属不饱和单体例如乙烯来置换十分不稳定的非配位或弱配位阴离子而达到稳定。
其它有用的催化剂包括茂金属，其是IV族过渡金属(例如锆或铪)的双环戊二烯基衍生物。这些可以是含有通过单碳和硅原子连接的芴基配体和环戊二烯基配体的衍生物。Cp环可以是未取代的和/或桥含有烷基取代基(合适地，烷基硅烷基取代基)以有助于茂金属在烷烃中的溶解性，例如，公开在PCT公开的申请WO00/24792和WO00/24793中的那些，所述文献各自以引证的方式结合于本文中。其它合适的茂金属包括PCT公开的申请WO01/58912中的那些，所述文献以引证的方式结合于本文中。
其它合适的茂金属可以是二芴基衍生物或未桥接的茚基衍生物，其可以在稠合环的一个或多个位置上被具有提高分子量的作用并因此间接地允许在较高温度下聚合的部分取代。
整个催化剂系统可以另外包括一种或多种有机金属化合物作为净化剂。这种化合物将包括可从反应环境中有效除去极性杂质和提高催化剂活性的那些化合物。杂质可能无意中与任何聚合反应组分一起引入，尤其是与溶剂、单体和催化剂进料一起引入，并且不利地影响催化剂活性和稳定性。它可以导致催化活性降低，甚至催化活性的消除，尤其是当离子化阴离子前体激活催化剂系统的时候。杂质或催化剂毒物包括水、氧、极性有机化合物、金属杂质，等等。在将这种毒物引入到反应容器中之前，可以采用除去这些毒物的步骤，例如，在各种组分的合成或制备之后或期间，利用化学处理或仔细分离技术，但一些微小数量的有机金属化合物通常还在聚合过程本身中使用。
典型地，有机金属化合物可以包括：公开在美国专利US 5,153,157和US 5,241,025和PCT公开WO91/09882、WO94/03506、WO93/14132和WO95/07941中的13族有机金属化合物，所述文献各自以引证的方式结合于本文中。合适的化合物包括三乙基铝，三乙基硼烷，三异丁基铝，三正辛基铝，甲基铝氧烷和异丁基铝氧烷。还可以与其它活化方法一起使用清净量的铝氧烷，例如，甲基铝氧烷和三异丁基铝氧烷与硼基活化剂一起使用。在聚合反应期间，使将与催化剂化合物一起使用的这种化合物的量最小化至可提高活性的有效量，(如果起到双重作用，则具有催化剂化合物的活化所必需的量)，因为过量使用可以起催化剂毒物的作用。
基于聚合物的重量，以重量百分数为基础，丙烯基聚合物可以具有大约60 wt%至大约99.7 wt%(包括大约60 wt%至大约99.5 wt%，大约60 wt%至大约97 wt%和大约60 wt%至大约95 wt%)的平均丙烯含量。在一方面，其余部分可以包括一种或多种其它α-烯烃或一种或多种二烯。在一个实施方案中，基于聚合物的重量，该含量可以是大约80 wt%至大约95 wt%丙烯，大约83 wt%至大约95 wt%丙烯，大约84 wt%至大约95 wt%丙烯，和大约84 wt%至大约94 wt%丙烯。丙烯基聚合物的其余部分任选含有二烯和/或一种或多种α-烯烃。α-烯烃可以包括乙烯，丁烯，己烯或辛烯。当存在两种α-烯烃时，它们可以包括任何组合物，例如，乙烯和丁烯、己烯或辛烯中的一种。基于聚合物的重量，丙烯基聚合物含有大约0.2 wt%至大约24 wt%(包括大约0.5 wt%至大约12 wt%，大约0.6 wt%至大约8 wt%和大约0.7 wt%至大约5 wt%)的非共轭二烯。在其它实施方案中，基于聚合物的重量，二烯含量可以是大约0.2 wt%至大约10 wt%，包括大约0.2至大约5 wt%，大约0.2 wt%至大约4 wt%，大约0.2 wt%至大约3.5 wt%，大约0.2 wt%至大约3.0 wt%和大约0.2 wt%至大约2.5 wt%。在上面或本文其它地方的一个或多个实施方案中，丙烯基聚合物含有ENB，其量为大约0.5至大约4 wt%，包括大约0.5至大约2.5 wt%和大约0.5至大约2.0 wt%。
在其它实施方案中，丙烯基聚合物包括上述一个或多个范围的丙烯和二烯，其余部分包括一种或多种C2和/或C4-C20 α-烯烃。通常，这相当于包括大约5至大约40 wt%一种或多种C2和/或C4-C20 α-烯烃(基于聚合物的重量)的丙烯基聚合物。当存在C2和/或C4-C20 α-烯烃时，这些烯烃在聚合物中的总量可以是大约5 wt%或更大，并且在本文所描述的范围之内。一种或多种α-烯烃的其它合适范围包括：大约5 wt%至大约35 wt%，包括大约5 wt%至大约30 wt%，大约5 wt%至大约25 wt%，大约5 wt%至大约20 wt%，大约5至大约17 wt%和大约5 wt%至大约16 wt%。
丙烯基聚合物可以具有大约5,000,000或更小的重均分子量(Mw)，大约3,000,000或更小的数均分子量(Mn)，大约10,000,000或更小的Z均分子量(Mz)，和大约0.95或更大的g'指数(在聚合物的重均分子量(Mw)下测定，使用等规聚丙烯作为基线)，这些都可以用体积排除色谱法来测定，例如3D SEC，还称为GPC-3D，如本文所描述。
在上面或本文其它地方的一个或多个实施方案中，丙烯基聚合物可以具有大约5,000至大约5,000,000 g/摩尔的Mw，包括大约10,000至大约1,000,000的Mw，大约20,000至大约500,000的Mw和大约50,000至大约400,000的Mw，其中Mw按照本文所描述的测定。
在上面或本文其它地方的一个或多个实施方案中，丙烯基聚合物可以具有大约2,500至大约2,500,000 g/摩尔的Mn，包括大约5,000至大约500,000的Mn，大约10,000至大约250,000的Mn和大约25,000至大约200,000的Mn，其中Mn按照本文所描述的测定。
在上面或本文其它地方的一个或多个实施方案中，丙烯基聚合物可以具有大约10,000至大约7,000,000 g/摩尔的Mz，包括大约50,000至大约1,000,000的Mz，大约80,000至大约700,000的Mz和大约100,000至大约500,000的Mz，其中Mz按照本文所描述的测定。
丙烯基聚合物的分子量分布指数(MWD=(Mw/Mn))，有时称为“多分散指数”(PDI)，可以是大约1.5至40。MWD可以具有大约40或大约20或大约10或大约5或大约4.5的上限，和大约1.5或大约1.8或大约2.0的下限。丙烯基聚合物的MWD可以是大约1.8至大约5，并且包括大约1.8至大约3。测定分子量(Mn和Mw)和分子量分布(MWD)的技术在本领域是众所周知的，并且可以在下列文献中得到：美国专利US 4,540,753(为了美国实践，所述文献以引证的方式结合于本文中)和其中列举的参考文献，Macromolecules，1988，21卷，p3360(Verstrate等人)，和按照美国专利 US 6,525,157(第5段1-44行)中公开的方法，所述文献的全部内容以引证的方式结合于本文中。
丙烯基聚合物可以具有大约0.95或更大(包括大约0.98或更大和大约0.99或更大)的g'指数值，其中如下测定g'：在聚合物的Mw下，使用等规聚丙烯的特性粘度作为基线。本文使用的g'指数定义为∶
g ’ = η b / η l
其中η b 是丙烯基聚合物的特性粘度，η l 是与丙烯基聚合物具有相同粘均分子量(M v )的直链聚合物的特性粘度。η l =KM v α, K和α是直链聚合物的测定值，并且应该在用于g'指数测定的相同仪器上获得。
在大约室温下，按照ASTM D-1505试验方法测定，丙烯基聚合物可以具有大约0.85 g/cm3至大约0.92 g/cm3(包括大约0.87 g/cm3至大约0.90 g/cm3和大约0.88 g/cm3至大约0.89 g/cm3)的密度。
按照改进的ASTM D-l 238(A)试验方法测定(如下所述)，丙烯基聚合物可以具有等于或大于大约0.2 g/10 min的熔体流动速率MFR(2.16 kg重量(230℃))。MFR(2.16 kg(230℃)可以是大约0.5 g/10 min至大约200 g/10 min，包括大约1 g/10 min至大约100 g/10 min。丙烯基聚合物可以具有大约0.5 g/10 min至大约200 g/10 min(包括大约2 g/10 min至大约30 g/10 min，大约5 g/10 min至大约30 g/10 min，大约10 g/10 min至大约30 g/10 min，大约10 g/10 min至大约25 g/10 min和大约2 g/10 min至大约10 g/10 min)的MFR。
按照ASTM D1646测定，丙烯基聚合物可以具有小于100(例如小于大约75，包括小于大约60和小于大约30) 的门尼粘度ML(1+4)(大约125℃)。
丙烯基聚合物可以具有按照后面所描述的DSC方法测定的熔化热(Hf)，其大于或等于大约0.5焦耳每克(J/g)，可以是大约80 J/g，包括大约75 J/g，大约70 J/g，大约60 J/g，大约50 J/g和大约35 J/g。丙烯基聚合物可以具有大于或等于大约1 J/g(包括大于或等于大约5 J/g)的熔化热。在另一个实施方案中，丙烯基聚合物可以具有大约0.5 J/g至大约75 J/g(包括大约1 J/g至大约75 J/g和大约0.5 J/g至大约35 J/g)的熔化热(Hf)。
可以根据熔点(Tm)和熔化热来表征合适的丙烯基聚合物和组合物，其性能可以受到共聚单体的存在的影响，或受到阻碍聚合物链形成微晶的立体不规则性的影响。在一个或多个实施方案中，熔化热可以具有1.0 J/g或大约1.5 J/g或大约3.0 J/g或大约4.0 J/g或大约6.0 J/g或大约7.0 J/g的下限，大约30 J/g或大约35 J/g或大约40 J/g或大约50 J/g或大约60 J/g或大约70 J/g或大约75 J/g或大约80 J/g的上限。
丙烯基聚合物的结晶度还可以用结晶度百分比(即，%结晶度)来表示。在上面或本文其它地方的一个或多个实施方案中，丙烯基聚合物具有大约0.5%至40%(包括大约1%至30%和大约5%至25%)的%结晶度，其中%结晶度是按照如下所述的DSC方法测定的。在另一个实施方案中，丙烯基聚合物可以具有小于大约40%(包括大约0.25%至大约25%，大约0.5%至大约22%和大约0.5%至大约20%)的结晶度。正如上面所公开的那样，聚丙烯的最高顺序的热能估计为大约189 J/g(即，100%结晶度等于209 J/g)。
除了结晶度的这种水平之外，丙烯基聚合物可以具有宽的单一熔化转变。此外，丙烯基聚合物可以在主峰附近显现第二熔融峰，但对于本文的目的，认为这种第二熔融峰一起作为单熔点，同时认为这些峰的最高峰(相对于本文所描述的基线)是丙烯基聚合物的熔点。
丙烯基聚合物可以具有等于或小于大约100℃(包括小于大约90℃，小于大约80℃和小于或等于大约75℃，包括大约25℃至大约80℃、大约25℃至大约75℃和大约30℃至大约65℃的范围)的熔点(用DSC测定)。
差示扫描量热(DSC)方法可用于测定丙烯基聚合物的熔化热和熔点。该方法如下∶称出大约0.5克的聚合物，使用“DSC模具”，使用Mylar™聚酯薄膜作为底板，在大约140℃-150℃，挤压至大约15-20 mil(大约381-508微米)的厚度。通过将挤压垫悬挂在空气中，使挤压垫冷却至室温(不除去Mylar)。将挤压垫在室温下(23-25℃)退火大约8天。在此阶段的末期，使用冲模，从挤压垫上取下大约15-20 mg的圆片，并放置在10微升铝样品盘中。将样品放置在差示扫描量热计(Perkin Elmer Pyris 1热分析系统)中，并冷却至大约-100℃。将样品以大约10℃/min的速度加热，达到大约165℃的最终温度。热输出(以样品的熔融峰下的面积形式来记录)是熔化热的量度，可以用焦耳每克聚合物来表示，并且用Perkin Elmer系统自动计算。将在聚合物热容量的提高与温度的曲线上相对于基线测定的样品熔化范围内的最大热吸收时的温度作为熔点记录。
丙烯基聚合物可以具有大约75%或更大(大约80%或更大，大约82%或更大，大约85%或更大或大约90%或更大)的三个丙烯单元的三单元组立构规整度(用13C NMR测定)。在一个实施方案中，三单元组立构规整度可以是大约50至大约99%，大约60至大约99%，大约75至大约99%，大约80至大约99%；在其它实施方案中，大约60至大约97%。三单元组立构规整度在本领域是众所周知的，并且可以用美国专利申请公开US 2004/0236042中所描述的方法来测定，所述文献以引证的方式结合于本文中。
丙烯基聚合物可以是离散的无规丙烯基聚合物的混合物。这种混合物还可以包括乙烯基聚合物和丙烯基聚合物，或每个这种乙烯基聚合物和丙烯基聚合物中的至少一种。丙烯基聚合物的数目可以是三种或更少，包括两种或更少。
弹性丙烯基聚合物可以包括两种丙烯基聚合物的混合物，这两种丙烯基聚合物具有不同的烯烃含量、二烯含量或两者。
在上面或本文其它地方的一个或多个实施方案中，丙烯基聚合物可以包括丙烯基弹性聚合物，这种弹性聚合物是通过无规聚合过程制备的，这种无规聚合过程产生在有规立构丙烯分布中具有随机分布的不规则性的聚合物。这和嵌段共聚物形成对比，在嵌段共聚物中，相同聚合物链的组成部分独立和顺序地聚合。
丙烯基聚合物还可以包括按照WO 02/36651的方法制备的共聚物，所述文献以引证的方式结合于本文中。同样，丙烯基聚合物可以包括与WO 03/040201、WO 03/040202、WO 03/040095、WO 03/040201、WO 03/040233和/或WO 03/040442中所描述的那些一致的聚合物，所述文献以引证的方式结合于本文中。另外，丙烯基聚合物可以包括与EP 1 233 191和美国专利 US 6,525,157中所描述的那些一致的聚合物，以及美国专利US 6,770,713和美国专利申请公开US 2005/215964所描述的合适的丙烯均聚物和共聚物(所述文献全部以引证的方式结合)。丙烯基聚合物还可以包括一种或多种与EP 1 614 699或EP 1 017 729中所描述的那些一致的聚合物，所述文献各自以引证的方式结合于本文中。
接枝的 ( 功能化的 ) 主链
在一个或多个实施方案中，丙烯基聚合物可以是使用一种或多种接枝单体接枝的(即“功能化的”)。本文使用的术语“接枝”表示接枝单体与丙烯基聚合物的聚合物链之间的共价键合。
接枝单体可以是或包括至少一种烯属不饱和羧酸或酸衍生物，例如酸酐，酯，盐，酰胺，酰亚胺和丙烯酸酯等等。示例性的单体包括但不局限于：丙烯酸，甲基丙烯酸，马来酸，富马酸，衣康酸，柠康酸，中康酸，马来酸酐，4-甲基环已烯-1,2-二羧酸酐，二环(2,2,2)辛烯-2,3-二羧酸酐，1,2,3,4,5,8,9,10-八氢萘-2,3-二羧酸酐，2-氧杂-1,3-二酮螺(4.4)壬烯，二环(2,2,1)庚烯-2,3-二羧酸酐，马来海松酸，四氢邻苯二酸酐，降冰片烯-2,3-二羧酸酐，纳迪克酸酐，甲基纳迪克酸酐，降冰片烯二酸酐(himic anhydride)，甲基降冰片烯二酸酐和5-甲基二环(2,2,1)庚烯-2,3-二羧酸酐。其它合适的接枝单体包括：丙烯酸甲酯和丙烯酸高级烷基酯，甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸高级烷基酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸羟甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸高级羟烷基酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯。马来酸酐是优选的接枝单体。
在一个或多个实施方案中，接枝的丙烯基聚合物含有大约0.5至大约10 wt%烯属不饱和羧酸或酸衍生物，包括大约0.5至大约6 wt%，大约0.5至大约3 wt%；在其它实施方案中，含有大约1至大约6 wt%和大约1至大约3 wt%。如果接枝单体是马来酸酐，则马来酸酐在接枝聚合物中的浓度可以是大约1至大约6 wt%，包括至少大约0.5 wt%或大约1.5 wt%。
苯乙烯和它们的衍生物，例如对甲基苯乙烯，或其它高级烷基取代的苯乙烯，例如叔丁基苯乙烯，可以在接枝单体存在下用作电荷转移剂，从而抑制断链。这会使β断裂反应进一步最小化，并且产生更高分子量的接枝聚合物(MFR=1.5)。
制备接枝的丙烯基聚合物
接枝的丙烯基聚合物可以使用传统技术来制备。例如，可以在溶液中、在流化床反应器中或通过熔化接枝来制备接枝聚合物。接枝聚合物可以通过在剪切式(shear-imparting)反应器例如挤出机反应器中将熔体混合来制备。单螺杆或双螺杆挤出机反应器，例如同向旋转啮合挤出机或反向旋转非啮合挤出机，还有混炼机(co-kneader)，例如Buss销售的那些，可有效用于该目的。
接枝聚合物可以如下制备：在接枝单体的存在下，将未接枝的丙烯基聚合物与自由基形成催化剂(例如过氧化物引发剂)熔融混合。接枝反应的一种合适的顺序包括：使丙烯基聚合物熔融，加入接枝单体并使其分散，引入过氧化物，排出未反应的单体和由过氧化物分解产生的副产物。其它顺序可以包括：供给单体和过氧化物(预先溶于溶剂中)。
示例性的过氧化物引发剂包括但不局限于：过氧化二酰，例如过氧苯甲酰；过氧化酯，例如过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化醋酸叔丁酯，O,O-叔丁基-O-(2-乙基己基)单过氧化碳酸酯；过氧缩酮(peroxyketal)，例如4,4-二-(叔丁基过氧)戊酸正丁基酯；和二烷基过氧化物，例如1,1-二(叔丁基过氧)环己烷，1,1-二(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷，2,2-二(叔丁基过氧)丁烷，过氧化二异丙苯，过氧化叔丁基异丙苯，二-(2-叔丁基过氧异丙基-(2))苯，二叔丁基过氧化物(DTBP)，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔，3,3,5,7,7-五甲基1,2,4-三氧杂环庚烷(trioxepane)；等等和它们的组合物。
聚烯烃热塑性树脂
本文使用的术语“聚烯烃热塑性树脂”是指非“橡胶”的任何材料，其是具有70℃或更高的熔点的聚合物或聚合物的混合物，并且本领域技术人员认为其在性质上是热塑性的，例如，当受热时变软、并且当冷却至室温时恢复其原始状况的聚合物。聚烯烃热塑性树脂可以含有一种或多种聚烯烃，包括聚烯烃均聚物和聚烯烃共聚物。另外规定除外，否则，术语“共聚物”是指衍生自两种或多种单体的聚合物(包括三元共聚物、四元共聚物，等等)，术语“聚合物”是指具有重复单元(源自于一种或多种不同单体)的任何含碳化合物。
示例性的聚烯烃可以由单烯烃单体(包括但不局限于：具有2至7个碳原子的单体，例如乙烯，丙烯，1-丁烯，异丁烯，1-戊烯，1-乙烯，1-辛烯，3-甲基-1-戊烯，4-甲基-1-戊烯，5-甲基-1-乙烯，其混合物)和其与(甲基)丙烯酸酯和/或醋酸乙烯酯的共聚物制备。聚烯烃热塑性树脂组分是未硫化的或未交联的。
聚烯烃热塑性树脂可以含有聚丙烯。本文使用的术语“聚丙烯”泛指被本领域技术人员认为是“聚丙烯”的任何聚合物，并且包括丙烯的均、抗冲击和无规聚合物。在本文所描述的组合物中使用的聚丙烯具有高于大约110℃的熔点，包括至少大约90 wt%的丙烯单元，并且含有那些单元的等规序列。聚丙烯还可以包括无规序列或间同序列或两者。聚丙烯还可以包括基本上间同的序列，使得该聚丙烯的熔点超过大约110℃。聚丙烯可以仅仅衍生自丙烯单体(即，只具有丙烯单元)或主要衍生自丙烯(大约80%以上的丙烯)，其余部分衍生自烯烃，例如乙烯和/或C4-C10 α-烯烃。某些聚丙烯具有高MFR(例如，从大约10或大约15或大约20g/10min的下限至大约25或大约30g/10min的上限)。其它的具有更低的MFR，例如，具有小于大约1.0的MFR的“断片(fractional)”聚丙烯。具有高MFR的那些聚丙烯容易加工或混配。
聚烯烃热塑性树脂可以是等规聚丙烯或包括等规聚丙烯。聚烯烃热塑性树脂可以含有具有大于大约105℃的熔点(用DSC测定)的一种或多种晶体丙烯均聚物或丙烯的共聚物。示例性的丙烯的共聚物包括但不局限于：丙烯的三元共聚物，丙烯的抗冲共聚物，无规聚丙烯和其混合物。共聚单体可以具有2个碳原子，或4至12个碳原子，例如乙烯。这种聚烯烃热塑性树脂和其制备方法描述在美国专利US 6,342,565中，所述文献以引证的方式结合于本文中。
本文使用的术语“无规聚丙烯”泛指含有至多大约9 wt%(例如，大约2 wt%至8 wt%)α-烯烃共聚单体的丙烯的共聚物。α-烯烃共聚单体可以具有2个碳原子，或4至12个碳原子。
无规聚丙烯可以具有大约100 kPsi至大约200 kPsi的1%正割模量(按照ASTM D790A测定)。按照ASTM D790A测定，1%正割模量可以是大约140 kPsi至170 kPsi，包括大约140 kPsi至160 kPsi，或具有大约100、大约110或大约125的下限至大约145、160或175 kPsi的上限(按照ASTM D790A测定)。
无规聚丙烯可以具有大约0.85至大约0.95 g/cm3的密度(用ASTM D79测定)，包括大约0.89 g/cm3至0.92 g/cm3的密度，或具有大约0.85、大约0.87或大约0.89 g/cm3的下限至大约0.90、大约0.91、大约0.92 g/cm3的上限(用ASTM D792测定)。
其它的弹性组分
弹性聚丙烯基聚合物组合物可以任选包括一种或多种其它的弹性组分。其它的弹性组分可以是或包括一种或多种乙烯-丙烯共聚物(EP)。乙烯-丙烯聚合物(EP)是非晶体，例如，无规或无定形的，但EP可以是晶体(包括“半晶体”)。EP的结晶度可以源于乙烯，可以用许多公开的方法、步骤和技术来测定。通过从组合物中除去EP，然后测定残留丙烯基聚合物的结晶度，EP的结晶度可以与丙烯基聚合物的结晶度区分开。测定的这种结晶度通常使用聚乙烯的结晶度来校正，并且与共聚单体含量有关。在此情况下，以聚乙烯结晶度的百分比形式来测定结晶度百分率，由此确定源自于乙烯的原始结晶度。
在一个或多个实施方案中，EP可以包括一种或多种任选的多烯，尤其包括二烯；由此，EP可以是乙烯-丙烯-二烯(通常称为“EPDM”)。任选的多烯被认为是含有至少两个不饱和键的任何烃结构，其中至少一个不饱和键容易结合到聚合物中。第二个键可以部分参与聚合，形成长链支链，但优选提供至少一些适合于在聚合后工艺中随后固化或硫化的不饱和键。EP或EPDM共聚物的例子包括：商购的V722，V3708P，MDV 91-9，V878(商标名VISTALON，源自于ExxonMobil Chemicals)。一些商品EPDM得自于DOW(商标名Nordel，IP和MG等级)。某些橡胶组分(例如，EPDM，例如，ExxonMobil Chemical的VISTALON 3666)包括添加剂油，在橡胶组分与热塑性塑料混合之前，将添加剂油预混合。使用的添加剂油的类型是通常与具体橡胶组分结合使用的那些油。
任选的多烯的例子包括但不局限于：丁二烯，戊二烯，己二烯(例如，1,4-己二烯)，庚二烯(例如，1,6-庚二烯)，辛二烯(例如，1,7-辛二烯)，壬二烯(例如，1,8-壬二烯)，癸二烯(例如，1,9-癸二烯)，十一碳二烯(例如，1,10-十一碳二烯)，十二碳二烯(例如，1,11-十二碳二烯)，十三碳二烯(例如，1,12-十三碳二烯)，十四碳二烯(例如，1,13-十四碳二烯)，十五碳二烯，十六碳二烯，十七碳二烯，十八碳二烯，十九碳二烯，二十碳二烯，二十一碳二烯，二十二碳二烯，二十三碳二烯，二十四碳二烯，二十五碳二烯，二十六碳二烯，二十七碳二烯，二十八碳二烯，二十九碳二烯，三十碳二烯和具有小于1000 g/mol的分子量(Mw)的聚丁二烯。直链非环状二烯的例子包括但不局限于：1,4-己二烯和1,6-辛二烯。支链非环状二烯的例子包括但不局限于：5-甲基-1,4-己二烯，3,7-二甲基-1,6-辛二烯和3,7-二甲基-1,7-辛二烯。单环脂环二烯的例子包括但不局限于：1,4-环已二烯，1,5-环辛二烯和1,7-环十二碳二烯。多环脂环稠合的和桥环二烯的例子包括但不局限于：四氢茚；降冰片二烯；甲基四氢茚；二环戊二烯；二环(2.2.1)庚-2,5-二烯；和烯基-、亚烷基-、环烯基-和环亚烷基降冰片烯[包括，例如，5-亚甲基-2-降冰片烯，5-亚乙基-2-降冰片烯，5-丙烯基-2-降冰片烯，5-异亚丙基-2-降冰片烯，5-(4-环戊烯基)-2-降冰片烯，5-亚环已基-2-降冰片烯和5-乙烯基-2-降冰片烯]。环烯基取代的烯烃的例子包括但不局限于：乙烯基环己烯，烯丙基环己烯，乙烯基环辛烯，4-乙烯基(inyl)环己烯，烯丙基环癸烯，烯丙基环十二碳二烯和四环十二碳二烯。
在另一个实施方案中，其它弹性组分可以包括但不局限于：苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)，苯乙烯/异戊二烯橡胶(SIR)，苯乙烯/异戊二烯/丁二烯橡胶(SIBR)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，氢化苯乙烯丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEB)，苯乙烯-异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物(SIS)，苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SI)，氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SEP)，氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)，苯乙烯-乙烯/丁烯-乙烯嵌段共聚物(SEBE)，苯乙烯-乙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SES)，乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚物(EEB)，乙烯-乙烯/丁烯/苯乙烯嵌段共聚物(氢化BR-SBR嵌段共聚物)，苯乙烯-乙烯/丁烯-乙烯嵌段共聚物(SEBE)，乙烯-乙烯/丁烯-乙烯嵌段共聚物(EEBE)，聚异戊二烯橡胶，聚丁二烯橡胶，异戊二烯丁二烯(IBR)，聚硫化物，丁腈橡胶，氧化丙烯聚合物，星形支化丁基橡胶和卤代的星形支化丁基橡胶，溴化丁基橡胶，氯化丁基橡胶，星形支化聚异丁烯橡胶，星形支化溴化的丁基(聚异丁烯/异戊二烯共聚物)橡胶；聚(异丁烯-共聚-烷基苯乙烯)，合适的异丁烯/甲基苯乙烯共聚物，例如异丁烯/间溴甲基苯乙烯，异丁烯/溴甲基苯乙烯，异丁烯/氯甲基苯乙烯，卤代的异丁烯环戊二烯和异丁烯/氯甲基苯乙烯和其混合物。其它弹性组分包括：氢化苯乙烯-丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)和氢化苯乙烯异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)。
其它弹性组分还可以是天然橡胶或包括天然橡胶。Subramaniam在RUBBER TECHNOLOGY 179-208(1995)中详细描述了天然橡胶。合适的天然橡胶可以选自：马来西亚橡胶，例如SMR CV、SMR 5、SMR 10、SMR 20和SMR 50，和其混合物，其中该天然橡胶具有大约至120(包括大约40至65)的门尼粘度(在大约100℃(ML 1+4))。门尼粘度试验在本文指的是按照ASTM D-1646的试验。
其它弹性组分还可以是一种或多种合成橡胶或包括一种或多种合成橡胶。合适的商购合成橡胶包括NATSYNTM(Goodyear Chemical Company)和BUDENETM 1207或BR 1207(Goodyear Chemical Company)。合适的橡胶是高顺式-聚丁二烯(cis-BR)。“顺式-聚丁二烯”或“高顺式-聚丁二烯”是指使用1,4-顺式聚丁二烯，其中顺式组分的量至少为大约95%。组合物中使用的高顺式-聚丁二烯商业产品的例子是BUDENETM 1207。
其它弹性组分可以存在至多大约50 phr(每一百橡胶的份数)、至多大约40 phr或至多大约30 phr。在一个或多个实施方案中，其它橡胶组分的量可以具有大约1.7或大约20 phr的下限至大约25、大约35或大约50 phr的上限。
添加剂油
弹性丙烯基聚合物组合物可以任选包括一种或多种添加剂油。不应该将这种“添加剂油”与本公开使用的“整理剂油”相混淆。与以上定义的施用于所形成纤维的表面上的整理油相反，本文使用的“添加剂油”指的是在制备弹性丙烯基聚合物期间加入的这种油。术语“添加剂油“包括“工艺油”和“填充油”。例如，“添加剂油”可以包括烃油和增塑剂，例如有机酯和合成的增塑剂。许多添加剂油衍生自石油馏分，并且具有具体的ASTM符号(根据它们是否属于石蜡、脂环烃或芳族油的类别)。其它类型的添加剂油包括矿物油、α烯烃合成油，例如液体聚丁烯，例如，以商标Parapol®销售的产品。还可以使用非石油产品基的添加剂油，例如，衍生自煤焦油和松焦油的油，以及合成油，例如，聚烯烃材料(例如，SpectaSynTM和ElevastTM，两者都由ExxonMobil Chemical Company提供)。
本领域众所周知的是：哪一种类型的油应该与具体橡胶一起使用、以及合适的油量(数量)。每100重量份的橡胶和热塑性组分的混合物，添加剂油的存在量可以是大约5至大约300重量份。添加剂油的量还可以表示为：每100重量份的橡胶组分，添加剂油的量为大约30至250重量份或大约70至200重量份。或者，添加剂油的量可以基于总橡胶含量，定义为添加剂油与全部橡胶的重量比，并且该量在某些情况下可以是工艺油和填充油的总量。该比例可以是例如大约0至大约4.0/1。还可以使用具有任何下列下限和上限的其它范围：大约0.1/1或大约0.6/1或大约0.8/1或大约1.0/1或大约1.2/1或大约1.5/1或大约1.8/1或大约2.0/1或大约2.5/1的下限；和大约4.0/1或大约3.8/1或大约3.5/1或大约3.2/1或大约3.0/1或大约2.8/1的上限(其可以与任何上述的下限相结合)。可以使用较大量的添加剂油，尽管缺陷是：通常降低组合物的物理强度、或渗出液体或两种缺陷都存在。
聚丁烯油是合适的油。示例性的聚丁烯油具有小于大约15,000的Mn，并且包括烯烃衍生单元(具有3至8个碳原子，且更优选4至6个碳原子)的均聚物或共聚物。聚丁烯可以是C4抽余油的均聚物或共聚物。称为“聚丁烯”聚合物的示例性的低分子量聚合物描述在例如SYNTHETIC LUBRICANTS AND HIGH-PERFORMANCE FUNCTIONAL FLUIDS 357-392(Leslie R. Rudnick & Ronald L. Shubkin，ed., Marcel Dekker 1999)中(下文中的“聚丁烯工艺油”或“聚丁烯”)。
聚丁烯工艺油可以是至少具有异丁烯衍生单元和任选的1-丁烯衍生单元和/或2-丁烯衍生单元的共聚物。聚丁烯可以是均聚物(如果是异丁烯)，或异丁烯和1-丁烯或2-丁烯的共聚物，或异丁烯和1-丁烯和2-丁烯的三元共聚物，其中异丁烯衍生单元可以是共聚物的大约40至100 wt%，1-丁烯衍生单元可以是共聚物的大约0至40 wt%，2-丁烯衍生单元可以是共聚物的大约0至40 wt%。聚丁烯可以是共聚物或三元共聚物，其中异丁烯衍生单元是共聚物的大约40至99 wt%，1-丁烯衍生单元是共聚物的大约2至40 wt%，2-丁烯衍生单元是共聚物的大约0至30 wt%。聚丁烯还可以是三种单元的三元共聚物，其中异丁烯衍生单元是共聚物的大约40至96 wt%，1-丁烯衍生单元是共聚物的大约2至40 wt%，2-丁烯衍生单元是共聚物的大约2至20 wt%。另一种合适的聚丁烯是异丁烯和1-丁烯的均聚物或共聚物，其中异丁烯衍生单元是均聚物或共聚物的大约65至100 wt%，1-丁烯衍生单元是共聚物的大约0至35 wt%。合适的工艺油的商品例子包括工艺油的PARAPOLTM系列或聚丁烯等级或IndopolTM(来自于Soltex Synthetic Oils)和润滑剂(来自于BP/Innovene)。
在又一个实施方案中，工艺油可以存在大约1至60 phr，包括大约2至40 phr、大约4至35 phr和大约5至30 phr。
工艺油还可以充当非晶体流动添加剂，其有助于防止聚烯烃的脆化，并保持它们的柔韧性，尤其是随后进行照射(促进交联)的那些(美国专利4,110,185，所述以引证的方式结合于本文中)。
交联剂 / 活性助剂
弹性丙烯基聚合物组合物可以任选包括一种或多种交联剂，还称为活性助剂(co-agent)。合适的活性助剂可以包括液体和金属多官能的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、官能化的聚丁二烯树脂、官能化的氰尿酸酯和异氰尿酸烯丙基酯。更尤其是，合适的活性助剂可以包括但不局限于：多官能的乙烯基或烯丙基化合物，例如，氰尿酸三烯丙酯，异氰尿酸三烯丙酯，四甲基丙烯酸季戊四醇酯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，马来酸二烯丙酯，马来酸二炔丙酯，二炔丙基单烯丙基氰尿酸酯，偶氮二异丁腈等等，和其组合物。商购的交联剂/活性助剂可以从Sartomer购买。
基于聚合物组合物的总重量，弹性丙烯基聚合物组合物可以含有大约0.1 wt%或更多的活性助剂。基于聚合物组合物的总重量，活性助剂的量可以是大约0.1 wt%至大约15 wt%。在一个或多个实施方案中，基于混合物的总重量，活性助剂的量可以具有大约0.1 wt%、大约1.5 wt%或大约3.0 wt%的下限至大约4.0 wt%、大约7.0 wt%或大约15 wt%的上限。在一个或多个实施方案中，基于聚合物组合物的总重量，活性助剂的量可以具有大约2.0 wt%、大约3.0 wt%或大约5.0 wt%的下限至大约7.0 wt%、大约9.5 wt%或大约12.5 wt%的上限。
抗氧化剂
弹性丙烯基聚合物组合物可以任选包括一种或多种抗氧化剂。合适的抗氧化剂可以包括：位阻酚，亚磷酸酯，位阻胺，Irgafos 168，Irganox 1010，Irganox 3790，Irganox B225，Irganox 1035，Irgafos 126，Irgastab 410，Chimassorb 944等等(由Ciba Geigy Corp生产)。可以将这些加入到弹性组合物中，以防止在成形或制备操作期间降解，和/或更好地控制链降解的程度，如果弹性丙烯基聚合物组合物暴露于电子束，这种做法是特别有用的。
基于混合物的总重量，弹性丙烯基组合物可以含有至少大约0.1 wt%的抗氧化剂。在一个或多个实施方案中，基于混合物的总重量，抗氧化剂的量可以是大约0.1 wt%至大约5 wt%。在一个或多个实施方案中，基于混合物的总重量，抗氧化剂的量可以具有大约0.1 wt%、大约0.2 wt%或大约0.3 wt%的下限至大约1 wt%、大约2.5 wt%或大约5 wt%的上限。在一个或多个实施方案中，基于混合物的总重量，抗氧化剂的量可以是大约0.1 wt%。在一个或多个实施方案中，基于混合物的总重量，抗氧化剂的数量可以是大约0.2 wt%。在一个或多个实施方案中，基于混合物的总重量，抗氧化剂的量可以是大约0.3 wt%。在一个或多个实施方案中，基于混合物的总重量，抗氧化剂的量可以是大约0.4 wt%。在一个或多个实施方案中，基于混合物的总重量，抗氧化剂的量可以是大约0.5 wt%。
混合和添加剂
在一个或多个实施方案中，可以通过熔融-混合方法将单独的材料和组分 (例如丙烯基聚合物)和任选一种或多种聚烯烃热塑性树脂、其它的弹性组分、添加剂油、活性助剂和抗氧化剂混合，形成混合物。能够产生剪切力和混合的机械的例子包括：带有捏合机或混合部件(具有一个或多个混合头或刮板)的挤出机，带有一个或多个螺杆的挤出机，同向或反向旋转类型的挤出机，班伯里(Banbury)混合机，Farrell连续混合机和 Buss捏合机。通过选择一种上述机械，同时选择捏合或混合部件、螺杆设计和螺杆速度(<3000 RPM)，可以达到所需要的混合类型和混合强度、温度和停留时间。
在一个或多个实施方案中，混合物可以包括丙烯基聚合物，其量具有大约60、大约70或大约75 wt%的下限至大约80、大约90或大约95 wt%的上限。在一个或多个实施方案中，混合物可以包括一种或多种聚烯烃热塑性组分，其量具有大约5、大约10或大约20 wt%的下限至大约25、大约30或大约75 wt%的上限。在一个或多个实施方案中，混合物可以包括其它弹性组分，其量在大约5、大约10或大约15 wt%的下限至大约20、大约35或大约50 wt%的上限的范围内。
在一个或多个实施方案中，可以与其它聚合物组分同时加入活性助剂、抗氧化剂和/或其它添加剂，或在使用挤出机或Buss搅拌机的情况下随后在下游加入，或随后及时加入。除了描述的活性助剂和抗氧化剂之外，其它添加剂可以包括防粘连剂、抗静电剂、紫外线稳定剂、起泡剂和加工助剂。可以将添加剂以纯的形式或母料形式加入到混合物中。
固化产物
形成的制品(例如，挤出制品)可以是纤维、长丝或薄膜，并且可以至少部分地交联或固化。交联可提供具有耐热性的制品，当制品例如纤维或长丝暴露于高温时，这种耐热性是有用的。本文使用的术语“耐热性”是指聚合物组合物或由聚合物组合物形成的制品通过本文所描述的高温热定型和染色试验的能力。
本文使用的术语“固化的”、“交联的”、“至少部分固化的”和“至少部分交联的”指的是具有至少2 wt%(基于组合物的总重量)不溶性物质的组合物。可以将本文所描述的弹性聚丙烯基组合物固化至一定程度，以提供至少大约3 wt%、或至少大约5 wt%、或至少大约10 wt%、或至少大约20 wt%、或至少大约35 wt%、或至少大约45 wt%、或至少大约65 wt%、或至少大约75 wt%、或至少大约85 wt%、或小于大约95 wt%的不溶性物质(使用二甲苯作为溶剂，利用索克斯勒特萃取)。
在一个具体实施方案中，交联是在形成或挤出制品之后通过电子束或简单地“e-束”完成的。合适的电子束设备得自于E-BEAM Services, Inc。在一个具体实施方案中，在反复暴露过程中，以大约100 kGy的剂量或更小的剂量使用电子。电子束源可以是任何电子束发生器，其在大约150 Kev至大约12兆电子伏特(MeV)的范围内操作，具有能够提供目标剂量的输出功率。可以将电子伏特调节至合适的水平，例如，可以是大约100,000；大约300,000；大约1,000,000；大约2,000,000；大约3,000,000；大约6,000,000。可利用照射聚合物和聚合制品的许多装置。
有效照射一般在大约10 kGy(Kilogray)至大约350 kGy(优选大约20至大约350 kGy，或大约30至大约250 kGy，或大约40至大约200 kGy)之间的剂量下进行。在该实施方案的一个具体方面，在室温下和在空气中进行照射。
在另一个实施方案中，除了电子束固化之外，交联还可以通过接触一种或多种化学药剂来完成。示例性的化学药剂包括但不局限于：过氧化物及其它自由基产生剂，硫化合物，酚醛树脂和硅烷。在该实施方案的一个具体方面，交联剂是流体，或转变为流体，这样就可以将其均匀地施加于制品上。流体交联剂包括是气体(例如，二氯化硫)、液体(例如，Trigonox C，得自于Akzo Nobel)、溶液(例如，过氧化二异丙苯/丙酮，或其悬浮液(例如，过氧化二异丙苯在水中的悬浮液或乳液，或基于过氧化物的氧化还原体系))的那些化合物。
示例性的过氧化物包括但不局限于：过氧化二异丙苯，二叔丁基过氧化物，过苯甲酸叔丁酯，过氧苯甲酰，氢过氧化异丙苯，过氧化辛酸叔丁基酯，过氧化甲乙酮，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷，月桂基过氧化物，过醋酸叔丁基酯。当使用时，过氧化物固化剂一般选自有机过氧化物。有机过氧化物的例子包括但不局限于：二叔丁基过氧化物，过氧化二异丙苯，过氧化叔丁基异丙苯，α,α-二(叔丁基过氧基)二异丙苯，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷，1,1-二(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，4,4-二(叔丁基过氧基)戊酸丁酯，过氧苯甲酰，月桂酰过氧化物，二月桂酰过氧化物，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烯-3和其混合物。还可以使用二芳基过氧化物，过氧化酮，过氧化二碳酸酯，过氧化酯，二烷基过氧化物，过氧化氢，过氧缩酮和其混合物。
在一个或多个实施方案中，可以使用氢化硅烷化技术来进行交联。
在一个或多个实施方案中，可以在惰性氛围或限氧氛围中进行交联。利用氦气、氩气、氮气、二氧化碳、氙气和/或真空，可以提供合适的氛围。
通过化学药剂或照射来进行的交联可以用交联催化剂来促进，例如有机碱、羧酸和有机金属化合物，包括有机钛酸盐和铅、钴、铁、镍、锌和锡的羧酸盐的复合物或(例如二月桂酸二丁基锡，马来酸二辛基锡，二乙酸二丁基锡，二辛酸二丁基锡，醋酸亚锡，辛酸亚锡，环烷酸铅，辛酸锌，萘酸钴，等等)。
由此，如上所述，在一些示例性实施方案中，弹性乙烯-丙烯基聚合物还包括二烯和/或交联剂。在实施方案中，二烯选自下列：5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)；1,4-己二烯；5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)；1,6-辛二烯；5-甲基-1,4-己二烯；3,7-二甲基-1,6-辛二烯；1,3-环戊二烯；1,4-环已二烯；乙烯基降冰片烯(VNB)；二环戊二烯(DCPD)，和其组合物。在实施方案中，交联剂选自下列∶多官能的丙烯酸酯，多官能的甲基丙烯酸酯，官能化的聚丁二烯树脂，官能化的氰尿酸酯和异氰尿酸烯丙基酯，和其组合物。
抗粘剂
本公开的抗粘剂可以包括任何抗粘剂，当将其结合到含有弹性聚合物的纤维中时，可以降低粘性，这样就可以纺丝制备该纤维、卷绕和从卷装上退绕。示例性的抗粘剂包括但不局限于：来自称为脂肪酸酰胺或双硬脂酰胺的抗粘剂的抗粘剂(例如，亚乙基双硬脂酰胺，例如Clariant Corporation生产的Ceridust®)；TiO2；Rohm和Hass的Advawax™(例如，N,N'-亚乙基双硬脂酰胺或与金属硬脂酸盐的混合物(根据等级))。Acrawax™(来自于Lonza)是N,N'-亚乙基双硬脂酰胺；醋酸丁酸纤维素(CAB)和/或醋酸丙酸纤维素(CAP)(例如，美国专利6,232,374中描述的那些，所述文献以引证的方式结合于本文中)；滑石粉；淀粉，包括玉米淀粉；粘土；硬脂酸的金属盐，油酸或棕榈酸的金属盐，等等，一种或多种上述物质的组合物。在实施方案中，抗粘剂是双硬脂酰胺，优选亚乙基双硬脂酰胺，最优选Ceridust® 3910(例如，双-硬脂酰基-亚乙基-二酰胺；N,N'-亚乙基双硬脂酰胺；N,N'-亚乙基双(硬脂酰胺)；和1,2-双(十八酰胺基)乙烷)。
在一个实施方案中，抗粘剂可以是双硬脂酰胺抗粘剂和另一种抗粘剂(例如但不局限于：TiO2、滑石粉和玉米淀粉)的组合物。在实施方案中，某些抗粘剂还可以起填料的作用，例如，TiO2、滑石粉和玉米淀粉等。
将本公开的抗粘剂加入到弹性丙烯基聚合物组合物中，加入量应该足以使纤维从卷装上退绕。在实施方案中，将大约0.5至大约30%重量的抗粘剂加入到聚合物组合物中。在某种程度上，在具体实施方案中使用的抗粘剂的量将取决于所使用的抗粘剂的类型。例如，双硬脂酰胺抗粘剂，例如Ceridust® 3910，低量就可以有效，并且它们很昂贵，所以较小的量是合乎需要的。由此，当使用双硬脂酰胺类型抗粘剂时，优选使用大约0.5至大约10 wt%的抗粘剂，但是可以使用更多量，并且该范围将不受限定。然而，当使用价格比较低廉的材料时，尤其是还可以起填料作用的材料，使用同样多的都可以提供抗粘性能而不会负面地影响纤维性能的抗粘剂/填充金属是有利的。例如，在一个示例性的实施方案中，抗粘剂可以是TiO2、滑石粉、玉米淀粉或类似的材料或其组合物，量为纤维的大约1至大约20 wt%。在另一个示例性的实施方案中，抗粘剂可以是双硬脂酰胺类型抗粘剂和一种或多种其它抗粘剂(例如但不局限于：TiO2、滑石粉和玉米淀粉)的组合物，其中抗粘剂的总量是纤维的大约1至大约30 wt%。在一些示例性的实施方案中，抗粘剂的量是纤维的大约0.5至大约30%重量，大约1至大约20%重量，大约1至大约5%重量或大约2至大约4%重量。
在纺丝制备纤维之前，将这些抗粘剂加入到弹性聚合物组合物中，使得抗粘剂结合进纤维中。例如，可以在熔纺工艺的上游加入抗粘剂，例如，在形成弹性丙烯基聚合物期间，或可以在纤维形成之前，在熔纺工艺期间加入(例如，在熔融混合期间)。
任选的添加剂
在本公开的纤维的实施方案中，纤维包括至多大约60至大约9.5%重量的弹性丙烯基聚合物组合物，并且结合上面讨论的量的抗粘剂(例如，纤维的大约0.5至大约30%重量)。另外，本公开的弹性纤维还可以包括用于各种目的的其它常规添加剂。一些这种添加剂还可以有助于降低粘性。合适的添加剂包括但不局限于：有机硬脂酸盐(例如，硬脂酸钙或硬脂酸镁)、矿物油和其混合物。尽管本公开的弹性纤维基本上不含硅氧烷基整理剂，但在一些实施方案中，弹性纤维可以包括或可以不包括非硅氧烷基纺丝整理剂，这种整理剂包括但不局限于：局部使用的矿物油整理剂，酯或脂肪酸基油整理剂，或其混合物。在实施方案中，这种非硅氧烷基整理剂的施加量是最终纤维的大约1%和大约7%重量(即，一旦使用的重量)。在一些实施方案中，弹性纤维基本上不含或不含任何整理剂。
在一个实施方案中，本公开的弹性纤维可以含有为了特定目的而加入的其它常规添加剂，例如抗氧化剂、热稳定剂、紫外稳定剂、颜料和消光剂(例如二氧化钛)、染料和染色增强剂、提高对氯降解的抗性的添加剂(例如氧化锌；氧化镁和碳酸钙镁石和水菱镁矿的混合物)，等等，只要这种添加剂不会对本公开的丙烯基弹性体或抗粘添加剂产生对抗效应即可。一些常规添加剂可能对轴向退绕拉力(OETOT)测定(用于判断弹性纤维的粘性的一个参数)显示出很小影响，但它们都不会以导致对OETOT测定产生明显影响的数量来加入。
制备纤维和制品
本公开的实施方案包括制备任何一种本文所描述的弹性纤维的方法。该方法包括：提供上述的弹性丙烯基聚合物。在实施方案中，弹性丙烯基聚合物可以包括二烯和/或交联剂，由此使得聚合物组合物可交联。接下来，该方法包括：将上述抗粘剂(例如，双硬脂酰胺，TiO2，玉米淀粉，滑石粉或其混合物)加入/混合到弹性丙烯基聚合物组合物中，或与其混合。这种混合可以在制备弹性丙烯基聚合物期间或在熔融纺丝期间进行。接下来，该方法包括：通过熔融纺丝方法从该组合物制备纤维，其中得到的纤维可以退绕而不用在卷绕之前将硅氧烷基整理剂施加于纤维的表面。
在一个实施方案中，在合成本公开的弹性聚合物组合物期间或之后，将抗粘添加剂结合进该组合物中。可以将该组合物(抗粘添加剂分散在其中)熔融纺丝，以形成本公开的弹性纤维。熔融纺丝是指如下的方法：使聚合物组合物熔融，推动该熔融聚合物溶液通过喷丝头(模具)，以形成纤维(丝)，然后将其冷却，固化，并在圆柱形芯杆上卷绕，以形成长丝供料卷装。在另一个实施方案中，在熔融纺丝过程期间，在聚合物组合物成形为纤维之前的点(例如，在熔融过程期间)，将抗粘添加剂与聚合物组合物混合。因此，与施用于所形成纤维的表面上(例如，在整理剂情况下)相反，不管在熔融纺丝过程的上游还是在熔融过程期间将抗粘添加剂结合到弹性聚合物组合物中，添加剂都可以结合到所形成的纤维中。
在通过包含二烯和/或交联剂而使弹性聚合物可交联的实施方案中，制备本公开的纤维的方法可以进一步包括：在纺丝制备纤维之后的一些点使纤维交联。纺丝之后但在卷绕到卷装上之前，可以使纤维交联，或纤维可以在纤维形成的下游的一些点交联，例如，在纤维结合到终端使用制品(例如，织物，层合物，服装，一次性个人护理制品，等等)之前或在纤维已经结合到终端使用制品之后。交联可以利用本领域技术人员已知的各种方法来实现，包括但不限于：加热，化学催化，电子束，等等。在一个实施方案中，通过使本公开的纤维暴露于电子束辐射来实现交联。其它交联方法包括：γ辐射，加热，UV光，γ照射，X射线照射，UV(紫外线)，等等，或其组合。
制品
本公开的实施方案包括含有本公开弹性纤维的制品。制备的这些制品包括但不局限于：织物和层状结构。
在一个实施方案中，本公开提供了包含本公开的弹性纤维的织物，该弹性纤维包括：上述弹性丙烯基聚合物，上述抗粘剂，其中该纤维在纤维表面上基本上不含硅氧烷基整理剂。本公开的织物可以用于制备各种终端使用制品，例如但不局限于：服装，室内装磺织物，等等。
在一个实施方案中，本公开的层状结构包含本公开的弹性纤维，该弹性纤维包括：上述弹性丙烯基聚合物，上述抗粘剂，其中该纤维在纤维表面上基本上不含硅氧烷基整理剂。在某些实施方案中，纤维与底物的一层或多层粘附，例如织物、无纺布、薄膜和其组合。可以通过粘合剂、超声波结合或其组合来粘附层状结构。层状结构可以用于制备各种制品，例如但不局限于：一次性卫生制品，例如尿布、训练裤、成年人失禁制品或妇女卫生制品。
实施例
已经描述了本公开的实施方案，通常，下列实施例描述了本公开的一些其它实施方案。尽管与下列实施例和相应的文本和附图结合描述了本公开的实施方案，但本公开的实施方案不局限于该说明。相反，将涵盖包括在本公开实施方案的精神和范围内的所有供选方案、改进和等同内容。
实施例
按照下列方法，制备含有和不含有抗粘添加剂的弹性纤维。所有的纤维是用弹性丙烯基聚合物制备的。将Vistamaxx™ 1100级弹性丙烯基聚合物(VM1100)(实施例1-9)或Vistamaxx™ 2100级弹性丙烯基聚合物(VM2100)(实施例10-12)用于纺丝制备纤维，如下面表1所示。熔融纺丝制备纤维，并收集在卷筒上。按照下述进行熔融纺丝。
使用Fourné Pilot熔纺系统(带有IWKA卷绕器)。该纺丝设备示于图1中。将聚合物切片形式的聚烯烃树脂进料至挤出机中。使树脂在挤出机内部完全熔融，然后在受热并且绝缘的输送线内输送至计量泵中，计量泵通过精确比例将聚合物计量进入纺丝组件内的喷丝头(其安装在纺丝头区的内部，亦称“纺丝头”)中。计量泵是绝缘的，将泵套进行电加热，并且隔热，保持恒温。
在下面实施例中，使用单个挤出机将熔融聚合物供应给两个计量泵，尽管也可以使用超过一个挤出机。每个计量泵具有一个入口和四个出口流，由此同时将总共8个聚合物流计量到8个独立的喷丝头。在纺丝头区内部总共安装4个纺丝组件，每个纺丝组件包括两个独立的喷丝头和网式过滤组件。然而，在实践中，可以令人满意地使用每个纺丝组件的喷丝头的任何组合。每个喷丝头包括单个圆形毛细管；然而，还可以使用具有多个毛细管或非圆形X-截面的喷丝头来制备具有若干丝或非圆形X-截面的连续丝(长丝)。
当从喷丝头毛细管中挤出时，仍然熔融的聚合物被冷空气骤冷成固体纤维。在下面实施例中，使用两个独立的骤冷区，以便能够使长丝完全骤冷(特别是具有高dpf的长丝)，并且对骤冷气流分布进行一些控制，使长丝均匀性达到最佳。每个骤冷区包括鼓风机、带有手控阻尼器(控制气体流速)的风道和引导气流并使气流扩散的骤冷网，以使纤维有效和均匀地骤冷。
纤维骤冷并固化之后，随后用两个驱动辊将它们卷绕，并卷绕在卷绕机上。控制辊速，使得长丝张力达到最佳以将长丝卷绕到筒子上以及形成所需长丝性能。在该实施例中，当整理剂施用于长丝(例如，实施例9和11)时，使用涂布辊在第一和第二个辊之间施加。然而，还可以使用其它类型的整理剂施加装置，例如，计量整理剂针。
在实施例1-9(表1)中使用的Exxon VM1100树脂还用于制备25、40、55和70D单丝弹性长丝，该长丝具有出乎意料地高的伸长度和出色的长丝强度(数据未显示)。结果令人惊讶并违反直觉，因为VM1100具有很高的特性粘度和熔融粘度，并且一般认为不适合于纺丝成长丝。然而，发现，当使这种聚合物熔融并保持在极高温度范围内时，可以将其挤出为长丝，具有出乎意料出色的纺丝连续性和长丝性能。还令人惊讶的是，可以在很大的dpf范围内(从20至100，可能更高)纺丝制备具有合适性能的纤维(而斯潘德克斯弹性纤维长丝为了保持所需性能而典型地局限于10 dpf或更低)。
通过滚轴退绕和轴向退绕(OETO)来进行退绕。评价退绕的容易程度。如下所述将添加剂(例如，在本公开中描述的抗粘添加剂)和/或整理剂加入和/或施加到纤维上。基于全部纤维重量，以重量百分数形式给出添加剂的量。
对于对比例9，不使用添加剂，但使用低粘度硅油整理剂(含有硬脂酸镁)，将VM1100熔融纺丝。该材料形成纤维，能够收集在卷筒上，并且能够通过滚轴退绕和OETO不间断地从卷筒上退绕。
在实施例1和2中，使用VM1100(与3 wt%抗粘添加剂Ceridust 3910混合)制备本公开的弹性纤维。该树脂能够熔融纺丝、收集在卷筒上并随后退绕，无需施加任何整理剂。按照实施例1和2来制备实施例5-8的纤维，但加入6 wt% Ceridust 3910(实施例5-8)，也使得该树脂可以熔融纺丝、收集在卷筒上并随后退绕(甚至更容易)。在实施例3和4中，抗粘添加剂是1 wt% TiO2，该树脂能够熔融纺丝、收集和退绕，无需施加整理剂。
对于实施例11，用VM2100纺丝制备纤维(加入1 wt% Ceridust 3910作为抗粘添加剂)，将低粘度硅油整理剂(含有硬脂酸镁)施加到纺制的纤维中。在对比实施例10中，将这种相同的聚烯烃弹性体熔融纺丝，并收集，没有添加剂或施加的整理剂，其不能通过任何方法进行退绕。对于实施例12，按照实施例11制备纤维，但不加入整理剂，也可以成功地纺丝制备纤维、收集和退绕。结果提供于下面表1中。
表 1
实施例 组分 落筒 聚合物 MFR 抗粘剂 整理剂 纺丝 Y/N 退绕 Y/N
1 VM1100 319 VM1100 3 3% Ceridust 3910 没有 Y Y
2 VM1100 321 VM1100 3 3% Ceridust 3910 没有 Y Y
3 VM1100 323 VM1100 3 1% TiO2 没有 Y Y
4 VM1100 325 VM1100 3 1% TiO2 没有 Y Y
5 VM1100 326 VM1100 3 6% Ceridust 3910 没有 Y Y
6 VM1100 327 VM1100 3 6% Ceridust 3910 没有 Y Y
7 VM1100 328 VM1100 3 6% Ceridust 3910 没有 Y Y
8 VM1100 329 VM1100 3 6% Ceridust 3910 没有 Y Y
9 110002 83 VM1100 3 没有添加剂 LY-19 Y Y
10 NF2100 VM2100 21 没有整理剂 没有 Y N
11 210009 1 VM2100 21 1% Ceridust 3910 LY-19 Y Y
12 210011 1 VM2100 21 1% Ceridust 3910 没有 Y Y
这些数据表明，从弹性丙烯基聚合物和抗粘剂(例如亚乙基双硬脂酰胺或TiO2)纺丝制备的纤维能够纺纱、卷绕和随后退绕，而无需整理剂。
应注意，本文可能以范围形式表示比例、浓度、量及其它数字数据。应该理解，为方便和简洁起见而使用这种范围形式，并因此应该以灵活方式进行解释，不但包括范围的限定值所明确列举的数值、而且包括在该范围之内的所有独立数值或子范围，如同明确地列举每个数值和子范围。例如，应该将“大约0.1%至大约5%”的浓度范围解释为：不但包括明确列举的大约0.1 wt%至大约5 wt%的浓度，而且包括在指示范围之内的单独浓度(例如，1%，2%，3%和4%)和子范围(例如，0.5%，1.1%，2.2%，3.3%和4.4%)。术语“大约”可以包括所修饰数值的±1%、±2%、±3%、±4%、±5%、±8%或±10%。另外，短语“大约‘x’至‘y’”包括“大约‘x’至大约‘y’”。
对上述实施方案可以进行许多改变和改进。所有这种改进和改变包括在本公开范围内，并通过下列权利要求来保护。

Claims (42)

1.一种制品，其包括∶包含弹性丙烯基聚合物和抗粘剂的纤维，所述纤维基本上不含硅氧烷基整理剂。
2.包含弹性纤维的制品，所述弹性纤维含有∶
大约60%至大约95%重量的弹性丙烯基聚合物；和
大约0.5和30%重量的抗粘剂，
其中所述弹性纤维基本上不含硅氧烷基整理剂。
3.权利要求1的制品，其中所述抗粘剂的存在量是所述纤维的大约0.5至大约30%重量。
4.权利要求1-2中任一项的制品，其中在纺丝制备所述纤维之前，将所述抗粘剂与所述弹性丙烯基聚合物混合。
5.权利要求1-2中任一项的制品，其中所述纤维在纤维的表面上含有非硅氧烷整理剂。
6.权利要求5的制品，其中所述非硅氧烷基整理剂包括酯基油整理剂或脂肪酸基油整理剂或其组合物。
7.权利要求1-2中任一项的制品，其中所述纤维基本上不含整理剂。
8.权利要求1-2中任一项的制品，其中所述纤维进一步包含二烯。
9.权利要求8的制品，其中所述二烯选自∶5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)；1,4-己二烯；5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)；1,6-辛二烯；5-甲基-1,4-己二烯；3,7-二甲基-1,6-辛二烯；1,3-环戊二烯；1,4-环已二烯；乙烯基降冰片烯(VNB)；二环戊二烯(DCPD)，和它们的组合物。
10.权利要求1-2中任一项的制品，其中所述纤维进一步包含选自下列的交联剂∶多官能的丙烯酸酯，多官能的甲基丙烯酸酯，官能化的聚丁二烯树脂，官能化的氰尿酸酯和异氰尿酸烯丙基酯。
11.权利要求1-2中任一项的制品，其中所述纤维进一步包含二烯和交联剂。
12.权利要求11的制品，其中所述纤维是至少部分交联的。
13.权利要求1-2中任一项的制品，其中所述抗粘剂是双硬脂酰胺。
14.权利要求13的制品，其中所述抗粘剂是亚乙基双硬脂酰胺。
15.权利要求14的制品，其中所述亚乙基双硬脂酰胺的存在量是所述纤维的大约1至大约10%重量。
16.权利要求14的制品，其中所述抗粘剂选自∶双硬脂酰-亚乙基-二酰胺；N,N'-亚乙基双硬脂酰胺；N,N'-亚乙基双(硬脂酰胺)；1,2-双(十八烷酰氨基)乙烷；和它们的组合物。
17.权利要求1-2中任一项的制品，其中所述抗粘剂选自∶TiO2，玉米淀粉，滑石粉，硫酸钡，层状粘土，双硬脂酰胺，碳酸钙和它们的混合物。
18.权利要求17的制品，其中所述抗粘剂包含TiO2，其中TiO2的存在量是所述纤维的大约1至大约20%重量。
19.权利要求17的制品，其中所述抗粘剂包含玉米淀粉，其中玉米淀粉的存在量是所述纤维的大约1至大约20%重量。
20.权利要求17的制品，其中所述抗粘剂包含滑石粉，其中滑石粉的存在量是所述纤维的大约1至大约20%重量。
21..权利要求1-2中任一项的制品，其中所述制品选自织物和层合制品。
22.权利要求21的制品，其中所述层合制品是选自下列的一次性吸收制品：尿布，训练裤，成人失禁制品和妇女卫生制品。
23.权利要求22的制品，其中所述纤维粘附在所述层合制品的各层之间。
24.纺丝制备弹性丙烯基聚合物纤维的方法，其包括∶
提供弹性丙烯基聚合物；
将抗粘剂与弹性丙烯基聚合物混合，其中这种混合在制备弹性丙烯基聚合物期间或在熔融纺丝期间进行；
将聚合物/抗粘剂混合物熔融纺丝成纤维；和
将纤维卷绕，其中所述纤维适合于退绕而无需在卷绕之前将硅氧烷基整理剂施加到所述纤维表面上。
25.权利要求24的方法，其中所述抗粘剂的存在量是所述纤维的大约0.5至大约30%重量。
26.权利要求24的方法，其进一步包括：在将熔融纺丝制备纤维之后但在卷绕所述纤维之前，将非硅氧烷整理剂施加到所述纤维的表面上。
27.权利要求24的方法，其中所述非硅氧烷基整理剂包括酯基油整理剂或脂肪酸基油整理剂或其组合物。
28.权利要求24的方法，其中所述纤维基本上不含任何整理剂。
29.权利要求24的方法，其中所述弹性丙烯基聚合物进一步包含二烯。
30.权利要求29的方法，其中二烯选自∶5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)；1,4-己二烯；5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)；1,6-辛二烯；5-甲基-1,4-己二烯；3,7-二甲基-1,6-辛二烯；1,3-环戊二烯；1,4-环已二烯；乙烯基降冰片烯(VNB)；二环戊二烯(DCPD)，和它们的组合物。
31.权利要求24的方法，其中所述弹性丙烯基聚合物进一步包含选自下列的交联剂∶多官能的丙烯酸酯，多官能的甲基丙烯酸酯，官能化的聚丁二烯树脂，官能化的氰尿酸酯和异氰尿酸烯丙基酯。
32.权利要求24的方法，其中所述弹性丙烯基聚合物进一步包含二烯和交联剂。
33.权利要求32的方法，所述方法进一步包括使所述纤维交联。
34.权利要求33的方法，其中使纤维交联包括对所述纤维施加选自下列的能量∶电子束，γ辐射，热，UV光和它们的组合。
35.权利要求24的方法，其中所述抗粘剂是双硬脂酰胺。
36.权利要求35的方法，其中所述抗粘剂是亚乙基双硬脂酰胺。
37.权利要求36的方法，其中所述亚乙基双硬脂酰胺的存在量是所述纤维的大约1至大约10%重量。
38.权利要求24的方法，其中所述抗粘剂选自∶双硬脂酰-亚乙基-二酰胺；N,N'-亚乙基双硬脂酰胺；N,N'-亚乙基双(硬脂酰胺)；1,2-双(十八烷酰氨基)乙烷；和它们的组合物。
39.权利要求24的方法，其中所述抗粘剂选自∶TiO2，玉米淀粉，滑石粉，硫酸钡，层状粘土，双硬脂酰胺，碳酸钙和它们的混合物。
40..权利要求24的方法，其中所述抗粘剂包含TiO2，其中TiO2的存在量是所述纤维的大约1至大约20%重量。
41.权利要求24的方法，其中所述抗粘剂包含玉米淀粉，其中玉米淀粉的存在量是所述纤维的大约1至大约20%重量。
42.权利要求24的方法，其中所述抗粘剂包含滑石粉，其中滑石粉的存在量是所述纤维的大约1至大约20%重量。
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