CN109715673A - 核化聚乙烯共混物和它们在模塑制品中的用途 - Google Patents
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Abstract
聚乙烯共混物包含核化聚乙烯均聚物组合物和未核化或核化的双峰聚乙烯共聚物。
Description
技术领域
提出包含含成核剂的聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物的聚乙烯共混物。这样的共混物可用于形成模塑制品,如密封帽(caps)和密封盖(closures)或用于形成膜。
背景技术
聚乙烯均聚物组合物已知在它们包含合适的成核剂时具有良好的水蒸气透过率;参见美国专利申请公开US2015/0203671、US2013/0225743、US2011/0143155、US2009/0029182和US2008/0118749。
包含第一乙烯共聚物和第二乙烯共聚物的双峰聚乙烯共聚物组合物已用于形成模塑制品,如瓶盖,其中第二乙烯共聚物具有比第一乙烯共聚物更高的密度和更高的熔体指数I2但共聚单体含量低于第一乙烯共聚物;参见美国专利US 9,371,442、US 9,221,966和US 8,962,755。
我们现在报道了包含核化聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物的聚乙烯共混物。
该共混物具有耐环境应力开裂性、刚性和可加工性的良好平衡并可用于制造模塑制品。
该共混物在用于制造模塑制品如瓶盖时还提供良好的氧气透过率。
发明公开
在本公开的一个实施方案中提供一种聚乙烯共混物,其包含5至95重量%的聚乙烯均聚物组合物,和95至5重量%的双峰聚乙烯共聚物;其中所述聚乙烯均聚物组合物包含成核剂或成核剂混合物。
在本公开的一个实施方案中,所述双峰聚乙烯均聚物包含(I) 5至70重量%的具有0.950至0.975 g/cm3的密度的第一乙烯均聚物;和(II) 95至30重量%的具有0.950至0.975g/cm3的密度的第二乙烯均聚物,其中第二乙烯均聚物的熔体指数I2与第一乙烯均聚物的熔体指数I2的比率为至少10。
在本公开的一个实施方案中,所述双峰聚乙烯共聚物包含(III) 10至70重量%的具有小于0.4 g/10min的熔体指数I2和0.925至0.950 g/cm3的密度的第一乙烯共聚物;和(IV) 90至30重量%的具有100至20,000 g/10min的熔体指数I2和高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.967 g/cm3的密度的第二乙烯共聚物;
其中第二乙烯共聚物的密度比第一乙烯共聚物的密度高不到0.037 g/cm3;且第一乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(SCB1)与第二乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(SCB2)的比率(SCB1/SCB2)大于0.5。
在本公开的一个实施方案中,所述聚乙烯共混物在凝胶渗透色谱图中具有双峰分布。
在本公开的一个实施方案中,所述聚乙烯共混物具有0.951至0.971 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,所述聚乙烯共混物具有1.0至10.0 g/10min的熔体指数I2。
在本公开的一个实施方案中,所述聚乙烯共混物具有3.0至13.0的分子量分布MW/MN。
在本公开的一个实施方案中,所述聚乙烯共混物包含基于聚乙烯共混物的重量计20至80重量%的聚乙烯均聚物组合物和80至20重量%的双峰聚乙烯共聚物。
在本公开的一个实施方案中,所述聚乙烯共混物包含基于聚乙烯共混物的重量计大约10至60重量%的聚乙烯均聚物组合物和90至40重量%的双峰聚乙烯共聚物。
在本公开的一个实施方案中,所述成核剂或成核剂混合物包含二羧酸的盐。
在本公开的一个实施方案中,所述乙烯均聚物组合物包含100至3000 ppm的成核剂或成核剂混合物。
在本公开的一个实施方案中,提供一种压塑制品,其包含所述聚乙烯共混物。
在本公开的一个实施方案中,提供一种注塑制品,其包含所述聚乙烯共混物。
在本公开的一个实施方案中,提供一种密封盖,其包含所述聚乙烯共混物。
在本公开的一个实施方案中,提供一种膜,其包含所述聚乙烯共混物。
附图简述
图1.图1显示“共混物组分A”,本公开的一个实施方案中所用的聚乙烯均聚物组合物的凝胶渗透色谱图。
图2.图2显示“共混物组分B”,本公开的一个实施方案中所用的双峰聚乙烯共聚物的凝胶渗透色谱图。
图3.图3显示聚乙烯共混物No. 1的凝胶渗透色谱图。
图4.图4显示聚乙烯共混物No. 2的凝胶渗透色谱图。
图5.图5显示聚乙烯共混物No. 3的凝胶渗透色谱图。
图6A.图6A显示用于密封盖变形测试的探头的平面视图。该视图显示接触密封盖上表面的探头底侧。
图6B.图6B显示用于密封盖变形测试的探头的部分透明透视图。
图7.图7显示用于变形应力测试的密封盖夹持器的平面视图(指出螺钉位置)。该视图显示接收密封盖的下环形边缘的夹持器上表面。
图8.图8显示密封盖No. 1-6的实际和拟合压缩变形数据。
实施方案描述
术语“乙烯均聚物”或“聚乙烯均聚物”是指产物聚合物是聚合工艺的产物,其中仅有意加入乙烯作为可聚合烯烃。
术语“乙烯共聚物”或“聚乙烯共聚物”是指产物聚合物是聚合工艺的产物,其中乙烯和一种或多于一种共聚单体作为可聚合烯烃有意加入或有意存在。
术语“单峰”在本文中被定义为是指在GPC曲线中仅显而易见一个明显峰或最大值。单峰分布包括宽单峰分布。或者,术语“单峰”意味着在根据ASTM D6474-99的方法生成的分子量分布曲线中存在单个最大值。相反,术语“双峰”是指在GPC曲线中显而易见代表更高或更低分子量组分的第二个峰或肩(即分子量分布可以被说成在分子量分布曲线中具有两个最大值)。或者,术语“双峰”意味着在根据ASTM D6474-99的方法生成的分子量分布曲线中存在两个最大值。术语“多峰”是指在根据ASTM D6474-99的方法生成的分子量分布曲线中存在两个或更多个最大值。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯共混物包含A) 核化聚乙烯均聚物组合物和B) 双峰聚乙烯共聚物。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物包含成核剂,而双峰聚乙烯共聚物组合物不含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物都包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物包含成核剂或成核剂混合物。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物包含两种组分I) 第一乙烯均聚物和II) 第二乙烯均聚物。
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物包含两种组分III) 第一乙烯共聚物和IV) 第二乙烯共聚物。
I)第一乙烯均聚物
在本公开中,第一乙烯均聚物包含可忽略不计的量的共聚单体。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物的熔体指数I2低于第二乙烯均聚物的熔体指数I2。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物的熔体指数I2比第二乙烯均聚物的熔体指数I2小至少50%。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物的熔体指数I2是第二乙烯均聚物的熔体指数I2的最多1/10。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物的重均分子量MW高于第二乙烯均聚物的重均分子量MW。
本领域技术人员会认识到,熔体指数I2通常与分子量成反比。因此,在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物与第二乙烯均聚物相比具有较低熔体指数I2(或换言之,较高分子量)。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物具有0.950至0.975 g/cm3的密度。在本公开的另一实施方案中,第一乙烯均聚物具有0.955至0.970 g/cm3的密度。在本公开的另一实施方案中,第一乙烯均聚物具有0.955至0.965 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物具有大约0.1至大约2.0克/10分钟(g/10min)的熔体指数I2。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物的分子量分布(Mw/Mn)为大约1.7至大约20.0。在本公开的进一步实施方案中,第一乙烯均聚物的分子量分布(Mw/Mn)为大约2.0至大约20.0、或大约1.7至大约4.0、或大约2.0至大约4.0。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物本身可包含一种或多种高密度乙烯均聚物亚组分。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的5至70重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的5至60重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的10至70重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的15至70重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的20至70重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的25至70重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的30至70重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的35至65重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的40至60重量%(wt%)。
II)第二乙烯均聚物
在本公开中,第二乙烯均聚物包含可忽略不计的量的共聚单体。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物的熔体指数I2高于第一乙烯均聚物的熔体指数I2。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物的熔体指数I2比第一乙烯均聚物的熔体指数I2高至少50%。
在本公开的一个实施方案中 第二乙烯均聚物的熔体指数I2是第一乙烯均聚物的熔体指数I2的至少10倍。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物的重均分子量MW低于第一乙烯均聚物的重均分子量MW。
本领域技术人员会认识到,熔体指数I2通常与分子量成反比。因此,在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物与第一乙烯均聚物相比具有较高熔体指数I2(或换言之,较低分子量)。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物具有0.950至0.975 g/cm3的密度。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯均聚物具有0.955至0.970 g/cm3的密度。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯均聚物具有0.955至0.965 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物具有大于大约5.0 g/10min的熔体指数I2。在进一步实施方案中,第二乙烯均聚物可具有大于大约5.0至大约50 g/10min、或大于5.0至大约40.0 g/10min、或大于5.0至大约30 g/10min、或大于5.0至大约20.0 g/10min的熔体指数。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物的分子量分布(Mw/Mn)为大约1.7至大约20.0。在本公开的进一步实施方案中,第二乙烯均聚物的分子量分布(Mw/Mn)为大约2.0至大约20.0、或大约1.7至大约4.0、或大约2.0至大约4.0。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物本身可包含一种或多种高密度乙烯均聚物亚组分。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的95至30重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的95至40重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的90至30重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的85至30重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的80至30重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的75至30重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的70至30重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的65至35重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯均聚物构成第一和第二乙烯均聚物的总重量的60至40重量%(wt%)。
聚乙烯均聚物组合物
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物最低限度包含I) 第一乙烯均聚物;和II) 第二乙烯均聚物。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物在凝胶渗透色谱图中具有双峰分布。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物在凝胶渗透色谱图中具有多峰分布。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物包含一种或多于一种成核剂。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物具有至少0.950克/立方厘米,g/cm3的密度。在本公开的另一实施方案中,聚乙烯均聚物组合物具有至少0.955克/立方厘米,g/cm3的密度。
在本发明的实施方案中,聚乙烯均聚物组合物具有0.952至0.973 g/cm3、或0.955至0.970 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物具有0.5至10 g/10min的熔体指数I2。在本公开的另一实施方案中,聚乙烯均聚物组合物具有0.8至8 g/10min的熔体指数I2。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物具有大约3.0至大约20.0的分子量分布(Mw/Mn)。
聚乙烯均聚物组合物可通过任何共混法制造,如:1) 微粒树脂的物理共混;2) 不同树脂共进料到共用挤出机;3) 熔体混合(在任何传统聚合物混合装置中);4) 溶液共混;或5) 使用2个或更多个反应器的聚合法。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物通过使用在不同聚合条件下运行的两个反应器的溶液聚合法制备。这提供第一和第二乙烯均聚物组分的均匀原位共混物。这种方法的一个实例描述在公开的美国专利申请公开2006/0047078中,其公开内容经此引用并入本文。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物通过在挤出机中熔体共混第一和第二乙烯均聚物制备。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物通过在挤出机中熔体共混下面两种共混组分制备:
90至70重量%的I) 第一乙烯均聚物,其是具有大约0.8至大约2.0克/10分钟的熔体指数I2和0.955至0.965 g/cm3的密度的传统高密度聚乙烯(HDPE),以及10至30重量%的II) 第二乙烯均聚物,其是具有大约15至大约30克/10分钟的熔体指数I2和0.950至0.960 g/cm3的密度的传统高密度聚乙烯(HDPE)。
适合用作第一乙烯均聚物的市售HDPE树脂的实例包括(具有括号中所示的典型熔体指数和密度值):可获自NOVA Chemicals的SCLAIR® 19G(I2 = 1.2 g/10min,密度=0.962g/cm3);可获自Chevron Phillips的MARFLEX® 9659(I2 = 1 g/10min,密度=0.962 g/cm3);和可获自Equistar的ALATHON® L 5885(I2 = 0.9 g/10min,密度=0.958 g/cm3)。
适合用作第二乙烯均聚物的市售HDPE树脂的实例以商标SCLAIR 79F出售,其是通过使用传统齐格勒纳塔催化剂的乙烯均聚制备的HDPE树脂。其具有18 g/10min的典型熔体指数I2、0.963 g/cm3的典型密度和大约2.7的典型分子量分布。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物通过使用在不同聚合条件下运行的两个反应器的溶液聚合法制备。这提供第一和第二乙烯均聚物组分的均匀原位共混物。这样的共混物可以例如根据美国专利申请公开US2013/0225743或US2008/0118749制造。
成核剂
本文所用的术语“成核剂”意在向制备核化聚烯烃组合物领域的技术人员传达其常规含义,即在冷却聚合物熔体时改变聚合物的结晶行为的添加剂。
成核剂的综述提供在美国专利5,981,636、6,465,551和6,599,971中,它们的公开内容经此引用并入本文。
可购得并可添加到该聚乙烯均聚物组合物中的成核剂是二亚苄基山梨醇酯(如Milliken Chemical以商标MILLAD® 3988和Ciba Specialty Chemicals以商标IRGACLEAR®出售的产品)。可添加到该聚乙烯均聚物组合物中的成核剂的进一步实例包括美国专利5,981,636中公开的环状有机结构(及其盐,如双环[2.2.1]庚烯二甲酸二钠);美国专利5,981,636中公开的结构的饱和形式(如美国专利6,465,551中;Zhao等人,属于Milliken中公开);如美国专利6,599,971(Dotson等人,属于Milliken)中公开的具有六氢邻苯二甲酸结构(或“HHPA”结构)的某些环状二羧酸的盐;和磷酸酯,如美国专利5,342,868中公开的那些和Asahi Denka Kogyo以商品名NA-11和NA-21出售的那些,环状二羧酸酯及其盐,如美国专利6,599,971中公开的HHPA结构的二价金属或准金属盐(特别是钙盐)。为清楚起见,HHPA结构通常包含在环中具有6个碳原子的环结构和在环结构的相邻原子上作为取代基的两个羧酸基。环中的其它四个碳原子可以如美国专利6,599,971中公开的那样被取代。一个实例是1,2-环己烷二甲酸,钙盐(CAS登记号491589-22-1)。可添加到该聚乙烯均聚物组合物中的成核剂的进一步实例包括WO2015042561、WO2015042563、WO2015042562和WO2011050042中公开的那些。
许多上述成核剂可能难以与要核化的聚乙烯均聚物组合物混合并已知使用分散助剂,例如硬脂酸锌以减轻这一问题。
在本公开的一个实施方案中,将成核剂充分分散在聚乙烯均聚物组合物中。
在本公开的一个实施方案中,所用成核剂的量较小(按重量计百万分之100至3000份(基于聚乙烯组合物的重量计)),因此本领域技术人员会认识到,必须小心确保成核剂充分分散。在本公开的一个实施方案中,成核剂以细碎形式(小于50微米,尤其小于10微米)添加到聚乙烯均聚物组合物中以促进混合。这种类型的“物理共混物”(即成核剂和固体形式的树脂的混合物)通常优于使用成核剂“母料”(其中术语“母料”是指首先将添加剂(在这种情况下是成核剂)与少量聚乙烯均聚物组合物熔融混合然后将该“母料”与剩余大部分聚乙烯均聚物组合物熔融混合的做法)。
在本公开的一个实施方案中,可以借助“母料”将添加剂,如成核剂添加到聚乙烯均聚物组合物中,其中术语“母料”是指首先将添加剂(例如成核剂)与少量聚乙烯均聚物组合物熔融混合然后将该“母料”与剩余大部分聚乙烯均聚物组合物熔融混合的做法。
在本公开的一个实施方案中,聚乙烯均聚物组合物包含成核剂或成核剂混合物。
其它添加剂
聚乙烯均聚物组合物还可含有其它传统添加剂,尤其是(1) 主抗氧化剂(如受阻酚,包括维生素E);(2) 辅助抗氧化剂(尤其是亚磷酸酯和亚膦酸酯);和(3) 加工助剂(尤其是含氟弹性体和/或聚乙二醇结合的加工助剂)。
双峰聚乙烯共聚物
该双峰聚乙烯共聚物最低限度含有III) 第一乙烯共聚物和IV) 第二乙烯共聚物(如上定义),它们具有不同重均分子量(Mw)和/或熔体指数I2。
III) 第一乙烯共聚物
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物的第一乙烯共聚物具有大约0.920 g/cm3至大约0.955 g/cm3的密度;小于大约0.4 g/10 min的熔体指数I2;低于大约3.0的分子量分布Mw/Mn和大于第二乙烯共聚物的Mw的重均分子量Mw。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物的重均分子量Mw为至少110,000。
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物的第一乙烯共聚物具有大约0.920 g/cm3至大约0.955 g/cm3的密度;小于大约0.4 g/10 min的熔体指数I2;低于大约2.7的分子量分布Mw/Mn和大于第二乙烯共聚物的Mw的重均分子量Mw。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物是均匀支化共聚物。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物用单位点催化剂,例如膦亚胺催化剂制备。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的共聚单体(即α-烯烃)含量可以为大约0.05至大约3.0摩尔%。通过用于双峰聚乙烯共聚物的数学去卷积法(见实施例部分)测定第一乙烯聚合物的共聚单体含量。
在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物中的共聚单体是一种或多种烯烃,例如但不限于1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物是乙烯和1-辛烯的共聚物。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化度可以是大约0.25至大约15个短链分支/千个碳原子(SCB1/1000C)。在本公开的进一步实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化度可以是0.5至15、或0.5至12、或0.5至10、或0.75至15、或0.75至12、或0.75至10、或1.0至10、或1.0至8.0、或1.0至5、或1.0至3个分支/千个碳原子(SCB1/1000C)。短链支化度是归因于乙烯共聚物中的α-烯烃共聚单体的存在的支化度并且例如对1-丁烯共聚单体而言具有两个碳原子,或对1-己烯共聚单体而言具有四个碳原子,或对1-辛烯共聚单体而言具有六个碳原子,等等。通过用于双峰聚乙烯共聚物的数学去卷积法(见实施例部分)测定第一乙烯共聚物中的短链分支数。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的共聚单体含量基本类似于或大致等于(例如在大约± 0.01摩尔%内)第二乙烯共聚物的共聚单体含量(例如以摩尔%报道)。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的共聚单体含量大于第二乙烯共聚物的共聚单体含量(例如以摩尔%报道)。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化量基本类似于或大致等于(例如在大约± 0.05 SCB/1000C内)第二乙烯共聚物中的短链支化量(作为聚合物主链中的每千个碳1000C的短链分支SCB报道)。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化量大于第二乙烯共聚物中的短链支化量(作为聚合物主链中的每千个碳1000C的短链分支SCB报道)。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物的熔体指数I2小于0.4 g/10min。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物的熔体指数可以高于0.01但低于0.4 g/10min。在本公开的进一步实施方案中,第一乙烯共聚物的熔体指数I2为0.01至0.40 g/10min、或0.01至0.30 g/10min、或0.01至0.25 g/10min、或0.01至0.20 g/10min、或0.01至0.10 g/10min。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物具有大约110,000至大约300,000(g/mol)的重均分子量Mw。在本公开的另一实施方案中,第一乙烯共聚物具有大约110,000至大约275,000或大约110,000至大约250,000的重均分子量Mw。在本公开的另一实施方案中,第一乙烯共聚物具有大于大约110,000至小于大约250,000的重均分子量Mw。在本公开的进一步实施方案中,第一乙烯共聚物具有大约125,000至大约225,000、或大约135,000至大约200,000的重均分子量Mw。在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物具有大约125,000至大约275,000、或大约125,000至大约250,000、或大约150,000至大约275,000、或大约150,000至大约250,000、或大约175,000至大约250,000的重均分子量Mw。在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物具有大于110,000或大于125,000或大于150,000或大于175,000的Mw。在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物具有大于110,000或大于125,000或大于150,000或大于175,000同时低于275,000或250,000的Mw。
在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物具有大约125,000至大约275,000、或大约125,000至大约250,000、或125,000至大约230,000、或大约150,000至大约275,000、或大约150,000至大约250,000、或大约175,000至大约250,000、或大约180,000至大约230,000的重均分子量Mw。在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物具有大于150,000或大于175,000或大于180,000或大于190,000或大于200,000的Mw。在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物具有大于150,000或大于175,000或大于180,000或大于190,000或大于200,000同时低于275,000或250,000的Mw。
在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物的密度为0.920至0.955 g/cm3或可以是这一范围内的更窄范围。例如,在本公开的进一步实施方案中,第一乙烯共聚物的密度可以为0.925至0.955 g/cm3、或0.925至0.950 g/cm3、或0.925至0.945 g/cm3、或0.925至0.940g/cm3、或0.925至0.935 g/cm3、或0.923至0.945 g/cm3、或0.923至0.940 g/cm3、或0.923至0.935 g/cm3、或0.927至0.945 g/cm3、或0.927至0.940 g/cm3、或0.927至0.935 g/cm3、或0.920至0.940 g/cm3、或0.922至0.948 g/cm3、或0.925至0.935 g/cm3。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物具有< 3.0、或≤ 2.7、或< 2.7、或≤ 2.5、或< 2.5、或≤ 2.3、或1.8至2.3的分子量分布Mw/Mn。
第一乙烯共聚物的MW/Mn值在本公开的一个实施方案中可通过对以第一乙烯共聚物为一种组分的双峰聚乙烯共聚物获得的GPC曲线的去卷积估算。
第一乙烯共聚物的密度和熔体指数I2可以由对双峰聚乙烯共聚物进行的GPC(凝胶渗透色谱法)和GPC-FTIR(凝胶渗透色谱法-傅里叶变换红外检测)实验和去卷积(见实施例部分)估算。
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物的第一乙烯共聚物是具有至少110,000的重均分子量MW;小于2.7的分子量分布Mw/Mn和0.920至0.948 g/cm3的密度的均匀支化乙烯共聚物。
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物的第一乙烯共聚物是具有至少175,000的重均分子量MW;小于2.7的分子量分布Mw/Mn和0.922至0.948 g/cm3的密度的均匀支化乙烯共聚物。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物是均匀支化乙烯共聚物并具有大于大约50重量%或大于大约55重量%的CDBI50。在本公开的进一步实施方案中,第一乙烯共聚物具有大于大约60重量%或大于大约65重量%或大于大约70重量%或大于大约75重量%或大于大约80重量%的CDBI50。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物可构成第一和第二乙烯共聚物的总重量的10至70重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物构成第一和第二乙烯共聚物的总重量的20至60重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物构成第一和第二乙烯共聚物的总重量的30至60重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物构成第一和第二乙烯共聚物的总重量的40至50重量%(wt%)。
(IV) 第二乙烯共聚物
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物的第二乙烯共聚物具有低于0.967 g/cm3但高于第一乙烯共聚物的密度的密度;大约100至10,000 g/10min的熔体指数I2;低于大约3.0的分子量分布Mw/Mn和小于第一乙烯共聚物的Mw的重均分子量Mw。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的重均分子量Mw低于45,000。
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物的第二乙烯共聚物具有低于0.967 g/cm3但高于第一乙烯共聚物的密度的密度;大约500至大约20,000 g/10min的熔体指数I2;低于大约2.7的分子量分布Mw/Mn和小于第一乙烯共聚物的Mw的重均分子量Mw。
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物的第二乙烯共聚物具有低于0.965 g/cm3但高于第一乙烯共聚物的密度的密度;大约250至20,000 g/10min的熔体指数I2;低于大约2.7的分子量分布Mw/Mn和小于第一乙烯共聚物的Mw的重均分子量Mw。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物是均匀支化共聚物。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物用单位点催化剂,例如膦亚胺催化剂制备。
在本公开的一个实施方案中,通过13C NMR或FTIR或GPC-FTIR方法测得的第二乙烯共聚物中的共聚单体含量可以为大约0.05至大约3摩尔%。也可以通过用于双峰聚乙烯共聚物的数学去卷积法(见实施例部分)测定第二乙烯聚合物的共聚单体含量。
在本公开的一个实施方案中,通过13C NMR或FTIR或GPC-FTIR方法测得的第二乙烯共聚物中的共聚单体含量可以为大约0.01至大约3摩尔%,或大约0.03至大约3摩尔%。也可以通过用于双峰聚乙烯共聚物的数学去卷积法(见实施例部分)测定第二乙烯聚合物的共聚单体含量。
在本公开的一个实施方案中,通过13C NMR或FTIR或GPC-FTIR方法测得的第二乙烯共聚物中的共聚单体含量可以为大约0.01至大约3摩尔%,或大约0.03至大约3摩尔%,或大约0.05至大约3摩尔%。也可以通过用于双峰聚乙烯共聚物的数学去卷积法(见实施例部分)测定第二乙烯聚合物的共聚单体含量。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物中的共聚单体是一种或多种α烯烃,例如但不限于1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物是乙烯和1-辛烯的共聚物。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物中的短链支化度可以是大约0.25至大约15个短链分支/千个碳原子(SCB2/1000C)。在本公开的进一步实施方案中,第二乙烯共聚物中的短链支化度可以是0.25至12、或0.25至8、或0.25至5、或0.25至3、或0.25至2个分支/千个碳原子(SCB2/1000C)。短链支化度是归因于乙烯共聚物中的α-烯烃共聚单体的存在的支化度并且例如对1-丁烯共聚单体而言具有两个碳原子,或对1-己烯共聚单体而言具有四个碳原子,或对1-辛烯共聚单体而言具有六个碳原子,等等。可以通过13C NMR或FTIR或GPC-FTIR方法测量第二乙烯共聚物中的短链分支数。或者,可以通过用于双峰聚乙烯共聚物的数学去卷积法(见实施例部分)测定第二乙烯共聚物中的短链分支数。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物中的短链支化度可以是大约0.05至大约12个短链分支/千个碳原子(SCB1/1000Cs。在本公开的进一步实施方案中,第二乙烯共聚物中的短链支化度可以是0.05至10、或0.05至7.5、或0.05至5.0、或0.05至2.5、或0.05至1.5、或0.1至12、或0.1至10、或0.1至7.5、或0.1至5.0、或0.1至2.5、或0.1至2.0、或0.1至1.0个分支/千个碳原子(SCB1/1000C)。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物中的短链支化度可以是大约0.15至大约15个短链分支/千个碳原子(SCB2/1000C)。在本公开的进一步实施方案中,第二乙烯共聚物中的短链支化度可以是0.15至12、或0.15至8、或0.15至5、或0.15至3、或0.15至2个分支/千个碳原子(SCB2/1000C)。短链支化度是归因于乙烯共聚物中的α-烯烃共聚单体的存在的支化度并且例如对1-丁烯共聚单体而言具有两个碳原子,或对1-己烯共聚单体而言具有四个碳原子,或对1-辛烯共聚单体而言具有六个碳原子,等等。
可以通过用于双峰聚乙烯共聚物的数学去卷积法(见实施例部分)测定第二乙烯共聚物中的短链分支数。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物中的共聚单体含量基本类似于或大致等于(例如在大约± 0.01摩尔%内)第一乙烯共聚物的共聚单体含量(例如以摩尔%报道)。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物中的共聚单体含量小于第一乙烯共聚物的共聚单体含量(例如以摩尔%报道)。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物中的短链支化量基本类似于或大致等于(例如在大约± 0.05 SCB/1000C内)第一乙烯共聚物中的短链支化量(作为聚合物主链中的每千个碳1000C的短链分支SCB报道)。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物中的短链支化量小于第一乙烯共聚物中的短链支化量(作为聚合物主链中的每千个碳1000C的短链分支SCB报道)。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的密度小于0.967 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度小于0.966 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度小于0.965 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度小于0.964 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度小于0.963 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度小于0.962 g/cm3。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.967 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.966 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.965 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.964 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.963 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.962 g/cm3。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的密度为0.952至0.967 g/cm3或可以是这一范围内的更窄范围。例如,第二乙烯共聚物的密度在本公开的实施方案中可以为0.952至0.966 g/cm3、0.952至0.965 g/cm3、或0.952至0.964 g/cm3、或0.952至0.963 g/cm3、或0.954至0.963 g/cm3、或0.954至0.964 g/cm3、或0.956至0.964 g/cm3、或0.956至0.963 g/cm3、或0.952至小于0.965 g/cm3、或0.954至小于0.965 g/cm3。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物具有小于25,000的重均分子量Mw。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物具有大约7,500至大约23,000的重均分子量Mw。在本公开的进一步实施方案中,第二乙烯共聚物具有大约9,000至大约22,000、或大约10,000至大约17,500、或大约7,500至大约17,500的重均分子量Mw。在本公开的再进一步实施方案中,第二乙烯共聚物具有大约3,500至大约25,000、或大约5,000至大约20,000、或大约7,500至大约17,500、或大约5,000至大约15,000、或大约5,000至大约17,500、或大约7,500至大约15,000或大约7,500至大约12,500的重均分子量Mw。在本公开的进一步实施方案中,第二乙烯共聚物具有大约9,000至大约22,000、或大约10,000至大约17,500、或大约7,500至17,500的重均分子量Mw。
在本公开的实施方案中,第二乙烯共聚物具有小于大约45,000、或小于大约40,000或小于大约35,000的重均分子量Mw。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物具有大约7,500至大约35,000的重均分子量Mw。在本公开的进一步实施方案中,第二乙烯共聚物具有大约9,000至大约35,000、或大约10,000至大约35,000、或大约12,500至大约30,000、或大约10,000至大约25,000、或大约10,000至大约20,000的重均分子量Mw。
在本公开的实施方案中,第二乙烯共聚物具有<3.0、或≤ 2.7、或< 2.7、或≤2.5、或< 2.5、或≤ 2.3、或1.8至2.3的分子量分布Mw/Mn。
第二乙烯共聚物的Mw/Mn值在本公开的一个实施方案中可通过对以第一乙烯共聚物为一种组分的双峰聚乙烯共聚物获得的GPC曲线的去卷积估算。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为20至10,000g/10min。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为100至10,000g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,000至7,000g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,200至10,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,500至10,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以大于1,500但小于7,000 g/10min。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为250至20,000g/10min。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为500至20,000g/10min。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为大于750至20,000 g/10min。在本公开的进一步实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,000至20,000 g/10min、或1,500至20,000 g/10min、或250至15,000 g/10min、或250至10,000g/10min或500至17,500 g/10min、或500至15,000 g/10min、或1,500至15,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,200至10,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,500至10,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以大于1500但小于7,000 g/10min。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为50至20,000g/10min。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为250至20,000g/10min。
在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为500至20,000g/10min。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,000至20,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,500至20,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,500至10,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以为1,500至7,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以大于1,500但小于7,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以大于1,500但小于5,000 g/10min。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2可以大于1,000但小于3,500 g/10min。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2大于200 g/10min。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2大于250 g/10min。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2大于500 g/10min。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2大于650 g/10min。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2大于1,000 g/10min。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2大于1,200 g/10min。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2大于1,500 g/10min。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2大于1,750 g/10min。
第二乙烯共聚物的密度和熔体指数I2可以由对双峰聚乙烯共聚物进行的GPC和GPC-FTIR实验和去卷积(见下文的实施例部分)估算。
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物的第二乙烯共聚物是具有最多45,000的重均分子量MW;小于2.7的分子量分布Mw/Mn和高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.967 g/cm3的密度的均匀乙烯共聚物。
在本公开的一个实施方案中,双峰聚乙烯共聚物的第二乙烯共聚物是具有最多45,000的重均分子量MW;小于2.7的分子量分布Mw/Mn和高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.965 g/cm3的密度的均匀乙烯共聚物。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物是均匀支化乙烯共聚物并具有大于大约50重量%,优选大于大约55重量%的CDBI50。在本公开的进一步实施方案中,第二乙烯共聚物具有大于大约60重量%或大于大约65重量%或大于大约70重量%或大于大约75重量%或大于大约80重量%的CDBI50。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物可构成第一和第二乙烯共聚物的总重量的90至30重量%(wt%)。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物构成第一和第二乙烯共聚物的总重量的80至40 wt%。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物构成第一和第二乙烯共聚物的总重量的70至40 wt%。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物构成第一和第二乙烯共聚物的总重量的60至50 wt%。
在本公开中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但比第一乙烯共聚物的密度高不到大约0.037 g/cm3。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但比第一乙烯共聚物的密度高不到大约0.036 g/cm3。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但比第一乙烯共聚物的密度高不到大约0.035 g/cm3。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但比第一乙烯共聚物的密度高不到大约0.034 g/cm3。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但比第一乙烯共聚物的密度高不到大约0.033 g/cm3。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但比第一乙烯共聚物的密度高不到大约0.032 g/cm3。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但比第一乙烯共聚物的密度高不到大约0.031 g/cm3。在本公开的又一实施方案中,第二乙烯共聚物的密度高于第一乙烯共聚物的密度但比第一乙烯共聚物的密度高不到大约0.030 g/cm3。
在本公开的实施方案中,第二乙烯共聚物的I2为第一乙烯共聚物的I2的至少100倍、或至少1,000倍、或至少10,000倍、或至少50,000倍。
双峰聚乙烯共聚物
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物不含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物包含成核剂或成核剂混合物。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有宽单峰、双峰或多峰分子量分布。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物最低限度包含第一乙烯共聚物和第二乙烯共聚物(如上定义)且第一乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(即SCB1)与第二乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(即SCB2)的比率(SCB1/SCB2)大于0.5(即SCB1 / SCB2 > 0.5)。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率为至少0.60。在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率为至少0.75。在本公开的另一实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率为至少1.0。在本公开的另一实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率大于1.0。在本公开的再一实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率为至少1.25。在本公开的再进一步实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率为至少1.5、或至少1.75、或至少2.0、或至少2.5、或至少3.0、或至少3.5、或至少4.0或至少4.5。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率大于0.5但小于1.0。
在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率(SCB1/SCB2)为1.0至12.0、或1.0至10、或1.0至7.0、或1.0至5.0、或1.0至3.0。
在本公开的实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率(SCB1/SCB2)为1.0至15.0、或2.0至12.0、或2.5至12.0、或3.0至12.0、或3.5至12.0。
在本公开的一个实施方案中,第一乙烯共聚物中的短链支化(SCB1)与第二乙烯共聚物中的短链支化(SCB2)的比率为大于1.0至大约5.0、或大于1.0至大约4.0、或大于1.0至大约3.5。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有双峰分子量分布。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有根据ASTM D792测得的大于或等于0.949 g/cm3的密度;根据ASTM D1238测得的(在190℃下使用2.16 kg重量进行时)大约0.4至大约5.0 g/10 min的熔体指数I2;大约3至大约11的分子量分布Mw/Mn、小于400,000的Z均分子量Mz、小于1.50的应力指数和至少20小时的在10%下的ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,本公开的双峰聚乙烯共聚物具有根据ASTM D792测得的大于或等于0.949 g/cm3的密度;根据ASTM D1238测得的(在190℃下使用2.16 kg重量进行时)大约0.2至大约5.0 g/10 min的熔体指数I2;大约6至大约13的分子量分布Mw/Mn、小于450,000的Z均分子量Mz、小于1.50的应力指数和至少200小时的在10%下的ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有根据ASTM D792测得的大于或等于0.949 g/cm3的密度;根据ASTM D1238测得的(在190℃下使用2.16 kg重量进行时)大约0.3至大约4.0 g/10 min的熔体指数I2;大约5.0至大约13.0的分子量分布Mw/Mn、400,000至520,000的Z均分子量Mz、小于1.53的应力指数和至少120小时的耐环境应力开裂性,在10%下的ESCR条件B。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有通过FTIR或13C NMR方法测得的小于0.75摩尔%、或小于0.70摩尔%、或小于0.65摩尔%、或小于0.60摩尔%、或小于0.55摩尔%的共聚单体含量,13C NMR是优选的,其中共聚单体是一种或多种合适的α烯烃,例如但不限于1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等。在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.1至0.75摩尔%、或0.20至0.55摩尔%、或0.25至0.50摩尔%的共聚单体含量。
在本公开中,该双峰聚乙烯共聚物具有至少0.949 g/cm3的密度。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有> 0.949 g/cm3或≥ 0.950 g/cm3或> 0.950 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.960 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.959 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.958 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.957 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.956 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.955 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.950至0.955 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.951至0.957 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.951至0.955 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有根据ASTM D1238(在190℃下使用2.16 kg重量进行时)的0.4至5.0 g/10 min的熔体指数I2并包括这一范围内的更窄范围。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.5至5.0 g/10min、或0.4至3.5 g/10min、或0.4至3.0 g/10min、或0.4至2.5 g/10min、或0.4至2.0 g/10min、或0.5至3.5 g/10min、或0.5至3.0 g/10min、或1.0至3.0 g/10min、或大约1.0至大约2.0g/10min、或大于0.5至小于2.0 g/10min的熔体指数I2。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有根据ASTM D1238(在190℃下使用2.16 kg重量进行时)的0.1至5.0 g/10 min的熔体指数I2并包括这一范围内的更窄范围。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.2至5.0 g/10min、或0.3至4.0 g/10min、或0.3至3.5 g/10min、或0.3至3.0 g/10min、或0.2至3.5 g/10min、或0.2至3.0 g/10min、或0.1至2.5 g/10min、或0.1至2.0 g/10min的熔体指数I2。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有根据ASTM D1238(在190℃下使用2.16 kg重量进行时)的0.1至5.0 g/10 min的熔体指数I2,包括这一范围内的更窄范围和这一范围内的所有数值。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有0.3至4.0 g/10min、或0.4至3.5 g/10min、或0.4至3.0 g/10min、或0.3至3.5 g/10min、或0.3至3.0 g/10min、或0.3至2.5 g/10min、或0.1至4.0 g/10min、或0.1至3.5 g/10min、或0.1至3.0 g/10min、或0.1至2.5 g/10min、或0.1至2.0 g/10min、或0.1至1.5 g/10min、或0.25至1.5 g/10min、或0.3至2.0 g/10min、或0.3至1.5 g/10min、或小于1.0 g/10min、或大于0.1至小于1.0 g/10min、或大于0.2至小于1.0 g/10min、或大于0.3至小于1.0 g/10min的熔体指数I2。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有根据ASTM D1238(在190℃下使用5 kg重量进行时)的至少1.0 g/10min的熔体指数I5。在本公开的另一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有根据ASTM D1238测得的(在190℃下使用5 kg重量进行时)大于大约1.1 g/10min的熔体指数I5。在本公开的再进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约1.0至大约10.0 g/10min、或大约2.0至大约8.0 g/10min、或大约1.0至大约5.0 g/10min、或大约1.5至大约6.5 g/10min、或大约4.0至大约7.0 g/10min、或大约3.0至大约6.5 g/10min的熔体指数I5。在本公开的再进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约1.0至大约5.0 g/10min、或大约1.5至大约5.0 g/10min、或大约2.0至大约5.0 g/10min、或大约2.0至大约4.5 g/10min的熔体指数I5。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有根据ASTM D1238(在190℃下使用21 kg重量进行时)的至少25 g/10min的高负荷熔体指数I21。在本公开的另一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于大约30 g/10min的高负荷熔体指数I21。在本公开的再一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于大约35 g/10min的高负荷熔体指数I21。在本公开的又一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于大约40 g/10min的高负荷熔体指数I21。在本公开的又一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于大约50 g/10min的高负荷熔体指数I21。在本公开的又一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于大约60 g/10min的高负荷熔体指数I21。在本公开的再一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于大约65g/10min的高负荷熔体指数I21。在本公开的又一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于大约75 g/10min的高负荷熔体指数I21。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2与双峰聚乙烯共聚物的熔体指数I5的比率为200至1,500。在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2与双峰聚乙烯共聚物的熔体指数I5的比率为200至2,000。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2与双峰聚乙烯共聚物的熔体指数I5的比率为400至1,300。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2与双峰聚乙烯共聚物的熔体指数I5的比率为600至1,200。
在本公开的一个实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2与双峰聚乙烯共聚物的熔体指数I5的比率为500至5,000。在本公开的另一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2与双峰聚乙烯共聚物的熔体指数I5的比率为750至4,500。在本公开的再一实施方案中,第二乙烯共聚物的熔体指数I2与双峰聚乙烯共聚物的熔体指数I5的比率为1,000至4,000。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有1,000至25,000 Pa.s的在大约1至大约10 kPa的剪切应力(G*)下的复数粘度η*。在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有1,000至10,000 Pa.s的在大约1至大约10 kPa的剪切应力(G*)下的复数粘度η*。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有1,000至25,000 Pa.s的在大约1至大约10 kPa的剪切应力(G*)下的复数粘度η*。在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有1,000至10,000 Pa.s、或1,000至15,000 Pa.s、或3,000至12,500 Pa.s、或1,000至15,000、或5,000至15,000 Pa.s的在大约1至大约10 kPa的剪切应力(G*)下的复数粘度η*。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有低于大约30,000的数均分子量Mn。在本公开的另一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有低于大约20,000或低于大约17,500的数均分子量Mn。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约5,000至25,000、或大约5,000至20,000、或大约7,000至大约15,000的数均分子量Mn。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约9,000至28,000、或大约10,000至25,000、或大约10,000至大约20,000的数均分子量Mn。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约60,000至大约200,000的重均分子量Mw,包括这一范围内的更窄范围和这一范围内的数值。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约65,000至175,000、或大约65,000至大约150,000、或大约65,000至大约140,000的重均分子量Mw。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约65,000至大约210,000的重均分子量Mw,包括这一范围内的更窄范围和这一范围内的数值。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约75,000至大约175,000、或大约90,000至大约150,000、或大约100,000至大约140,000的重均分子量Mw。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于450,000的z均分子量Mz。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有250,000至450,000的z均分子量Mz,包括这一范围内的更窄范围和这一范围内的数值。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有250,000至425,000、或275,000至425,000、或250,000至低于450,000、或250,000至410,000的z均分子量Mw。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有400,000至520,000的z均分子量Mz,包括这一范围内的更窄范围和这一范围内的数值。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有400,000至510,000、或400,000至500,000、或400,000至490,000、或410,000至480,000的z均分子量Mz。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有满足:400,000 < Mz < 500,000或400,000 ≤ Mz ≤ 475,000的z均分子量Mz。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有3至11的分子量分布Mw/Mn或这一范围内的更窄范围。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有4.0至10.0、或4.0至9.0或5.0至10.0、或5.0至9.0、或4.5至10.0、或4.5至9.5、或4.5至9.0、或4.5至8.5、或5.0至8.5的Mw/Mn。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有6至13的分子量分布Mw/Mn或这一范围内的更窄范围。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有7.0至12.0、或8.0至12.0、或8.5至12.0、或9.0至12.0、或9.0至12.5或8.5至12.5的Mw/Mn。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有3.0至13.0的分子量分布Mw/Mn,包括这一范围内的更窄范围和这一范围内的所有数值。例如,在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有5.0至13.0、或4.0至12.0、或5.0至12.0或6.0至12.0、或6.0至11.0、或5.0至12.0、或5.0至10.0、或6.0至10.0、或6.0至11.0、或7.0至11.0、或大于7.0至11.0、或7.0至10.0、或大于7.0至12.0的Mw/Mn。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有2.0至5.0、或2.25至5.0、或2.75至5.0、或2.75至4.25、或3.0至4.0、或2.25至4.75、或2.25至4.5、或2.5至4.5、或2.5至4.25、或2.75至4.0、或2.75至3.75、或3.0至4.0的Z均分子量与重均分子量的比率(Mz/MW)。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于5.0、或小于4.5、或小于4.0、或小于3.5的Z均分子量与重均分子量的比率(Mz/MW)。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有至少2.70、或至少2.75、或至少2.8、或至少2.85、或至少2.90、或至少2.95、或至少3.00、或至少3.05的被定义为(Mw/Mn) / (Mz/Mw)的宽度因子。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于3.00、或小于2.95、或小于2.90、或小于2.85、或小于2.80、或小于2.75、或小于2.70、或小于2.65、或小于2.60、或小于2.55、或小于2.50、或小于2.45、或小于2.40、或小于2.35、或≤ 2.75、或≤ 2.70、或≤2.65、或≤ 2.60、或≤ 2.55、或≤ 2.50、或≤ 2.45、或≤ 2.40、或≤ 2.35的被定义为(Mw/Mn) / (Mz/Mw)的宽度因子。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有>40、或≥45、或≥50、或≥60、或≥65的被定义为I21/I2的熔体流动比率。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约40至大约100的熔体流动比率I21/I2,并包括这一范围内的更窄范围。例如,该双峰聚乙烯共聚物可具有大约45至大约90、或大约45至大约80、或大约45至大约75、或大约45至大约70、或大约50至大约90、或大约50至大约80、或大约50至大约75、或大约50至大约70的熔体流动比率I21/I2。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有>40、或≥45、或≥ 50、或≥55、或≥60、或≥65、或≥70的被定义为I21/I2的熔体流动比率。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大约40至大约120的熔体流动比率I21/I2,包括这一范围内的更窄范围和这一范围内的所有数值。例如,该双峰聚乙烯共聚物可具有大约50至大约120、或大约40至大约110、或大约45至大约100、或大约50至大约110、或大约55至大约95的熔体流动比率I21/I2。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于35的被定义为I21/I5的熔体流动比率。在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于30的被定义为I21/I5的熔体流动比率。在本公开的另一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于25的被定义为I21/I5的熔体流动比率。在本公开的另一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于20的被定义为I21/I5的熔体流动比率。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于大约10 (Pa.s)的在大约105 s-1(240℃)下的剪切粘度。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于7.5 Pa.s或小于6.0 Pa.s的在大约105 s-1(240℃)下的剪切粘度。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于7.0 Pa.s或小于6.5 Pa.s的在大约105 s-1(240℃)下的剪切粘度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有低于0.55重量%的己烷可提取物水平。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有至少一种类型的具有至少4个碳原子的α-烯烃并且通过13C NMR测定的其含量小于0.75摩尔%。在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有至少一种类型的具有至少4个碳原子的α-烯烃并且通过13CNMR测定的其含量小于0.65摩尔%。在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有至少一种类型的具有至少4个碳原子的α-烯烃并且通过13C NMR测定的其含量小于0.55摩尔%。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物在240℃下的剪切粘度比SVR(10,1000)可以为大约4.0至25、或4.0至20、或4.0至17。通过取用毛细管流变仪在恒定温度(例如240℃)下和用具有20的L/D比和0.06"的直径的模头测得的在10 s-1剪切速率下的剪切粘度和在1000 s-1剪切速率下的剪切粘度的比率测定剪切粘度比SVR(10,1000)。不希望受制于理论,剪切粘度比的值越高,该双峰聚乙烯共聚物可越容易在用于密封帽和密封盖的转换设备上加工。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物在240℃下的剪切粘度比SVR(10,1000)可以为大约10至30、或12至27、或12.5至25、或15至25、或17.5至23.0。通过取用毛细管流变仪在恒定温度(例如240℃)下和用具有20的L/D比和0.06"的直径的模头测得的在10 s-1剪切速率下的剪切粘度和在1000 s-1剪切速率下的剪切粘度的比率测定剪切粘度比SVR(10,1000)。不希望受制于理论,剪切粘度比的值越高,该双峰聚乙烯共聚物可越容易在用于密封帽和密封盖的转换设备上加工。“剪切粘度比”在本文中用作描述双峰聚乙烯共聚物的相对可加工性的手段。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有≥ 12.0、≥ 12.5、或≥13.0、或≥ 13.5、或≥ 14.0、或≥ 14.5、或≥ 15.0、或≥ 17.5、或≥ 20.0的剪切粘度比(在240℃下的η10/η1000)。“剪切粘度比”在本文中用作描述双峰聚乙烯共聚物的相对可加工性的手段。
在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物在240℃下的剪切粘度比SVR(10,1000)为10.0至30、或12.0至30、或12.0至27.5、或12.0至25、或12.5至30、或12.5至27.5、或12.5至25。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物的剪切稀化指数SHI(1,100)小于大约10;在另一实施方案中SHI(1,100)小于大约7。使用如PCT申请WO 2006/048253和WO2006/048254中公开的动态机械分析(DMA)频率扫描法计算剪切稀化指数(SHI)。通过计算分别在1 kPa (G*)和100 kPa (G*)的恒定剪切应力下的复数粘度η*(1)和η* (100),获得SHI值。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物的SHI(1,100)满足方程:SHI(1,100) < -10.58 (以g/10min计的双峰聚乙烯共聚物的log I2) / (g/10min) + 12.94。在本公开的另一实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物的SHI(1,100)满足方程:
SHI(1,100) < -5.5 (以g/10min计的双峰聚乙烯共聚物的log I2) / (g/10min) +9.66。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有至少2.0、或至少2.25、或至少2.5、或至少2.75、或至少3.0、或至少3.25、或至少3.5、或至少3.75、或2.5至6.0、或2.75至6.0、或2.75至5.5、或3.0至6.0、或3.0至5.5、或3.25至6.0、或3.5至6.0、或3.25至5.5的以厘牛(centiNewtons)(cN)计的Rosand熔体强度。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的至少20小时、或至少50小时、或至少60小时、或至少80小时、或至少120小时、或至少150小时、或60至400小时、或100至250小时、或60至250小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% IGEPAL®和50℃下)测得的至少100小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的至少150小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的至少200小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的至少250小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的至少300小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的至少350小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的至少400小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的至少500小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的200至1500小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的200至1250小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% IGEPAL和50℃下)测得的300至1500小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% Igepal和50℃下)测得的50至600小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% IGEPAL和50℃下)测得的100至500小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D1693(在条件B下在10% IGEPAL和50℃下)测得的150至500小时的在10%下的耐环境应力开裂性ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物或由该双峰聚乙烯共聚物制成的模塑制品(或板)具有根据ASTM D256测得的至少60 J/m、或至少70 J/m、或至少80 J/m、或至少90 J/m、或至少100 J/m的悬臂梁缺口冲击强度。
在本公开的一个实施方案中,本公开的双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.956 g/cm3的密度;0.5至3.0 g/10 min的熔体指数I2;4.0至10.0的分子量分布;低于30,000的数均分子量Mn;小于10 (Pa.s)的在105 s-1 (240℃)下的剪切粘度、小于0.55%的己烷可提取物、大于60 J/m的悬臂梁缺口冲击强度和至少20小时的在10%下的ESCR B。
在本公开的一个实施方案中,本公开的双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.956 g/cm3的密度;0.5至3.0 g/10 min的熔体指数I2;4.5至9.5的分子量分布;低于30,000的数均分子量Mn;小于7 (Pa.s)的在105 s-1 (240℃)下的剪切粘度、小于0.55%的己烷可提取物、大于60 J/m的悬臂梁缺口冲击强度和至少80小时的在10%下的ESCR B。
在本公开的一个实施方案中 本公开的双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.956 g/cm3的密度;0.2至3.0 g/10 min的熔体指数I2;6.0至13.0的分子量分布;低于30,000的数均分子量Mn;小于10 (Pa.s)的在105 s-1 (240℃)下的剪切粘度、小于0.55%的己烷可提取物、大于60 J/m的悬臂梁缺口冲击强度和至少200小时的在10%下的ESCR B。
在本公开的一个实施方案中 本公开的双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.957 g/cm3的密度;0.3至2.0 g/10 min的熔体指数I2;6.0至12.0的分子量分布;低于30,000的数均分子量Mn;小于10 (Pa.s)的在105 s-1 (240℃)下的剪切粘度、小于0.55%的己烷可提取物、大于60 J/m的悬臂梁缺口冲击强度和至少150小时的在10%下的ESCR B。
在本公开的实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于大约750、或大于大约850、或大于大约1000、或大约750至大约1,600、或大约750至大约1,250、或大约850至大约1,150的以兆帕(MPa)计的2%正割弯曲模量。在一些实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物进一步包含成核剂,其将以兆帕(MPa)计的2%正割弯曲模量提高到高于这些范围,例如大于大约1,000和最多大约1600。不希望受制于理论,2%正割弯曲模量是聚合物刚度的量度。2%正割弯曲模量越高,聚合物刚度越高。
在本公开的一个实施方案中,本公开的双峰聚乙烯共聚物具有0.949至0.956 g/cm3的密度;0.2至3.0 g/10 min的熔体指数I2;7.0至12.0的分子量分布;低于30,000的数均分子量Mn;小于7 (Pa.s)的在105 s-1 (240℃)下的剪切粘度、小于0.55%的己烷可提取物、大于60 J/m的悬臂梁缺口冲击强度和至少200小时的在10%下的ESCR B。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有≤ 1.53的被定义为Log10[I6/I2]/Log10[6.48/2.16]的应力指数。在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有≤ 1.50的被定义为Log10[I6/I2]/Log10[6.48/2.16]的应力指数。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有小于1.50、或小于1.48、或小于1.45、或小于1.43、或小于1.40的应力指数Log10[I6/I2]/Log10[6.48/2.16]。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有≥ 60重量%的通过升温淋洗分级(TREF)测定的组成分布宽度指数(CDBI50)。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于65重量%、或大于70重量%、或大于75重量%、或大于80重量%的CDBI50。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有≥ 50重量%的通过升温淋洗分级(TREF)测定的组成分布宽度指数(CDBI25)。在本公开的进一步实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物具有大于55重量%、或大于60重量%、或大于65重量%、或大于70重量%的CDBI25。
任选地,可以将添加剂添加到该双峰聚乙烯共聚物中。可以在挤出或配混步骤的过程中将添加剂添加到双峰聚乙烯共聚物中,但其它合适的已知方法是本领域技术人员显而易见的。添加剂可原样或作为单独聚合物组分(即不是上述第一或第二乙烯共聚物)的一部分加入或作为母料的一部分加入(任选在挤出或配混步骤的过程中)。合适的添加剂是本领域中已知的并包括但不限于抗氧化剂、亚磷酸酯和亚膦酸酯、硝酮、抗酸剂、紫外线稳定剂、UV吸收剂、金属钝化剂、染料、填料和增强剂、纳米级有机或无机材料、抗静电剂、润滑剂如硬脂酸钙、助滑添加剂,如芥酸酰胺或山嵛酰胺,和成核剂(包括成核剂、颜料或可为双峰聚乙烯共聚物提供成核作用的任何其它化学品)。可任选加入的添加剂通常以最多20重量%(wt%)的量加入。
可以通过将通常为粉末或丸粒形式的聚合物混合物与可独自或以含有其它添加剂,如稳定剂、颜料、抗静电剂、UV稳定剂和填料的浓缩物形式使用的成核剂捏合而将一种或多种成核剂引入双峰聚乙烯共聚物中。其应该是被该聚合物润湿或吸收、不溶于该聚合物并且熔点高于该聚合物的熔点的材料,并且其应该可以尽可能微细的形式(1至10 µm)均匀分散在该聚合物熔体中。已知对聚烯烃具有核化能力的化合物包括脂肪族一元酸或二元酸或芳基烷基酸的盐,如琥珀酸钠或苯基乙酸铝;和芳族或脂环族羧酸的碱金属或铝盐,如β-萘甲酸钠或苯甲酸钠。
可购得并可添加到双峰聚乙烯共聚物中的成核剂的实例是二亚苄基山梨醇酯(如Milliken Chemical以商标MILLAD 3988和Ciba Specialty Chemicals以商标IRGACLEAR出售的产品)。可添加到双峰聚乙烯共聚物中的成核剂的进一步实例包括美国专利5,981,636中公开的环状有机结构(及其盐,如双环[2.2.1]庚烯二甲酸二钠);美国专利5,981,636中公开的结构的饱和形式(如美国专利6,465,551中;Zhao等人,属于Milliken中公开);如美国专利6,599,971(Dotson等人,属于Milliken)中公开的具有六氢邻苯二甲酸结构(或"HHPA"结构)的某些环状二羧酸的盐;和磷酸酯,如美国专利5,342,868中公开的那些和Asahi Denka Kogyo以商品名NA-11和NA-21出售的那些,环状二羧酸酯及其盐,如美国专利6,599,971中公开的HHPA结构的二价金属或准金属盐(特别是钙盐)。为清楚起见,HHPA结构通常包含在环中具有6个碳原子的环结构和在环结构的相邻原子上作为取代基的两个羧酸基。环中的其它四个碳原子可以如美国专利6,599,971中公开的那样被取代。一个实例是1,2-环己烷二甲酸,钙盐(CAS登记号491589-22-1)。可添加到双峰聚乙烯共聚物中的成核剂的进一步实例包括WO2015042561、WO2015042563、WO2015042562和WO2011050042中公开的那些。
许多上述成核剂可能难以与要核化的双峰聚乙烯共聚物混合并已知使用分散助剂,例如硬脂酸锌以减轻这一问题。
在本公开的一个实施方案中,将成核剂充分分散在双峰聚乙烯共聚物中。
在本公开的一个实施方案中,所用成核剂的量较小(按重量计百万分之100至3,000份(基于双峰聚乙烯共聚物的重量计)),因此本领域技术人员会认识到,必须小心确保成核剂充分分散。在本公开的一个实施方案中,成核剂以细碎形式(小于50微米,尤其小于10微米)添加到双峰聚乙烯共聚物中以促进混合。这种类型的“物理共混物”(即成核剂和固体形式的树脂的混合物)通常优于使用成核剂“母料”(其中术语“母料”是指首先将添加剂(在这种情况下是成核剂)与少量双峰聚乙烯共聚物树脂熔融混合然后将该“母料”与剩余大部分双峰聚乙烯共聚物树脂熔融混合的做法)。
在本公开的一个实施方案中,可以借助“母料”将添加剂,如成核剂添加到双峰聚乙烯共聚物中,其中术语“母料”是指首先将添加剂(例如成核剂)与少量双峰聚乙烯共聚物熔融混合然后将该“母料”与剩余大部分双峰聚乙烯共聚物熔融混合的做法。
在本公开的一个实施方案中,该双峰聚乙烯共聚物进一步包含成核剂。
聚乙烯共混物
在本公开的一个实施方案中,本公开的聚乙烯共混物包含核化聚乙烯均聚物组合物和非核化双峰聚乙烯共聚物。
在本公开的一个实施方案中,本公开的聚乙烯共混物包含核化聚乙烯均聚物组合物和核化双峰聚乙烯共聚物。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含1至99重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和99至1重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含10至90重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和90至10重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含20至80重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和80至20重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含25至75重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和75至25重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含30至70重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和70至30重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含35至65重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和65至35重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含40至60重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和60至40重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含45至55重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和55至45重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含1至99重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和99至1重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物都包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含10至90重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和90至10重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物都包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含20至80重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和80至20重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物和聚乙烯共聚物都包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含25至75重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和75至25重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物都包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含30至70重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和70至30重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物都包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含35至65重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和65至35重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物都包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含40至60重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和60至40重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物都包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物包含45至55重量%(wt%)的聚乙烯均聚物组合物和55至45重量%(wt%)的双峰聚乙烯共聚物;其中聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物都包含成核剂。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约0.951至大约0.975 g/cm3的密度。在本公开的进一步实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约0.951至大约0.971 g/cm3、或大约0.952至大约0.970 g/cm3、或大约0.952至大约0.969 g/cm3、或大约0.953至大约0.970 g/cm3、或大约0.953至大约0.969 g/cm3、或大约0.951至大约0.970 g/cm3、或大约0.951至大约0.969 g/cm3的密度。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约0.1至大约10.0 g/10min的熔体指数(I2)。在本公开的进一步实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约0.5至大约10g/10min、或大约1.0至大约10.0 g/10min、或大约1.0至大约8.0 g/10min、或大约1.5至大约8.0 g/10min、或大约1.0至大约7.0 g/10min、或大约1.5至大约7.0 g/10min、或大约1.0至大约6.0 g/10min、或大约1.5至大约6.0 g/10min、或大约1.0至大约5.0 g/10min、或大约1.5至大约5.0 g/10min的熔体指数(I2)。
在本公开的实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约5,000至大约20,000、或大约7,500至大约17,500、或大约7,500至大约15,000的数均分子量(Mn)。
在本公开的实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约40,000至大约175,000、或40,000至大约140,000、或大约40,000至大约120,000、或大约50,000至大约120,000、或大约50,000至大约110,000的重均分子量(MW)。
在本公开的实施方案中,该聚乙烯共混物具有小于大约350,000或小于大约325,000或小于大约300,000的Z均分子量(MZ)。
在本公开的实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约130,000至大约350,000、或大约140,000至大约325,000、或大约140,000至大约300,000、或大约150,000至大约325,000、或150,000至大约300,000的Z均分子量(MZ)。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约3.0至大约13.0的分子量分布(MW/Mn)。在本公开的进一步实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约3.5至大约12.5、或大约4.0至大约12.0、或大约4.5至大约11.0、或大约4.0至大约10.0、或大约4.5至大约9.5、或大约4.0至大约9.0、或大约4.0至大约8.5、或大约4.0至大约8.0的分子量分布(MW/Mn)。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物具有大约2.0至大约5.0、或大约2.0至大约4.5、或大约2.0至大约4.0的Z均分子量分布(MZ/Mw)。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物在凝胶渗透色谱图中具有双峰GPC分布。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物在凝胶渗透色谱图中具有多峰GPC分布。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物具有至少75、或至少90、或至少100、或80至200、或100至180的在240℃下的剪切粘度比,剪切粘度比ɳ (100 s-1)/ ɳ (100000s-1)。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物具有至少10小时、或至少25小时、或至少50小时、或5至100小时、或5至75小时的在10% Igepal下在50℃下的ESCR条件B。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物具有至少1,200 MPa、或至少1,400MPa、或至少1,600 MPa、或1,000至2,000 MPa、或1,200至1,800 MPa的2%弯曲模量。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物用于形成模塑制品。此类制品可通过压塑、连续压塑、注塑或吹塑形成。此类制品包括例如用于瓶子、容器或袋的帽、螺旋帽和盖,包括其铰链形式、药瓶(pill bottles)或药用瓶(pharmaceutical bottles)或药瓶盖或药用瓶盖,包括其铰链形式。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物用于形成膜,例如吹塑膜、流延膜和层压或挤出膜。由聚乙烯共混物制造这样的膜的方法是本领域技术人员公知的。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物用于形成滚塑制品。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物用于形成在用于灌装任何合适的瓶子、容器等的任何热灌装法中使用的具有任何合适设计和尺寸的任何密封盖。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物用于形成瓶子、容器、袋等的盖。例如,考虑通过连续压塑或注塑形成的瓶盖。此类密封盖包括例如用于瓶子、容器、袋等的帽、铰链帽(hinged caps)、螺旋帽、铰链式螺旋帽(hinged screw caps)、按扣顶帽(snap-topcaps)、铰链式按扣顶帽(hinged snap-top caps)和任选铰链盖(hinged closures)。
在本公开的一个实施方案中,该聚乙烯共混物用于形成模塑制品。例如,考虑通过连续压塑和注塑形成的制品。此类制品包括例如用于瓶子的密封帽、螺旋帽和密封盖。
密封盖
术语“密封帽”和“密封盖”在本公开中可互换使用,并且都是指用于封装、密封、关闭或覆盖等与容器、瓶、罐、袋等组合使用的合适形状的开口、适当模制的孔、开颈结构等的任何合适形状的模塑制品。
密封盖包括单件式密封盖或包含多于一个零件的密封盖。
在本公开的一个实施方案中,上述聚乙烯共混物用于形成密封盖。
在本公开的一个实施方案中,上述聚乙烯共混物用于形成瓶子、容器、袋等的盖。例如,考虑通过压塑或注塑形成的瓶盖。此类密封盖包括例如用于瓶子、容器、袋等的铰链帽、铰链式螺旋帽、铰链式按扣顶帽和铰链盖。
在本公开的一个实施方案中,密封盖(或密封帽)是用于瓶子、容器、袋等的螺旋帽。
在本公开的一个实施方案中,密封盖(或密封帽)是用于瓶子、容器、袋等的按扣密封盖(snap closure)。
在本公开的一个实施方案中,密封盖(或密封帽)包含由与该密封盖(或密封帽)的其余部分相同的材料制成的铰链。
在本公开的一个实施方案中,密封盖(或密封帽)是铰链盖。
在本公开的一个实施方案中,密封盖(或密封帽)是用于瓶子、容器、袋等的铰链盖。
在本公开的一个实施方案中,密封盖(或密封帽)用于杀菌(retort)、热灌装、无菌灌装和冷灌装应用。
在本公开的一个实施方案中,密封盖(或密封帽)是翻盖铰链盖(flip-top hingeclosure),如用在塑料番茄酱瓶或容纳食品的类似容器上的翻盖铰链盖。
当密封盖是铰链盖时,其包含铰链组件并通常由至少两个主体构成,它们通过充当铰链的较薄区段连接以使所述至少两个主体可从最初模制位置弯曲。该较薄区段可以是连续的或网状的(web-like),宽或窄的。
可用的密封盖(用于瓶子、容器等)是铰链盖并可由通过至少一个较薄可弯曲部分互相连接的两个主体构成(例如这两个主体可通过单个桥连部分或多于一个桥连部分或通过网状部分等连接)。第一主体可包含分配孔并可按扣到容器上或拧到容器上以覆盖容器开口(例如瓶口),而第二主体可充当可与第一主体配合的按扣盖(snap on lid)。
该密封帽和密封盖(其中铰链帽和盖和螺旋帽是子集)可根据任何已知方法制造,包括例如本领域技术人员公知的注塑和压塑技术。因此,在本公开的一个实施方案中,用包括至少一个压塑步骤和/或至少一个注塑步骤的方法制备包含聚乙烯共混物(上文定义)的密封盖(或密封帽)。
在一个实施方案中,该密封帽和密封盖(包括单件式或多件式变体和铰链式变体)包含具有良好刚性和可加工性以及良好ESCR值的上述聚乙烯共混物。因此这一实施方案的密封盖和密封帽非常适合密封瓶子、容器等,例如可容纳饮用水和其它食品,包括但不限于在适当压力下的液体(即碳酸饮料或适当加压的饮用液体)的瓶子。
该密封盖和密封帽也可用于密封容纳饮用水或非碳酸饮料(例如果汁)的瓶子。其它应用包括容纳食品的瓶子、容器和袋,例如番茄酱瓶等的密封帽和密封盖。
该密封盖和密封帽可以是单件式密封盖或包含盖和衬里的两件式密封盖。
该密封盖和密封帽也可具有多层设计,其中该密封盖或密封帽包含至少两个层,其中至少一个层由本文所述的聚乙烯共混物制成。
在本公开的一个实施方案中,该密封盖通过连续压塑制造。
在本公开的一个实施方案中,该密封盖通过注塑制造。
如本公开中所述的密封盖可以是适用于包括一个或多个其中密封盖与高温液体接触的步骤的容器密封法,如热灌装法,和在一些情况下无菌灌装法的密封盖。这样的密封盖和方法描述在例如加拿大专利申请2,914,353;2,914,354;和2,914,315中。
不希望受制于理论,“原样(as-is)”密封盖的瞬时压缩变形在给定温度下以非线性关系依赖于瞬时力(例如应力)和时间,并且需要建模以阐明下方的结构-性质关系。本公开中所用的瞬时压缩变形模型是由下列方程表示的压缩应变模型:
其中ε是压缩应变;σ是以N/cm2计的应力且t是以秒计的荷载时间。A是模型系数;参数n被称作“变形应力指数”且m被称作“时间指数”。可以使用能够执行非线性回归的任何软件估算模型参数。最近在ANTEC会议上作为“Deformation Measurement, Modeling and Morphology Study for HDPE Caps and Closures”, XiaoChuan (Alan) Wang, 2015年3月23-25日, Orlando, FL, USA公开了这样的压缩变形模型。
在本公开的一个实施方案中,制成的密封盖是具有大约2.15克的重量并具有下列尺寸的PCO 1881 CSD密封盖:密封盖高度(不包括防拆封环(Tamper Ring)= 大约10.7 mm;含防拆封环的密封盖高度 = 大约15.4 mm;外径@ 4mm = 大约29.6 mm;螺纹直径 = 大约25.5 mm;Bump密封直径 = 大约24.5 mm;Bump密封厚度 = 大约0.7 mm;距olive中心的Bump密封高度 = 大约1.5 mm;Bore密封直径 = 大约22.5 mm;Bore密封厚度 = 大约0.9mm;距olive中心的Bore高度 = 大约1.6 mm;顶板厚度(Top panel thickness) = 大约1.2mm;防拆封带底切(Tamper band undercut)直径 = 大约26.3 mm;螺纹深度 = 大约1.1mm;螺距 = 大约2.5 mm;螺纹根@ 4 mm = 27.4 mm。
在本公开的一个实施方案中,使用注塑法制造密封盖以制备具有大约2.15克的重量并具有下列尺寸的PCO 1881 CSD密封盖:密封盖高度(不包括防拆封环)= 大约10.7 mm;含防拆封环的密封盖高度 = 大约15.4 mm;外径@ 4mm = 大约29.6 mm;螺纹直径 = 大约25.5 mm;Bump密封直径 = 大约24.5 mm;Bump密封厚度 = 大约0.7 mm;距olive中心的Bump密封高度 = 大约1.5 mm;Bore密封直径 = 大约22.5 mm;Bore密封厚度 = 大约0.9mm;距olive中心的Bore高度 = 大约1.6 mm;顶板厚度= 大约1.2 mm;防拆封带底切直径 =大约26.3 mm;螺纹深度 = 大约1.1 mm;螺距 = 大约2.5 mm;螺纹根@ 4 mm = 27.4 mm。
在本公开的一个实施方案中,使用连续压塑法制造密封盖以制备具有大约2.15克的重量并具有下列尺寸的PCO 1881 CSD密封盖:密封盖高度(不包括防拆封环)= 大约10.7mm;含防拆封环的密封盖高度 = 大约15.4 mm;外径@ 4mm = 大约29.6 mm;螺纹直径 = 大约25.5 mm;Bump密封直径 = 大约24.5 mm;Bump密封厚度 = 大约0.7 mm;距olive中心的Bump密封高度 = 大约1.5 mm;Bore密封直径 = 大约22.5 mm;Bore密封厚度 = 大约0.9mm;距olive中心的Bore高度 = 大约1.6 mm;顶板厚度= 大约1.2 mm;防拆封带底切直径 =大约26.3 mm;螺纹深度 = 大约1.1 mm;螺距 = 大约2.5 mm;螺纹根@ 4 mm = 27.4 mm。
在本公开的一个实施方案中,密封盖具有0.075或更小的时间指数m,其中m使用下列方程所示的压缩应变模型测定:
其中ε是压缩应变;σ是以N/cm2计的应力,t是以秒计的荷载时间,A是模型系数,n是变形应力指数且m是时间指数。
在本公开的进一步实施方案中,密封盖具有0.0750或更小、或≤ 0.0725、或≤0.0700、或≤ 0.0675、或≤ 0.0650的时间指数m,其中m使用下列方程所示的压缩应变模型测定:
其中ε是压缩应变;σ是以N/cm2计的应力,t是以秒计的荷载时间,A是模型系数,n是变形应力指数且m是时间指数。
在下列实施例中提供本公开的进一步非限制性细节。为了举例说明本公开的所选实施方案给出实施例,要理解的是,所给实施例不限制给出的权利要求。
实施例
通用聚合物表征方法
根据ASTM D1238(在190℃下分别使用2.16 kg、5 Kg、6.48 kg和21 kg重量进行时)测量双峰聚乙烯组合物的熔体指数I2、I5、I6和I21。
通过使用通用校准(例如ASTM –D6474-99)的具有差示折光指数(DRI)检测的高温凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mn、Mw和Mz(g/mol)。使用以商品名“Waters 150c”出售的仪器用1,2,4-三氯苯作为流动相在140℃下获得GPC数据。通过将聚合物溶解在这种溶剂中制备样品,并且不经过滤运行。分子量以聚乙烯当量表示,数均分子量(“Mn”)的相对标准偏差为2.9%,重均分子量(“Mw”)的相对标准偏差为5.0%。分子量分布(MWD)是重均分子量除以数均分子量MW/Mn。z平均分子量分布是Mz/Mn。通过在1,2,4-三氯苯(TCB)中加热该聚合物并在炉中在150℃下在轮上旋转4小时,制备聚合物样品溶液(1至2毫克/毫升)。将抗氧化剂2,6-二-叔丁基-4-甲基酚(BHT)添加到该混合物中以稳定该聚合物以抗氧化降解。BHT浓度为250 ppm。将样品溶液在配有四个SHODEX®柱(HT803、HT804、HT805和HT806)的PL 220高温色谱装置上使用流速1.0毫升/分钟的TCB作为流动相在140℃下色谱分离,使用差示折光指数(DRI)作为浓度检测器。将BHT以250 ppm的浓度添加到流动相中以防止这些柱氧化降解。样品进样体积为200毫升。用CIRRUS® GPC软件处理原始数据。用窄分布聚苯乙烯标样校准这些柱。使用如ASTM标准试验方法D6474中描述的Mark-Houwink方程将聚苯乙烯分子量换算成聚乙烯分子量。
使用差示扫描量热法(DSC)如下测定主熔化峰(℃)、熔化热(J/g)和结晶度(%):首先用铟校准该仪器;在该校准后,将聚合物试样在0℃下平衡,然后以10℃/min的加热速率将温度提高到200℃;然后使该熔体在200℃下保持等温5分钟;然后将该熔体以10℃/min的冷却速率冷却到0℃并在0℃下保持5分钟;然后将该试样以10℃/min的加热速率加热到200℃。由第二加热周期报道DSC Tm、熔化热和结晶度。
通过傅里叶变换红外光谱学(FTIR)根据ASTM D6645-01方法测定高密度双峰聚乙烯组合物的短支链频率(SCB/1000个碳原子)。配有OMNIC® 7.2a版软件的Thermo-NICOLET®750 Magna-IR分光光度计用于该测量。也通过傅里叶变换红外光谱学(FTIR)根据ASTMD3124-98测定高密度双峰聚乙烯组合物中的不饱和度。也可以使用如Randall, Rev.Macromol. Chem. Phys., C29 (2&3), 第285页;美国专利5,292,845和WO 2005/121239中论述的13C NMR技术测量共聚单体含量。
根据ASTM D792测量聚乙烯组合物密度(g/cm3)。
根据ASTM D5227测定己烷可提取物。
使用Kayeness WinKARS毛细管流变仪(型号# D5052M-115)测量剪切粘度。对于在较低剪切速率下的剪切粘度,使用具有0.06英寸的模头直径和20的L/D比和180度的进入角的模头。对于在较高剪切速率下的剪切粘度,使用具有0.012英寸的模头直径和20的L/D比的模头。
作为本公开中所用的术语,剪切粘度比被定义为:在240℃下的η10/η1000。η10是在10s-1的剪切速率下的熔体剪切粘度且η1000是在240℃下测得的在1000 s-1的剪切速率下的熔体剪切粘度。
为了测定CDBI50,首先生成该聚乙烯组合物的溶解度分布曲线。这使用获自TREF技术的数据实现。这种溶解度分布曲线是溶解的共聚物的重量分数作为温度的函数的曲线图。将这转化成重量分数相对于共聚单体含量的累积分布曲线,通过建立具有在中值共聚单体含量的中值各侧上的50%内的共聚单体含量的共聚物样品的重量百分比,由其测定CDBI50(参见WO 93/03093和美国专利5,376,439)。通过建立具有在中值共聚单体含量的中值各侧上的25%内的共聚单体含量的共聚物样品的重量百分比测定CDBI25。
本文所用的具体升温淋洗分级(TREF)法如下。将聚合物样品(50至150毫克)引入结晶TREF装置(Polymer Char)的反应容器。向反应容器中装入20至40毫升1,2,4-三氯苯(TCB)并加热至所需溶解温度(例如150℃),持续1至3小时。然后将该溶液(0.5至1.5毫升)加载到装有不锈钢珠的TREF柱中。在给定稳定化温度(例如110℃)下平衡30至45分钟后,随着温度从稳定化温度降至30℃(0.1或0.2℃/分钟),使聚合物溶液结晶。在30℃下平衡30分钟后,随着温度从30℃升至稳定化温度(0.25或1.0℃/分钟),用TCB(0.5或0.75毫升/分钟)洗脱结晶样品。在该流程结束时在溶解温度下清洗TREF柱30分钟。使用内部开发的PolymerChar软件、Excel spreadsheet和TREF软件处理数据。
由聚乙烯组合物模制的板根据下列ASTM方法测试:在条件B下在10% IGEPAL下在50℃下的 Bent Strip耐环境应力开裂性(ESCR),ASTM D1693;悬臂梁缺口冲击性质,ASTMD256;弯曲性质,ASTM D 790;拉伸性质,ASTM D 638;Vicat软化点,ASTM D 1525;热变形温度,ASTM D 648。
用流变仪,即Rheometrics Dynamic Spectrometer (RDS-II)或Rheometrics SR5或ATS Stresstech使用25 mm直径锥板几何形状在190℃下在氮气气氛下对压塑样品进行动态机械分析。在应变的线性粘弹性范围(10%应变)内在0.05至100 rad/s的频率下进行振荡剪切实验。随频率获得储能模量(G’)、损耗模量(G”)、复数模量(G*)和复数粘度(η*)的值。也可以通过使用25 mm直径平行板几何形状在190℃下在氮气气氛下获得相同的流变数据。根据WO 2006/048253和WO 2006/048254中描述的方法计算SHI(1,100)值。
以美国专利8,962,755中概述的方式,在双反应器溶液聚合法中使用膦亚胺催化剂制备双峰聚乙烯共聚物。通过如下文进一步论述的GPC和GPC-FTIR去卷积估算第一和第二乙烯共聚物的熔体指数I2和密度。
使用配备在线FTIR检测器的高温GPC(GPC-FTIR)随分子量测量共聚单体含量。进行数学去卷积以通过假定各聚合物组分遵循Flory分子量分布函数并且其在整个分子量范围内具有均匀共聚单体分布而测定在各反应器中制成的组分的聚合物相对量、分子量和共聚单体含量。
对于这些单活性中心催化的树脂,基于Flory分子量分布函数拟合来自GPC色谱图的GPC数据。
为了改进去卷积准确度和一致性,作为约束,设定目标树脂的熔体指数I2并在去卷积过程中满足下列关系:
Log10(I2) = 22.326528 + 0.003467*[Log10(Mn)]3 - 4.322582*Log10(Mw) -0.180061*[Log10(Mz)]2 + 0.026478*[Log10(Mz)]3
其中在该方程的左侧使用实验测得的总熔体指数I2,同时调节各组分的Mn(对于各组分,Mw = 2×Mn和Mz = 1.5×Mw)以改变该组合物的计算出的总Mn、Mw和Mz直至满足拟合标准。在去卷积过程中,用下列关系式计算总Mn、Mw和Mz:Mn = 1/Sum(wi/Mn(i))、Mw = Sum(wi×Mw(i))、Mz = Sum(wi×Mz(i)2),其中i代表第i个组分且wi代表第i个组分在该组合物中的相对重量分数。
树脂组分(即第一和第二乙烯共聚物)的均匀共聚单体分布(由于使用单活性中心催化剂)允许基于聚乙烯组合物中第一和第二乙烯共聚物组分的去卷积相对量和来自上述程序的它们的估算树脂分子量参数估算每1000个碳原子的分支中的短支链含量(SCB)(来自GPC-FTIR数据)和计算第一和第二乙烯共聚物的共聚单体含量(以摩尔%计)和密度(以g/cm3计)。
组分(或组合物)密度模型和组分(或组合物)熔体指数I2模型根据下列方程用于计算第一和第二乙烯聚合物的密度和熔体指数I2:
密度 = 0.979863 - 0.00594808*(FTIR SCB/1000C)0.65 – 0.000383133*[Log10(Mn)]3
0.00000577986*(Mw/Mn)3+0.00557395*(Mz/Mw)0.25;
Log10(熔体指数I2) = 22.326528 + 0.003467*[Log10(Mn)]3 - 4.322582*Log10(Mw) -0.180061*[Log10(Mz)]2 + 0.026478*[Log10(Mz)]3
其中Mn、Mw和Mz是由上述GPC去卷积的结果获得的单独乙烯聚合物组分的去卷积值。因此,这两个模型用于估算组分(即第一和第二乙烯共聚物)的熔体指数(I2)和密度。
以美国专利公开2008/0118749和2015/0203671(两者都全文并入本文)中概述的方式,在双反应器溶液聚合法中使用膦亚胺催化剂制备聚乙烯均聚物组合物。如上所述,聚乙烯树脂的熔体指数(I2)通常与分子量成反比。这通过制备log(I2) vs log(重均分子量Mw)的曲线图对具有窄分子量分布(小于3)的均聚物HDPE树脂证实。为了制备这一曲线图,测量多于15种不同均聚物HDPE树脂的熔体指数(I2)和重均分子量(Mw)。这些均聚物HDPE树脂具有窄分子量分布(小于3)但具有大约30,000至150,000的不同Mw。(如本领域技术人员认识到,难以获得具有在这一范围外的分子量的聚乙烯树脂的可重现的I2值)。使用这些I2和Mw值的log/log曲线图计算此类均聚物HDPE树脂的I2和Mw之间的下列关系:I 2=(1.774×10−19)×(Mw −3.86)。使用外推法(基于上述关系)估算聚乙烯均聚物组合物中存在的I) 第一乙烯均聚物组分和II) 第二乙烯均聚物组分的I2值。也就是说,测量组分I和组分II的分子量并使用Mw值估算I2值。
通过使用双螺杆挤出机制备具有不同量的核化聚乙烯均聚物组合物和双峰聚乙烯共聚物的聚乙烯共混物。首先将它们翻转共混,随后使用LEISTRITZ®双螺杆挤出机在65rpm下在200℃的熔体温度下在氮气吹扫下熔融配混。
聚乙烯均聚物组合物,该共混物中所用的“共混物组分A”具有0.968 g/cm3的密度、6 g/10min的熔体指数(I2)、5.5的分子量分布(MW/Mn)并用1,200 ppm(按重量计的百万分之份数)可购自Milliken的HPN-20E核化。为了将乙烯均聚物组合物核化,将其与HPN-20E母料熔融配混。核化乙烯均聚物组合物的进一步的聚合物和板细节显示在表1中。GPC分布显示在图1中。
双峰聚乙烯共聚物,该聚乙烯共混物中所用的“共混物组分B”具有0.953 g/cm3的密度、1.5 g/10 min的熔体指数(I2)和8.5的分子量分布(MW/Mn)。双峰聚乙烯共聚物的进一步的聚合物和板细节显示在表1中。GPC分布显示在图2中。
聚乙烯共混物和它们的性质显示在表1中。也将聚乙烯共混物制成板并且板性质也列在表1中。聚乙烯共混物No. 1、2和3的GPC分布分别显示在图3、4和5中。
表1
聚合物和板数据
实施例 | 聚乙烯共混物组分A | 聚乙烯共混物组分B | 聚乙烯共混物 No. 1(本发明) | 聚乙烯共混物 No. 2(本发明) | 聚乙烯共混物 No. 3(本发明) |
组分重量% | 100% | 100% | 25% wt% A + 75 wt%B | 50 wt% A + 50 wt% B | 75 wt% A + 25 wt% B |
成核剂 | 1200 ppmHPN-20E | 无 | |||
密度(g/cm<sup>3</sup>) | 0.968 | 0.953 | 0.9577 | 0.9614 | 0.9649 |
流变学/流动性质 | |||||
熔体指数I<sub>2</sub> (g/10 min) | 6 | 1.5 | 1.84 | 2.6 | 3.94 |
熔体流动比率(I<sub>21</sub>/I<sub>2</sub>) | 32.6 | 58 | 53 | 45.1 | 38.2 |
I<sub>21</sub> | 191 | 77 | 94 | 122 | 151 |
I<sub>5</sub> | 16.8 | 3.88 | 5.64 | 7.86 | 11.9 |
I<sub>21</sub>/I<sub>5</sub> | 11.37 | 19.85 | 16.67 | 15.52 | 12.69 |
应力指数 | 1.27 | 1.35 | 1.36 | 1.35 | 1.32 |
在10<sup>5</sup> s<sup>-1</sup>下的剪切粘度(240℃,Pa-s) | 5.22 | 5.21 | 5.10 | 5.00 | 5.13 |
在240℃下的剪切粘度比ɳ(10 s<sup>-1</sup>)/ ɳ(1000 s<sup>-1</sup>) | 3.93 | 12.53 | 10.67 | 7.79 | 5.41 |
在240℃下的剪切粘度比ɳ (100 s<sup>-1</sup>)/ ɳ(100000 s<sup>-1</sup>) | 86.96 | 184.75 | 163.77 | 138.88 | 111.19 |
GPC – 常规 | |||||
M<sub>n</sub> | 12098 | 11687 | 12488 | 12105 | 10795 |
M<sub>w</sub> | 66127 | 95252 | 92883 | 83883 | 70820 |
M<sub>z</sub> | 169449 | 303871 | 282898 | 251766 | 198570 |
多分散性指数(M<sub>w</sub>/M<sub>n</sub>) | 5.47 | 8.15 | 7.44 | 6.93 | 6.56 |
M<sub>z</sub>/M<sub>w</sub> | 2.56 | 3.19 | 3.05 | 3.00 | 2.80 |
分支频率 - FTIR (未对链端-CH<sub>3</sub>校正) | |||||
未校正的SCB/1000C | -- | 2.6 | 2.1 | 1.7 | 1.3 |
未校正的共聚单体含量(mol%) | -- | 0.52 | 0.4 | 0.3 | 0.3 |
内部不饱和度(/1000C) | 0.020 | 0.020 | 0.030 | 0.020 | 0.020 |
侧链不饱和度(/1000C) | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 |
末端不饱和度(/1000C) | 0.070 | 0.080 | 0.100 | 0.100 | 0.090 |
共聚单体 | 无 | 1-辛烯 | 1-辛烯 | 1-辛烯 | 1-辛烯 |
DSC | |||||
主熔融峰(℃) | 133.45 | 128.99 | 131.16 | 132.34 | 133.16 |
熔化热(J/g) | 251.90 | 227.10 | 228.10 | 234.80 | 241.40 |
结晶度(%) | 86.85 | 78.32 | 78.64 | 80.98 | 83.24 |
耐环境应力开裂性 | |||||
在10%下的ESCR Cond. B (小时) | 4 | 145 | 57 | 31 | 2至17 |
弯曲性质(板) | |||||
弯曲正割模量1% (MPa) | 2167 | 1420 | 1706 | 1812 | 1939 |
弯曲正割模量2% (MPa) | 1755 | 1184 | 1423 | 1509 | 1613 |
致断弯曲强度(MPa) | 52.2 | 39.4 | 45.5 | 47.7 | 49.9 |
冲击性质(板) | |||||
悬臂梁冲击强度(ft-lb/in) | 0.70 | 1.5 | 1.4 | 1.1 | 0.9 |
其它性质 | |||||
己烷可提取物(%) | 0.3 | 0.34 | 0.26 | 0.23 | 0.26 |
VICAT软化点(℃) - 板 | 127 | 126.2 | 126.9 | 127.3 | 127.6 |
热变形温度[℃] @ 66 PSI | 86 | 66.7 | 73.6 | 78.6 | 79.1 |
表1中的数据表明本聚乙烯共混物具有ESCR(对于具有至少50重量%双峰聚乙烯共聚物的共混物,大于大约30小时)、可加工性(对于具有至少50重量%双峰聚乙烯共聚物的共混物,在240℃下的剪切粘度比ɳ (100 s-1)/ ɳ (100000 s-1)大于大约130)和刚度(各共混物的2%正割模量大于大约1,400 MPa)的良好平衡。ESCR、刚度和可加工性的良好平衡对模塑制品,如源自连续压塑或注塑的制品的制造是合意的。
密封盖
通常,聚乙烯密封盖和PET瓶颈饰面(finish)之间的机械密封表面具有非常复杂的几何形状。因此难以使用通用实验方法进行系统研究。例如,数值模拟(例如有限元分析)可能可用于这一用途,但用于这种类型的分析的材料性质的输入通常使用来自在实验室环境中制成的压塑板的那些。但是,压塑板可能具有与用工业注塑或连续压塑法制成的密封盖非常不同的材料形态和性质。可用于获得已根据商业实践制成的密封盖上的密封盖应变模型参数的方法提供一种替代方案。最近在ANTEC®会议上作为“Deformation Measurement, Modeling and Morphology Study for HDPE Caps and Closures”, XiaoChuan (Alan)Wang, 2015年3月23-25日, Orlando, FL, USA公开了也用于本公开的一种这样的方法。
本公开中所用的方法是使用原样密封盖的顶板的变形(例如蠕变)以接近在将密封盖安置或拧到PET瓶上之后塑料密封盖和PET瓶颈饰面的机械密封表面之间的变形(参见“Deformation Measurement, Modeling and Morphology Study for HDPE Caps andClosures”, XiaoChuan (Alan) Wang, 2015年3月23-25日, Orlando, FL, USA, ANTEC会议中的图1-5)。使用密封盖代替标准化板反映了真实模制材料形态并包括密封盖设计的影响。为了比较由不同材料制成的密封盖,可以清楚限定密封盖的顶板的变形。通过检查密封盖的顶板,避免应对密封表面的复杂几何形状。
下列测量和建模可用于任何“原样”密封盖设计,只要比较的密封盖使用基本相同的方法在基本类似的条件下制备以提供具有基本类似的设计和尺寸的密封盖。仅作为非限制性实例,提供下列制备密封盖的方法,然后可以使用本文所述的方法比较密封盖。
通过注塑制造密封盖的方法
在此使用Sumitomo注塑机和2.15克PCO(仅塑料密封盖)1881碳酸软饮料(CSD)密封盖模具制备密封盖。使用具有28 mm螺杆直径的Sumitomo 注塑机(型号SE75EV C250M)。该4-腔CSD密封盖模具由Z-moulds(Austria)制造。该2.15克PCO 1881 CSD密封盖设计由Universal Closures Ltd.(United Kingdom)开发。在密封盖制造过程中,测量四种密封盖参数——帽顶的直径、孔密封直径、防拆封带直径和总帽高度并确保在质量控制规范内。
对于红色密封盖,在注塑之前将树脂与2%助滑剂(slip)(芥酸酰胺(erucamide))母料(含5 wt%助滑剂的AMPACET® 助滑剂101797;在最终树脂中1000 ppm助滑添加剂)和1%红色母料(red masterbatch)(含1.5 wt.%红色颜料的AMPACET PE红色母料LJ-206971;在最终树脂中150 ppm红色颜料)干共混。
使用International Society of Beverage Technologists (ISBT)自愿标准试验方法测定密封盖尺寸。所用试验涉及选择模腔和对由该特定模腔制成的至少5个密封盖的测量。由从生产日起老化至少1周的密封盖获得至少14个尺寸测量值。使用VisionEngineering、Swift Duo 双光学和视频测量系统进行密封盖尺寸测量。使用10x放大率和利用METLOGIX® M视频测量系统软件进行所有测量(见METLOGIX M3: DigitalComparator Field of View Software, User’s Guide)。
密封盖1(比较)是由具有32 g/10min的熔体指数I2、0.951 g/cm3的密度和2.88的重均分子量Mw/Mn并在溶液烯烃聚合法中使用齐格勒纳塔催化剂制成的单峰聚乙烯树脂制成的密封盖。这种树脂可作为SCLAIR 2712购自NOVA Chemicals Corporation。
密封盖2(对比)是由上表1中所述的核化聚乙烯均聚物组合物“聚乙烯共混物组分A”制成的密封盖。
密封盖3(对比)是由上表1中所述的双峰聚乙烯共聚物“聚乙烯共混物组分B”制成的密封盖。
密封盖4(本发明)是由上表1中所述的聚乙烯共混物No. 1制成的密封盖。
密封盖5(本发明)是由上表1中所述的聚乙烯共混物No. 2制成的密封盖。
密封盖6(本发明)是由上表1中所述的聚乙烯共混物No. 3制成的密封盖。
通过注塑形成密封盖,且注塑加工条件列在表2中。密封盖尺寸提供在表3中。
表2
注塑加工条件
密封盖号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
添加剂(颜色&配方) | 1% 红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色, 2%助滑剂 (1000 ppm助滑剂) |
部件重量(PartWeight) (g) | 8.653 | 8.601 | 8.613 | 8.631 | 8.651 | 8.600 |
注射速度(mm/s) | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
周期时间(s) | 3.631 | 3.478 | 3.874 | 3.812 | 3.691 | 3.623 |
填充时间(s) | 0.661 | 0.523 | 0.679 | 0.683 | 0.683 | 0.642 |
计量时间(s) | 1.788 | 1.904 | 2.152 | 2.077 | 1.959 | 1.931 |
最小缓冲(mm) | 9.758 | 9.726 | 9.765 | 9.756 | 9.746 | 9.756 |
填充峰值压力(psi) | 8294.6 | 10959.8 | 15271.2 | 12981 | 12753.5 | 11065.5 |
全峰压力(psi) | 8345 | 10978.9 | 15272.9 | 12981 | 12769.7 | 11088.1 |
Hold终点位置(mm) | 12.144 | 11.134 | 12.43 | 12.437 | 12.491 | 11.305 |
夹紧力(ton) | 17.1 | 19.5 | 19.2 | 19.5 | 19.6 | 19.6 |
填充起点位置(mm) | 39.461 | 38.41 | 40.41 | 40.41 | 40.41 | 38.60 |
计量背压(psi) | 824.2 | 823.9 | 809.9 | 814.8 | 821.9 | 821.9 |
填充压力(psi) | 8286.7 | 10964.7 | 12516.1 | 12452.4 | 12757.4 | 11077.9 |
填充时间1(s) | 0.665 | 0.527 | 0.682 | 0.686 | 0.686 | 0.646 |
温度区1 (℃) | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 |
温度区2 (℃) | 185 | 185 | 185 | 185 | 185 | 185 |
温度区3 (℃) | 190 | 190 | 190 | 190 | 190 | 190 |
温度区4 (℃) | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
温度区5 (℃) | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
模具温度固定(°F) | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 |
模具温度移动(°F) | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 |
表3
密封盖尺寸
密封盖号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
添加剂(颜色& 配方) | 1%红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色,2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) | 1%红色, 2%助滑剂(1000 ppm助滑剂) |
无防拆封环的密封盖高度(mm) | 10.67 | 10.67 | 10.67 | 10.67 | 10.67 | 10.67 |
含防拆封环的密封盖高度(mm) | 15.44 | 15.27 | 15.34 | 15.32 | 15.28 | 15.23 |
外径@ 4mm(mm) | 15.44 | 29.84 | 29.53 | 29.72 | 29.82 | 29.86 |
螺纹直径(mm) | 29.58 | 25.86 | 25.55 | 25.69 | 25.78 | 25.84 |
Bump密封直径(mm) | 25.54 | 24.76 | 24.45 | 24.65 | 24.71 | 24.75 |
Bump密封厚度(mm) | 24.52 | 0.71 | 0.71 | 0.71 | 0.72 | 0.72 |
距olive中心的Bump密封高度(mm) | 0.68 | 1.50 | 1.55 | 1.53 | 1.52 | 1.49 |
Bore密封直径(mm) | 1.52 | 22.71 | 22.38 | 22.59 | 22.65 | 22.69 |
Bore密封厚度(mm) | 22.5 | 0.93 | 0.92 | 0.92 | 0.93 | 0.95 |
距olive中心的Bore高度(mm) | 0.91 | 1.51 | 1.70 | 1.70 | 1.69 | 1.58 |
顶板厚度(mm) | 1.58 | 1.15 | 1.21 | 1.21 | 1.16 | 1.16 |
防拆封带底切直径(mm) | 1.21 | 26.47 | 26.15 | 26.22 | 26.32 | 26.48 |
螺纹深度(mm) | 26.29 | 1.05 | 1.04 | 1.05 | 1.07 | 1.05 |
螺距(mm) | 1.06 | 2.59 | 2.67 | 2.67 | 2.69 | 2.58 |
螺纹根@ 4 mm(mm) | 2.54 | 27.62 | 27.32 | 27.47 | 27.59 | 27.61 |
密封帽重量(g) | 27.35 | 2.155 | 2.157 | 2.164 | 2.166 | 2.155 |
固态密封盖的变形分析
通过将环形探头(见图6A和6B)连接到其末端而改变DHR-3旋转流变仪测试棒。这一装置用于压缩变形试验。该流变仪具有允许测量在不同温度下的变形响应的温度室(烘箱)。制成的环形探头具有6.4毫米的内径和10.8毫米的外径。该环形结构被设计成避免探头与密封盖顶板的中心接触,因为有时浇口痕(由于注塑法的性质)不完全平整(注:通过连续压塑法制成的密封盖通常在密封盖顶板的中心没有这样的痕迹)。密封盖夹持器(见图7)也被设计成夹持密封盖。这一夹持器具有四个定位螺钉以固定密封盖在夹持器内的位置。使用耐高温硅酮脂将该探头胶粘到测试棒上。处于应力下的密封盖表面的投影或接触面积为0.5944 cm2。在测试前从密封盖上移除防拆封环,以仅引发投影面积处的顶板变形。将无防拆封环的密封盖固定在不锈钢固定环(secure ring)密封盖夹持器中(见图7)并置于流变仪的底板上。该探头最初接触密封盖的点被设定为零位。对于时间扫描试验,在测试开始前将该样品在烘箱中在93℃下调节15分钟。本领域技术人员会认识到,本测试可以在任何适用于获得结果的温度,尤其是高于环境温度的任何温度下进行以获得适用于在热灌装或无菌灌装法中使用密封盖的结果。施加初始2.5 N压缩力,然后在93℃下以1 rad/s频率和0.0001%径向应变进行时间扫描300秒(其在这样低的值下不影响轴向响应;如果使用更高的径向应变,该固体样品可能引起轴向力和所得变形△L数据的畸变)。在此过程中,记录瞬时压缩力和作为∆L vs. 时间测得的变形。通过取密封盖顶板的△L/厚度(以mm计)的比率,计算压缩应变ε(为建模目的,被取作正值,见下文)。通过使用记录的力除以实际接触面积(即0.5944 cm2),计算在接触面积处经受的应力。表4中提供的数据是对各密封盖获得的示例性数据集,并来自在各密封盖上进行的改良固态变形分析(以秒计的时间、以牛顿计的轴向力、以毫米计的变形或△L、以℃计的温度和以弧度/秒计的角频率)。将来自各密封盖的数据建模以获得应变模型参数(A、n和m)。表4A-4F中报道的数据显示对于由特定树脂制成的各密封盖通过上述变形试验获得的原始数据的一组值。在实践中,收集由各树脂制成的4至6个密封盖的数据。来自对各树脂类型测量的4-6个密封盖的数据在将轴向力换算成应力和将变形换算成应变后用作建模基础。然后将用该模型获得的数值(在密封盖/树脂系统上)平均化并提供在下表5中。不希望受制于理论,但相信,使用本方法评估的抗压缩变形性也反映在任何其它变形模式,如拉伸变形下的抗变形性;进一步相信,原样密封盖的顶板的变形接近在将密封盖固定到PET瓶上之后在塑料密封盖和PET瓶颈饰面的机械密封表面之间发生的变形。
表4A
密封盖1
时间(s) | 力(N) | ΔL (mm) | 顶板厚度(mm) | 投影面积(cm<sup>2</sup>) | 温度(℃) | 角频率(rad/s) | 应变 | 应力(N/cm<sup>2</sup>) |
0 | 0 | 0 | 1.21 | 0.5944 | 93.00 | 1 | 0 | 0 |
13.1815 | 0.3748 | 0.1319 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 10.9% | 0.6305 |
27.1430 | 0.9321 | 0.1827 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 15.1% | 1.5681 |
41.2604 | 1.3460 | 0.2207 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 18.2% | 2.2644 |
55.0815 | 1.6385 | 0.2480 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 20.5% | 2.7566 |
68.9493 | 1.8469 | 0.2687 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 22.2% | 3.1071 |
83.5972 | 2.0062 | 0.2853 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 23.6% | 3.3751 |
97.5586 | 2.1170 | 0.2974 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 24.6% | 3.5616 |
111.3953 | 2.1974 | 0.3067 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 25.3% | 3.6969 |
125.3256 | 2.2625 | 0.3141 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 26.0% | 3.8064 |
139.3807 | 2.3090 | 0.3201 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 26.5% | 3.8846 |
153.4513 | 2.3473 | 0.3249 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 26.9% | 3.9490 |
167.3348 | 2.3736 | 0.3288 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 27.2% | 3.9933 |
181.2494 | 2.3928 | 0.3319 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 27.4% | 4.0256 |
195.1485 | 2.4085 | 0.3347 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 27.7% | 4.0520 |
208.9384 | 2.4204 | 0.3370 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 27.9% | 4.0720 |
222.9310 | 2.4293 | 0.3391 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 28.0% | 4.0869 |
237.0173 | 2.4381 | 0.3409 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 28.2% | 4.1018 |
251.0100 | 2.4449 | 0.3425 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 28.3% | 4.1132 |
264.7530 | 2.4306 | 0.3425 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 28.3% | 4.0891 |
278.3245 | 2.4216 | 0.3425 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 28.3% | 4.0740 |
292.0208 | 2.4114 | 0.3425 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 28.3% | 4.0569 |
305.8886 | 2.4020 | 0.3425 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 28.3% | 4.0411 |
表4B
密封盖2
时间(s) | 力(N) | ΔL (mm) | 顶板厚度 (mm) | 投影面积(cm<sup>2</sup>) | 温度(℃) | 角频率(rad/s) | 应变 | 应力(N/cm<sup>2</sup>) |
13.38429 | 0.686777 | 0.1299 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 11.3% | 1.1554 |
27.54854 | 1.59502 | 0.1663 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 14.5% | 2.6834 |
41.4632 | 2.00264 | 0.185 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 16.1% | 3.3692 |
55.20628 | 2.19949 | 0.1955 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 17.0% | 3.7004 |
69.24574 | 2.30861 | 0.2022 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 17.6% | 3.8839 |
83.40999 | 2.37159 | 0.2065 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 18.0% | 3.9899 |
97.49625 | 2.40568 | 0.2097 | 1.15 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 18.2% | 4.0472 |
111.3641 | 2.4244 | 0.2119 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 18.4% | 4.0787 |
125.2944 | 2.44289 | 0.2137 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 18.6% | 4.1098 |
139.0842 | 2.42023 | 0.2142 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 18.6% | 4.0717 |
152.8117 | 2.4237 | 0.2151 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 18.7% | 4.0776 |
166.7576 | 2.41349 | 0.2157 | 1.15 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 18.8% | 4.0604 |
180.5475 | 2.42991 | 0.2169 | 1.15 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 18.9% | 4.0880 |
194.0877 | 2.40654 | 0.2169 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 18.9% | 4.0487 |
207.9712 | 2.426 | 0.2181 | 1.15 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 19.0% | 4.0814 |
221.7923 | 2.40667 | 0.2181 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.0% | 4.0489 |
235.473 | 2.42736 | 0.2193 | 1.15 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 19.1% | 4.0837 |
249.0756 | 2.41041 | 0.2193 | 1.15 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 19.1% | 4.0552 |
262.7875 | 2.43601 | 0.2206 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.2% | 4.0983 |
276.4058 | 2.41637 | 0.2206 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.2% | 4.0652 |
290.0552 | 2.40337 | 0.2206 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.2% | 4.0434 |
303.6423 | 2.42764 | 0.2218 | 1.15 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.3% | 4.0842 |
表4C
密封盖3
时间(s) | 力(N) | ΔL (mm) | 顶板厚度 (mm) | 投影面积(cm<sup>2</sup>) | 温度(℃) | 角频率(rad/s) | 应变 | 应力(N/cm<sup>2</sup>) |
0 | 0 | 0 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 0 | 0 |
13.1815 | 0.4921 | 0.1315 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 10.9% | 0.8278 |
27.1742 | 1.1536 | 0.1767 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 14.6% | 1.9407 |
41.2760 | 1.5791 | 0.2082 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 17.2% | 2.6566 |
55.3779 | 1.9008 | 0.2291 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 18.9% | 3.1979 |
69.5577 | 2.0914 | 0.2429 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 20.1% | 3.5186 |
83.5348 | 2.2166 | 0.2524 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 20.9% | 3.7291 |
97.5430 | 2.2975 | 0.259 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 21.4% | 3.8653 |
111.5201 | 2.3472 | 0.2639 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 21.8% | 3.9489 |
125.5596 | 2.3828 | 0.2676 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 22.1% | 4.0088 |
139.5210 | 2.4106 | 0.2704 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 22.3% | 4.0555 |
153.4045 | 2.4268 | 0.2727 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 22.5% | 4.0827 |
167.3348 | 2.4385 | 0.2745 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 22.7% | 4.1024 |
181.2650 | 2.4382 | 0.2757 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 22.8% | 4.1019 |
194.8053 | 2.4159 | 0.2757 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 22.8% | 4.0644 |
208.7368 | 2.4329 | 0.2773 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 22.9% | 4.0931 |
222.4930 | 2.4235 | 0.2778 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 23.0% | 4.0772 |
236.3453 | 2.4079 | 0.2778 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 23.0% | 4.0509 |
250.1196 | 2.4340 | 0.2796 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 23.1% | 4.0949 |
263.8626 | 2.4184 | 0.2796 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 23.1% | 4.0687 |
277.5745 | 2.4060 | 0.2796 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 23.1% | 4.0478 |
291.0992 | 2.4304 | 0.2813 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 23.2% | 4.0888 |
304.7955 | 2.4161 | 0.2813 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 23.2% | 4.0647 |
表4D
密封盖4
时间(s) | 力(N) | ΔL (mm) | 顶板厚度 (mm) | 投影面积(cm<sup>2</sup>) | 温度(℃) | 角频率(rad/s) | 应变 | 应力(N/cm<sup>2</sup>) |
13.4467 | 0.5364 | 0.1323 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 10.9% | 0.9025 |
27.5017 | 1.3919 | 0.1737 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 14.4% | 2.3417 |
41.3540 | 1.8495 | 0.1973 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 16.3% | 3.1116 |
55.3467 | 2.0926 | 0.2116 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 17.5% | 3.5206 |
70.0569 | 2.2415 | 0.2212 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 18.3% | 3.7710 |
83.9872 | 2.3228 | 0.2271 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 18.8% | 3.9078 |
97.9954 | 2.3733 | 0.2313 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.1% | 3.9928 |
112.0193 | 2.4057 | 0.2343 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.4% | 4.0473 |
125.8716 | 2.4261 | 0.2366 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 19.6% | 4.0816 |
139.8018 | 2.4402 | 0.2385 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.7% | 4.1053 |
153.6073 | 2.4190 | 0.2388 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.7% | 4.0696 |
167.2568 | 2.4188 | 0.2396 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 19.8% | 4.0692 |
181.1246 | 2.4256 | 0.2406 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 19.9% | 4.0808 |
194.6805 | 2.4114 | 0.2407 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 19.9% | 4.0569 |
208.4548 | 2.4492 | 0.2423 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 20.0% | 4.1204 |
221.9951 | 2.4228 | 0.2423 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 20.0% | 4.0761 |
235.8005 | 2.4093 | 0.2422 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 20.0% | 4.0533 |
249.3564 | 2.4298 | 0.2436 | 1.21 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 20.1% | 4.0878 |
263.1143 | 2.4169 | 0.2436 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 20.1% | 4.0660 |
276.8350 | 2.4079 | 0.2436 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 20.1% | 4.0509 |
290.4532 | 2.4320 | 0.245 | 1.21 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 20.2% | 4.0916 |
304.4459 | 2.4180 | 0.245 | 1.21 | 0.5944 | 93 | 1 | 20.2% | 4.0680 |
表4E
密封盖5
时间(s) | 力(N) | ΔL (mm) | 顶板厚度 (mm) | 投影面积(cm<sup>2</sup>) | 温度(℃) | 角频率(rad/s) | 应变 | 应力(N/cm<sup>2</sup>) |
13.3219 | 0.5021 | 0.1323 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 11.4% | 0.8447 |
27.4549 | 1.2524 | 0.1770 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 15.3% | 2.1071 |
41.5412 | 1.7709 | 0.2041 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 17.6% | 2.9793 |
55.6743 | 2.0555 | 0.2200 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.0% | 3.4581 |
69.6981 | 2.2188 | 0.2298 | 1.16 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 19.8% | 3.7328 |
83.7220 | 2.3122 | 0.2363 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 20.4% | 3.8899 |
97.7246 | 2.3675 | 0.2406 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 20.7% | 3.9831 |
111.7641 | 2.4008 | 0.2438 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 21.0% | 4.0390 |
125.5384 | 2.4242 | 0.2461 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 21.2% | 4.0784 |
139.5778 | 2.4384 | 0.2480 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 21.4% | 4.1022 |
153.4457 | 2.4297 | 0.2489 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 21.5% | 4.0877 |
167.0172 | 2.4045 | 0.2489 | 1.16 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 21.5% | 4.0452 |
180.6667 | 2.4317 | 0.2507 | 1.16 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 21.6% | 4.0910 |
194.3161 | 2.4107 | 0.2507 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 21.6% | 4.0558 |
207.9344 | 2.4376 | 0.2523 | 1.16 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 21.8% | 4.1009 |
221.4747 | 2.4176 | 0.2523 | 1.16 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 21.8% | 4.0673 |
235.2634 | 2.4036 | 0.2523 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 21.8% | 4.0437 |
249.0536 | 2.4242 | 0.2537 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 21.9% | 4.0784 |
262.8007 | 2.4100 | 0.2536 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 21.9% | 4.0545 |
276.3098 | 2.4340 | 0.2550 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 22.0% | 4.0949 |
290.0529 | 2.4178 | 0.2550 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 22.0% | 4.0676 |
303.5463 | 2.4061 | 0.2550 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 22.0% | 4.0479 |
表4F
密封盖6
时间(s) | 力(N) | ΔL (mm) | 顶板厚度 (mm) | 投影面积(cm<sup>2</sup>) | 温度(℃) | 角频率(rad/s) | 应变 | 应力(N/cm<sup>2</sup>) |
13.3375 | 0.5936 | 0.1311 | 1.16 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 11.3% | 0.9987 |
27.2522 | 1.4656 | 0.1701 | 1.16 | 0.5944 | 93.02 | 1 | 14.7% | 2.4656 |
41.5256 | 1.9203 | 0.1919 | 1.16 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 16.5% | 3.2307 |
55.4247 | 2.1536 | 0.2043 | 1.16 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 17.6% | 3.6231 |
69.3861 | 2.2722 | 0.212 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 18.3% | 3.8227 |
83.3944 | 2.3501 | 0.2171 | 1.16 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 18.7% | 3.9538 |
97.1219 | 2.3907 | 0.2206 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.0% | 4.0220 |
111.1925 | 2.4180 | 0.2232 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.2% | 4.0680 |
125.1384 | 2.4345 | 0.2253 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.4% | 4.0957 |
139.1467 | 2.4452 | 0.2269 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.6% | 4.1137 |
152.8897 | 2.4181 | 0.2268 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.6% | 4.0681 |
166.7732 | 2.4184 | 0.2276 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.6% | 4.0686 |
180.4851 | 2.4216 | 0.2286 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.7% | 4.0740 |
194.0565 | 2.4034 | 0.2286 | 1.16 | 0.5944 | 92.99 | 1 | 19.7% | 4.0433 |
207.7684 | 2.4239 | 0.23 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.8% | 4.0780 |
221.5583 | 2.4039 | 0.2301 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.8% | 4.0442 |
235.1922 | 2.4301 | 0.2315 | 1.16 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 20.0% | 4.0884 |
248.9508 | 2.4122 | 0.2314 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 19.9% | 4.0582 |
262.9435 | 2.4495 | 0.2329 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 20.1% | 4.1209 |
276.6710 | 2.4226 | 0.2328 | 1.16 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 20.1% | 4.0757 |
290.3516 | 2.4107 | 0.2328 | 1.16 | 0.5944 | 93 | 1 | 20.1% | 4.0557 |
303.8451 | 2.4392 | 0.2341 | 1.16 | 0.5944 | 93.01 | 1 | 20.2% | 4.1035 |
本领域技术人员会认识到,可对能够成型为密封盖的任何树脂施以类似测试以提供用于压缩应变模型的输入,以可就它们各自的变形行为直接比较和对照由不同聚合材料制成的两个或更多个密封盖。
压缩应变模型
不希望受制于任何单一理论,但对各密封盖收集的响应反映各密封盖中所用的树脂的特性。但是,由于瞬时压缩变形信息随时间和应力而变(这是非线性关系或典型的多变量现象),使用模型提供聚合物结构-密封盖性质关系的更好理解。此处所用的模型是可对各聚合物-密封盖对(pairing)充分描述在给定温度下的密封盖变形作为应力和时间的函数的模型。
将如上所述获得的压缩应变数据使用压缩应变模型建模以比较聚合物-密封盖系统在应力下变形的趋势。与压缩应变数据一起,该模型是提供用于预测聚合物-密封盖对变形性质的快速和成本有效的方式的有用方法。
假设压缩应变遵循如下所示在给定温度下的数学形式:
其中ε是压缩应变;σ是以N/cm2计的应力,t是以秒计的荷载时间,A是模型系数,n是变形应力指数且m是时间指数。可以使用能够执行非线性回归的任何软件估算模型参数。
图8显示对于密封盖1-6(一个密封盖作为各情况的一个实施例)使用压缩应变模型的实际和拟合压缩应变(变形)。通常,该模型极好适配获自由不同聚合物组合物制成的密封盖的实际变形。拟合模型参数A、n和m的平均值概括在表5中。
表5
由不同聚乙烯组合物制成的密封盖的压缩应变模型参数
密封盖号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
添加剂 (通过母料,MB的颜色 &助滑剂) | 1% 红色,2%助滑剂MB (1000 ppm助滑剂) | 1% 红色,2%助滑剂MB (1000 ppm助滑剂) | 1% 红色,2%助滑剂MB (1000 ppm助滑剂) | 1% 红色,2%助滑剂MB (1000 ppm助滑剂) | 1% 红色,2%助滑剂MB (1000 ppm助滑剂) | 1% 红色,2%助滑剂MB (1000 ppm助滑剂) |
模型系数,<i>A</i> | 0.093679 | 0.095093 | 0.092886 | 0.093111 | 0.096984 | 0.095183 |
变形应力指数,<i>n</i> | 0.348888 | 0.290515 | 0.335115 | 0.296043 | 0.322615 | 0.283423 |
时间指数,<i>m</i> | 0.115313 | 0.062369 | 0.078648 | 0.067976 | 0.058401 | 0.063844 |
在93℃、4 N/cm<sup>2</sup>、305秒下的预测蠕变应变;应力恒定并且蠕变是变形vs 时间 | 29.4% | 20.3% | 23.2% | 20.7% | 21.2% | 20.3% |
预测蠕变应变(也显示在表5中)是在恒定应力下在特定时间的材料变形。由于上文对压缩应变描述的模型极好地拟合实际原始数据,该模型可以进一步用于预测在不同条件,如提高的应力水平下的变形,或预测在各种应力值下在恒定荷载时间的压缩应变。
用密封盖密封在PET容器中的含4.2体积% CO2的液体的制备
为了制备在纯净水中的4.2体积%二氧化碳CO2(4.2气体体积或“GV”),将10.13克碳酸氢钠(NaHCO3)和7.72克柠檬酸(C6H8O7)包装到两个水溶性EVOH(乙烯乙烯醇)袋中。接着,将600毫升纯净水添加到PET瓶中以灌装该瓶。各瓶具有PCO 1881颈部饰面(neck finish)。然后将含碳酸氢钠的袋和含柠檬酸的袋添加到装有纯净水的PET瓶中。立即用手动力将密封盖置于PET瓶上并以施加角(application angle)360°旋转。接着将该瓶子-密封盖系统置于具有适当卡盘的STEINFURTH®转矩测量机中从而以0.8 rpm/分钟的速度以380°的施加角进一步旋转该密封盖。然后摇动该瓶子以确保化学品完全溶解在水中。
高温循环试验(ETCT)
这是International Society of Beverage Technologists (ISBT)自愿标准试验。由于密封盖在热气候市场中可能经受宽温度波动,该密封盖必须在这些温度波动过程中和在该产品的贮存寿命全程保持在颈部饰面上。高温循环试验评估这样的密封盖性能。
在如上所述用4.2 GV CO2填充PET瓶和加盖后,将该PET瓶子-密封盖系统置于温度受控室中。然后使该瓶子-密封盖系统暴露在下列温度程序下:循环1;A) 在60℃下保持6小时、然后B) 在32℃下保持18小时;循环2;C) 在60℃下保持6小时、然后D) 在32℃下保持18小时;循环3;E) 在60℃下保持6小时、然后F) 在32℃下保持18小时。在各循环部分后,观察该PET瓶子-密封盖样品的密封盖松动(closure releases)、cocked和变形密封盖和泄漏件。在各实施例中测试总共24个瓶子-密封盖系统。结果显示在表6中。
表61,2
PET瓶– PE密封盖系统的高温循环试验(密封盖具有借助2%母料的颜色添加剂1%红色
和助滑剂1000 ppm)
注: 1) 所用PET瓶: CSD ,PCO 1881颈部饰面,591 ml.
2) 试样数: 24。
表6中的数据的检查表明,使用聚乙烯共混物制成的密封盖No. 4、5和6具有比仅由共混物组分A制成的密封盖No. 2好的性能。由共混物组分A和B的25:75共混物制成的密封盖No. 4保持由共混物组分B制成的密封盖的几乎所有性能。包含50:50 wt% A:B共混物的密封盖5也具有比使用单峰树脂制成的密封盖No. 1、仅由共混物组分A制成的密封盖No.2或使用75:25 wt% A:B共混物制成的密封盖No. 6好的合格率。
安全密封试验(Secure Seal Test)(SST)
由于PET(或玻璃)比聚乙烯更硬质,在瓶子和密封盖包装的机械密封表面处的变形更可能发生在塑料密封盖而非瓶子上。因此,塑料密封盖具有适当变形是重要的。不希望受制于理论,但密封盖在机械密封表面处的过度变形预计可能导致在一些点损失密封表面的紧密接合。密封盖在机械密封表面处的变形不足可能无法提供与硬质PET瓶颈饰面上的密封表面形状的充分顺应性。在机械密封表面处的适当变形可提供瓶子(颈部饰面)和密封盖的密封表面之间的紧密接合。因此,表现出过度压缩应变或过度变形的密封盖可能导致在将密封盖安装到PET容器、瓶子等上时较差的密封性质(例如降低的紧密度);或者,表现出适当压缩应变或变形的密封盖可能导致在将密封盖安装到PET容器、瓶子等上时改进的密封性质(例如改进的紧密度)。
SST是International Society of Beverage Technologists (ISBT)自愿标准试验。这一试验要测定在内部压力下时塑料密封盖密封和螺纹完整性。该试验的详述如下。在如上所述用4.2 GV CO2填充PET瓶和加盖后,将该PET瓶子-密封盖系统在室温(22℃ +/- 1℃)下调节24小时。接着,使用Secure-PakTM颈部饰面切割工具切割出包括密封盖的PET瓶颈部饰面。将组合的颈部饰面/密封盖系统连接至具有压力管的密封装置(fit)并引入气体压力。将该PET颈部饰面/密封盖系统置于测试夹具中并将整个组装件置于Secure Pak(Maumee, Ohio)制造的Secure Seal Tester,型号SST的水箱中。在水中在室温(22℃)下进行该试验。向密封盖内部缓慢施加压力至100 psi并保持1分钟。观察该PET瓶颈部饰面-密封盖样品的气泡迹象。当可观察到从密封盖中排出稳定气泡流时,表明失败。在下一步骤中,将压力提高到175 psi并保持1分钟以再观察气泡迹象。在最终步骤中,将压力提高到200 psi并保持1分钟,并观察气泡迹象。记录发生可观察到的漏气事件时的压力以及空气通过百分比。
对各密封盖1-6进行总共20个安全密封试验且结果提供在表7中。
表7
PET瓶– PE密封盖系统的安全密封试验(SST)(密封盖具有借助2%母料的颜色添加剂1%
红色和助滑剂1000 ppm)
数据的检查表明,由聚乙烯共混物制成的密封盖4-6具有比由共混物组分A制成的密封盖No 2和由单峰树脂制成的密封盖No 1优异的密封性质。由共混物组分A和B的25:75共混物制成的密封盖具有与由共混物组分B制成的密封盖No. 3类似的性能(在175 psi下1min 100%合格率),而50:50和75:25 wt% A和B的聚乙烯共混物产生性能几乎一样好的密封盖,合格率分别为85%和95%(在175 psi下1 min)。
开启转矩试验(Removal Torque Test)
这是International Society of Beverage Technologists (ISBT)自愿标准试验。其用于测定从容器开启密封盖所需的转矩。
在如上所述用4.2 GV CO2填充PET瓶和加盖后,在进行开启转矩试验之前将该瓶子在室温(22℃ +/- 1℃)下调节24小时。用于测试的总施加角为740°。使用具有适当卡盘的STEINFURTH自动化转矩测量机以0.8 rpm/分钟的速度测试最大开启转矩。对各密封盖1-6进行总共12个试验且平均结果提供在表8中。
表8.1
PET瓶– PE密封盖系统的开启转矩(密封盖具有借助2%母料的颜色添加剂1%红色和助
滑剂1000 ppm)
密封盖号 | 平均(in-lb) | 标准偏差(in-lb) | 最低(in-lb) | 最高(in-lb) |
1 | 12.6 | 0.88 | 11.7 | 14.4 |
2 | 9.8 | 0.43 | 9.1 | 10.6 |
3 | 15.4 | 1.23 | 13.4 | 17.6 |
4 | 11.5 | 0.61 | 10.7 | 12.7 |
5 | 10.5 | 0.81 | 9.1 | 11.7 |
6 | 9.3 | 0.50 | 8.6 | 10.1 |
注1:所用PET瓶: CSD, PCO 1881颈部饰面,591 ml。
表8中的数据表明,该聚乙烯共混物产生具有合意的中间转矩值的密封盖。如果转矩值太高,密封盖难以从瓶颈上开启。如果转矩值太低,密封盖可能没有与瓶颈形成足够好的密封。
落球冲击试验
这是International Society of Beverage Technologists (ISBT)自愿标准试验。在运输和消费者使用过程中,饮料密封盖会受到冲击力。落球冲击试验评估密封盖留在容器开口上而不松脱的趋势。如下进行该试验。在如上所述用4.2 GV CO2填充PET瓶子-密封盖系统和加盖后,将该瓶子-密封盖系统在温度受控室中在4℃下调节24小时。使用固定瓶子-密封盖系统以防移动的Steinfurth落球冲击试验机进行球冲击测试,该瓶子-密封盖系统保持在所需取向。使用钢球(286.7 g,41.27 mm直径)作为冲击物。钢球以四种不同取向从762毫米(30英寸)高度落下;与密封盖顶部中心成0°、与密封盖顶部边缘成90°、与密封盖顶部边缘成45°和与密封盖侧壁边缘成90°。在冲击试验后,从冲击试验机上取下该瓶子-密封盖系统并检查密封盖的损伤和/或泄漏。对于各密封盖1-6在各角度下进行总共10个落球冲击试验,结果提供在表9中。
表9.1
PET瓶– PE密封盖系统的落球冲击试验(密封盖具有借助2%母料的颜色添加剂1%红色
和助滑剂1000 ppm)
注1:所用PET瓶: CSD, PCO 1881颈部饰面,591 ml。
表9中的数据表明由包含共混物组分A和B的25:75 wt%共混物的聚乙烯共混物制成的密封盖No. 4具有100%总合格率,这好于仅使用共混物组分A或B制成的密封盖。由分别包含50:50 wt%和75:25 wt%的共混物组分A和B的聚乙烯共混物制成的密封盖No. 5和6分别具有67.5%和53%的总合格率,这好于仅使用共混物组分A制成的密封盖的合格率。
氧气透过率(OTR)
为了测量透过密封盖的氧气透过率,如下修改ASTM D3985(Standard Test Methodfor Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using aCoulometric Sensor)。
首先移除密封盖的防拆封带。接着,将密封盖的底部边缘用砂纸轻轻磨粗(为了与环氧树脂更好附着),然后将密封盖用环氧树脂粘合(epoxied)(使用DEVCON®双组分环氧树脂)到测试板上以覆盖(吹扫气体的)出口管和用于引入N2的入口管。使环氧树脂干燥过夜。伸入密封盖内部的这两个气体管之一输送流入密封盖内部的入口氮气(氮气进料管线),另一个输送离开密封盖内部并进入检测器的吹扫气体(例如氮气+来自密封盖周围气氛的渗透物)。如果大气中存在的任何氧气渗入密封盖壁,其在作为吹扫气体离开密封盖内部的N2内作为一种组分被检测到。将该板/密封盖/管道装置连接到Oxtran低量程仪器(Permatran-C® Model 2/21 MD),将测试板置于控制在23℃的温度下的环境室中。也通过使用不可透铝箔(与密封盖并行)进行用于检测大气氧的基线测量,以并排比较渗透性。氧气透过率以cm3/密封盖/天报道。OTR测试结果提供在表10中。
表10
密封盖号 | OTR平均值(cm<sup>3</sup>/密封盖/天) | 试验气体 |
2 | 0.0017 | 环境空气(20.9%氧气) |
3 | 0.0034 | 环境空气(20.9%氧气) |
4 | 0.0019 | 环境空气(20.9%氧气) |
5 | 0.0018 | 环境空气(20.9%氧气) |
6 | 0.0029 | 环境空气(20.9%氧气) |
从表10中的数据可以看出,由共混物组分A和B的25:75重量%共混物制成的密封盖在OTR方面表现出协同效应。尽管基于共混组分和它们各自的独立OTR的预期OTR为大约0.0030,但观察到的OTR明显改进,为0.0019(较低OTR是优选的)。对由共混物组分A和B的50:50重量%共混物制成的密封盖观察到类似的协同效应。在此预期OTR为大约0.0026,但观察到的OTR明显更好,仅为0.0018。
本公开的非限制性实施方案包括下列:
实施方案A.一种聚乙烯共混物,其包含5至95重量%的聚乙烯均聚物组合物和95至5重量%的双峰聚乙烯共聚物;其中所述聚乙烯均聚物组合物包含成核剂。
实施方案B.实施方案A的聚乙烯共混物,其中所述双峰聚乙烯均聚物包含(I) 5至70重量%的具有0.950至0.975 g/cm3的密度的第一乙烯均聚物;和(II) 95至30重量%的具有0.950至0.975 g/cm3的密度的第二乙烯均聚物,其中第二乙烯均聚物的熔体指数I2与第一乙烯均聚物的熔体指数I2的比率为至少10。
实施方案C.实施方案B的聚乙烯共混物,其中所述双峰聚乙烯共聚物包含(III)10至70重量%的具有小于0.4 g/10min的熔体指数I2和0.925至0.950 g/cm3的密度的第一乙烯共聚物;和(IV) 90至30重量%的具有100至20,000 g/10min的熔体指数I2和高于第一乙烯共聚物的密度但小于0.967 g/cm3的密度的第二乙烯共聚物;
其中第二乙烯共聚物的密度比第一乙烯共聚物的密度高不到0.037 g/cm3;且第一乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(SCB1)与第二乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(SCB2)的比率(SCB1/SCB2)大于0.5。
实施方案D.实施方案A、B或C的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物在凝胶渗透色谱图中具有双峰分布。
实施方案E.实施方案A、B、C或D的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物具有0.951至0.971 g/cm3的密度。
实施方案F.实施方案A、B、C、D或E的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物具有1.0至10.0 g/10min的熔体指数I2。
实施方案G.实施方案A、B、C、D、E或F的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物具有3.0至13.0的分子量分布MW/Mn。
实施方案H.实施方案A、B、C、D、E、F或G的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物包含20至80重量%的聚乙烯均聚物组合物和80至20重量%的双峰聚乙烯共聚物。
实施方案I.实施方案A、B、C、D、E、F或G的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物包含大约10至60重量%的聚乙烯均聚物组合物和90至40重量%的双峰聚乙烯共聚物。
实施方案J.实施方案A、B、C、D、E、F、G、H或I的聚乙烯共混物,其中所述成核剂是二羧酸的盐。
实施方案K.实施方案A、B、C、D、E、F、G、H、I或J的聚乙烯共混物,其中所述乙烯均聚物组合物包含100至3000 ppm的成核剂。
实施方案L.一种压塑制品,其包含实施方案A、B、C、D、E、F、G、H、I、J或K的聚乙烯共混物
实施方案M.一种注塑制品,其包含实施方案A、B、C、D、E、F、G、H、I、J或K的聚乙烯共混物。
实施方案N.一种密封盖,其包含实施方案A、B、C、D、E、F、G、H、I、J或K的聚乙烯共混物。
实施方案O.一种膜,其包含实施方案A、B、C、D、E、F、G、H、I、J或K的聚乙烯共混物。
工业适用性
本发明提供可用于制造模塑制品,如密封帽和密封盖或用于形成膜的聚乙烯共混物。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种聚乙烯共混物,其包含5至95重量%的聚乙烯均聚物组合物和95至5重量%的双峰聚乙烯共聚物;其中所述聚乙烯均聚物组合物包含成核剂或成核剂混合物。
2.权利要求1的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯均聚物组合物包含(I) 5至70重量%的具有0.950至0.975 g/cm3的密度的第一乙烯均聚物;和(II) 95至30重量%的具有0.950至0.975 g/cm3的密度的第二乙烯均聚物,其中所述第二乙烯均聚物的熔体指数I2与所述第一乙烯均聚物的熔体指数I2的比率为至少10。
3.权利要求2的聚乙烯共混物,其中所述双峰聚乙烯共聚物包含(III) 10至70重量%的具有小于0.4 g/10min的熔体指数I2和0.925至0.950 g/cm3的密度的第一乙烯共聚物;和(IV) 90至30重量%的具有100至20,000 g/10min的熔体指数I2和高于所述第一乙烯共聚物的密度但小于0.967 g/cm3的密度的第二乙烯共聚物;
其中所述第二乙烯共聚物的密度比所述第一乙烯共聚物的密度高不到0.037 g/cm3;且所述第一乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(SCB1)与所述第二乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(SCB2)的比率(SCB1/SCB2)大于0.5。
4.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物在凝胶渗透色谱图中具有双峰分布。
5.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物具有0.951至0.971 g/cm3的密度。
6.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物具有1.0至10.0 g/10min的熔体指数I2。
7.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物具有3.0至13.0的分子量分布MW/MN。
8.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物包含20至80重量%的所述聚乙烯均聚物组合物和80至20重量%的所述双峰聚乙烯共聚物。
9.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物包含大约10至60重量%的所述聚乙烯均聚物组合物和90至40重量%的所述双峰聚乙烯共聚物。
10.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述成核剂或成核剂混合物包含二羧酸的盐。
11.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述乙烯均聚物组合物包含100至3,000 ppm的成核剂或成核剂混合物。
12.一种压塑制品,其包含权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的聚乙烯共混物。
13.一种注塑制品,其包含权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的聚乙烯共混物。
14.一种密封盖,其包含权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的聚乙烯共混物。
15.一种膜,其包含权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的聚乙烯共混物。
Claims (15)
1.一种聚乙烯共混物,其包含5至95重量%的聚乙烯均聚物组合物和95至5重量%的双峰聚乙烯共聚物;其中所述聚乙烯均聚物组合物包含成核剂或成核剂混合物。
2.权利要求1的聚乙烯共混物,其中所述双峰聚乙烯均聚物包含(I) 5至70重量%的具有0.950至0.975 g/cm3的密度的第一乙烯均聚物;和(II) 95至30重量%的具有0.950至0.975 g/cm3的密度的第二乙烯均聚物,其中所述第二乙烯均聚物的熔体指数I2与所述第一乙烯均聚物的熔体指数I2的比率为至少10。
3.权利要求2的聚乙烯共混物,其中所述双峰聚乙烯共聚物包含(III) 10至70重量%的具有小于0.4 g/10min的熔体指数I2和0.925至0.950 g/cm3的密度的第一乙烯共聚物;和(IV) 90至30重量%的具有100至20,000 g/10min的熔体指数I2和高于所述第一乙烯共聚物的密度但小于0.967 g/cm3的密度的第二乙烯共聚物;
其中所述第二乙烯共聚物的密度比所述第一乙烯共聚物的密度高不到0.037 g/cm3;且所述第一乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(SCB1)与所述第二乙烯共聚物中的每千个碳原子的短链分支数(SCB2)的比率(SCB1/SCB2)大于0.5。
4.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物在凝胶渗透色谱图中具有双峰分布。
5.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物具有0.951至0.971 g/cm3的密度。
6.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物具有1.0至10.0 g/10min的熔体指数I2。
7.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物具有3.0至13.0的分子量分布MW/MN。
8.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物包含20至80重量%的所述聚乙烯均聚物组合物和80至20重量%的所述双峰聚乙烯共聚物。
9.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述聚乙烯共混物包含大约10至60重量%的所述聚乙烯均聚物组合物和90至40重量%的所述双峰聚乙烯共聚物。
10.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述成核剂或成核剂混合物包含二羧酸的盐。
11.权利要求3的聚乙烯共混物,其中所述乙烯均聚物组合物包含100至3,000 ppm的成核剂或成核剂混合物。
12.一种压塑制品,其包含权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的聚乙烯共混物。
13.一种注塑制品,其包含权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的聚乙烯共混物。
14.一种密封盖,其包含权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的聚乙烯共混物。
15.一种膜,其包含权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的聚乙烯共混物。
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