CN118076655A - 热塑性组合物 - Google Patents
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Abstract
实施方案涉及热塑性组合物,这些热塑性组合物包含:天然原始聚合物,其中该天然原始聚合物包含经氢化催化剂处理的聚乙烯和再循环聚乙烯,其中该再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或该第一共混物和该第二共混物的组合。
Description
技术领域
本公开的实施方案涉及热塑性组合物,更具体地涉及包含天然原始聚合物和再循环聚乙烯的热塑性组合物。
背景技术
利用各种聚合方法和/或不同的反应组分制备不同的聚合物。例如,使用溶液、浆液或气相聚合方法制备不同的聚合物。各种聚合方法可以利用不同的催化剂,例如齐格勒-纳塔催化剂(Ziegler-Natta catalyst)、基于铬的催化剂、茂金属催化剂或它们的组合。不同的聚合方法和不同的反应组分用于制备具有不同特性的聚合物。一直需要新的热塑性组合物。
发明内容
本公开提供了热塑性组合物,其包含:天然原始聚合物,其中该天然原始聚合物包含经氢化催化剂处理的聚乙烯,并且该天然原始聚合物具有0.1dg/min至1.0dg/min的熔体指数(I2)、0.850g/cm3至0.940g/cm3的密度、0.1dg/min至50dg/min的熔体指数(I21)、小于或等于18.5的熔体指数(I21/I2)比、2.0至3.5的Mw(Abs)/Mn(Abs)、1.7至4.5的Mz(Abs)/Mw(Abs)和大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的在>1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS);以及再循环聚乙烯,其中该再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或该第一共混物和该第二共混物的组合;并且其中该再循环聚乙烯具有:当根据ASTM D792-08方法B测量时0.900g/cm3至0.940g/cm3的密度;当根据ASTM D1238-10方法B在190℃和2.16kg负荷下测量时0.30dg/min至6.00dg/min的熔体指数(I2),其中基于该天然原始聚合物和该再循环聚乙烯的总重量,该天然原始聚合物占该热塑性组合物的80wt%至25wt%,并且基于该天然原始聚合物和该再循环聚乙烯的总重量,该再循环聚乙烯占该热塑性组合物的20wt%至75wt%。
本公开的以上发明内容不旨在描述每个所公开实施方案或本公开的每个实施方式。以下描述更具体地例示了示例性实施方案。在本申请通篇的若干处,通过示例列表提供指导,这些示例可以各种组合使用。在每种情况下,所列举的列表仅充当代表性群组且不应被解释为排它性列表。
具体实施方式
本文公开了包含天然原始聚合物和再循环聚乙烯的热塑性组合物。
术语“天然原始聚合物”是指可以表征为如由ISO 18604所定义的“初级(天然)原材料”的聚合物。因此,术语天然原始聚合物包括从未被加工成任何形式的最终用途产品的聚合物。除其它术语外,天然原始聚合物也可称为“初级原始聚合物”。本文进一步讨论天然原始聚合物。
术语“再循环聚乙烯”是指从如ISO 14021所定义的消费后材料回收的聚合物(例如聚乙烯)、从如ISO 14021所定义的消费前材料回收的聚合物、以及它们的组合。本文进一步讨论再循环聚乙烯。
有利地,本文公开的热塑性组合物提供了选定的可加工性参数,例如许多应用所期望的特性的组合。例如,本文公开的热塑性组合物可具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度,同时还具有7cN至15cN的熔体强度(190℃)。选定的可加工性参数可有助于提供改善的挤出机背压以及改善的气泡稳定性,以及其它益处。
本公开的实施方案提供包含经氢化催化剂处理的聚乙烯的天然原始聚合物,例如乙烯/1-己烯共聚物。如本文所用,“经氢化催化剂处理的聚乙烯”用二茂锆催化剂和氢化催化剂制备。经氢化催化剂处理的聚乙烯可使用气相反应器系统制备。一个或多个实施方案规定,可以使用例如串联排列的两个聚合反应器。一个或多个实施方案规定,使用单个聚合反应器。例如,可以使用流化床反应器制备经氢化催化剂处理的聚乙烯。气相反应器是已知的,并且已知组分可以用于流化床反应器。
共聚物由烯烃(例如乙烯和1-己烯)制备。例如,当据称共聚物的乙烯含量为75wt%至95wt%时,应理解该共聚物中的聚合物单元在聚合反应中衍生自乙烯,并且基于聚合物的总重量,衍生单元以75wt%至95wt%存在。
经氢化催化剂处理的聚乙烯的示例(例如乙烯/1-己烯共聚物)包括具有至少50wt%乙烯的基于乙烯的聚合物。一个或多个实施方案规定,基于聚乙烯的总重量,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以包括50wt%至99.9wt%的衍生自乙烯的单元。包括50wt%至99.9wt%的所有个别值和子范围;例如,基于聚乙烯的总重量,聚乙烯可以包括下限为50wt%、60wt%、70wt%、80wt%或90wt%的衍生自乙烯的单元至上限为99.9wt%、99.7wt%、99.4wt%、99wt%、96wt%、93wt%、90wt%或85wt%的衍生自乙烯的单元。基于聚乙烯的总重量,聚乙烯可以包括0.1wt%至50wt%的衍生自共聚单体(例如,1-己烯、1-丁烯或1-辛烯)的单元。一个或多个实施方案规定,使用乙烯作为单体并且使用1-己烯作为共聚单体。一个或多个实施方案规定,使用乙烯作为单体并且使用1-丁烯作为共聚单体。一个或多个实施方案规定,使用乙烯作为单体并且使用1-辛烯作为共聚单体。一个或多个实施方案规定,共聚物是乙烯/1-己烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/1-辛烯共聚物或它们的组合。
如所提及,经氢化催化剂处理的聚乙烯可在流化床反应器中制备。流化床反应器可以具有70℃至95℃的反应温度。包括70℃至95℃的所有个别值和子范围;例如,第一流化床反应器可以具有下限为70℃、73℃或75℃至上限为95℃、90℃或88℃的反应温度。
流化床反应器可以具有125磅/平方英寸(psi)至275psi的乙烯分压。包括125至275的所有个别值和子范围;例如,流化床反应器可以具有下限为125psi、150psi或175psi至上限为275psi、250psi或225psi的乙烯分压。
一个或多个实施方案规定,使用乙烯作为单体并且使用1-己烯作为共聚单体用于制备经氢化催化剂处理的聚乙烯。流化床反应器可以具有0.002至0.100的共聚单体与乙烯的摩尔比,例如C6/C2。包括0.002至0.100的所有个别值和子范围;例如,流化床反应器可以具有下限为0.002、0.003或0.004至上限为0.100、0.050或0.030的共聚单体与乙烯的摩尔比。
流化床反应器可以具有0.00001至0.00100的氢气与乙烯的摩尔比(H2/C2)。包括0.00001至0.00100的所有个别值和子范围;例如,流化床反应器可以具有如下H2/C2:下限为0.00001、0.00005或0.00008至上限为0.00100、0.00070或0.0.00050。一个或多个实施方案规定,不使用向流化床反应器的氢气进料;然而,氢气可在用于制备本文公开的聚烯烃组合物的可聚合条件下原位产生。
流化床反应器可以具有1.0%至15.0%的异戊烷摩尔%。包括1.0%至15.0%的所有个别值和子范围;例如,流化床反应器可以具有下限为1.0%、1.5%、2.0%或2.5%至上限为15.0%、13.0%、10.0%或7.0%的异戊烷摩尔%。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有0.850g/cm3至0.940g/cm3的密度。密度可根据ASTM D792-08方法B测定。包括0.850g/cm3至0.940g/cm3的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为0.850g/cm3、0.870g/cm3、0.900g/cm3、0.902g/cm3、0.904g/cm3、0.906g/cm3或0.908g/cm3至上限为0.940g/cm3、0.935g/cm3、0.930g/cm3、0.925g/cm3、0.923g/cm3或0.920g/cm3的密度。一个或多个实施方案规定,经氢化催化剂处理的聚乙烯具有0.850g/cm3至0.935g/cm3或0.870g/cm3至0.930g/cm3的密度。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有0.1dg/min至1.0dg/min的熔体指数(I2)。I2可以根据ASTM D1238-10(190℃,2.16kg)测定。包括0.1dg/min至1.0dg/min的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为0.10dg/min、0.12dg/min、0.13dg/min、0.14dg/min或0.15dg/min至上限为1.0dg/min、0.75dg/min、0.5dg/min、0.45dg/min、0.40dg/min、0.35dg/min、0.30dg/min、0.25dg/min或0.20dg/min的I2。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有0.1dg/min至3.0dg/min的熔体指数(I5)。I5可以根据ASTM D1238-10(190℃,5kg)测定。包括0.1dg/min至3.0dg/min的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为0.1dg/min、0.2dg/min、0.3dg/min或0.4dg/min至上限为3.0dg/min、2.5dg/min、2.0dg/min、1.5dg/min或1.0dg/min的I5。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有1.0dg/min至20dg/min的熔体指数(I21)。I21可以根据ASTM D1238-10(190℃,21.6kg)测定。包括1.0dg/min至20dg/min的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为1.0dg/min、1.5dg/min、2.0dg/min或2.5dg/min至上限为20dg/min、18dg/min、15dg/min、10dg/min、7dg/min、5dg/min或3dg/min的I21。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有小于或等于18.5的I21至I2比(I21/I2)。例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为8.0、10.0、13.0或15.0至上限为18.5、18.0、17.7或17.5的I21/I2。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有3至10的I21与I5比(I21/I5)。包括3至10的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯组合物可以具有下限为3、4或5.5至上限为10、8或7.5的I21/I5。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有65,000g/mol至250,000g/mol的重均分子量(Mw(Abs))。包括65,000g/mol至250,000g/mol的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为65,000g/mol、85,000g/mol或100,000g/mol至上限为250,000g/mol、225,000g/mol或200,000g/mol的Mw(Abs)。如本领域中已知,可以通过常规凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mw(Abs)。本文讨论了绝对GPC。另选地,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有65,000g/mol至250,000g/mol的重均分子量(Mw(Conv))。包括65,000g/mol至250,000g/mol的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为65,000g/mol、85,000g/mol或100,000g/mol至上限为250,000g/mol、225,000g/mol或200,000g/mol的Mw(Conv)。如本领域中已知,可以通过常规凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mw(Conv)。本文讨论了常规GPC。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有20,000g/mol至85,000g/mol的数均分子量(Mn(Abs))。包括20,000g/mol至85,000g/mol的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为20,000g/mol、25,000g/mol或30,000g/mol至上限为85,000g/mol、80,000g/mol或70,000g/mol的Mn。如本领域中已知,可以通过绝对凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mn(Abs)。本文讨论了绝对GPC。另选地,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有20,000g/mol至85,000g/mol的数均分子量(Mn(Conv))。包括20,000g/mol至85,000g/mol的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为20,000g/mol、25,000g/mol或30,000g/mol至上限为85,000g/mol、80,000g/mol或70,000g/mol的Mn(Conv)。如本领域中已知,可以通过常规凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mn(Conv)。本文讨论了常规GPC。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有250,000g/mol至800,000g/mol的z均分子量(Mz(Abs))。包括250,000g/mol至800,000g/mol的所有个别值和子范围;例如,乙烯/1-己烯共聚物可以具有下限为250,000g/mol、260,000g/mol或275,000g/mol至上限为800,000g/mol、700,000g/mol或650,000g/mol的Mz(Abs)。如本领域中已知,可以通过绝对凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mz(Abs)。本文讨论了绝对GPC。另选地,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有250,000g/mol至800,000g/mol的z均分子量(Mz(Conv))。包括250,000g/mol至800,000g/mol的所有个别值和子范围;例如,乙烯/1-己烯共聚物可以具有下限为250,000g/mol、260,000g/mol或275,000g/mol至上限为800,000g/mol、700,000g/mol或650,000g/mol的Mz(Conv)。如本领域中已知,可以通过常规凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mz(Conv)。本文讨论了常规GPC。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有2.0至3.5的重均分子量与数均分子量比(Mw(Abs)/Mn(Abs))。包括2.0至3.5的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5或2.6或至下限为3.5、3.4、3.3、3.2、3.1或3.0的Mw(Abs)/Mn(Abs)。另选地,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有2.0至3.5的重均分子量与数均分子量比(Mw(Conv)/Mn(Conv))。包括2.0至3.5的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5或2.6,或至上限为3.5、3.4、3.3、3.2、3.1或3.0的Mw(Conv)/Mn(Conv)。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有1.7至4.5的z均分子量与重均分子量比(Mz(Abs)/Mw(Abs))。包括1.7至4.5的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚烯烃可以具有下限为1.7至上限为4.5、4.0或3.7的Mz(Abs)/Mw(Abs)。另选地,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有1.7至4.5的z均分子量与重均分子量比(Mz(Conv)/Mw(Conv))。包括1.0至4.5的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚烯烃可以具有下限为1.7至上限为4.5、4.0或3.7的Mz(Conv)/Mw(Conv)。
如所提及,经氢化催化剂处理的聚乙烯用二茂锆催化剂和氢化催化剂制备。
二茂锆催化剂是包括锆的茂金属。茂金属(例如二茂锆)在本领域中是已知的。例如,茂金属催化剂化合物包括“半夹心”和/或“全夹心”化合物,其具有结合到至少一个第3族至第12族金属原子的一个或多个Cp配体(环戊二烯基和与环戊二烯基等瓣的配体),以及结合到至少一个金属原子的一个或多个离去基团。如本文所用,对元素周期表和其族的所有参考均指《霍氏简明化学词典(HAWLEY'S CONDENSED CHEMICAL DICTIONARY)》第十三版,John Wiley&Sons,Inc.,(1997)(在国际理论化学和应用化学联合会(IUPAC)准许下复印)中公布的新记法(NEW NOTATION),除非参考标有罗马编号的先前国际理论化学和应用化学联合会(IUPAC)形式(也出现在其中),或除非另外指出。Cp配体是一个或多个环或环系,其至少一部分包括π键系统,诸如环二烯基配体和杂环类似物。本公开的实施方案规定,二茂锆催化剂可以通过多种方法制备,例如使用用于制备已知茂金属的常规溶剂、反应条件、反应时间和分离程序。本公开的实施方案规定,二茂锆催化剂可以商购获得。例如,一个或多个实施方案规定,二茂锆催化剂是XCATTMHP-100,其可购自Univation Technologies,LLC。
尽管不希望受理论束缚,但氢化催化剂可降低反应系统中分子氢(其在本文中可称为氢气)的浓度。氢气可以有意地添加到反应系统中或在聚合过程期间通过茂金属催化剂产生。本公开的实施方案规定,可使用二茂钛催化剂作为氢化催化剂。二茂钛催化剂是包括钛的茂金属。
二茂钛是本领域中已知的催化剂。本公开的实施方案规定,二茂钛催化剂可以通过多种方法制备,例如使用用于制备已知茂金属的常规溶剂、反应条件、反应时间和分离程序。本公开的实施方案规定,二茂钛催化剂系统可以商购获得。本公开的实施方案规定,二茂钛催化剂系统可以通过例如可商购获得的材料的组合获得。
如本领域中已知,可以使用活化剂。如本文所用,“活化剂”是指任何负载型或非负载型化合物或化合物的组合,其可以诸如通过产生催化剂组分的阳离子物种来活化络合物或催化剂组分,例如以提供催化剂。活化剂也可以称为“助催化剂”。活化剂可以包括路易斯酸(Lewis acid)或非配位离子活化剂或电离化活化剂,或包括路易斯碱(Lewis base)、烷基铝和/或常规型助催化剂的任何其他化合物。活化条件在本领域中是众所周知的。
实施方案规定,使用的钛与锆的摩尔比可以是0.100至0.700。包括0.100至0.700的所有个别值和子范围;例如,钛与锆的摩尔比可以是下限为0.100、0.150或0.200至上限为0.700、0.600或0.500。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有大于100*(0.0536-I21*0.00224)的在≥1,000,000g/mol的分子量(MW)下的累积检测器分数(CDFLS)。该CDFLS可指示在给定熔体流动速率(I21)下聚烯烃组合物的高分子物种。CDFLS可以通过小角激光光散射(LALLS)测定。CDFLS可以如下测定。
使用基于浓度的检测器测量分子量的凝胶渗透色谱法(GPC)测试方法(常规GPC或“GPCconv”):使用配备有内部IR5红外检测器(IR5,测量通道)的PolymerChar GPC-IR(Valencia,Spain)高温GPC色谱仪。将自动取样烘箱隔室的温度设定为160℃,并且将柱隔室的温度设定为150℃。使用为四根安捷伦(Agilent)“混合A”30cm 20微米线性混合床柱的一组柱;溶剂是含有200ppm的丁基化羟基甲苯(BHT)的1,2,4-三氯苯(TCB),用氮气鼓泡。注入体积为200微升。将流速设置为1.0毫升/分钟。用分子量在580至8,400,000范围内的21个窄分子量分布聚苯乙烯(PS)标准物(Agilent Technologies)校准柱组。这些PS标准物以六种“混合液”混合物形式布置,其中每个小瓶中各个分子量之间间隔约十倍。对于分子量等于或大于1,000,000,在50毫升溶剂中制备0.025克聚苯乙烯标准物,对于分子量小于1,000,000,在50毫升溶剂中制备0.05克聚苯乙烯标准物。将聚苯乙烯标准物在80摄氏度下溶解并轻轻搅拌30分钟。使用Williams和Ward,J.Polym.Sci.,Polym.Let.,6,621(1968)中描述的方法和等式1:(M聚乙烯=A×(M聚苯乙烯)B(等式1)将PS标准物峰值分子量(“MPS”)转化为聚乙烯分子量(“MPE”),其中M聚乙烯是聚乙烯的分子量,M聚苯乙烯是聚苯乙烯的分子量,A=0.4315,×指示乘法,并且B=1.0。将样品以2mg/mL溶解在TCB溶剂中,在160℃下低速摇动2小时。在每个等距数据收集点(i)生成减去基线的红外(IR)色谱图,并从等式1中每个点(i)的窄标准校准曲线中获得聚乙烯当量分子量。
用无需进一步稀释的癸烷进行GPC柱组的总板计数。根据以下等式,在200微升注射下测量板计数(等式2)和对称度(等式3)。
其中RV是以毫升为单位的保留体积,峰宽以毫升为单位,峰值最大值是峰值的最大高度,并且1/2高度是峰值最大值的1/2高度。
其中RV是以毫升为单位的保留体积,并且峰宽以毫升为单位,峰值最大值是峰值的最大位置,十分之一高度是峰值最大值的高度的1/10,并且其中后峰是指保留体积晚于峰值最大值的峰尾,并且其中前峰是指保留体积早于峰值最大值的峰前。色谱系统的板计数应大于18,000,并且对称度应介于0.98与1.22之间。
基于使用具有PolymerChar GPCOneTM软件的内部IR5检测器(测量通道)的GPC结果和等式4至6,分别计算数均分子量(称为Mn(GPC)或Mn(Conv))、重均分子量(称为Mw(GPC)或Mw(Conv))和z均分子量(称为Mz(GPC)或Mz(Conv)),在每个等距数据收集点(i)生成减去基线的IR色谱图,并从等式1中点(i)的窄标准校准曲线中获得聚乙烯当量分子量。
等式4:
等式5:
等式6:
使用癸烷作为样品运行期间的标称流速标记,监测一段时间内的有效流速。寻找与窄标准物校准运行期间获得的标称癸烷流速的偏差。若需要,调节癸烷的有效流速以便保持在如根据等式7计算的癸烷的标称流速的±2%(另选地±1%)内:流速(有效)=流速(标称)*(RV(FM计算)/RV(FM样品)(等式7),其中流速(有效)为癸烷的有效流速,流速(标称)为癸烷的标称流速,RV(FM校准)为对于使用窄标准物运行的柱校准计算的流速标记物癸烷的保留体积,RV(FM样品)为从运行的样品计算的流速标记物癸烷的保留体积,*指示数学乘法,并且/指示数学除法。丢弃癸烷流速偏差大于±2%(另选地±1%)的样品运行的任何分子量数据。
用于测量绝对分子量测量的凝胶渗透色谱法测试方法(绝对GPC或“GPCabs”)使用配备有内部IR5红外检测器(IR5)的PolymerChar GPC-IR高温GPC色谱仪,其中IR5检测器与Precision Detectors(现为Agilent Technologies)2角激光散射(LS)检测器型号2040耦合。对于所有光散射测量,15度角用于测量目的。
为了确定粘度计和光散射检测器相对于IR5检测器的偏置量,用于确定多探测器偏置的系统方法以与Balke、Mourey等人所公布的方式一致的方式进行(Mourey和Balke,Chromatography Polym.第12章,(1992))(Balke,Thitiratsakul,Lew,Cheung,Mourey,Chromatography Polym.第13章,(1992)),从而使用PolymerChar GPCOneTM软件优化了来自宽均聚物聚乙烯标准物(Mw/Mn>3)的三重检测器对数(MW和IV)结果与来自窄标准物校准曲线的窄标准物柱校准结果。
绝对分子量数据使用PolymerChar GPCOneTM软件以与以下公布的方式一致的方式获得:Zimm(Zimm,B.H.,J.Chem.Phys.,16,1099(1948))和Kratochvil(Kratochvil,P.,Classical Light Scattering from Polymer Solutions,Elsevier,Oxford,NY(1987))。根据质量检测器面积和质量检测器常数获得用于测定分子量的总注入浓度,该质量检测器常数来自合适的线性聚乙烯均聚物或已知重均分子量的聚乙烯标准物之一。所计算的分子量(使用GPCOneTM)使用来自下文提到的一种或多种聚乙烯标准物的光散射常数和0.104的折射率浓度系数dn/dc来获得。通常,质量检测器响应(IR5)和光散射常数(使用GPCOneTM测定)应该通过分子量超过约50,000克/摩尔的线性标准物测定。粘度计校准(使用GPCOneTM测定)可以使用制造商描述的方法完成,或另选地,通过使用合适的线性标准物(诸如标准参考物质(SRM)1475a)的公布值(可从国家标准和技术协会(National Institute ofStandards and Technology,NIST)获得)完成。计算粘度计常数(使用GPCOneTM获得),其将用于校准标准物的比粘度面积(DV)和注入质量与其固有粘度相关。假定色谱浓度低到足以消除解决第二维里系数(2nd viral coefficient)影响(浓度对分子量的影响)。
绝对重均分子量(MW(Abs))是(使用GPCOneTM)从光散射(LS)积分色谱的面积(由光散射常数计算)除以从质量常数和质量检测器(IR5)面积恢复的质量获得的。分子量和固有粘度响应在信噪比变低的色谱端处(使用GPCOneTM)线性外推。
绝对数均分子量(Mn(Abs))和绝对z均分子量(Mz(Abs))根据如下等式8至9计算:
用于小角激光光散射检测器的累积检测器分数(CDF)的计算(“CDFLS”)可以如下实现。1)线性料流基于样品与一致窄标准物鸡尾酒式混合物的空气峰之间的相对保留体积比率来校正色谱图。2)如前所述,相对于IR5校正光散射检测器偏置(有效偏置)。3)基于聚苯乙烯校准曲线计算如前所述通过大致为(0.395至0.440)的聚苯乙烯-聚乙烯转换因子修饰的在每个保留体积(RV)数据切片下的分子量。4)从光散射色谱图和IR5色谱图中减去基线,并且使用标准GPC实践设置积分窗口,从而确保在光散射色谱图中对从IR5色谱图中观察到的所有低分子量保留体积范围进行了积分(由此将每个色谱图中的最高RV极限设置为相同的指数)。在积分中不包含对应于任一色谱图中小于150道尔顿的任何材料。5)根据以下等式,基于每个数据切片(j)处的高至低分子量(低至高保留体积)的减去基线的峰高度(H)来计算小角激光光散射(LALLS)色谱图(CDFLS)的累积检测器分数(CDFLS):
如实施例部分中所示,经氢化催化剂处理的聚乙烯-1和经氢化催化剂处理的聚乙烯-2中的每种聚乙烯具有大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的CDFLS,相比之下,非氢化催化剂处理的聚乙烯A至B中的每种聚乙烯各自具有小于100*(0.0536-I21*0.00224)%的CDFLS。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有90,000g/mol至300,000g/mol的绝对重均分子量(Mw(Abs))。包括90,000g/mol至300,000g/mol的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为90,000g/mol、95,000g/mol或100,000g/mol至上限为300,000g/mol、250,000g/mol或200,000g/mol的Mw(Abs)。如本领域中已知,可以通过绝对凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mw(Abs)。本文讨论了绝对GPC。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有20,000g/mol至130,000g/mol的绝对数均分子量(Mn(Abs))。包括20,000g/mol至130,000g/mol的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为20,000g/mol、25,000g/mol或30,000g/mol至上限为130,000g/mol、100,000g/mol或85,000g/mol的Mn(Abs)。如本领域中已知,可以通过绝对凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mn(Abs)。本文讨论了绝对GPC。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有125,000g/mol至1,000,000g/mol的绝对Z均分子量(Mz(Abs))。包括125,000g/mol至1,000,000g/mol的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为125,000g/mol、150,000g/mol或200,000g/mol至上限为1,000,000g/mol、850,000g/mol或700,000g/mol的Mz(Abs)。如本领域中已知,可以通过绝对凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mz(Abs)。本文讨论了绝对GPC。
可以使用先前已经公开的共聚单体含量分析(iCCD)方法(Cong和Parrott等人,参见公开案WO 2017040127A1)。可以用配备有IR-5检测器(PolymerChar,Spain)和两角光散射检测器型号2040(Precision Detectors,现为Agilent Technologies)的结晶洗脱分级仪器(CEF)(PolymerChar,Spain)进行iCCD测试。可恰好在检测器烘箱中的IR-5检测器之前,安装5cm或10cm(长度)×1/4”(ID)不锈钢筒的填充有20微米至27微米玻璃(MoSCiCorporation,USA)的保护柱。可以使用邻二氯苯(ODCB,99%无水级或工业级)作为溶剂。在此之前,可以使用来自EMD Chemicals的硅胶40(粒度0.2mm至0.5mm,目录编号10181-3)干燥ODCB溶剂。可以将经干燥的二氧化硅填充到三根空的HT-GPC柱中以进一步纯化ODCB作为洗脱液。CEF仪器可以配备具有N2吹扫功能的自动取样器。ODBC可以在使用前用干燥氮气(N2)鼓泡一小时。在160℃下,在振荡下,可以以4mg/ml(除非另外规定)用自动取样器进行样品制备持续1小时。注射体积可以是300μl。iCCD的温度曲线可以为:以3℃/min从105℃结晶到30℃,在30℃下热平衡2分钟(包括可溶物级分洗脱时间设定为2分钟),以3℃/min从30℃洗脱到140℃。结晶期间的流动速率可以为0.0mL/min。洗脱期间的流动速率可以为0.50mL/min。数据可以以一个数据点/秒进行收集。
iCCD柱可以在15cm(长度)×1/4”(ID)不锈钢管中填充有镀金的镍颗粒(Bright7GNM8-NiS,Nippon Chemical Industrial Co.)。柱填充和调节可以用浆料法进行,例如参见公开案Cong,R.;Parrott,A.;Hollis,C.;Cheatham,WO 2017040127A1。TCB浆料填充的最终压力可以为150巴。
可以通过使用参考材料线性均聚物聚乙烯(具有零共聚单体含量,熔体指数(I2)为1.0g/cm3,多分散性Mw/Mn通过常规凝胶渗透色谱法在1.0mg/mL浓度下测得为大约2.6)与含二十烷(2mg/ml)的ODCB的混合物进行柱温度校准。iCCD温度校准可以包括四个步骤:(1)计算延迟体积,其被定义为二十烷的所测得峰洗脱温度减去30.00℃之间的温度偏置;(2)从iCCD原始温度数据中减去洗脱温度的温度偏置。应注意,该温度偏置是实验条件的函数,诸如洗脱温度、洗脱流动速率等;(3)创建线性校准线,在30.00℃至140.00℃的范围内转换洗脱温度,使得线性均聚物聚乙烯参比在101.0℃下具有峰值温度,并且二十烷在30.0℃下具有峰值温度;(4)对于在30℃等温测量的可溶性级分,例如根据Cerk和Cong等人(参见美国专利第9,688,795号),通过使用3℃/min的洗脱加热速率,对低于30.0℃的洗脱温度进行线性外推。
可以通过使用12种参比材料(用单位点茂金属催化剂制造的乙烯均聚物和乙烯-辛烯无规共聚物,其乙烯当量重均分子量在35,000至128,000的范围内)构建共聚单体含量对iCCD的洗脱温度的关系。所有这些参比材料可以以与先前指定的相同方式在4mg/mL处进行分析。所报告的洗脱峰温度遵循辛烯摩尔%对R2为0.978下的iCCD的洗脱温度,其中y=-6.315x/101.0000。
可以将经氢化催化剂处理的聚乙烯高密度级分(HDF)计算为93℃到119℃的iCCD曲线的积分。这根据以下等式定义为在93℃到119℃的洗脱温度范围下的IR-4色谱图(基线减去测量通道)的积分除以20℃到140℃的总积分,其中T是洗脱温度(来自上文所讨论的校准):
聚乙烯材料的复态粘度和零剪切粘度(ZSV)值(η0)可通过下述方法获得。流变特性可以在190℃的氮气环境中以0.1至100弧度/秒(rad/s)以及在190℃预热至少30分钟的ARES-G2先进流变扩展系统(TA Instrument)流变仪烘箱中以10%的应变振幅来确定。可以将通过压缩模塑薄片制备方法(其中将树脂在空气中在25000psi压力下在350℉压缩模塑成圆形薄片(3mm厚×1英寸)持续5分钟。接着将样品从压机中取出以在室温下冷却)制备的盘放置在烘箱中的两个“25mm”平行板之间。可将“25mm”平行板之间的间隙缓慢减小至2.0mm。可以使样品在这些条件下保持5分钟。接着,可以打开烘箱,并且可以修剪板边缘周围的多余样品。可以关闭烘箱并且可以再使用五分钟延迟以使得温度平衡。接着,可以经由小幅度振荡剪切确定复态粘度,根据0.1rad/s至100rad/s的递增频率扫描来获得在0.1rad/s与100rad/s之间的复态粘度。零剪切粘度(ZSV)值可通过TA instruments的TRIOS软件来定义,该软件根据Carreau-Yasuda模型进行估计。
组成分布宽度指数(CDBI)定义为共聚单体含量在中值总摩尔共聚单体含量的50%内的聚乙烯分子的重量百分比。例如,如果发现某组聚乙烯分子的中值总摩尔共聚单体含量为4摩尔%,则该组i个聚乙烯分子的CDBI将为具有2摩尔%至6摩尔%的摩尔共聚单体浓度的聚乙烯分子的重量百分比。如果55wt%的聚乙烯分子具有2摩尔%至6摩尔%范围内的摩尔共聚单体含量,则CDBI将为55%。不含共聚单体的线性均聚物聚乙烯的CDBI定义为100%。共聚物的CDBI易于通过从本领域中熟知的技术获得的数据来计算,这些技术诸如例如为升温洗脱分级,如描述于例如美国专利5,008,204中或Wild等人,J.Polv.Sci,Polv.Phvs.Ed.,第20卷,第441页(1982)中。
DMS(动态力学谱)频率扫描描述如下。为了制备,可以将测试样品初始置于厚度为3.10mm的直径为1.5英寸的槽中,并且在190℃下用Carver液压机(型号#4095.4NE2003)以25,000lb的压力压缩模塑6.5min。在冷却至室温之后,取出样品以等待流变测试。
使用25mm平行板以0.1rad/s至100rad/s范围内的频率进行DMS频率扫描。分隔这些板的测试间隙为2mm,并且使用满足线性粘弹性条件的应变,通常为10%应变。每个测试在等温条件和氮气气氛下进行;常见的测试温度为190℃、210℃和230℃。在开始DMS测试之前,使流变仪烘箱在期望的测试温度下平衡至少30min。在测试温度平衡之后,将样品装载到流变仪中,并且将板逐渐减小到2.8mm的间隙并加以修剪。接着在将平行板减小到2mm的最终测试间隙之前使样品平衡2.5min。最后,再次修剪样品以确保不存在凸起,并且开始测试。在测试期间,测量剪切弹性模量(G')、粘性模量(G”)和复态粘度。
所有DMS频率测试都在ARES-G2或DHR-3流变仪上进行,这两个仪器均由TAInstruments制造。通过TA Instruments的TRIOS软件进行数据分析。
熔体强度可通过如下所述的熔体强度测量方法来测定。
熔体强度(MS)测量是在附接到Gottfert Rheotester 2000或Rheograph25毛细管流变仪上的Gottfert Rheotens 71.97(Gottfert Inc.;Rock Hill,S.C.)上进行的。将聚合物熔体(约20克至30克,粒料)通过毛细管模具挤出,该毛细管模具具有平坦的入口角(180度),毛细管直径为2.0mm并且纵横比(毛细管长度/毛细管直径)为15。在190℃下平衡样品10分钟后,以恒定速度运行活塞以实现38.16s-1的表观壁面剪切速率。标准测试温度为190℃。将样品单轴拉伸到位于模具下方100mm处的一组加速轧缝(accelerating nip),其加速度是2.4mm/s2。注意,这些机轮之间的间距为0.4mm。拉力记录为轧辊的卷取速度的函数。熔体强度报告为股线断裂前的平线区力(cN)。在熔体强度测量中使用以下条件:表观壁面剪切速率=38.16s-1;机轮加速度=2.4mm/s2;毛细管直径=2.0mm;以及毛细管长度=30mm。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有7(190℃)厘牛顿(cN)至15cN的熔体强度(190℃),如通过本文所述的熔体强度测量方法所测定。包括7cN至15cN的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可以具有下限为7cN、8cN或9cN至上限为15cN、13cN或11cN的熔体强度(190℃)。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有5%至30%的高密度级分(93℃至119℃)。包括5%至30%的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有下限为5%、8%或10%至上限为30%、28%或25%的高密度级分(93℃至119℃)。高密度级分(93℃至119℃)可如本文所讨论进行测定,即作为93℃至119℃的iCCD曲线的积分进行计算。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有10至50的短链支化分布(SCBD)。包括10至50的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有下限为10、12或15至上限为50、45或40的SCBD。SCBD可以根据从本领域中已知的技术获得的数据来计算,这些技术诸如例如升温洗脱分级分离(在本文中简称为“TREF”),如例如以下所描述:Wild等人,Journalof Polymer Science,Poly.Phys.Ed.,第20卷,第441页(1982),或美国专利第4,798,081号、第5,008,204号,或L.D.Cady,“The Role of Comonomer Type and Distribution inLLDPE Product Performance,”SPE Regional Technical Conference,Quaker SquareHilton,Akron,Ohio,10月1日至2日,第107至119页(1985)。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有35至80的组成分布宽度指数(CDBI)。包括35至80的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有下限为35、45或55至上限为80、75或70的CDBI。CDBI可以根据从本领域中已知的技术获得的数据来测定,这些技术诸如例如升温洗脱分级分离(在本文中简称为“TREF”),如例如以下所描述:Wild等人,Journal of Polymer Science,Poly.Phys.Ed.,第20卷,第441页(1982),或美国专利第4,798,081号、第5,008,204号,或L.D.Cady,“The Role of Comonomer Type andDistribution in LLDPE Product Performance,”SPE Regional Technical Conference,Quaker Square Hilton,Akron,Ohio,10月1日至2日,第107至119页(1985)。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有4.0J至25.0J的仪表化落镖冲击(IDI)总能量;例如,对于具有2密耳厚度并如本文所述制备的膜而言。包括4.0J至25.0J的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有下限为4.0J、4.5J或5.0J至上限为25.0J、20.0J或18.0J的仪表化落镖冲击(IDI)总能量。可根据ASTM D3763-18测定仪表化落镖冲击(IDI)总能量。
经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有大于315牛顿(N)的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有315N至450N的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。包括315N至450N的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有下限为315N、320N、323N或325N至上限为450N、400N、375N或350N的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。可根据ASTM D3763-18测定仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。
一个或多个实施方案规定,经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有大于320牛顿的仪表化落镖冲击(IDI)峰值能量并且具有大于4%的在>1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS)。例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有4%至12%的在≥1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS)。包括4%至12%的所有个别值和子范围;例如,经氢化催化剂处理的聚乙烯可具有下限为4%、4.5%或5%至上限为12%、10%或8%的在≥1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS)。CDFLS可以如先前所讨论来测定。
如所提及,本文公开的热塑性组合物包含天然原始聚合物(例如经氢化催化剂处理的聚乙烯)和再循环聚乙烯。术语“再循环聚乙烯”是指从如ISO 14021所定义的消费后材料回收的聚合物(例如聚乙烯)、从如ISO 14021所定义的消费前材料回收的聚合物、以及它们的组合。因此,通用术语消费后再循环聚乙烯包括从由家庭或由商业、工业和机构设施在其作为材料的最终用户的角色中产生的不能再用于其预期目的的材料回收的聚合物的共混物。通用术语消费后再循环聚乙烯还包括从来自分销链的返回材料回收的聚合物的共混物。因此,通用术语消费前再循环聚乙烯包括从制造过程期间从废物流转移的材料回收的聚合物的共混物。通用术语消费前再循环聚乙烯不包括在过程中产生并且能够在产生其的同一过程中回收的材料的再使用,诸如再加工、再研磨或废料。再循环聚乙烯可以包括从消费后材料、消费前材料或它们的组合回收的聚乙烯或聚乙烯的共混物。术语“消费前再循环聚合物”、“PCR”和“工业后再循环聚合物”可用于指“再循环聚乙烯”。一个或多个实施方案规定,再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或该第一共混物和该第二共混物的组合。
再循环聚乙烯可能包括一种或多种污染物。污染物可能是聚合材料在重新用于再使用之前使用的结果。例如,污染物可以包括纸张、墨水、食物残渣或除聚合物之外的其他再循环材料,其可能从再循环过程中产生。PCR,例如再循环聚乙烯,不同于天然聚合物材料。天然聚合物材料(例如如先前所提及的“天然原始聚合物”)不包括先前在消费或工业应用中使用的材料。在初始的聚合物制造过程后,天然聚合物材料尚未经历或尚未以其他方式经历加热过程或模塑过程。与天然聚合物树脂相比,PCR树脂的物理、化学和流动性质不同,这继而反过来又可能给将PCR掺入商业用途配方提出了挑战。
PCR,例如再循环聚乙烯,可以包括各种组合物。PCR可以源自HDPE包装诸如瓶子(牛奶罐、果汁容器)、LDPE/LLDPE包装诸如膜。PCR还包括来自其原始用途的残留物,诸如纸张、粘合剂、油墨、尼龙、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和其他引起气味的物质的残留物。PCR的来源可以包括例如瓶盖和瓶塞、牛奶、水或橙汁容器、洗涤剂瓶、办公自动化设备(打印机、计算机、复印机等)、白色家电(冰箱、洗衣机等)、消费电子产品(电视机、录像机、音响等)、汽车粉碎机残渣(大部分金属已经从粉碎的汽车和金属回收商“粉碎”的其他富含金属的产品中分拣出来后剩余的混合材料)、包装垃圾、生活垃圾、滚塑部件(皮划艇/冷却器)、建筑垃圾以及工业模塑和挤压废料。
在一个或多个实施方案中,PCR可以包含低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或它们的组合。在实施方案中,PCR可以进一步包含来自其原始用途的残留物,诸如纸张、粘合剂、墨水、尼龙、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和其他有机或无机材料。再循环聚乙烯可商购获得。PCR的示例包括AVANGARD NATURA PCR-LDPCR-100(“AVANGARD 100”)和AVANGARD NATURA PCR-LDPCR-150(“AVANGARD 150”)(可商购自Avangard Innovative LP,Houston,Texas)。可商购获得的再循环聚乙烯的另一示例是来自Avangard Innovative LP的NATURA LDPE PCR 100。
在一个或多个实施方案中,再循环聚乙烯可具有0.900g/cm3至0.940g/cm3的密度。本文公开并并入0.900g/cm3至0.940g/cm3的所有个别值和子范围;例如,再循环聚乙烯可具有下限为0.900g/cm3、0.905g/cm3或0.910g/cm3至上限为0.940g/cm3、0.935g/cm3、0.930g/cm3或0.925g/cm3的密度。
在一个或多个实施方案中,再循环聚乙烯可具有0.30dg/min至6.00dg/min的熔体指数(I2)。本文公开并并入0.30dg/min至6.00dg/min的所有个别值和子范围;例如,再循环聚乙烯可具有下限为0.30dg/min、0.80dg/min、1.00dg/min、1.25dg/min、1.50dg/min或1.80dg/min至上限为6.00dg/min、5.00dg/min、4.00dg/min、3.50dg/min、3.00dg/min或2.80dg/min的熔体指数(I2)。
差示扫描量热法(DSC)是可用于检查聚合物的熔融和结晶的已知技术。DSC测量的一般原理和DSC在研究半结晶聚合物中的应用描述在标准文本中(例如,E.A.Turi编,Thermal Characterization of Polymeric Materials,Academic Press,1981)。
在准备差示扫描量热法(DSC)测试时,首先将粒料形式的样品装入1英寸直径的0.13毫米厚的槽并在190℃下在25,000lb的压力下压缩模塑成膜大约10秒。接着将所得的膜冷却至室温。之后,使膜经受冲压机以取出会适合DSC测试盘(铝制Tzero)的圆盘。接着将圆盘各自称重(样品重量可为大约5mg至6mg)并放入铝制Tzero盘中,并且在插入DSC试验箱之前密封。
根据ASTM标准D3418,使用热-冷-热循环进行DSC测试。首先,将样品在180℃下平衡并等温保持5min以去除热和过程历史。接着以10℃/min的速率将样品骤冷至-40℃,并且在冷却循环期间再次等温保持5min。最后,将样品以10℃/min的速率加热至150℃以进行第二次加热循环。对于数据分析,从第二加热曲线中提取熔融温度和熔化焓,而从冷却曲线提取结晶焓。通过分别积分从-20℃至熔融和结晶结束的DSC温谱图获得熔化焓和结晶焓。使用TA Instruments Q2000和Discovery DSC进行测试,并且通过TA InstrumentsUniversal Analysis和TRIOS软件包进行数据分析。
在一个或多个实施方案中,再循环聚乙烯可以具有大于或等于105℃,诸如大于或等于110℃、大于或等于115℃、大于或等于120℃、大于或等于125℃或大于或等于130℃的熔点(Tm)。再循环聚乙烯还可以具有小于或等于135℃,诸如小于或等于130℃、小于或等于125℃、小于或等于120℃、小于或等于115℃或小于或等于110℃的熔点(Tm)。例如,消费后再循环聚乙烯还可以具有105℃至135℃、105℃至130℃、105℃至125℃、105℃至120℃、105℃至115℃、105℃至110℃、110℃至135℃、110℃至130℃、110℃至125℃、110℃至120℃、110℃至115℃、115℃至135℃、115℃至130℃、115℃至125℃、115℃至120℃、120℃至135℃、120℃至130℃、120℃至125℃、125℃至135℃、125℃至130℃或130℃至135℃的熔点(Tm)。熔点可通过本文讨论的DSC方法测定。
在一个或多个实施方案中,再循环聚乙烯可以具有120焦耳/克(J/g)至230J/g的熔化热。本文公开并并入120J/g至230J/g的所有个别值和子范围;例如,PCR的熔化热可以是下限为120J/g、125J/g、130J/g、135J/g、140J/g、145J/g或155J/g至上限为230J/g、220J/g、210J/g、200J/g、190J/g、180J/g或170J/g。熔化热可通过本文讨论的DSC方法测定。
在一个或多个实施方案中,再循环聚乙烯可以具有等效圆直径在200μm至400μm范围内的大于500、或大于800、或大于1000、大于2000、大于3500、大于5000或大于6500的缺陷计数(每24.6cm3膜)。再循环聚乙烯可以具有等效圆直径在400μm至800μm范围内的大于250、或大于400、或大于500、大于1000、大于2000、或大于3000的缺陷计数(每24.6cm3膜)。典型的天然原始聚合物具有在200μm至400μm下小于100的缺陷计数(每24.6cm3膜)和在400μm至800μm下小于100的缺陷计数(每24.6cm3膜)。由于污染并且因为材料已制备成制品、使用和回收,所以再循环聚乙烯具有较高的缺陷计数。加工意味着材料已经历至少两个或至少三个先前的加热和冷却热循环。
缺陷计数是根据ASTM D7310-20“使用光学传感器对塑料膜进行缺陷检测和评级的标准操作(Standard Practice for Defect Detection and Rating of Plastic FilmUsing Optical Sensors)”中的操作和指导,使用光学成像技术在挤塑膜中检测到的缺陷的量度。缺陷计数报告为在有效圆直径介于以下一系列限定范围内情况下每24.6cm3的光学缺陷数:200μm至400μm、400μm至800μm、800μm至1600μm、1600μm和以上。缺陷计数通过光学控制系统膜表面分析仪FSA100(OCS FSA100)光学成像系统来测量。OCS FSA100光学成像系统由照明单元、CCD行扫描照相机和具有图像/数据分析软件版本5.0.4.6的计算机组成。
OCS FSA100光学成像系统检测缺陷,因为这些缺陷会遮蔽基于卤素的源光的透射。平均灰度设置为170,阈值灵敏度设置为35%。另外,可调节CCD系统的增益以补偿膜雾度。成像系统通过添加来自每个后续行扫描的缺陷像素来创建每个缺陷的复合区域。该系统接着基于具有等效面积的圆的直径报告在用户定义的尺寸范围内的缺陷的数量。
膜制造通过配备有固定唇衣架式模头(fixed lip coat hanger die)的OCS ME19流延膜挤出系统完成。模头间隙为500μm×15cm。这是由OCS提供的配备有19mm螺杆的单螺杆挤出机。螺杆设计是3:1L/D压缩比,具有菠萝式混合尖端(pineapple mixing tip)。挤出系统总质量输出为10±5kg/小时。膜厚度为38μm,这通过调节冷却辊来实现。在挤出机的进料喉处使用氮气吹扫。温度曲线在135℃至190℃范围内以实现220巴至240巴的目标挤出压力。除非在OCS系统上不可能以100%挤出,否则均以纯的PCR树脂进行分析。如果PCR树脂不能被纯净地处理,则在挤出之前用干混物形式的天然PE材料对其进行稀释(50/50Wt%)。用于稀释的天然聚乙烯是熔体指数介于0.2g/10min至1g/10min(190℃)范围内且密度介于0.919g/cm3至0.923g/3范围内的LDPE。(例如DOW聚乙烯132I低密度,下文称为LDPE 132I)。实施方案规定,基于天然原始聚合物和再循环聚乙烯的总重量,热塑性组合物为80wt%至25wt%的天然原始聚合物,例如经氢化催化剂处理的聚乙烯。包括80wt%至25wt%的所有个别值和子范围;例如,基于天然原始聚合物和再循环聚乙烯的总重量,热塑性组合物可以是下限为80wt%、75wt%、70wt%、65wt%、60wt%、55wt%或50wt%的天然原始聚合物至上限为25wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%或50wt%的天然原始聚合物。一个或多个实施方案规定,基于天然原始聚合物和再循环聚乙烯的总重量,热塑性组合物为75wt%至50wt%的天然原始聚合物。
实施方案规定,基于天然原始聚合物和再循环聚乙烯的总重量,热塑性组合物为20wt%至75wt%的再循环聚乙烯。包括20wt%至75wt%的所有个别值和子范围;例如,基于天然原始聚合物和再循环聚乙烯的总重量,热塑性组合物可以是下限为20wt%、25wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%或50wt%的再循环聚乙烯至上限为75wt%、70wt%、65wt%、60wt%、55wt%或50wt%的再循环聚乙烯。一个或多个实施方案规定,基于天然原始聚合物和再循环聚乙烯的总重量,热塑性组合物为25wt%至50wt%的再循环聚乙烯。
在一个或多个实施方案中,再循环聚乙烯的I2大于天然原始聚合物的k*I2,其中k为1.0至30。一个或多个实施方案规定,k是1.5至20。一个或多个实施方案规定,k是2.0至15。实施方案规定,k可以是1.0至30。包括1.0至30的所有个别值和子范围;例如,k可以是下限为1.0、1.1、1.5或2.0至上限为30、20或15。
如所提及,有利地,本文公开的热塑性组合物提供了选定的可加工性参数,例如许多应用所期望的特性的组合。例如,热塑性组合物可具有期望的复态粘度,例如2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度,同时还具有期望的熔体强度,例如7cN至15cN的熔体强度(190℃)。
热塑性组合物可具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度。包括2500Pa*s至3900Pa*s的所有个别值和子范围;例如,热塑性组合物可具有下限为2500Pa*s、2550Pa*s或2600Pa*s至上限为3900Pa*s、3825Pa*s或3750Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度。复态粘度是熟知的参数。可如本文所讨论测定在100rad/s(190℃)下的复态r粘度。
热塑性组合物可具有7cN至15cN的熔体强度(190℃)。包括7cN至15cN的所有个别值和子范围;例如,热塑性组合物可以具有下限为7.0cN或7.1cN至上限为15cN、14cN、13cN或12cN的熔体强度(190℃)。熔体强度是熟知的参数。可如本文所讨论测定熔体强度。
热塑性组合物可具有30N至110N的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。包括30N至110N的所有个别值和子范围;例如,热塑性组合物可具有下限为30N、32N或34N至上限为110N、100N或90N的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。可根据ASTM D3763-18测定仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。
热塑性组合物可具有0.2J至10J的仪表化落镖冲击(IDI)总能量。包括0.2J至10J的所有个别值和子范围;例如,热塑性组合物可具有下限为0.2J、0.3J或0.4J至上限为10J、8J或7J的仪表化落镖冲击(IDI)总能量。可根据ASTM D3763-18测定仪表化落镖冲击(IDI)总能量。
一个或多个实施方案提供一种用于提供选定的可加工性参数的方法。该方法包括使二茂锆催化剂和氢化催化剂与乙烯和己烯在气相反应器中在可聚合条件下接触,其中二茂锆催化剂和氢化催化剂具有0.100至0.700的钛与锆摩尔比以制备经氢化催化剂处理的聚乙烯,该经氢化催化剂处理的聚乙烯具有0.1dg/min至1.0dg/min的熔体指数(I2)、0.850g/cm3至0.940g/cm3的密度、0.1dg/min至50dg/min的熔体指数(I21)、小于或等于18.5的熔体指数(I21/I2)比、2.0至3.5的Mw(Abs)/Mn(Abs)、1.7至4.5的Mz(Abs)/Mw(Abs)和大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的在>1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS);以及将经氢化催化剂处理的聚乙烯与再循环聚乙烯合并以制备热塑性组合物,其中该再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或该第一共混物和该第二共混物的组合;并且其中该再循环聚乙烯具有:当根据ASTM D792-08方法B测量时0.900g/cm3至0.940g/cm3的密度;当根据ASTM D1238-10方法B在190℃和2.16kg负荷下测量时0.30dg/min至6.00dg/min的熔体指数(I2),其中基于经氢化催化剂处理的聚乙烯和再循环聚乙烯的总重量,经氢化催化剂处理的聚乙烯占热塑性组合物的80wt%至25wt%,并且基于经氢化催化剂处理的聚乙烯和再循环聚乙烯的总重量,再循环聚乙烯占热塑性组合物的20wt%至75wt%。
实施方案提供选定的可加工性参数,这些选定的可加工性参数包括在100rad/s(190℃)下的复态粘度和熔体强度(190℃),并且其中该热塑性组合物具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度和7cN至15cN的熔体强度(190℃)。
本公开的多个方面被提供如下。
方面1提供一种热塑性组合物,其包含:天然原始聚合物,其中该天然原始聚合物包含经氢化催化剂处理的聚乙烯,并且该天然原始聚合物具有0.1dg/min至1.0dg/min的熔体指数(I2)、0.850g/cm3至0.940g/cm3的密度、0.1dg/min至50dg/min的熔体指数(I21)、小于或等于18.5的熔体指数(I21/I2)比、2.0至3.5的Mw(Abs)/Mn(Abs)、1.7至4.5的Mz(Abs)/Mw(Abs)、以及大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的在>1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS);以及再循环聚乙烯,其中该再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或该第一共混物和该第二共混物的组合;并且其中该再循环聚乙烯具有:当根据ASTM D792-08方法B测量时0.900g/cm3至0.940g/cm3的密度;当根据ASTM D1238-10方法B在190℃和2.16kg负荷下测量时0.30dg/min至6.00dg/min的熔体指数(I2),其中基于该天然原始聚合物和该再循环聚乙烯的总重量,该天然原始聚合物占该热塑性组合物的80wt%至25wt%,并且基于该天然原始聚合物和该再循环聚乙烯的总重量,该再循环聚乙烯占该热塑性组合物的20wt%至75wt%。
在一些实施方案中,如方面1的经氢化催化剂处理的聚乙烯还具有特性(a)和(b)中的至少一个特性,另选地每个特性:(a)2.0至3.5的Mw(Conv)/Mn(Conv)比,其中Mw(Conv)是重均分子量,并且Mn(Conv)是数均分子量,二者均通过凝胶渗透色谱法(GPC)测试方法1(GPC(conv))测量;(b)1.7至4.5的Mz(Conv)/Mw(Conv)比,其中Mz(Conv)是Z均分子量并且Mw(Conv)是重均分子量,二者均通过凝胶渗透色谱法(GPC)测试方法1(GPC(conv))测量。
方面2提供如方面1的热塑性组合物,其中该热塑性组合物具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度。
方面3提供如方面1或方面2的热塑性组合物,其中该热塑性组合物具有7cN至15cN的熔体强度(190℃)。
方面4提供如方面1、方面2和/或方面3的热塑性组合物,其中该热塑性组合物具有30N至110N的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。
方面5提供如方面1、方面2、方面3和/或方面4的热塑性组合物,其中该天然原始聚合物为乙烯/1-己烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/1-辛烯共聚物或它们的组合。
方面6提供如方面1、方面2、方面3、方面4和/或方面5的热塑性组合物,其中该再循环聚乙烯具有等效圆直径在200μm至400μm范围内的大于500的缺陷计数(每24.6cm3膜),和等效圆直径在400μm至800μm范围内的大于250的缺陷计数(每24.6cm3膜)。
方面7提供如方面1、方面2、方面3、方面4、方面5和/或方面6的热塑性组合物,其中该再循环聚乙烯具有120J/g至230J/g的差示扫描量热仪(DSC)第二熔化热。
方面8提供如方面1、方面2、方面3、方面4、方面5、方面6和/或方面7的热塑性组合物,其中该再循环聚乙烯的I2大于该天然原始聚合物的k*I2,其中k为1.0至30。方面9提供一种热塑性组合物,该热塑性组合物包含:天然原始聚合物,其中该天然原始聚合物包含经氢化催化剂处理的聚乙烯,并且该天然原始聚合物具有0.1dg/min至1.0dg/min的熔体指数(I2)、0.850g/cm3至0.940g/cm3的密度、0.1dg/min至50dg/min的熔体指数(I21)、大于315牛顿的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力和大于4%的在>1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS);和再循环聚乙烯,其中该再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或该第一共混物和该第二共混物的组合;并且其中该再循环聚乙烯具有:当根据ASTM D792-08方法B测量时0.900g/cm3至0.940g/cm3的密度;当根据ASTM D1238-10方法B在190℃和2.16kg负荷下测量时0.30dg/min至6.00dg/min的熔体指数(I2),其中基于该天然原始聚合物和该再循环聚乙烯的总重量,该天然原始聚合物占该热塑性组合物的80wt%至25wt%,并且基于该天然原始聚合物和该再循环聚乙烯的总重量,该再循环聚乙烯占该热塑性组合物的20wt%至75wt%。
方面10提供如方面9的热塑性组合物,其中该天然原始聚合物具有大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的在≥1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS)。
方面11提供如方面9和/或方面10的聚烯烃组合物,其中该热塑性组合物具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度、7cN至15cN的熔体强度(190℃)和30N至110N的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。
方面12提供一种用于提供选定的可加工性参数的方法,该方法包括:使二茂锆催化剂和氢化催化剂与乙烯和己烯在气相反应器中在可聚合条件下接触,其中二茂锆催化剂和氢化催化剂具有0.100至0.700的钛与锆摩尔比以制备经氢化催化剂处理的聚乙烯,该经氢化催化剂处理的聚乙烯具有0.1dg/min至1.0dg/min的熔体指数(I2)、0.850g/cm3至0.940g/cm3的密度、0.1dg/min至50dg/min的熔体指数(I21)、小于或等于18.5的熔体指数(I21/I2)比、2.0至3.5的Mw(Abs)/Mn(Abs)、1.7至4.5的Mz(Abs)/Mw(Abs)和大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的在>1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS);以及将经氢化催化剂处理的聚乙烯与再循环聚乙烯合并以制备热塑性组合物,其中该再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或该第一共混物和该第二共混物的组合;并且其中该再循环聚乙烯具有:当根据ASTM D792-08方法B测量时0.900g/cm3至0.940g/cm3的密度;当根据ASTM D1238-10方法B在190℃和2.16kg负荷下测量时0.30dg/min至6.00dg/min的熔体指数(I2),其中基于经氢化催化剂处理的聚乙烯和再循环聚乙烯的总重量,经氢化催化剂处理的聚乙烯占热塑性组合物的80wt%至25wt%,并且基于经氢化催化剂处理的聚乙烯和再循环聚乙烯的总重量,再循环聚乙烯占热塑性组合物的20wt%至75wt%。
方面13提供如方面12的方法,其中该选定的可加工性参数包括在100rad/s(190℃)下的复态粘度和熔体强度,并且其中该热塑性组合物具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度和7cN至15cN的熔体强度(190℃)。
在一些实施方案中,如方面12的经氢化催化剂处理的聚乙烯还具有特性(a)和(b)中的至少一个特性,另选地每个特性:(a)2.0至3.5的Mw(Conv)/Mn(Conv)比,其中Mw(Conv)是重均分子量,并且Mn(Conv)是数均分子量,二者均通过凝胶渗透色谱法(GPC)测试方法1(GPC(conv))测量;(b)1.7至4.5的Mz(Conv)/Mw(Conv)比,其中Mz(Conv)是Z均分子量并且Mw(Conv)是重均分子量,二者均通过凝胶渗透色谱法(GPC)测试方法1(GPC(conv))测量。
实施例
对于实施例,使用XCATTMHP-100(二茂锆催化剂,获自Univation Technologies,LLC)。
如下制备氢化催化剂-1(二茂钛催化剂):使1L瓶子装有15.1g双(环戊二烯基)二氯化钛(Sigma-Aldrich)、527mL己烷和搅拌棒以形成悬浮的混合物。历经10分钟向该混合物中缓慢加入60.3g三异丁基铝(纯,Sigma-Aldrich),同时搅拌。固体Cp2TiCl2变得可溶并形成蓝色溶液,将该溶液用异戊烷进一步稀释以提供0.3重量%混合物。
如下使用XCATTMHP-100和氢化催化剂-1制备经氢化催化剂处理的聚乙烯-1(天然原始聚合物和乙烯/1-己烯共聚物)。将XCATTMHP-100和氢化催化剂-1单独进料到气相反应器中以原位制备二茂锆/二茂钛催化剂系统;使用氮气作为载体将XCATTMHP-100干式进料,并且将氢化催化剂-1作为液体催化剂在异戊烷中的溶液进料。接着将乙烯与1-己烯在气相反应器中共聚。在达到平衡后,在表I所列出的条件下连续进行聚合。
经氢化催化剂处理的聚乙烯-2如同经氢化催化剂处理的聚乙烯-1进行制备,其中任何变化均在表2中指示。
非氢化催化剂处理的聚乙烯A至B如同经氢化催化剂处理的聚乙烯-1进行制备;然而,氢化催化剂-1未用于制备非氢化催化剂处理的聚乙烯A至B。与经氢化催化剂处理的聚乙烯-1相比,用于制备非氢化催化剂处理的聚乙烯A至B的变化在表1至表2中指示。
表1
表2
测定经氢化催化剂处理的聚乙烯1至2和非氢化催化剂处理的聚乙烯A至B的许多特性。结果报告于表3至表9中。
根据ASTM D792-08测定密度。
根据ASTM D1238-10测定熔体指数(I2、I5、I10和I21)。
如本文所讨论测定累积检测器分数(CDFLS)。
通过常规凝胶渗透色谱法(GPC)测定重均分子量(Mw(Conv))、数均分子量(Mn(Conv))和Z均分子量(Mz(Conv))。
通过绝对凝胶渗透色谱法(GPC)测定绝对重均分子量(Mw(Abs))、绝对数均分子量(Mn(Abs))和绝对Z均分子量(Mz(Abs))。
高密度级分如本文所讨论进行测定,即作为93℃至119℃的iCCD曲线的积分进行计算。
如本文所讨论测定短链支化分布。
如本文所讨论测定CDBI。
如本文所讨论测定零剪切粘度。
如本文所讨论,通过熔体强度测量方法测定熔体强度(190℃)。
表4
表4的数据指示,经氢化催化剂处理的聚乙烯-1和非氢化催化剂处理的聚乙烯-A具有相似的密度值,并且经氢化催化剂处理的聚乙烯-2和非氢化催化剂处理的聚乙烯-B具有相似的密度值。
表4的数据指示,经氢化催化剂处理的聚乙烯-1和经氢化催化剂处理的聚乙烯-2各自具有0.1dg/min至0.5dg/min的熔体指数(I2),这对于许多应用来说是所期望的。
表5
表6
表6的数据指示,经氢化催化剂处理的聚乙烯-1和经氢化催化剂处理的聚乙烯-2中的每种聚乙烯具有大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的在>1,000,000g/mol的分子量下的CDFLS。表6的数据指示,经氢化催化剂处理的聚乙烯-1和经氢化催化剂处理的聚乙烯-2中的每种聚乙烯具有大于4%的在≥1,000,000g/mol的分子量下的CDFLS。
表7
表8
表9
从Avangard Innovative获得再循环聚乙烯(Natura LDPE PCR 100)。测定再循环聚乙烯的许多特性。结果报告于表5中。密度根据ASTM D792-08来测定,熔体指数(I2)根据ASTM D1238-10来测定,灰分含量根据D5630来测定,含水量根据ASTM D6980来测定,颜色根据ASTM D6290-19来测定,缺陷计数和熔化热如本文所讨论进行测定,其中为了测定缺陷计数,用50% LDPE 132I稀释再循环聚乙烯并且在170℃测量缺陷计数。
表10
实施例1-1,即一种热塑性组合物,通过下述膜工艺来制备。实施例1-2如同实施例1-1制备,其中任何变化均在表11中报告。
比较例A-1和比较例A-2如同实施例1-1进行制备;然而,使用非氢化催化剂处理的聚乙烯-A而不是经氢化催化剂处理的聚乙烯-1,其中任何变化在表11中报告。
实施例2-1和实施例2-2如同实施例1-1进行制备;然而,使用经氢化催化剂处理的聚乙烯-2而不是经氢化催化剂处理的聚乙烯-1,其中任何变化在表11中报告。
比较例B-1和比较例B-2如同实施例1-1进行制备;然而,使用非氢化催化剂处理的聚乙烯-B而不是经氢化催化剂处理的聚乙烯-1,其中任何变化在表11中报告。
表11
测定天然聚乙烯树脂经氢化催化剂处理的聚乙烯1、经氢化催化剂处理的聚乙烯2、非氢化催化剂处理的聚乙烯A和非氢化催化剂处理的聚乙烯B的实施例1-1、实施例1-2、实施例2-1、实施例2-2和比较例在100rad/sec(190℃)下的复态粘度。结果报告于表12中。
如本文所讨论,在100rad/s(190℃)下测定复态粘度。
表12
表12的数据指示,与比较例2中的每个比较例相比,实施例1-1、实施例1-2、实施例2-1、实施例2-2中的每个实施例具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度。
使用2"模头直径的吹塑膜线,分别由实施例1-1、实施例1-2、实施例2-1、实施例2-2和比较例A-1、比较例A-2、比较例B-1、比较例B-2制备2.0密耳厚目标的单层吹塑膜。测重进料器以15lb/h的速率将树脂配制物计量加入Labtech LTE20-32双螺杆挤出机中。将树脂配制物从挤出机中输送到间隙为1.0mm的2"模头直径的模头中。将LTE进料喉设定为193℃,并将其余的机筒、输送部分和模头温度设定并保持在215℃。为了生产膜,模周的输出速率为2.4lb/hr/in,用加压环境空气使膜泡膨胀至2.5吹胀比。将由变速鼓风机驱动的双唇空气环用于所有实验。冷却线高度(frost line height,FLH)保持在9.3英寸与10.3英寸之间。膜厚度的目标为2密耳,并通过调节轧辊速度控制在±10%内。膜卷绕成卷。根据ASTMD3763-18测定仪表化落镖冲击总能量(J)和仪表化落镖冲击峰值力(N)。如本文所讨论,通过熔体强度测量方法测定熔体强度(190℃)。结果报告于表13中。
表13
表13的数据指示,分别与比较例A-1、比较例A-2、比较例B-1和比较例B-2中的每个比较例相比,实施例1-1、实施例1-2、实施例2-1、实施例2-2中的每个实施例提供改善的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力值。表13的数据指示,实施例1-1、实施例1-2、实施例2-1、实施例2-2中的每个实施例提供30cN至110cN的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力值。
表13的数据指示,分别与比较例A-1、比较例A-2、比较例B-1和比较例B-2中的每个比较例相比,实施例1-1、实施例1-2、实施例2-1、实施例2-2中的每个实施例提供改善的仪表化落镖冲击(IDI)总能量值。
表13的数据指示,分别与比较例中的每个比较例相比,实施例1-1、实施例1-2、实施例2-1、实施例2-2中的每个实施例提供改善的熔体强度(190℃)。
Claims (13)
1.一种热塑性组合物,所述热塑性组合物包含:
天然原始聚合物,其中所述天然原始聚合物包含经氢化催化剂处理的聚乙烯,并且所述天然原始聚合物具有0.1dg/min至1.0dg/min的熔体指数(I2)、0.850g/cm3至0.940g/cm3的密度、0.1dg/min至50dg/min的熔体指数(I21)、小于或等于18.5的熔体指数(I21/I2)比、2.0至3.5的Mw(Abs)/Mn(Abs)、1.7至4.5的Mz(Abs)/Mw(Abs)和大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的在≥1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS);和
再循环聚乙烯
其中所述再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或所述第一共混物和所述第二共混物的组合;并且
其中所述再循环聚乙烯具有:
当根据ASTM D792-08方法B测量时0.900g/cm3至0.940g/cm3的密度;
当根据ASTM D1238-10方法B在190℃和2.16kg负荷下测量时0.30dg/min至6.00dg/min的熔体指数(I2);
其中基于所述天然原始聚合物和所述再循环聚乙烯的总重量,所述天然原始聚合物占所述热塑性组合物的80wt%至25wt%,并且基于所述天然原始聚合物和所述再循环聚乙烯的所述总重量,所述再循环聚乙烯占所述热塑性组合物的20wt%至75wt%。
2.根据权利要求1所述的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度。
3.根据前述权利要求中任一项所述的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物具有7cN至15cN的熔体强度(190℃)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物具有30N至110N的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的热塑性组合物,其中所述天然原始聚合物是乙烯/1-己烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/1-辛烯共聚物或它们的组合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的热塑性组合物,其中所述再循环聚乙烯具有等效圆直径在200μm至400μm范围内的大于500的缺陷计数(每24.6cm3膜),和等效圆直径在400μm至800μm范围内的大于250的缺陷计数(每24.6cm3膜)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的热塑性组合物,其中所述再循环聚乙烯具有120J/g至230J/g的差示扫描量热仪(DSC)第二熔化热。
8.根据前述权利要求中任一项所述的热塑性组合物,其中所述再循环聚乙烯的所述I2大于所述天然原始聚合物的k*I2,其中k为1.0至30。
9.一种热塑性组合物,所述热塑性组合物包含:
天然原始聚合物,其中所述天然原始聚合物包含经氢化催化剂处理的聚乙烯,并且所述天然原始聚合物具有0.1dg/min至1.0dg/min的熔体指数(I2)、0.850g/cm3至0.940g/cm3的密度、0.1dg/min至50dg/min的熔体指数(I21)、大于315牛顿的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力和大于4%的在≥1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS);和
再循环聚乙烯,
其中所述再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或所述第一共混物和所述第二共混物的组合;并且
其中所述再循环聚乙烯具有:
当根据ASTM D792-08方法B测量时0.900g/cm3至0.940g/cm3的密度;
当根据ASTM D1238-10方法B在190℃和2.16kg负荷下测量时0.30dg/min至6.00dg/min的熔体指数(I2);
其中基于所述天然原始聚合物和所述再循环聚乙烯的总重量,所述天然原始聚合物占所述热塑性组合物的80wt%至25wt%,并且基于所述天然原始聚合物和所述再循环聚乙烯的所述总重量,所述再循环聚乙烯占所述热塑性组合物的20wt%至75wt%。
10.根据权利要求9所述的热塑性组合物,其中所述天然原始聚合物具有具有大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的在≥1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS)。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态粘度、7cN至15cN的熔体强度(190℃)和30N至110N的仪表化落镖冲击(IDI)峰值力。
12.一种用于提供选定的可加工性参数的方法,所述方法包括:
使二茂锆催化剂和氢化催化剂与乙烯和己烯在气相反应器中在可聚合条件下接触,其中所述二茂锆催化剂和所述氢化催化剂具有0.100至0.700的钛与锆摩尔比以制备经氢化催化剂处理的聚乙烯,所述经氢化催化剂处理的聚乙烯具有0.1dg/min至1.0dg/min的熔体指数(I2)、0.850g/cm3至0.940g/cm3的密度、0.1dg/min至50dg/min的熔体指数(I21)、小于或等于18.5的熔体指数(I21/I2)比、2.0至3.5的Mw(Abs)/Mn(Abs)、1.7至4.5的Mz(Abs)/Mw(Abs)和大于100*(0.0536-I21*0.00224)%的在≥1,000,000g/mol的分子量下的累积检测器分数(CDFLS);以及
将所述经氢化催化剂处理的聚乙烯与再循环聚乙烯合并以制备热塑性组合物,
其中所述再循环聚乙烯包含从消费后材料回收的聚乙烯的第一共混物、从消费前材料回收的聚乙烯的第二共混物或所述第一共混物和所述第二共混物的组合;并且
其中所述再循环聚乙烯具有:
当根据ASTM D792-08方法B测量时0.900g/cm3至0.940g/cm3的密度;
当根据ASTM D1238-10方法B在190℃和2.16kg负荷下测量时0.30dg/min至6.00dg/min的熔体指数(I2);
其中基于所述经氢化催化剂处理的聚乙烯和所述再循环聚乙烯的总重量,所述经氢化催化剂处理的聚乙烯占所述热塑性组合物的80wt%至25wt%,并且基于所述经氢化催化剂处理的聚乙烯和所述再循环聚乙烯的所述总重量,所述再循环聚乙烯占所述热塑性组合物的20wt%至75wt%。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述选定的可加工性参数包括在100rad/s(190℃)下的复态粘度和熔体强度(190℃),并且其中所述热塑性组合物具有2500Pa*s至3900Pa*s的在100rad/s(190℃)下的复态r粘度和7cN至15cN的熔体强度(190℃)。
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