CS219653B1 - Zmes na báze polypropylénu s regulovatelnými orientačnými, stabilizačnými, popřípadě Teologickými a krystalickými vlastnosťami - Google Patents

Description

3

Vynález sa týká zmesi na báze polypropylénu' s regulovatelnými orientačnými, stabilizačnýmipopřípadě Teologickými a kryštalickými vlastnos-ťami, ktorá obsahuje malé množstvá stearánuzinočnatého a stearánu vápenatého, popřípadě aj ; kyseliny steárovej.

Polypropylén sa používá v mnohých odvetviachnárodného hospodárstva. V závislosti od konkrét -nej aplikácie jeho výrobkov sa predkladajú velmirozmanité požiadavky. Dóležitý význam má zlep-šeme a regulovanie vlastností polypropylénu s pří-sadami v procese přípravy výrobkov pre široké,ako i speciálně použitie. V tomto smere dnes užexistuje rad práč a patentov. Avšak ich zavedeniedo výroby je menej úspěšné a naráža na rožneťažkosti a najma na zhoršovanie znášanlivosti,pretože sa používajú váčšie množstvá přísad. Viacaplikačně je použitie malých množstiev aditív, priktorých je možné zlepšenie a regulovanie vlastnos-tí. V literatuře, vrátane aj patentovej takmerchýbajú údaje o modifikácii a regulovaní súčasnedvoch, popřípadě viac vlastností polypropylénua to takých žiadúcich, ako je orientácia, tepelnástabilita, popřípadě tekutost’ a kryštalinita priúčinku malých množstiev přidaných látok ako súzmesi stearánu zinočnatého buď so stearánomvápenatým alebo s kyselinou steárovou. Pri hru-bostenných výrobkoch a vláknach s hrubými titra-mi často sa pozorujú nejednorodé štruktúrneformácie. Táto nejednorodosť štruktúry vediek objaveniu róznych druhov mikrodefektov, ktorévyvolávajú odchylky vlastností hotových výrobkova znižujú ich spolahlivosť. Preto sa pridávajúmodifikátory, ktoré zabezpečujú homogénnuštruktúru v priereze skúmaného materiálu. Tátohomogennosť štruktúry sa zvlášť potřebuje privyšších titroch, kde len za pomoci chladenia móžedójsť k vytvoreniu rozdielnej štruktúry medzipovrchom a stredom vlákna. V iných prípadoch jetřeba potlačit’ nukleačný účinok látok, ktorýchpřítomnost’ v polypropyléne a iných polyolefínochje inak potřebná. Z hladiska přípravy konečnýchpolypropylénových vlákien s lepšími vlastnosťamije snaha připravit’ nedížené vlákno s nízkýmihodnotami orientácie a stupňa kryštalinity, pretožetakýto polymérny systém je dobré deformovatel’-: ný. Túto štruktúru vo vela prípadoch pri technolo-gických podmienkach přípravy nedížených vlákienje ťažko možné dosiahnuť, pretože sú systémy! polypropylénu, ktoré Tahko kryštalizujú. V tomto! smere uvedieme, že mnohé pigmenty a iné prídav-í ky majú nežiadúci účinok nukleácie polypropylé-: nu. Pri príprave Strukturálně stálých a dostatočnej pružných konečných vlákien a fólií sa vyžadujei kompromis medzi snahou získat’ vysokú a stálu! orientáciu, pri ktorej je znížená pohyblivost’ mole-i kúl a snahou získat’ dobré elastické vlastnosti, kdeje pohyblivost’ molekúl zváčšená. Vyriešenie tejtootázky je možné len v sústavách s nie přílišohybnými, ale i nie příliš tuhými molekulami. Naťakomto riešení pomáhá možnost’ regulácie kypré-ho uloženia molekúl polyméru — regulácie amorfi- 219653 zácie. Ďalej je známé to, že zo všetkých polyolefí-nov polypropylén je najmenej odolnější protioxidácii a tepelnej deštrukcii. Citlivost’ polymérovk oxidácii je ovplyvnená aj dalšími faktormi, medziktorými je i forma výrobku. Dóležitý v tomtosmere je poměr povrchu k objemu výrobku. Pretosú velmi citlivé vlákna v porovnaní s kompaktnýmipolymérnymi výrobkami v bloku. Modifikáciareológie polypropylénu, ako aj jeho zmesi s pig-mentami a dalšími ingredientami je efektívna prezlahčenie a zrýchlenie spracovatefnosti tohto poly-méru. V posledných 10—15 rokoch sa objavilvelmi obmedzený počet práč, ktorý poukazuje navačší alebo menší vplyv mikroprídavkov jednotli-vých látok na zvýšenie tekutosti tavením čistýchpolyolefínov.

Navrhovaná zmes na báze polypropylénu podlátohto vynálezu sa vyznačuje tým, že na 100hmotnostných podielov polypropylénu obsahu 0,1až 0,5 podielov s výhodou 0,1 až 0,4 podielovstearánu zinočnatého a 0,1 až 0,5 podielov s výho-dou 0,1 až 0,4 podielov stearánu vápenatého,popřípadě 0,1 až 0,3 podielov kyseliny steárovej.Pri prevádzkových podmienkach je vhodné přidat’vyŠŠie uvedené činidlá do práškového polypropylé-nu před zhotovením pigmentových koncentrátovs výhodou pri použití turbolentnej miešačky. Ďalejje možnost’ pridania aditíva buď před homogenizá-ciou vo formě granulovaného koncentrátu připra-veného do práškového polypropylénu, popřípaděako čistá látka alebo před granuláciou polyméru.Zmiešanie aditíva s polypropylénem a jeho zmesa-mi je odskúšané v prevádzkových zmiešovacíchzariadeniach za běžných podmienok. Ďalej následuje tavenie a tvarovanie. Orientáciabola stanovená metodou optického dvojlomua stupeň kryštalinity flotačnou metodou. Tepelnástabilita polypropylénu bola posudzovaná zo sta-novených hodnot indexu degradability. Tavnéindexy sa stanovili na plastomeri Gotfert podlánormy.

Podlá vyššie uvedeného vynálezu je možné zapomoci malých množstiev látok zlepšit’ a regulovat’podlá potrieb celkovú orientáciu, tepelnú stabilitu,popřípadě reológiu a kryštalinitu polypropylénu.Takéto činidlá sú stearán zinočnatý buď so steará-nom vápenatým alebo s kyselinou steárovou.Myšlienka použitia malých množstiev zmesi prí-davkov s rozdielom v polaritě a polarizovatelnosti, medzi sebou ako aj voči polymérnemu substrátui s cielom zlepšenia a regulovania dvoch, popřípaděviac súčasne žiadaných vlastností polypropylénuako sú celková orientácia, tepelná stabilita, popří-padě tekutost’ taveniny a kryštalinita je nová. Priurčitých pomeroch malých množstiev vyššie uvede-ných prídavkov v ich zmesi do polypropylénunastáva vzájomné spolupósobenie medzi sebou,s polymérom, popřípadě aj s dalšími zložkamipolymérneho systému. Ako výsledok tohto syner-gického efektu sa získavajú nové vlastnosti a vyššíúčinok ako súčet pósobenia jednotlivých látok.Vzájomné spolupósobenie látok v závislosti od ich 4 i koncentračného zastúpenia v zmesi sa móže viacalebo menej meniť alebo zmiznúť, čo dovolujei regulovanie vyššie uvedených úžitkových vlastnos- I tí podlá požiadavky praxe. Například pri přidaní;zmesi 0,2 podielov stearánu zinočnatého s 0,2í podielmi stearánu vápenatého, popřípadě 0,1i podiel stearánu zinočnatého s 0,1 podielom steará-nu vápenatého sa znižuje stupeň kryštalinity — pří-klad 2, znižuje sa orientácia a zvyšuje sa tepelná | stabilita — příklady 2 a 3 ako polyméru, tak aj jehoi bežne použitých zmesi; zmesi 0,15 až 0,20 podielov| stearánu zinočnatého s 0,2 podielmi kyseliny steá-rovej majú stabilizačný účinok voči polymémejzmesi — příklad 1. Pri přidaní vyššie uvedenýchzmesi aditív v závislosti od koncentračného zastú-penia ich zložiek je možné postupné meniť tepelnú stabilitu, orientáciu, popřípadě kryštalinitu a teku- !tosť taveniny polypropylénu. Podlá tohto vynálezuje možné meniť orientáciu a stupeň kryštalinity jpredorientovaných vlákien, čo umožňuje regulo- !vanie tvrdosti a elasticity v žiadaných kompromi-sech. Dalej za přítomnosti niektorých z uvedenýchprídavkov v polypropyléne sa móžu získať štruktú-ry, ktoré majú zvýšenú teplostálosť. Přikladl '

Sledovala sa účinnost* kombinácie stearánu zi- ínočnatého (A) s kyselinou steárovou (B) v zmesi I s granulovaným a stabilizovaným polypropylénomobchodnej značky Mošten 55.212 + 0,2 podielovTitan Bayer R-KB-2 + 0,2 podielov trilauryltritió-fosťit — tabuíka 1. Získané hodnoty sa porovnávalis hodnotami daTších systémov — taburka 1. Mosten55.212 bol raz pomletý na mlynčeku Apex s prie-merom oka na sitku 1.96 mm. Miešanie zmesi sapreviedlo v turbolentnej rýchlomiešačke TR-400pri 600 obrátkách zá min v priebehu 10 min.Mechanické miešanie zmesi vlaboratómommixeriv priebehu 10 min bolo tiež uspokojivé. Pomiešanávzorka sa tavila v extrúderi š priemerom šneku16 mm a zvlákňovala. Podmienky tavenia a zvlák-ňovania boli: tepjota taviacich zón a. zvlákňovacejTabufka 1

Použité přídavkyv podieloch Optický dvoj^ lom.103 Index degrada- bility Tavný indexpri 230 °Cv g/10 min A B 0,00 0,0 1,14 2,3 19,5 0,10 0,0 2,1 24,6 0,00 0,2 2,2 30,4 . 0,10 0,2 1,7 37,7 0,15 0,2 1,3 46,4 0,20 0,2 13 54,6*

Mosten 55.212 čistý bezdalších prídavkov

Mosten 55.212 + 0,2 po-dielov Titan Bayer R-KB-2 2,1 2,2 1,7

Mosten 55-212 + 0,2 po-dielov trilauryltritiofosfituMosten 55.212 + 0,2 po-dielov trilauryltritiofosfitu+ 0,1 podielov stearánuzinočnatého bez TitanuBayer R-KB-2 1,99 2,1 2,6 19,8 219653 i hlavy 3ÓÓ °C, tlak před čerpadlom 8 MPa, tlak za !í čerpadlom 2 MPa, dávkovanie 20 g/min, zvlákňo-I vacia rýchlosť 130 m/min, počet otvorov v hubici 20, priemer otvoru hubice 0,3 mm, dížka kapiláry hubice 6 mm. Zvýšené teploty ako i prítomnosťí trilauryltritiofosfitu boli potřebné pre deštrukciu i polypropylénu. Z tabulky 1 je vidieť, že v závislosti ;od koncentračného zastúpenia stearánu zinočnaté- >ho a kyseliny steárovej v ich zmesi pridanej dopolypropylénu sa tepelná stabilita a tekutost* póly- í·mémeho systému zvyšujú a je možnosť ich regulo- >vania. So zvyšováním tekutosti taveniny sa umož- 1ňuje zlepšenie zvlákňovacieho procesu, rozšiřuje ( i sa teplotný interval dopravy taveniny, ako i zvlák-j ňovania polyméru a to najma v žiadúcich nižšíchi teplotách. Příklad 2

Obdobný postup ako v příklade 1. Rozdiel je lenv tom, že sa hodnotila účinnost’ kombinácie steará-| nov zinočnatého (A) s vápenatým (B) — tabufka 2.l Získané hodnoty sa porovnávali s hodnotami

Tabulka 2

Použitý stearánv podieloch Stupeň kryšta-linity v % Optický dvoj- lom.103 Ρθ 8 dní Index degra- dability A B 9 dní r 154 dní 0,00 0,00 53,70 62,15 3,0 0,00 0,20 46,88 58,35 2,54 4,0 0,10 0,00 45,62 52,99 1,19 23 0,10 0,20 44,16 2,5 0,15 0,20 44,16 50,92 0,20 0,20 . 41,78 1,12 2,0 0,30 0,20 45,62 035 0,20 52,29 58,35 0,10 0,10 42,73 50,92 0,10 0,15 46,17 52,92 1,91 i Mosten 55.212 čistý 1,6

Mosten 55.212+0,2 po-dielov stearánu vápenaté-ho bez dalších prídavkovMosten 55.212+0,4 po-dielov stearánu vápenaté-ho bez dalších prídavkovMosten 55.212+0,1 po-diel stearánu zinočnatéhobez dalších prídavkovMosten 55.212 + 0,4 po-dielov stearánu zinočna-tého bez dalších prídavkov 2,4 2,1 2,7 4,2 dalších systémov — tabufka 2. Mosten 55.212 bol Idvakrát pomletý na mlynčeku Apex s priemeromoka na sitku 1,96 mm. Z b tkňovacia rýchlosť bola135 m/min. Z tabulky 2 j< vidieť, že v závislosti odkoncentračného zastúperr stearánov zinočnatého ;a vápenatého v ich zmesi | idanej do polypropylénnu je možné viac alebo me ej potlačit’ predorientá- ;ciu a kryštalinitu ako i >epšiť tepelnú stabilitu jdegradovaného polyméru, eo je zvlášť žiadané pri |príprave jeho nedížených vlákien, V podstatě je ; | možnosť regulácie vlastností nedíženého polypro- ! vlákna od vy^-Aých do kompromis-j

Claims (1)

1. 5 lých hodnot a s tým umožnenie zlepšenia jeho tieformovatelnosti. i I Příklad 3 Obdobný postup ako v příklade 2. Rozdiel je len ;tom, že účinnost’ kombinácie stearánov zinočna- ého a vápenatého sa sledovala za přítomnostiorganického, ťažko dispergovatelného pigmentuChromophtal Rot A3B — 0,3 podielov do práško- jzého nestabilizovaného polypropylénu obchodnej íEnačky Tatren HPF 411. Titan Bayer R-KB-2 'a trilauryltritiofosfit neboli přidané do polypropy- jénu — tabuíka 3. Teplota taviacich zón a zvlákňo- |racej hlavy bola 240 °C. Zvlákňovacia rýchlosť ibola 130 m/min. Z tabulky 5 je vidieť, že pri ipřidaní do polypropylénu zmesi 0,2 podiely steará- ,nu zinočnatého aO,2podielystearánu vápenatého 5e možné potlačiť predorientáciu a zlepšil tepelnúStabilitu nestabilizovaného polyméru za přítom-nosti vyššie uvedeného pigmentu. Zvýšená termic-ká stabilita polyméru umožňuje zabránenie zmienfarby. Vyššie uvedené malé množstvá zmesí činidielpósobia v širokom rozsahu teploty — od obyčaj-ných teplót pri ktorých sa stanovuje optickýdvojlom až po teploty stanovenia indexu degrada- ,bility — 280 °C a vyššie — tabulky 1 až 3. i Vplyv malých množstiev zmesí stearánu zinočna- ítého so stearánom vápenatým, popřípadě s kyseli- |Elou steárovou na zmene dvoch súčasne žiadaných, |popřípadě viac vlastností má aplikačný význam, iÚčinok malých množstiev uvedených játok jemožné použit’ pre potlačenie zvýšenej orientácie,popřípadě kryštalinity polypropylénu pod vplyvomurčitých pigmentov, ktoré robia polymér lažko izvlákňovatelný, vlákno dost’ tvrdé, neelastické I PREDMET Zmes na báze polypropylénu s regulovatelnýmiorientačnými, stabilizačnými, popřípadě Teologic-kými a kryštalickými vlastnosíami, vyznačujúci satým, že na 100 hmotnostných podielov polypropy- itěníTobsahuje 0,1 až 0,5 podielov s výhodou 0,1 áž ] 219653 Tabulka 3 Použitý stearánv podieloch Stupeň Hnity po 9 dní kryšta-v % po 160 dní Optický dvoj- lom.103 po 5 dní Index degra- dability A B ' 0,0 0,0 56,56 58,35 9,85 3,5 0,0 0,2 58,81 59,53 2,9 0,0 0,3 60,08 60,88 0,0 0,4 65,93 7,08 0,1 0,2 60,08 2,0 0,2 0,2 56,26 64,67 4,60 1,7 0,3 0,2 56,26 65,93 0,4 0,2 56,56 66,48 Tatren HPF 411 čistý 58,19 63,45 1,9 Tatren HPF 411 + 0,2 po-diely stearánu vápenatéhobez dalších prídavkov 1,2 a zvyšujú množstvo vláknitých odpadov. Naopakpri iných zmesiach polyméru a dalších stupňochspracovania a pri použití jeho výrobkov sa potře-buje zvýšený stupeň kryštalinity. Je to preto, že ;s týmto je možnost’ znížiť lepkavost’ a frikciua zlepšil optické vlastnosti materiálu. Tieto vlast-nosti je možné viac alebo menej dosiahnuť a regu-lovat’ pri použití určitého koncentračného zastúpe-nia látok podlá vyššie uvedeného vynálezu. Přitomsa zvyšuje tepelná stabilita polypropylénu, čoumožňuje zabránenie zmien farby. Dalej je možné š čiastočne nahradit’ niektoré zložky stabilizačnéhoi systému za uvedené zmesi stearánov. Použité; přídavky sú lačné, přístupné a biologicky nezávad-í né. Vyššie uvedený vynález má aplikačný význampre optimalizáciu vlastností pri přípravě spracova-telských polymérnych systémov v tomto čísle vlákien a plastikářských výrobkov. VYNÁLEZU I 0,4 podielov stearánu zinočnatého a 0,1 až 0,5 ;podielov s výhodou 0,1 až 0,4 podielov stearánu ;vápenatého, popřípadě 0,1 až 0,3 podielov kyseli- ,ny steárovej. ;