CS240947B1

CS240947B1 - Způsob výroby polyethylenových pásků a fólií

Info

Publication number: CS240947B1
Application number: CS847459A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Jelinek; Pavel Pesta; Lubomir Kremenak; Vasil Legeza; Jiri Pac; Mihnea Gherghiu; Josef Krivanek; Boris Kasik; Richard Duchac; Vojtech Loerincz; Jan Kotoucek
Original assignee: Jaromir Jelinek; Pavel Pesta; Lubomir Kremenak; Vasil Legeza; Jiri Pac; Mihnea Gherghiu; Josef Krivanek; Boris Kasik; Richard Duchac; Vojtech Loerincz; Jan Kotoucek
Priority date: 1984-10-02
Filing date: 1984-10-02
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS745984A1

Abstract

Řešení se týká výroby polyethylenových pásků a fólií. Kopolymer ethynelu s propylenem s obsahem propylenu 0,4 až 1,6 % hmotnostních o indexu toku taveniny 0,5 až 0,6 g/10 min, při 190 C a obsahem vinylovýeh skupin menších než 0,05 % molárních se nejprve stabilizuje směsí stericky bráněného fenolického antioxidantů a arylfosfitu a potom vytlačuje na primární folii a dlouzí. Vytlačování kopolymeru na primární fólii se provádí při teplotě nižší než 230 °C a dloužení fólie nebo pásků v poměru 1 : 4 až 1(: 10 se provádí při teplotě 120 až 130 oC. Pásky mají vyšší pevnost než pásky vyrobené z kopolymerů ethylenu s butylenem.

Description

(54) Způsob výroby polyethylenových pásků a fólií

Řešení se týká výroby polyethylenových pásků a fólií.

Kopolymer ethynelu s propylenem s obsahem propylenu 0,4 až 1,6 % hmotnostních o indexu toku taveniny 0,5 až 0,6 g/10 min, při 190 C a obsahem vinylovýeh skupin menších než 0,05 % molárních se nejprve stabilizuje směsí stericky bráněného fenolického antioxidantů a arylfosfitu a potom vytlačuje na primární folii a dlouzí. Vytlačování kopolymeru na primární fólii se provádí při teplotě nižší než 230 °C a dloužení fólie nebo pásků v poměru 1 : 4 až 1₍: 10 se provádí při teplotě 120 až 130 o_C. Pásky mají vyšší pevnost než pásky vyrobené z kopolymerů ethylenu s butylenem.

240 947

Vynález se týká výroby polyethylenových pásků a fólií. Pro výrobu monoaxiálně orientovaných polyethylenových pásků jsou užívány vysokohustotní kopolymery ethylenu s 1-butenem s indexem toku taveniny okolo 0,4 g/10 min. Primární folie se vytlačuje kruhovou nebo plochou hubicí z extruderu. Folie se buč dlouží a řeže na jednotlivé pásky^nebo se nejprve řeže na jednotlivé pásky, které se potom dlouží.

Tato velmi náročná technologie vyžaduje materiál určitých vlastností. Předně musí poskytovat tloušťkově uniformní primární fólii bez nehomogenit, t.j. nerozpracovaných částí polymeru, které jsou příčinou nerovnoměrného dloužení fólie, případně i zdrojem vzniku děr a přetrhů. Vyrobené pásky musí být poddajné pro zpracování pletením, nesmí docházet k jejich fibrilaci a musí mít vysokou pevnost.

Těmto podmínkám částečně vyhovují vysokohustotní kopolymery ethylenu s 1-butenem o indexu toku taveniny okolo 0,4 g/10 min. Vysoká molekulová hmotnost zajišťuje dobré mechanické vlastnosti (pevnost), komonomer 1-buten snižuje hustotu polymeru i jeho tuhost a sklon k fibrilaci.

Je však známo, že vysokomolekulární typy lineárního polyethylenu včetně kopolymerů s vyššími alfa-olefiny podléhají při vysokoteplotním zpracování síťování. Vznikají větvené vysokomolekulární struktury, které nelze homogenně rozpracovat v základní neporušené matrici a materiál nevyhovuje dříve uvedeným podmínkám. Sklon k tvorbě sítí je významný u kopolymerů ethylenu s 1-butenem vyrobených v plynné fázi za katalýzy nosičovými katalyzátory na bázi chrómu. Kopolymery připravené uvedenou technologií obsahují 0,10 až 0,15 % molárních vinylových skupin, což je příčinou vzniku rozvětvených vysokomolekulárních struktur. Proto se musí používat kopolymery vyrobené složitější technologií kopolymerace v rozpouštědle.

240 947

Předmětem vynálezu je způsob výroby polyethylenových pásků a fólií monoaxiálně orientovaných z kopolymertrethyléna s propylenem s obsahem propylenu 0,4 až 1,6 % hmotnostních připraveného polymerací v plynné fázi na nosičovám katalyzátoru s organickou sloučeninou chrómu typu chromocenu nebo di-arenchromu, o indexu toku taveniny 0,3 až 0,6 g/10 min (21,2 N,

190 °C) s obsahem vinylových skupin menších než 0,05 % molárních a stabilizovaného směsí stericky bráněného fenolického antioxidantů a arylfosfitu v hmotnostním poměru 1 : 0,5 až 1 : 1,5 vytlačováním a dloužením, při kterém se uvedený kopolymer vytlačuje na primární fólii při teplotě nižší než 230 °C a dloužení fólie nebo pásků v poměru 1 : 4 až 1 : 10 se provádí při teplotě 120 až 130 °C.

Pro výrobu polyethylenových pásků a fólií dle tohoto vynálezu se používá kopolymer ethylenu s propylenem s nízkým obsahem vinylových skupin, který snižuje možnost síťování. Porovnání sklonu materiálu použitého dle tohoto vynálezu s jinými typy lineárního polyethylenu k síťování v procesu zpracování ilustruje tab. 1.

V tabulce jsou uvedeny doby do nárůstu kroutícího momentu na plastografu Brabender, které indikují převažující vliv síťovacích reakcí na reologické chování taveniny.

Tabulka 1

Materiál	Doba do nárůstu kroutícího momentu plastografu
Materiál (I)	> 90 min.
Materiál (II)	30-8 min.
Materiál (III)	28 i 5 min.

Materiál (I) dle vynálezu je specifikován v příkladu 1. Materiál (II) je kopolymer etylenu s 0,7 % molárními butenu, vyrobený polymerací v plynné fázi na chromovém katalyzátoru.

Index toku taveniny je 0,48 g/10 min. (zatížení 21,2 N při 190°C) a obsah vinylů stanovený IČ spektroskopií 0,12 % hmotnostních. Materiál (III) je kopolymer etylenu s butenem, s hustotou 945 kg/m-\ vyrobený polymerací v rozpouštědle na chromovém katalyzátoru. Obsah vinylové složky byl stanoven 0,10 % hmotnostního* Index toku taveniny 0,51 g/10 min. (zatížení 21,2 N, teplota

240 947

190 °C). Je třeba podotknout, že materiál (III) má nejnižší obsah stabilizačních složek. Lze tedy soudit, že nejméně náchylný k sílovacím rekcím je materiál (I), nejvíce náchylný materiál je (II). Samotné snížení koncentrace vinylových skupin ve zpracovávaném materiálu ηςηί postačující podmínkou pro získání kvalitního výrobku. Kopolymer, vzhledem k vysoké molekulové hmotnostijse musí stabilizovat vhodnými zpracovatelskými stabilizátory, které může přidávat do kopolymerů jeho výrobce při granulaci.

Jako stéricky bráněný fenolický antioxidant lze použít například pentaerythrityl-tetrakis-3-(3,5-diterc.butyl-4-hydroxyfenyl) propionát, oktadecyl-3-(3,5 diterc.butyl-4-hydroxyfenyl) propionát, l,3,5-tris-(3,5-diterc.butyl-4-hydroxybenzyl) i sokyanurát, 1,3,5-tris-(3,5-diterc.butyl-4-hydroxybenzyl)-mesitylen ; jako arylfosfit je vhodný například tris-(nonylfenyl) fosfit, tris-(2,4-diterc.butylfenyl) fosfit, tris£4-(l-fenyl) ethylfenylj fosfit.

Důležité je, aby materiál před konečným zpracováním obsahoval dostatečné množství fosfitického stabilizátoru.

K zabránění závad uvedených v úvodu je třeba dodržet vhodné zpracovatelské podmínky. Dodržení maximální teploty při vytlačování snižuje nebezpečí sílování i případné degradace polymeru, dodržení poměru dloužení 1 : 4 až 1 : 10 při teplotě 120 až 130 °C zabezpečuje požadovanou pevnost pásků a fólie. Zpracování fólie na pásky se děje známým způsobem, uvedeným v úvodu. Vynález osvětlí následující příklad, % v příkladě jsou hmotnostní.

Příklad

K výrobě orientovaných pásků byl použit kopolymer ethylenpropylen vyrobený polymerací v plynné fázi na nosičovém chromočeno vém katalyzátoru. Obsahoval 0,8 % propylenové složky, index toku 0,54 g/10 min při zatížení 21 N a teplotě 190 °C (dle ČSN 640 861). Poměr indexů toku při zatíženích 211,8 a 21,2 N (hodnota MFR) činil 55. Materiál je dále značen (I). Obsah vinylových skupin, stanovený IČ spektroskopií, byl 0,02 %. Polymer byl aditivován na granulační lince stabilizačním systémem pentaerythrityl-tetrakis-3-(3,5-diterc.butyl-4-hydroxyfenyl)-propionát a

- 4 240 947 tris-(nonylfenyl) fosfit v množstvích 0,12 % každé z obou složek. Materiál byl zpracován technologií tubulární fólie dloužené a stabilizované v celé Šíři na lince firmy Lenzig s extruderem 0 90 mm, délky 24 D. Byly nastaveny následující parametry linky :

Teploty pásem extruderu směrem od násypky k hlavě : 160 °C 165 °C - 170 °C - 180 °C

Teploty pásem vytlačovací hlavy : 182 °C - 184 Otáčky šneku :

Rychlost přiváděčích a ohřívacích válců Rychlost dloužících válců :

Rychlost stabilizačních válců :

Teplota dloužících válců :

Tloušťka primární fólie :

Tloušťka dloužené fólie :

°C - 190 °C min

5,5 min 40 min”^1,39,5 min 125 °C

190 ^um 25 - 30^um

Řezání a textilní zpracování pásků na rašlový úplet bylo provedeno na pletacích strojích firmy K.Mayer. Primární fólie z materiálu dle tohoto vynálezu byla prostá gelů a nedocházelo k žádným přetrhům při jejím dloužení.

Za uvedených podmínek nebyl materiál (II), specifikovaný dříve v textujvůbec zpracovatelný pro vysoký obsah gelů v primární fólii, resultující v časté přetrhy dloužené primární fólie.

Srovnání mechanických vlastností pletené textilie, vyrobené z materiálů (I) a (III)jje uvedeno v tabulce 2. Materiál (III) je blíže specifikován v předchozím textu.

Tabulka 2

	1 řetízek pevnost tažnost	7 řetízků pevnost tažnost	50 pevnost N	mm podél tažnost %
N	%	N	%
Materiál (I)	65,1	46	331	39	109	116
Materiál (III)	46,1	42	274	36	67,1	120

Je patrné, že bylo dosaženo vyšší pevnosti pletené textilie vyrobené z pásků z materiálu (I) dle vynálezu než u textilie z materiálu (III), dosud běžně používaného.

Výhodou způsobu výroby polyethylenových pásků dle tohoto vynálezu je možnost použití levnějšího kopolymeru ethylen-pro240 947

- F pylen připraveného jednodušší technologií. Polyethylenové pásky mají vyšší pevnost při zachování všech ostatních kvalitativních požadavků, a navíc poskytuji vyšší technologickou bezpečnost.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob výroby polyethylenových pásků a fólií monoaxiálně orientovaných z kopolymeru ethylenu s propylenem s obsahem propylenu 0,4 až 1,6 % hmotnostních, připraveného polymerací v plynné fázi na nosičovém katalyzátoru s organickou sloučeninou chrómu typu chromocenu nebo diarenchromu, o indexu toku taveniny 0,3 až 0,6 g/10 min. při 190°C s obsahem vinylových skupin menším než 0,05 % molárních a stabilizovaného směsí stéricky bráněného fenolického antioxidantu a arylfosfitu v hmotnostním poměru 1 : 0,5 až 1,5 vytlačováním a dloužením, vyznačený tím, že se uvedený kopolymer vytlačuje na primární fólii při teplotě nižší než 230 °C a dloužení fólie nebo pásků v poměru 1 : 4 až 1 : 10 se provádí při teplotě 120 až 130 °C.