CS245874B1 - Thermoplastic based on polypropylene and polyethylene - Google Patents
Thermoplastic based on polypropylene and polyethylene Download PDFInfo
- Publication number
- CS245874B1 CS245874B1 CS1024084A CS1024084A CS245874B1 CS 245874 B1 CS245874 B1 CS 245874B1 CS 1024084 A CS1024084 A CS 1024084A CS 1024084 A CS1024084 A CS 1024084A CS 245874 B1 CS245874 B1 CS 245874B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- polypropylene
- polyethylene
- weight
- toughness
- molecular weight
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Řešení se týká termoplastu na bázi polypropylenu a polyetylénu s anorganickým plnivem. Obsahuje 16 až 76 % hmotnostních polypropylenu s indexem toku vyšším než 10, charakterizovaného koeficientem polydisperzity menším než 5, 8 až 57 % hmotnostních polyetylénu charakterizovaného indexem toku nižším než 1 g/10 min. a 20 až 60 % hmotnostních mikromletého vápence s průměrnou velikostí částic 1 až 5 um. Termoplast je použitelný pro vstřikování členitých výrobků s dobrou houževnatostí.The solution relates to a thermoplastic based on polypropylene and polyethylene with an inorganic filler. It contains 16 to 76% by weight of polypropylene with a melt index higher than 10, characterized by a polydispersity coefficient of less than 5, 8 to 57% by weight of polyethylene characterized by a melt index lower than 1 g/10 min. and 20 to 60% by weight of micro-ground limestone with an average particle size of 1 to 5 μm. The thermoplastic is usable for injection molding of articulated products with good toughness.
Description
(54) Termoplast na bázi polypropylenu a polyetylénu(54) Thermoplastic based on polypropylene and polyethylene
Řešení se týká termoplastu na bázi polypropylenu a polyetylénu s anorganickým plnivem. Obsahuje 16 až 76 % hmotnostních polypropylenu s indexem toku vyšším než 10, charakterizovaného koeficientem polydisperzity menším než 5, 8 až 57 % hmotnostních polyetylénu charakterizovaného indexem toku nižším než 1 g/10 min. a 20 až 60 % hmotnostních mikromletého vápence s průměrnou velikostí částic 1 až 5 um.The solution relates to a thermoplastic based on polypropylene and polyethylene with an inorganic filler. It contains 16 to 76% by weight of polypropylene with a melt index higher than 10, characterized by a polydispersity coefficient of less than 5, 8 to 57% by weight of polyethylene characterized by a melt index lower than 1 g/10 min. and 20 to 60% by weight of micro-ground limestone with an average particle size of 1 to 5 μm.
Termoplast je použitelný pro vstřikování členitých výrobků s dobrou houževnatostí.Thermoplastic is suitable for injection molding of complex products with good toughness.
Vynález se týká kompozitního materiálu tvořeného směsí polypropylenu s polyetylénem a anorganickým plnivem.The invention relates to a composite material formed by a mixture of polypropylene with polyethylene and an inorganic filler.
Pro řadu aplikací, například v automobilovém průmyslu, jsou požadovány snadno zpracovatelné termoplastické materiály mající současně vysokou tuhost i houževnatost.For many applications, such as in the automotive industry, easily processable thermoplastic materials with both high stiffness and toughness are required.
Ze známých termoplastů se těmto požadavkům blíží houževnatý polystyren, který je však nepoužitelný vzhledem ke snadnému poškození v prostředí benzinu ,a olejů.Of the known thermoplastics, tough polystyrene comes closest to meeting these requirements, but it is unusable due to easy damage in the environment of gasoline and oils.
Vstřikovací typy polypropylenu uvedeným požadavkům nevyhovují vzhledem k tomu, že jejlcb tuhost je poměrně malá, houževnatost nízká a velká anizotropie smrštění neumožňuje dosáhnout požadovaný stupeň přesnosti.Injection-molded types of polypropylene do not meet the above requirements, since their stiffness is relatively low, their toughness is low, and their large shrinkage anisotropy does not allow the required degree of accuracy to be achieved.
Polypropylen plněný anorganickými plnivy, například mikromletým vápencem, splňuje jen požadavek tuhosti, nedosahuje však potřebné houževnatosti a zatékavosti. Malou zatéksvost ie sice možno kompenzovat zpracováním, při vyšších teplotách a tlacích, omezujícím faktorem je však tepelná stabilita. Dobře tekuté kompozitní materiály lze připravit použitím polypropylenu, jehož struktura, byla modifikována odbouráním za přítomnosti peroxidu, avšak pro mechanicky náročné výrobky mají tyto materiály malou houževnatost.Polypropylene filled with inorganic fillers, for example micro-ground limestone, only meets the requirement of stiffness, but does not achieve the necessary toughness and flowability. Although the low flowability can be compensated by processing at higher temperatures and pressures, the limiting factor is thermal stability. Highly flowable composite materials can be prepared using polypropylene, the structure of which has been modified by degradation in the presence of peroxide, but these materials have low toughness for mechanically demanding products.
Podle AO č. 197 043 je možno- připravit materiály mající současně vysokou tuhost i houževnatost použitím ternárních směsí polypropylenu s polyetylénem a anorganickým plnivem. Jsou-li pro přípravu těchto směsí použity běžné (reaktorové) typy polypropylenu, způsobuje přítomnost vysokomolekulárního polyetylénu a anorganického plniva trk velké snížení zatékavosti, že tyto materiály jsou jen obtížně použitelné pro vstřikování členitých výrobků.According to AO No. 197 043, it is possible to prepare materials having both high stiffness and toughness by using ternary mixtures of polypropylene with polyethylene and inorganic filler. If conventional (reactor) types of polypropylene are used for the preparation of these mixtures, the presence of high molecular weight polyethylene and inorganic filler causes a large reduction in flowability, making these materials difficult to use for injection molding of segmented products.
Problém houževnatosti souvisí s přítomností dostatečného počtu dlouhých ohebných makromolekul, které vytvářejí spoje mezi jednotlivými částicemi pevné fáze, to je mezi krystality vlastního polymeru i mezi částicemi plniva. Pfoto je pro dosažení žádoucí houževnatosti třeba, aby v semikrystalickém polymeru byl přítomen určitý podíl ohebných vysokomnlekulárních řetězců charakterizovaných molekulární hmotností větší než 10fi. Na druhé straně je známo, že polymery mající tak vysokou molekulární hmotnost jsou nesnadno' zpracovatelné.The problem of toughness is related to the presence of a sufficient number of long flexible macromolecules that create bonds between individual particles of the solid phase, that is, between the crystallites of the polymer itself and between the filler particles. In order to achieve the desired toughness, it is necessary that a certain proportion of flexible high-molecular chains characterized by a molecular weight greater than 10 fi be present in the semi-crystalline polymer. On the other hand, it is known that polymers having such a high molecular weight are difficult to process.
Použijí-li se směsi odbouraného polypropylenu charakterizovaného úzkou distribucí molekulárních hmotností a vysokou tekutostí s vysokomolekulárním polyetylénem, je možno vyrobit směsi, které mají současně dobrou zatékavosti dobrou houževnatost. Z hlediska viskozity taveniny je možnoi tento případ porovnávat se směsí kapalného změkčovadla s vysokomolekulárním polymerem. Je známo, že směsi obsahující 40 °/o hmotnostních vysokomolekulárního polymeru mají kaučukovitě-elastický charakter, směsi obsahující 30 % hmotnostních tohoto polymeru představují již dobře tekuté roztoky. Podobný případ pozorujeme v případě směsí odbouraného' polypropylenu s vysokomolekulárním polyetylénem. Například přísada 15 % hmotnostních vysokomolekulárního polyetylénu způsobuje jen malé zvýšení viskozity taveniny odbouraného polypropylenu. V praxi však nelze v případě neplněných polymerů použít přísadu vysokomolekulárníbo polyetylénu ke zlepšení houževnatosti polypropylenu, protože při chladnutí tavením/ dochází k oddělování obou samostatně krystalizujících fází. Jak bylo ukázáno v AO č. 197 043 zabraňuje přísada anorganického plniva oddělování obou fází.If mixtures of degraded polypropylene characterized by a narrow molecular weight distribution and high fluidity are used with high molecular weight polyethylene, it is possible to produce mixtures that have both good flowability and good toughness. From the point of view of melt viscosity, this case can be compared with a mixture of a liquid plasticizer with a high molecular weight polymer. It is known that mixtures containing 40% by weight of high molecular weight polymer have a rubbery-elastic character, mixtures containing 30% by weight of this polymer already represent well-fluid solutions. A similar case is observed in the case of mixtures of degraded polypropylene with high molecular weight polyethylene. For example, the addition of 15% by weight of high molecular weight polyethylene causes only a small increase in the viscosity of the degraded polypropylene melt. In practice, however, in the case of unfilled polymers, the addition of high molecular weight polyethylene cannot be used to improve the toughness of polypropylene, because during melting cooling, the two separately crystallizing phases separate. As was shown in AO No. 197 043, the addition of an inorganic filler prevents the separation of the two phases.
Takový postup je vhodný i pro modifikaci vysokotekutého polypropylenu.Such a process is also suitable for modifying high-flow polypropylene.
Předmětem vynálezu je termoplast na bázi polypropylenu a polyetylénu jehož nadmolekulární struktura je modifikována anorganickým plnivem, který obsahuje 16 až 76 proč. hmotnostních polypropylenu s indexem toku vyšším než 10 g/10 min. s koeficientem polydisperzity menším než 5, 8 až 57 % hmotnostních polyetylénu s indexem toku nižším než 1 g/10 min. a 20 a,ž 70 % 1 až 5 ,«m.The subject of the invention is a thermoplastic based on polypropylene and polyethylene, the supramolecular structure of which is modified by an inorganic filler, which contains 16 to 76 percent by weight of polypropylene with a melt index higher than 10 g/10 min. with a polydispersity coefficient less than 5, 8 to 57 percent by weight of polyethylene with a melt index lower than 1 g/10 min. and 20 to 70 percent of 1 to 5 .«m.
Použití dostatečné (nadkrltickéj koncentrace plniva zabraňuje separátní krystalizaci obou polymerů. Přitom se vysokomolekulární polyetylén přednostně sorbuje na plnivo a vytváří houževnatou hraniční vrstvu kolem, částic plniva. Plnivo současně brání vzniku velkých sférolitů, které působí jako koncentrátory napětí a jejichž vznik je právě u vysoce tekutých typů polypropylenu velmi snadný. Kritickou koncentraci plniva si lze představit tak, že při dokonalé dispergaci bude vzdálenost mezi jednotlivými částicemi plniva menší, než je prostor potřebný pro vznik sférolitů.The use of a sufficient (supercritical) concentration of filler prevents the separate crystallization of both polymers. In this case, high molecular weight polyethylene preferentially sorbs onto the filler and creates a tough boundary layer around the filler particles. At the same time, the filler prevents the formation of large spherulites, which act as stress concentrators and whose formation is very easy, especially in highly fluid types of polypropylene. The critical concentration of filler can be imagined as such that, with perfect dispersion, the distance between individual filler particles will be smaller than the space required for the formation of spherulites.
Předpokládá-11 se například kritická vzdálenost mezi částicemi plniva lklit — 10 μτη, dostává se při průměrné velikosti částic dgo = 3 μΐη pro' kritickou koncentraci plniva hodnotu 6,33 % objemových, respektive 16,8 % hmotnostních. Je zřejmé, že pro menší částice bude kritická koncentrace plniva menší, avšak zde působí problémy jeho dokonalá dispergace.For example, assuming a critical distance between filler particles of l klit — 10 μη, with an average particle size of dgo = 3 μΐη, the critical filler concentration is 6.33% by volume or 16.8% by weight, respectively. It is obvious that for smaller particles the critical filler concentration will be smaller, but here its perfect dispersion causes problems.
Palypropylen, charakterizovaný indexem toku vyšším než 10 a koeficientem polydisperzity, což je poměr váhové Mv a číselné Mn molekulové hmotnosti, menším než 5, se vyrábí peroxidickým odbouráním reaktorových typů.Polypropylene, characterized by a melt index higher than 10 and a polydispersity coefficient, which is the ratio of the weight M v and the number M n molecular weight, less than 5, is produced by peroxidic decomposition of reactor types.
Dispergace plniva v málo viskózním prostředí odbouraného polypropylenu je velmi obtížná vzhledem k obtížnému přenášení potřebné mechanické energie z hnětacího zařízení do taveniny polymeru a odtud do agregátů plniva. Proto je výhodné postupovat tak, že vysokou koncentraci vysokomolekulárního polyetylénu. Takto připravený koncentrát je pak ředěn na optimální finální koncentraci plniva vysoce tekutým odbouraným polypropylenem.Dispersion of filler in a low-viscosity environment of degraded polypropylene is very difficult due to the difficulty of transferring the necessary mechanical energy from the kneading device to the polymer melt and from there to the filler aggregates. Therefore, it is advantageous to proceed in such a way that a high concentration of high molecular weight polyethylene is added. The concentrate prepared in this way is then diluted to the optimal final filler concentration with highly fluid degraded polypropylene.
Homogenní rozmíchání odbouraného polypropylenu s koncentrátem obsahujícím vysokomolekulární polyetylén a část odbouraného polypropylenu je možno zajistit v běžném vstřikovacím stroji vybaveném poměrovým dávkovačem obou složek. Tímto způsobem je možno připravit celou řadu materiálů, které se liší tuhostí, zatékavostí a houževnatostí, a mohou tak vyhovět širokým požadavkům jednotlivých aplikací.Homogeneous mixing of degraded polypropylene with a concentrate containing high molecular weight polyethylene and a portion of degraded polypropylene can be achieved in a conventional injection molding machine equipped with a proportional dosing device for both components. In this way, a wide range of materials can be prepared, differing in stiffness, flowability and toughness, and can thus meet the wide requirements of individual applications.
Podstatu vynálezu lépe objasní následující příklad. Díly a procenta uváděná v příkladu jsou hmotnostní.The following example will better illustrate the nature of the invention. The parts and percentages given in the example are by weight.
Příklad 1Example 1
Do násypky dvojšnekového směšovacího extrudéru Werner & Pfleiderer ZSK 53 bylo současně dávkováno:The following was simultaneously dosed into the hopper of the Werner & Pfleiderer ZSK 53 twin-screw mixing extruder:
— 21,5 dílů vysokomolekulárního lineárního polyetylénu charakterizovaného indexem toku I. T.]!M1 = 0,14 g/10 min.— 21.5 parts of high molecular weight linear polyethylene characterized by a flow index IT] !M1 = 0.14 g/10 min.
— 21,5 dílů polypropylenu připraveného odbouráním za přítomnosti peroxidu a moderátoru, který byl charakterizován indexem toku I. T.23O = 15,0 g/10 min. a koeficientem polydisperzity 4,8 (I).— 21.5 parts of polypropylene prepared by degradation in the presence of peroxide and moderator, which was characterized by a flow index IT 23O = 15.0 g/10 min. and a polydispersity coefficient of 4.8 (I).
— 57,0 dílů mikromletého vápence, charakterizovaného průměrnou velikostí částic 2,7 j«m, tříděného pod 10 μΐη, povrchově upraveného 0,3 % kyseliny stearové.— 57.0 parts of micro-ground limestone, characterized by an average particle size of 2.7 µm, graded below 10 µm, surface-treated with 0.3% stearic acid.
Hnětení probíhalo při teplotě 230 °C, vycházející struna byla sekána na granulát (IJ).Kneading took place at a temperature of 230 °C, the resulting string was chopped into granules (IJ).
Mechanické vlastnosti byly hodnoceny u vstřikovaných těles, přičemž do násypky vstřikovacího stroje byla dávkována směs obsahující 70 dílů granulátu II a 30 dílů polypropylenu I. Zatékavost byla hodnocena použitím formy ve tvaru Archimedovy spirály s lichoběžníkovým průřezem 3x5 mm, teplota formy 50 °C, teplota taveniny 250 stupňů Celsia, tlak 7 MPa.Mechanical properties were evaluated for injection-molded bodies, with a mixture containing 70 parts of granulate II and 30 parts of polypropylene I being dosed into the hopper of the injection molding machine. Flowability was evaluated using a mold in the shape of an Archimedean spiral with a trapezoidal cross-section of 3x5 mm, mold temperature 50 °C, melt temperature 250 degrees Celsius, pressure 7 MPa.
Tabulka porovnává zpracovatelské a mechanické vlastnosti takto vyrobeného materiálu (A) se vzorkem, ve kterém byl polypropylenl I nahrazen běžným vstřikovacím polypropylenem s indexem toku 3,0 g/10 min (B). Dále jsou uvedeny vlastnosti polypropylenu I plněného 40 % stejného mikromletého vápence (C) i vlastnosti neplněného polypropylenu I (DJ:The table compares the processing and mechanical properties of the material produced in this way (A) with a sample in which polypropylene I was replaced by conventional injection-molded polypropylene with a flow index of 3.0 g/10 min (B). The properties of polypropylene I filled with 40% of the same micro-ground limestone (C) and the properties of unfilled polypropylene I (DJ:
Vlastnost JednotkaProperty Unit
cenné houževnatosti je dosahováno podstatně lepší zatékavostí. Materiál C má ve srovnání s materiálem A prakticky stejnou za-valuable toughness is achieved by significantly better flowability. Material C has practically the same flowability compared to material A.
ně horší houževnatost. Předností materiálu D je jen vyšší zatékavost, tento materiál však má výrazně menší tuhost i houževnatost.The advantage of material D is only higher flowability, but this material has significantly lower stiffness and toughness.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS1024084A CS245874B1 (en) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | Thermoplastic based on polypropylene and polyethylene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS1024084A CS245874B1 (en) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | Thermoplastic based on polypropylene and polyethylene |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS245874B1 true CS245874B1 (en) | 1986-10-16 |
Family
ID=5448418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS1024084A CS245874B1 (en) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | Thermoplastic based on polypropylene and polyethylene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS245874B1 (en) |
-
1984
- 1984-12-21 CS CS1024084A patent/CS245874B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Speri et al. | Fiber reinforced rubber modified polypropylene | |
| CN101717580B (en) | High-performance polyphenylene sulfide insulating composite material and preparation method thereof | |
| AU633580B2 (en) | Wholly aromatic polyester fiber-reinforced high performance thermoplastic and process for preparing same | |
| US4804697A (en) | Thermoplastic resin composition having an improved chemical resistance | |
| US9200159B2 (en) | Blends of polyethersulfones and polyphenylene sulfide resins | |
| Haniff et al. | Preparation and characterization of poly (lactic acid)(PLA)/polyoxymethylene (POM) blends | |
| US20050004326A1 (en) | Polyaryletherketone polymer blends | |
| WO1998016585A1 (en) | Resin composition | |
| Faulkner | Toughened mica‐filled polypropylene systems | |
| CS245874B1 (en) | Thermoplastic based on polypropylene and polyethylene | |
| US5401799A (en) | Polyphenylene sulfide-based thermoplastic molding composition of high wear strength, and the use thereof | |
| EP0247512A2 (en) | Thermoplastic resin composition improved in solvent resistance | |
| JP4370652B2 (en) | Sizing agent and chopped carbon fiber treated with the sizing agent | |
| Liu et al. | Influence of the HDPE molecular weight and content on the morphology and properties of the impact polypropylene copolymer/HDPE blends | |
| US8859651B2 (en) | Blends of polysulfones and polyphenylene sulfide resins | |
| Jha et al. | Investigation on the mechanical, thermal propertiesof polyamide 6/polypropylene blends with natural talc as filler | |
| Sawhney et al. | Structure and properties of polyblends of a thermotropic liquid crystalline polymer with an alloy of polyamide‐6 and ABS | |
| KR100552132B1 (en) | Nylon / Polyolefin Polymer Mixture with High Compatibility | |
| CN111592755B (en) | Enhanced bio-based polyamide 56 composition and preparation method thereof | |
| Wahit et al. | Toughening of polyamide 6 nanocomposites: effect of organoclay and maleic anhydride grafted polyethylene octene loading on morphology | |
| EP0540370B1 (en) | Crystalline thermoplastic resin composition | |
| Furter | Filled linear polyethylene compositions | |
| JP2669817B2 (en) | Resin composition | |
| ALGHAMDI | Characterization of polypropylene and polycarbonate blend | |
| Wong et al. | Nucleating agent effects on selected properties of polypropylene |