CZ293755B6 - Method for determining physical and mechanical properties of semicrystalline polymers - Google Patents

Method for determining physical and mechanical properties of semicrystalline polymers Download PDF

Info

Publication number
CZ293755B6
CZ293755B6 CZ20023926A CZ20023926A CZ293755B6 CZ 293755 B6 CZ293755 B6 CZ 293755B6 CZ 20023926 A CZ20023926 A CZ 20023926A CZ 20023926 A CZ20023926 A CZ 20023926A CZ 293755 B6 CZ293755 B6 CZ 293755B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
mechanical properties
physical
determined
solid phase
fraction
Prior art date
Application number
CZ20023926A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ20023926A3 (en
Inventor
Jan Ing. Csc. Kratochvíla
Jaroslav Rndr. Csc. Kučera
Daniela Ing. Havlíčková
Original Assignee
Polymer Institute Brno, Spol. S R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polymer Institute Brno, Spol. S R.O. filed Critical Polymer Institute Brno, Spol. S R.O.
Priority to CZ20023926A priority Critical patent/CZ293755B6/en
Publication of CZ20023926A3 publication Critical patent/CZ20023926A3/en
Publication of CZ293755B6 publication Critical patent/CZ293755B6/en

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

The present invention makes it possible to determine physical and mechanical properties (such as elastic deformation modulus, strength, ductility, tenacity, hardness, luster, bloom, density, gas un vapor permeability) of semicrystalline polymers, the glass transition temperature (Tg) of which is less than temperature of physical and mechanical property measurements, for example polypropylene, polyethylene, propylene and ethylene copolymers, polyvinylidene fluoride, polyoxymethylene, polyamide 11, plasticized polyvinyl chloride. The measurement method consists in that after finish of heat preparation of test bodies, there is conducted a series of measurements of physical and mechanical properties and ratio of solid (immovable, rigid) phase in semicrystalline polymer is determined simultaneously by employing e1H-NMR pulse method. A correlation of individual physical and mechanical properties with ration of the steady phase is constructed, whereby the property value extrapolated to 100-percentage ratio of the solid phase corresponds to a limiting physical and mechanical property of the semicrystalline polymer. In addition to said limiting values, there are determined by extrapolation or interpolation physical and mechanical properties, corresponding to arbitrary ratio of the solid phase being determined by the e1H-NMR pulse method.

Description

Způsob stanovení fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerůMethod for determination of physical-mechanical properties of semi-crystalline polymers

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu fyzikálně mechanických vlastností včetně stanovení jejich limitních hodnot u semikrystalických polymerů, jejich teplota skelného přechodu amorfního podílu (Tg) je nižší než teplota měření fyzikálně mechanických vlastností, například polypropylenu, polyethylenu, kopolymerů propylenu a ethylenu, polyoxymethylenu, polyvinylidenfluoridu, polyamidu 11, měkčeného polyvinylchloridu, apod.The invention relates to a method of physicochemical properties including the determination of their limit values for semicrystalline polymers whose glass transition temperature of the amorphous fraction (Tg) is lower than the measurement temperature of physicochemical properties such as polypropylene, polyethylene, propylene-ethylene copolymers , plasticized polyvinyl chloride, and the like.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Semikrystalické polymery, jako je například polypropylen ajeho kopolymery, polyethylen, apod. nacházejí stále širší použití jako konstrukční materiály v technické praxi. Vzhledem k nízké ceně zdravotní nezávadnosti, snadné recyklovatelnosti, dobré zpracovatelnosti a vyhovujícím fyzikálně mechanickým vlastnostem jsou nacházeny stále nové aplikace, problémem u těchto semikrystalických polymerů je silná závislost fyzikálně mechanických vlastností na době uplynulé od posledního tepelného zpracování. V praxi tak dochází ke změnám fyzikálně mechanických vlastností těchto materiálů, případně užitných vlastností výrobků z nich zhotovených, od doby měření fyzikálně mechanických vlastností na čerstvém výrobku po dobu konečného užití výrobku.Semi-crystalline polymers, such as polypropylene and its copolymers, polyethylene, and the like, are increasingly used as construction materials in engineering practice. Due to the low cost of health, easy recyclability, good workability and satisfying physico-mechanical properties, new applications are still found, the problem with these semi-crystalline polymers is the strong dependence of physico-mechanical properties on the time elapsed since the last heat treatment. In practice, the physical-mechanical properties of these materials, or the utility properties of the products made therefrom, have changed since the measurement of the physical-mechanical properties on the fresh product until the end use of the product.

Úkolem předloženého vynálezu je nálezem způsobu stanovení fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů, které jsou na době stárnutí (kondicionace) nezávislé a lze je tedy považovat za materiálové charakteristiky.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for determining the physico-mechanical properties of semi-crystalline polymers that are independent of the aging (conditioning) period and can therefore be considered as material characteristics.

V současné době se vyhodnocují fyzikálně mechanické vlastnosti polymerů standardními normovanými metodami specifikovanými v různých zemích, např. ČSN, ISO, ASTM, apod. Tyto metody umožňují stanovit fyzikálně mechanické vlastnosti po předepsané kondicionaci, např. teplota +23 °C, relativní vlhkost 50 %, doba 2 až 7 dnů po přípravě zkušebních těles. Takto naměřené fyzikálně mechanické vlastnosti závisejí významně na době kondicionace a zpravidla nic nevypovídají o reálných fyzikálně mechanických vlastnostech, kterých materiály dosáhnou na finálních výrobcích v průběhu jejich užívání, tj. po kondicionaci trvající zpravidla měsíce až roky. Časovou závislost fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů popsal podrobně např. L.C.E. Struik v knize „Physical Aging in Amorphous Polymers and Other Materials“, (Elsevier, Amsterdam 1978). tyto časové závislosti fyzikálně mechanických vlastností nejsou obecně linearizovatelné a není reálné získat extrapolací na „nekonečně dlouhou“ dobu kondicionace tzv. limitní fyzikálně mechanické vlastnosti. Příčinou je nelinearita závislosti fyzikálně mechanických vlastností na čase, nelinearita na logaritmu (ani na žádné jednoduché funkci) času a nevíc platnost empirického pravidla, které zakazují extrapolovat výsledky měření časové závislosti vlastností o více než jeden řád času.Currently, the physical-mechanical properties of polymers are evaluated by standard standardized methods specified in different countries, eg CSN, ISO, ASTM, etc. These methods allow to determine the physical-mechanical properties after prescribed conditioning, eg temperature +23 ° C, relative humidity 50% , 2 to 7 days after preparation of the test specimens. The physical-mechanical properties thus measured depend significantly on the conditioning time and, as a rule, do not provide any indication of the actual physical-mechanical properties that the materials achieve on the final products during their use, i.e. after conditioning usually lasting months to years. The time dependence of the physical-mechanical properties of semi-crystalline polymers has been described in detail, for example, by L.C.E. Struik in "Physical Aging in Amorphous Polymers and Other Materials," (Elsevier, Amsterdam 1978). these time dependencies of physico-mechanical properties are not generally linearizable and it is not realistic to obtain the so-called limit physico-mechanical properties by extrapolation to the “infinitely long” conditioning period. This is due to the non-linearity of the physical-mechanical dependence on time, the non-linearity of the logarithm (or any simple function) of time, and, moreover, the validity of the empirical rule that forbid extrapolate the results of time dependence measurements by more than one order of time.

Interpretací časové závislosti fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů se zabývala řada autorů, např. S. Kapur a C.E. Rogers: J. Polyn. Sci.: Polym, Phys. Ed., 10, 2107(1972) zkoumali izotaktický polypropylen, L. Guadagno, C. Fontanella, V. Vittoria a P. Longo: J. Polym. Sci.: Part B: Polym. Physics, 37, 173(1999) zkoumali syndiotaktický polypropylen. R. Verma, H. Marand a B. Hsiao: Macromolecules 29, 7767(1996) na základě měření rozptylu rentgenového záření na vzorcích poly(ether-etherketonu) přisoudili časovou závislost fyzikálně mechanických vlastností semikiystalického polymeru tzv. sekundární krystalizaci, spočívající v postupné změně původně kapalného polymeru v prostorách mezi lamelami uvnitř sférolitu na pevný polymer. Krystalinita semikrystalických polymerů se měří několika různými tradičními metodami (rentgenovou, hustotní, kalorimetrickou, apod.). Způsob využití těchtoInterpretation of the temporal dependence of the physical-mechanical properties of semicrystalline polymers has been addressed by a number of authors, eg S. Kapur and C.E. Rogers: J. Polyn. Sci .: Polym, Phys. Ed., 10, 2107 (1972) investigated isotactic polypropylene, L. Guadagno, C. Fontanella, V. Vittoria, and P. Longo: J. Polym. Sci .: Part B: Polym. Physics, 37, 173 (1999) investigated syndiotactic polypropylene. R. Verma, H. Marand and B. Hsiao: Macromolecules 29, 7767 (1996), by measuring X-ray scattering on poly (ether-ether ketone) samples, attributed the time dependence of the physical-mechanical properties of the semi-crystalline polymer to the so-called secondary crystallization. of the initially liquid polymer in the spaces between the lamellae within the spherolite to the solid polymer. The crystallinity of semi-crystalline polymers is measured by several different traditional methods (X-ray, density, calorimetric, etc.). How to use these

-1CZ 293755 B6 metod vedoucí ke stanovení tzv. limitních hodnot fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů není znám.Methods for determining the so-called limit values of the physical-mechanical properties of semi-crystalline polymers are not known.

V současnosti některé specializované firmy (Bruker Optik GmbH, SRN, Oxford Instruments, 5 Idustrial Analysis Group, GB, Resonance Instruments, GB) vyrábějí přístroje umožňující měřit podíl pevné (rigidní, neboli nepohyblivé) fáze v semikrystalických polymerech metodou pulzní 'H-NMR. Pevná fáze je definována krátkým, tzv. spin-spinovým relaxačním časem T2<10 ps, viz např. Fujimoto K., Nishi T., Kado R.: Polymer J. 3, 448 (1972). Kapalná neboli pohyblivá fáze je naopak definována dlouhým spin-spinovým relaxačním časem, zpravidla T2>10 ps. to Měření je zpravidla nepřímé, relativní, tj. vyžaduje kalibraci pomocí série referenčních vzorků.Currently, some specialized companies (Bruker Optik GmbH, Germany, Oxford Instruments, 5 Idustrial Analysis Group, GB, Resonance Instruments, GB) are making devices that measure the solid (rigid) or fixed phase fraction in semi-crystalline polymers by pulse 1 H-NMR. The solid phase is defined by a short, so-called spin-spin relaxation time T 2 <10 ps, see, e.g., Fujimoto K., Nishi T., Kado R., Polymer J. 3, 448 (1972). Conversely, the liquid phase is defined by a long spin-spin relaxation time, typically T 2 > 10 ps. to Measurement is generally indirect, relative, ie requires calibration using a series of reference samples.

Způsob přímého, absolutního měření podílu pevné fáze semikrystalických polymerů touto metodou není znám. V této souvislosti je nutno konstatovat, že podíl pevné (nepohyblivé) fáze stanovený metodou pulzní ’Η-NMR není totožný s podílem krystalické fáze (krystalinitou), stanovovaným např. difrakcí rentgenového záření, DSC nebo hustotou.The method of direct, absolute measurement of the solids fraction of semi-crystalline polymers by this method is not known. In this context, it should be noted that the solid (immovable) fraction determined by the pulse 'NMR method is not the same as the crystalline fraction (crystallinity) determined, for example, by X-ray diffraction, DSC or density.

Nyní bylo zjištěno, že výše uvedený úkol stanovení fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů, které jsou na době stárnutí (kondicionace) nezávislé (a lze je tedy považovat za materiálové charakteristiky) lze vyřešit aplikací metody pulzní1 H-NMR.It has now been found that the above-mentioned task of determining the physical-mechanical properties of semi-crystalline polymers that are independent of the aging (conditioning) period (and thus may be considered as material characteristics) can be solved by applying the 1 H-NMR method.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podstatou vynálezu je v určitých časových intervalech opakované měření fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů a současně měření podílu pevné fáze metodou pulzní 25 Ή-NMR, provedení korelace mezi měřenou fyzikálně mechanickou vlastností a podílem pevné fáze a interpolace nebo extrapolace této korelace na libovolnou hodnotu podílu pevné fáze, s výhodou na hodnotu 100 % podíl pevné fáze.The subject of the invention is at certain time intervals the repeated measurement of the physical-mechanical properties of semi-crystalline polymers and simultaneously measuring the solid-state fraction by the pulse 25 Ή-NMR method, correlation between the measured physico-mechanical property and the solid-phase fraction and interpolation or extrapolation to any value preferably to 100% solids.

Semikrystalické polymery, jejichž fyzikálně mechanické vlastnosti lze vyhodnocovat postupem 30 podle tohoto vynálezu, jsou ty, jejichž teplota skelného přechodu (Tg) je nižší než teplota měření fyzikálně mechanických vlastností. V případě, že jsou vzorky kondicionovány a fyzikálně mechanické vlastnosti se vyhodnocují při běžné teplotě +23 °C nebo +28 °C, se jedná například o polypropylen, polyethylen, kopolymery propylenu a ethylenu, polyoxymethylen, polyvinylidenfluorid, polyamid 11, měkčený polyvinylchlorid apod. V případě jiných teplot kondicio35 nace a měření fyzikálně mechanických vlastností lze uvedený způsob rozšířit i na jiné polymery.The semicrystalline polymers whose physicochemical properties can be evaluated by the method 30 of the present invention are those whose glass transition temperature (Tg) is lower than the physicochemical measurement temperature. If the samples are conditioned and the physical-mechanical properties are evaluated at a normal temperature of +23 ° C or +28 ° C, for example, polypropylene, polyethylene, copolymers of propylene and ethylene, polyoxymethylene, polyvinylidene fluoride, polyamide 11, plasticized polyvinyl chloride and the like. In the case of other conditioning temperatures and measurements of physical-mechanical properties, the process can be extended to other polymers.

Bylo zjištěno, že metodou pulzní 1 H-NMR lze stanovit podíl pevné (rigidní, nepohyblivé) a kapalné (pohyblivé) fáze semikrystalických polymerů za stejných podmínek (tj. ve stejné době kondicionace, při stejné teplotě), jako se stanovují fyzikálně mechanické vlastnosti, a provést 40 korelaci (závislost) fyzikálně mechanických vlastností polymerů s podílem pevné fáze. Tyto zpravidla lineární korelace (závislost) fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů s podílem pevné fáze jsou charakteristické pro konkrétní semikrystalický polymer a vyjadřují parametry, jichž daný materiál může dosáhnout v průběhu libovolné doby stárnutí (kondicionace). Hodnoty fyzikálně mechanických vlastností extrapolované na 100% podíl pevné 45 fáze semikrystalického polymeru jsou rovněž charakteristické pro konkrétní semikrystalický polymer.It has been found that by the pulse 1 H-NMR method, the proportion of solid (rigid, immovable) and liquid (movable) phases of semicrystalline polymers can be determined under the same conditions (i.e., at the same conditioning time, at the same temperature) as and correlate the physical-mechanical properties of the solid-state polymers. These generally linear correlations (dependencies) of the physical-mechanical properties of solid-phase semicrystalline polymers are characteristic of a particular semicrystalline polymer and express the parameters that a given material can achieve during any aging period (conditioning). Physical-mechanical property values extrapolated to 100% solids of the semicrystalline polymer phase are also characteristic of the particular semicrystalline polymer.

Pro dosažení optimálních výsledků je nutno věnovat pozornost přípravě zkušebních těles a jejich kondicionaci. S výhodou lze pro měření fyzikálně mechanických vlastností a podílu pevné fáze 50 použít zkušební tělesa (např. podle ISO 3167, typ A) vstřikovaná standardním způsobem, popsaným např. v normě ISO 1873-2: 1997 (definuje podmínky vstřikování PP a typy a podmínky zkoušek) do formy podle ISO 294-1: 1996 (definuje typ, konstrukci formy, vstřikovací parametry a jejich tolerance). Způsob podle tohoto vynálezu však není na uvedená standardní tělesa omezen. Lze použít jakékoli jiné zkušební vzorky, např. lisovaná tělesa, fólie, granule, 5S vlákna, části výrobků (např. trubek) apod. Podmínkou je, že je nutno co nejdříve po poslednímFor optimum results, care should be taken to prepare test specimens and condition them. Advantageously, test bodies (eg according to ISO 3167, type A) injected in a standard manner as described in, for example, ISO 1873-2: 1997 (defines PP injection conditions and types and conditions) may be used to measure physico-mechanical properties and solids fraction 50. tests) into a mold according to ISO 294-1: 1996 (defines type, mold design, injection parameters and their tolerances). However, the method according to the invention is not limited to said standard bodies. Any other test specimens can be used, eg extruded bodies, foils, granules, 5S fibers, parts of products (eg tubes), etc. The condition is that as soon as possible after the last

-2CZ 293755 B6 teplotním procesu (zpravidla vytlačování, vstřikování, vyfukování, tepelné tvarování) zkušební těleso co nejiychleji ochladit na podmínky kondicionace (teplota, tlak, vlhkost) a při těchto konstantně udržovaných podmínkách provádět v určitých intervalech měření fyzikálně mechanických vlastností a podílu pevné fáze.Temperature process (usually extrusion, injection molding, blow molding, thermoforming) to cool the test specimen as quickly as possible to the conditioning conditions (temperature, pressure, humidity) and to measure the physical-mechanical properties and solids fraction at certain intervals .

S výhodou lze zvolit podmínky pro kondicionaci stejné, jako jsou přepsány v mezinárodních normách pro měření fyzikálně mechanických vlastností polymerů, např. teplota +23 °C, rel. vlhkost 50 %, nebo teplota +28 °C, viz např. ISO 291: 1977. V případě, že k aplikaci polymeru dochází za jiných podmínek, než jsou tyto standardizované podmínky, lze pro kondicionaci těles a případně i pro měření fyzikálně mechanických vlastností a podílu pevné fáze semikrystalického polymeru zvolit jinak definované podmínky; toto se týká např. trubek pro vedení horkých médií.Advantageously, conditions for conditioning may be selected as described in international standards for measuring the physical-mechanical properties of polymers, e.g., temperature +23 ° C, rel. a humidity of 50%, or a temperature of +28 ° C, see for example ISO 291: 1977. If the application of the polymer occurs under conditions other than these standardized conditions, it is possible to condition the bodies and, if necessary, measure the physical-mechanical properties; select the otherwise defined conditions from the solid phase of the semicrystalline polymer; this applies, for example, to pipes for conducting hot media.

Časové intervaly pro měření fyzikálně mechanických vlastností a podílu pevné fáze se volí od okamžiku vychlazení zkušebních těles na teplotu měření po dobu dnů, měsíců až let, přičemž s výhodou se volí konstantní přírůstek logaritmu času. Při nižších nárocích na přesnost a znalosti chování konkrétního materiálu postačují měření ve dvou časech uplynulých od tepelné přípravy zkušebních těles.The time intervals for measuring the physical-mechanical properties and the solid phase fraction are selected from the time of cooling of the test specimens to the measurement temperature over a period of days, months to years, preferably a constant increase in logarithm of time. With lower demands on accuracy and knowledge of the behavior of a particular material, measurements at two times elapsed since heat preparation of the test specimens are sufficient.

Stanovení fyzikálně mechanických vlastností lze provést podle platných standardních norem. Fyzikálně mechanické vlastnosti, jejichž hodnoty lze tímto způsobem stanovit, jsou např.The determination of physical-mechanical properties can be carried out according to the applicable standard standards. The physical-mechanical properties whose values can be determined in this way are e.g.

a) hustota polymemího materiálu (např. podle ISO 1183: 1987),(a) density of polymeric material (eg according to ISO 1183: 1987);

b) modul pružnosti tahový, ohybový, krípový, (např. ISO 527: 1966, ISO 178:1993),(b) tensile, bending, creeping elastic modulus (eg ISO 527: 1966, ISO 178: 1993),

c) napětí na mezi kluzu a při přetržení, deformace tělesa na mezi kluzu a při přetržení (např. podle ISO 527: 1966),(c) yield stress and fracture stress, deformation of the body at yield stress and fracture (eg according to ISO 527: 1966),

d) rázová a/nebo vrubová houževnatost Charpy (např. podle ISO 179: 1993), nebo Izod (např. podle ISO 180: 1993),(d) Charpy impact and / or notch toughness (eg ISO 179: 1993) or Izod (eg ISO 180: 1993);

e) tvrdost polymeru stanovená vtlačováním kuličky (např. podle ISO 2039-1), nebo tvrdost Rockwell (např. podle ISO 2039-2: 1989), nebo tvrdost Shore A nebo Shore D (podle ISO 868: 1985),(e) polymer hardness as determined by the indentation of the ball (eg according to ISO 2039-1), or the Rockwell hardness (eg according to ISO 2039-2: 1989), or the Shore A or Shore D hardness (according to ISO 868: 1985);

f) propustnost (permeabilita) plynů a par,f) permeability of gases and vapors,

g) zákal polymeru (např. podle ASTM D 1003-92).g) Turbidity of the polymer (e.g. according to ASTM D 1003-92).

Měření podílu pevné fáze v semikrystalickém polymeru spočívá ve změření tzv. FID signálu („free induction decay“) za stejných podmínek a na stejných zkušebních tělesech, na kterých jsou vyhodnocovány fyzikálně mechanické vlastnosti. Matematickým zpravováním naměřeného FID signálu se vypočítá podíl pevné fáze semikrystalického polymeru. Měření podílu pevné fáze v semikrystalickém polymeru lze provést na libovolném přístroji umožňujícím měření magnetizace metodou pulzní1 H-NMR. Jde např. o komerčně rozšířené přístroje pro hodnocení struktury polymerů, např.The measurement of the solid phase fraction in a semi-crystalline polymer consists of measuring the so-called free induction decay (FID) signal under the same conditions and on the same test specimens on which the physical-mechanical properties are evaluated. By mathematically processing the measured FID signal, the solid phase fraction of the semi-crystalline polymer is calculated. The measurement of the solid phase fraction in the semicrystalline polymer can be performed on any device that enables pulse 1 H-NMR measurement of magnetization. These are, for example, commercially available devices for evaluating the structure of polymers, e.g.

a) přístroj Bruker minispec mq20, přístroj Bruker minispec NMS 120, výrobce Bruker Optik GmbH(SRN),(a) Bruker minispec mq20, Bruker minispec NMS 120, manufactured by Bruker Optik GmbH (Germany);

b) přístroj QP20+ a přístroj Magneflow firmy Oxford Instruments, Industrial Analysis Group (GB),(b) QP20 + and Magneflow from Oxford Instruments, Industrial Analysis Group (GB);

c) přístroj MARAN Ultra firmy Resonance Instruments (GB).(c) the MARAN Ultra from Resonance Instruments (GB).

Korelace fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů s podílem pevné fáze, stanoveným metodou pulzní Ή-NMR, má v ideálním případě lineární tvar. V případě polymerů s vysokým podílem pevné fáze (jako je např. izotaktický polypropylen) lze v reálných dobách kondicionace proměřit významnou část nárůstu podílu pevné fáze (např. od 94 do 99 %) a odpovídajících fyzikálně mechanických vlastností, takže extrapolace na 100% podíl pevné fáze jeThe correlation of the physical-mechanical properties of the semi-crystalline polymers with the solids fraction determined by the pulse Ή-NMR method is ideally linear. In the case of high solids polymers (such as isotactic polypropylene), a significant part of the solid phase increase (eg from 94 to 99%) and the corresponding physical-mechanical properties can be measured in real-time conditioning, so extrapolating to 100% solids the phase is

-3CZ 293755 B6 metodologicky oprávněná. Jak korelaci vlastností s podílem pevné fáze, tak i příslušné limitní vlastnosti získané extrapolací závislosti na 100% podíl pevné fáze lze považovat za materiálové charakteristiky semikrystalických polymerů.Methodologically justified. Both the correlation of the properties with the solids fraction and the corresponding limit properties obtained by extrapolating the dependence on the 100% solids fraction can be considered as material characteristics of the semi-crystalline polymers.

V případě polymerů s nízkým podílem pevné fáze (jako je např. nízkohustotní polyethylen, polyoxymethylen) lže v reálném čase kondicionace (1 hodina - 1 rok) proměřit část nárůstu podílu pevné fáze, která je ve své maximální hodnotě dosti vzdálená od limitní hodnoty 100 % (např. od 70 do 85 %) a odpovídajících fyzikálně mechanických vlastností, takže extrapolace na 100% podíl pevné fáze je metodologicky méně oprávněná. V případě těchto materiálů má však význam samotná korelace fyzikálně mechanických vlastností v podílem pevné fáze, kterou lze považovat za materiálovou charakteristiku semikrystalických polymerů.In the case of low solids polymers (such as low density polyethylene, polyoxymethylene), real-time conditioning (1 hour - 1 year) can measure a portion of the solid phase increase that is quite far from the 100% limit at its maximum (e.g., from 70 to 85%) and the corresponding physico-mechanical properties, so extrapolation to 100% solids is methodologically less justified. In the case of these materials, however, the correlation of the physical-mechanical properties in the solid-state fraction, which can be regarded as a material characteristic of the semi-crystalline polymers, is of importance.

Přehled obrázkůOverview of pictures

Obr. 1: Závislosti mechanických vlastností na podílu pevné fáze u vstřikovaných těles komerčního izotaktického polypropylenu Mosten 58.412. Teplota kondicionace a měření vlastností těles při 23 °C. Znázornění způsobu extrapolace hodnot na 100% podíl pevné fáze vzorku (viz příklad l,tab. 1).Giant. 1: Dependence of mechanical properties on the solid phase fraction of injection molded bodies of commercial isotactic polypropylene Mosten 58.412. Conditioning temperature and measurement of body properties at 23 ° C. An illustration of the method of extrapolating the values to 100% solids of the sample (see Example 1, Table 1).

Obr. 2: Závislosti hustoty na podílu pevné fáze u vstřikovaných těles připravených z několika komerčních a laboratorně vyrobených izotaktických polypropylenů. Teplota kondicionace měření vlastností těles při 23 °C. Znázornění způsobu extrapolace hodnot na 100% podíl pevné fáze vzorku (viz příklad 2, tab. 2).Giant. 2: Dependence of density on solid phase fraction of injection molded bodies prepared from several commercial and laboratory produced isotactic polypropylenes. Condition temperature of body properties measurement at 23 ° C. An illustration of the method of extrapolating the values to 100% solids of the sample (see Example 2, Table 2).

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Následující příklady provedení slouží k bližšímu objasnění vynálezu.The following examples illustrate the invention.

Příklad 1Example 1

Z granulátu polypropylenu Mosten 58.412 (výrobce a.s. Chemopetrol, Česká republika) byla vstřikováním na vstřikovacím stroji firmy Mattenfeld (A) BA 750/CD zhotovena zkušební tělesa podle ISO 3167, typ A. Postup vstřikování byl podle norem ČSN ENISO 1873-2:1998 a ČSN EN ISO 294—1: 1999 za následujících podmínek: teplota válce 200 až 230 °C, teplota formy 40 °C, vstřikovací tlak přibližně 50 MPa, vstřikovací rychlost 29 %, dotlak přibližně 50 MPa, doba dotlaku 40 s, doba chlazení ve formě 10 s. Zkušební tělesa byla po vstřikování ochlazena na teplotu +23 °C a upravena do tvaru potřebného pro hodnocení fyzikálně mechanických vlastností.Test specimens according to ISO 3167, type A were made from injection molding machine Mattenfeld (A) BA 750 / CD from polypropylene granules Mosten 58.412 (manufactured by Chemopetrol, Czech Republic). The injection process was according to ENISO 1873-2: 1998 and ČSN EN ISO 294—1: 1999 under the following conditions: cylinder temperature 200 to 230 ° C, mold temperature 40 ° C, injection pressure approx. 50 MPa, injection rate 29%, pressure approx. 50 MPa, pressure time 40 s, cooling time in The test specimens were cooled to +23 ° C after injection and adjusted to the shape necessary for the evaluation of the physical-mechanical properties.

Pro měření časové závislosti změn podílu pevné fáze v materiálu byly vzorky ihned po přípravě upraveny na velikost trámků dlouhých 40 až 50 mm a vloženy do kyvety pro měření FID signálů metodou pulzní ’Η-NMR.To measure the time dependence of changes in the solids fraction of the material, the samples were immediately adjusted to a beam size of 40 to 50 mm and placed in a cuvette for measuring FID signals using the pulse 'NMR method.

Stanovení hustoty flotační a pyknometrickou metodouDetermination of density by flotation and pycnometric method

Měření se provádí podle normy ČSN 64 0111:1993. Granule se zkoušejí bez předchozího mechanického opracování.jejich výběr je omezen na ty, co neobsahují bubliny. Z ostatních výrobků se vyřezávají tělíska, která musí být hladká, bez trhlin, nerovností a bublin. Při vyřezávání tělísek je potřeba vyloučit nežádoucí deformace. Pro měření bylo odebráno 5 tělísek. Pro stanovení hustoty byla použita směs destilované vody a velejemného ethanolu určeného pro měření hustot. Pokud kapalina špatně smáčela vzorek, byla přidána kapka smáčedla.The measurement is performed according to the standard ČSN 64 0111: 1993. The granules are tested without prior mechanical treatment. Their selection is limited to those which do not contain bubbles. Other products are cut into bodies, which must be smooth, free of cracks, unevenness and bubbles. Undesirable deformations should be avoided when cutting the bodies. Five specimens were taken for measurement. A mixture of distilled water and fine ethanol for density measurements was used for density determination. If the liquid poorly wetted the sample, a drop of wetting agent was added.

-4CZ 293755 B6-4GB 293755 B6

Stanovení podílu pevné fáze metodou pulzní ’Η-NMRDetermination of solid phase fraction by pulse ´-NMR method

Měření bylo prováděno na pulzním lH-NMR spektrometru Bruker minispec mq20. Stanoveni je založeno na měření časové závislosti intenzity signálu FID protonů *H v silném magnetickém poli (0,47 Tesla, 20 MHz). Jako zkušební tělíska byly použity střední části vstřikovacích těles, upravené na délku 40 až 50 mm, které byly vloženy na dno skleněné kyvety o světlosti 18 mm a výšce 180 mm. Extrémním vodním termostatem Haake byla nastavena teplota sondy spektrometru na 23 °C s přesností 0,1 °C. Teplota magnetu byla 40 °C s max. kolísáním 0,005 °C. FID signál byl měřen v rozmezí 7 až 106 ps v celkem 250 bodech časové osy. V rámci jednoho měření bylo provedeno 25 scanů. Zpracováním FID signálu byl stanoven podíl pevné a kapalné fáze. FID signál je exponenciální funkcí času. Naměřená křivka FID signálu byla popsána rovnicí, složenou ze dvou exponenciálních funkcí, z nichž první patří pevné části a druhá kapalné části.The measurement was performed on a Bruker minispec mq20 pulse 1 H-NMR spectrometer. The determination is based on the measurement of the time dependence of the FID signal strength of protons * H in a strong magnetic field (0.47 Tesla, 20 MHz). The central parts of the injection bodies, modified to a length of 40 to 50 mm, were inserted as test bodies and were placed on the bottom of a glass cuvette with a clearance of 18 mm and a height of 180 mm. With the Haake Extreme Water Thermostat, the temperature of the spectrometer probe was set to 23 ° C with an accuracy of 0.1 ° C. The magnet temperature was 40 ° C with a maximum variation of 0.005 ° C. The FID signal was measured between 7 and 106 ps over a total of 250 timeline points. 25 scans were performed within one measurement. The FID signal was processed to determine the proportion of solid and liquid phases. The FID signal is an exponential function of time. The measured FID waveform was described by an equation composed of two exponential functions, the first one being the solid part and the second one the liquid part.

y = a. exp (-t/T2a) + b. exp (-t/T2b) kde a je konstanta úměrná podílu pevné fáze, T2a je spin-spinový relaxační čas charakterizující pevnou fázi, b je konstanta úměrná podílu kapalné fáze, T2b je spin-spinový relaxační čas charakterizující kapalnou fázi a t je čas, po který signál doznívá. Jednotlivé parametry (a, b, T2a a T2b) byly vypočteny v programu Excel aplikací procedury „Řešitel“, prokládající experimentálně naměřené hodnoty FID signálu dvěma exponenciálními funkcemi s minimalizací odchylek metodou nejmenších čtverců. Podíl pevné fáze a byl vypočten jako podíl konstant charakterizujících podíl pevné (a) a kapalné (b) fáze, extrapolovaný a nulový čas:y = a. exp (-t / T 2a ) + b. exp (-t / T 2b ) where a is a constant proportional to the solid phase fraction, T 2a is a spin-spin relaxation time characterizing the solid phase, b is a constant proportional to the liquid fraction phase, T 2b is the spin-spin relaxation time characterizing the liquid phase and t is the time for which the signal subsides. Individual parameters (a, b, T 2a and T 2b ) were calculated in Excel by applying the "Solver" procedure, interleaving experimentally measured FID signal values with two exponential functions with minimization of deviations by the least squares method. The fraction of solid phase a was calculated as the fraction of constants characterizing the fraction of solid (a) and liquid (b) phase, extrapolated and zero time:

a a =--100 a = [%] a + ba = -100 a = [%] a + b

Sekvence měření a podmínky kondicionaceMeasurement sequence and conditioning conditions

K prvnímu měření podílu pevné fáze došlo již po ca. 30 minutách od vyjmutí zkušebních těles z formy, kdy bylo možno konstatovat vycházení těles na teplotu 23 + 0,1 °C. rychlost chlazení bylo možno zvýšit ochlazováním proudem vzduchu. Další měření byla provedena po 2,4, 7 a 24 hodinách, po 3,7,21 dnech, po dvou měsících a po půl roce od okamžiku přípravy těles. K prvnímu měření fyzikálně mechanických vlastností došlo po 1 hodině od vyjmutí z formy. Další intervaly měření jsou uvedeny v tab. 1.The first measurement of the solids content occurred after approx. 30 minutes from the removal of the test specimens from the mold, when it was possible to observe that the specimens were leaving at a temperature of 23 + 0.1 ° C. the cooling rate could be increased by cooling with a stream of air. Further measurements were taken after 2.4, 7 and 24 hours, after 3.7.21 days, after two months and half a year after the preparation of the bodies. The first measurement of the physical-mechanical properties occurred 1 hour after removal from the mold. Other measurement intervals are shown in Tab. 1.

Následující parametry byly měřeny standardním způsobem dle příslušných norem, viz tab. 1. a obr. 1.The following parameters were measured in a standard way according to the relevant standards, see Tab. 1 and 1.

Tab. 1: Vlastnosti vstřikovaných těles z polypropylenu Mosten 58.412Tab. 1: Properties of injection molded bodies made of polypropylene Mosten 58.412

Doba koncionace Duration of the concession Podíl pevné fáze Proportion of solid phase Hustota Density Napčtí na mezi kluzu Tension at yield strength Deformace na mezi kluzu Deformation at yield strength Modul pružnosti v ohybu Flexural modulus Pulzní ‘H-NMR Pulse @ 1 H-NMR ČSN 640111:1993 CSN 640111: 1993 ISO 527:1966 ISO 527: 1966 ISO 527:1966 ISO 527: 1966 ISO 178:1993 ISO 178: 1993 t[h] t [h] <x[%] <x [%] P [kg/™3]P [kg / ™ 3 ] σ, [MPa] σ, [MPa] e,[%] E,[%] E [MPa] E [MPa] 1 1 95,9 95.9 32,7 32.7 9,0 9.0 1359 1359 5 5 96,7 96.7 902,8 902.8 33,3 33.3 8,3 8.3 1426 1426 48 48 97,4 97.4 903,7 903.7 34,6 34.6 7,6 7.6 1592 1592 96 96 97,7 97.7 904,2 904.2 34,0 34.0 7,6 7.6 1607 1607 840 840 97,9 97.9 904,9 904.9 35,7 35.7 7,1 7.1 1723 1723 2350 2350 98,1 98.1 905,1 905.1 35,0 35.0 7,0 7.0 1651 1651 5928 5928 98,2 98.2 905,5 905.5 35,8 35.8 6.7 6.7 1797 1797 Limit1Limit 1 ' 100,0 100.0 908,2 908.2 37,8 37.8 5,2 5.2 2050 2050

1}Limitní hodnoty extrapolované na podíl pevné fáze 100 % podle postupu znázorněného na obr. 1. 1} Limit values extrapolated to the proportion of solid phase to 100% according to the procedure shown in FIG. 1.

-5CZ 293755 B6-5GB 293755 B6

Příklad 2Example 2

Z granulátů izotaktického polypropylenu Mosten 58.412 a Mosten 56.915 (výrobce a.s. Chemopetrol, Česká republika), Moplen HOXP 817 (výrobce Basell Polyolefíns, Itálie), Metocene 5 50249 (výrobce BASF AG, SRN) a čtyř laboratorně připravených a granulovaných vzorků izotaktického polypropylenu B1193 (LI. = 98,9%, IT2iN = 7,l g/lOmin), G1874 (I.I. = 99,4 %, IT2in= 1,1 g/10 min), G1901 (LI. = 99,1 %, IT21N = 0,5 g/10 min) a G1919 (I.I. = 98,2 %, ΓΓ2ιν = 0,6 g/10 min) byla připravena vstřikovaná tělesa podle příkladu 1, (I.I. je index izotakticity polypropylenu, stanovený podle normy ISO 9113: 1986, ΓΓ2ι N je index toku taveniny ío stanovený při zatížení 21 N podle normy ISO 1133: 1997). Takto připravená tělesa byla vychlazena na +23 °C a při této teplotě dlouhodobě kondiciována. Na těchto tělesech byly při teplotě +23 °C vyhodnoceny standardními metodami následující fyzikálně mechanické vlastnosti:From isotactic polypropylene granules Mosten 58.412 and Mosten 56.915 (manufactured by Chemopetrol, Czech Republic), Moplen HOXP 817 (manufactured by Basell Polyolefins, Italy), Metocene 5 50249 (manufactured by BASF AG, Germany) and four laboratory-prepared and granulated samples of isotactic polypropylene B1193 ( LI. = 98.9%, IT 2 and N = 7 g / Lomin) G1874 (II = 99.4%, IT2in = 1.1 g / 10 min), G1901 (LI. = 99.1%; IT 21N = 0.5 g / 10 min) and G1919 (II = 98.2%, ΓΓ 2 ιν = 0.6 g / 10 min) injection molded bodies according to Example 1 were prepared (II is the polypropylene isotacticity index, determined according to ISO 9113: 1986, ΓΓ 2 ι N is the melt flow index o determined at 21 N load according to ISO 1133: 1997). The bodies prepared in this way were cooled to +23 ° C and conditioned at this temperature for a long time. The following physical-mechanical properties were evaluated on these bodies at +23 ° C by standard methods:

-hustoty (podle normy ČSN 64 0111: 1993) a podíly pevné fáze (metodou pulzní ’Η-NMR a 15 pulzním spektrometru Bruker minispec mq20) po době kondicionace viz tab. 2,-densities (according to ČSN 64 0111: 1993) and solid phase fractions (pulse ´ Η-NMR method and Bruker minispec 15 pulse spectrometer mq20) after the conditioning time see tab. 2,

-mechanické vlastnosti (napětí a poměrné prodloužení na mezi kluzu dle ISO 527: 1966, modul pružnosti v tahu dle ISO 527: 1966, modul pružnosti v ohybu dle ISO 178: 1993, tvrdost Shore D dle ISO 868: 1985, vrubová houževnatost Charpy při +23 °C dle ISO 179: 1993) a podíly pevné 20 fáze po době kondicionace 7 dnů a zhruba 200 dnů, viz tab. 3.- mechanical properties (stress and elongation at yield strength according to ISO 527: 1966, tensile modulus according to ISO 527: 1966, flexural modulus according to ISO 178: 1993, Shore D hardness according to ISO 868: 1985, notch toughness of Charpy at +23 ° C according to ISO 179: 1993) and solid phase fractions after conditioning for 7 days and about 200 days, see Tab. 3.

Výsledky jsou uvedeny v následujících tab. 2 a tab. 3. Závislosti hustot na podílu pevné fáze byly zpracovány do korelace na obr. 2.The results are shown in the following Table. 2 and tab. 3. The density dependences on the solid phase fraction were correlated in Fig. 2.

Tab. 2: Hustoty a podíly pevné fáze vstřikovaných těles hodnocených vzorků polypropylenu. Měřené parametry: část t, podíl pevné fáze a, hustota pTab. 2: Densities and solids fractions of injection molded bodies of evaluated polypropylene samples. Measured parameters: part t, solid phase fraction a, density p

Vzorek Sample Vlastnost Property Naměřené hodnoty Measured values Limit1Limit 1 ' Mosten 58.412 Mosten 58.412 t[h] t [h] 5 5 48 48 96 96 840 840 2350 2350 5928 5928 - - - - <x[%] <x [%] 96,7 96.7 97,4 97.4 97,7 97.7 97,9 97.9 98,1 98.1 98,2 98.2 - - 100,0 100.0 p[kg/m3]p [kg / m 3 ] 902,8 902.8 903,7 903.7 904,2 904.2 904,9 904.9 905,1 905.1 905,5 905.5 - - 908,6 908.6 Mosten 56:915 Mosten 56: 915 t[h] t [h] 3 3 24 24 72 72 144 144 336 336 1032 1032 1920 1920 - - <x[%] <x [%] 96,93 96.93 97,51 97.51 97,86 97.86 98,02 98.02 98,25 98.25 98,45 98.45 98,49 98.49 100,0 100.0 p[kg/m3]p [kg / m 3 ] 904,2 904.2 904,8 904.8 905,1 905.1 905,4 905.4 905,7 905.7 906,0 906.0 906,0 906.0 907,8 907.8 Moplen HOXP 817 Moplen HOXP 817 t[h] t [h] 3 3 24 24 72 72 192 192 528 528 1080 1080 4944 4944 - - <x[%] <x [%] 95,99 95.99 96,62 96.62 97,05 97.05 97,27 97.27 97,51 97.51 97,60 97.60 98,7 98.7 100,0 100.0 P [kg/m3]P [kg / m 3 ] 904,5 904.5 905,0 905.0 905,7 905.7 906,1 906.1 906,1 906.1 906,6 906.6 906,8 906.8 909,2 909.2 Metocene 50249 Metocene 50249 t[h] t [h] 3 3 24 24 48 48 336 336 504 504 960 960 4584 4584 - - a[%] and[%] 95,85 95.85 96,82 96.82 97,04 97.04 97,52 97.52 97,67 97.67 97,88 97.88 98,31 98.31 100,0 100.0 p[kg/m3]p [kg / m 3 ] 900,6 900.6 901,4 901.4 901,5 901.5 902,2 902.2 902,3 902.3 902,7 902.7 903,1 903.1 904,5 904.5 B1193 B1193 t[h] t [h] 3 3 72 72 240 240 408 408 - - - - - - - - <x[%] <x [%] 96,76 96.76 97,86 97.86 98,05 98.05 98,24 98.24 - - - - - - 100,0 100.0 p[kg/m3]p [kg / m 3 ] 904,0 904.0 905,0 905.0 905,2 905.2 905,5 905.5 - - - - - - 907,2 907.2 G1874 G1874 t[h] t [h] 3 3 72 72 240 240 408 408 - - - - - - - - <*[%] <* [%] 96,86 96.86 97,84 97.84 97,95 97.95 98,19 98.19 - - - - - - 100,0 100.0 P[kg/m3]P [kg / m 3 ] 903,0 903.0 904,2 904.2 904,7 904.7 904,9 904.9 - - - - - - 907,3 907.3 G1901 G1901 tm tm 3 3 24 24 48 48 173 173 365 365 557 557 1128 1128 - - α [%] α [%] 95,66 95.66 96,44 96.44 96,68 96.68 97,16 97.16 97,43 97.43 97,44 97.44 97,53 97.53 100,0 100.0 p[kg/m3]p [kg / m 3 ] 903,5 903.5 904,4 904.4 904,9 904.9 905,1 905.1 905,3 905.3 905,5 905.5 905,7 905.7 908,1 908.1 G1919 G1919 t[h] t [h] 3 3 24 24 72 72 312 312 480 480 - - - - - - a[%] and[%] 94,82 94.82 95,79 95.79 96,12 96.12 96,60 96.60 96,70 96.70 - - - - 100,0 100.0 PÍkg/m3]Pkg / m 3 ] 904,1 904.1 904,7 904.7 905,2 905.2 905,9 905.9 906,1 906.1 - - - - 909,3 909.3

'^Limitní hodnoty lineárně extrapolované na 100% podíl pevné fáze podle postupu znázorněného na obr. 2.Limit values linearly extrapolated to 100% solids fraction according to the procedure shown in Figure 2.

-6CZ 293755 B6-6GB 293755 B6

Tab. 3: Fyzikálně mechanické vlastnosti a podíly pevné fáze vstřikovaných těles hodnocených vzorků polypropylenuTab. 3: Physical-mechanical properties and proportions of solid phase injected bodies of evaluated polypropylene samples

Vzorek Sample Doba kond. Cond. Podíl pevné fáze Proportion of solid phase Napčtína mezi kluzu Stretch between the slip Deformace na mezi kluzu Deformation at yield strength Modul pružnosti v tahu Tensile modulus Modul pružnosti v ohybu Flexural modulus Tvrdost 15 s Hardness 15 p Vrub, houž. Charpy Notch, downy. Charpy Pulzní iu_ NMR Pulse iu_ NMR ISO 527: 1966 ISO 527: 1966 ISO 527: 1966 ISO 527: 1966 ISO 527 ISO 527 ISO 178: 1993 ISO 178: 1993 ISO 868: 1985 ISO 868: 1985 ISO 179 ISO 179 h h % % MPa MPa % % MPa MPa MPa MPa Shote D Shote D kJ/m1 kJ / m 1 Mosten 58.412 Mosten 58.412 7 7 97,61 97.61 34,8 34.8 7,4 7.4 1649 1649 1630 1630 66,7 66.7 5,0 5.0 247 247 98,17 98.17 35,8 35.8 6,7 6.7 1797 1797 1676 1676 64,6 64.6 4,6 4.6 Limit1Limit 1 ' 100,00 100.00 39,1 39.1 4,4 4.4 2281 2281 1826 1826 57,7 57.7 3,2 3.2 Mosten 56.915 Mosten 56.915 7 7 97,22 97.22 33,2 33.2 7,8 7.8 1340 1340 1320 1320 66,2 66.2 2,7 2.7 234 234 98,66 98.66 36,0 36.0 6,7 6.7 1760 1760 1492 1492 64,8 64.8 2,2 2.2 Limit.1Limit. 1 ' 100,00 100.00 38,6 38.6 5,7 5.7 2151 2151 1652 1652 63,5 63.5 1,7 1.7 Moplen HOXP 817 Moplen HOXP 817 7 7 97,18 97.18 35,6 35.6 7,5 7.5 1510 1510 1550 1550 69,2 69.2 4,4 4.4 206 206 98,07 98.07 38,5 38.5 6,8 6.8 1883 1883 1734 1734 67,7 67.7 3,4 3.4 Limit1Limit 1 ' 100,00 100.00 44,8 44.8 5,3 5.3 2692 2692 2133 2133 64,4 64.4 1,2 1,2 Metocene 50249 Metocene 50249 7 7 97,34 97.34 32,4 32.4 7,9 7.9 1260 1260 1250 1250 68,8 68.8 2,4 2.4 191 191 98,31 98.31 34,3 34.3 6,8 6.8 1622 1622 1450 1450 66,7 66.7 2,3 2.3 Limit1Limit 1 ' 100,00 100.00 37,6 37.6 4,9 4.9 2253 2253 1798 1798 63,0 63.0 2,1 2.1

limitní hodnoty lineárně extrapolované na 100% podíl pevné fáze podle postupu znázorněného na obr. 2.limit values linearly extrapolated to 100% solids fraction according to the procedure shown in Figure 2.

Příklad 3Example 3

Z granulátů polyethylenu LDPE Bralen VA 20-60 (výrobce a.s. Slovnaft, Slovensko), HDPE Liten VA 20-60 (výrobce a.s. Chemopetrol, Česká republika) a LLDPEExceed ML4518FC (výrobce ExxonMobil ChemicalSAS, Francie) a polyoxymethylenu Hostaform C13021FS/SH (výrobce Hoechst, SRN) byla připravena vstřikovaná tělesa podle příkladu 1. Tato tělesa byla vychlazena na +23 °C a při této teplotě dlouhodobě kondiciována. Na těchto tělesech byly při teplotě +23 °C vyhodnoceny standardními metodami následující fyzikálně mechanické vlastnosti:From polyethylene granules LDPE Bralen VA 20-60 (manufacturer as Slovnaft, Slovakia), HDPE Liten VA 20-60 (manufacturer as Chemopetrol, Czech Republic) and LLDPEExceed ML4518FC (manufacturer ExxonMobil ChemicalSAS, France) and polyoxymethylene Hostaform C13021FS / SH (manufacturer Hoechst (Germany), injection molded bodies according to Example 1 were prepared. These bodies were cooled to + 23 ° C and conditioned at this temperature for a long time. The following physical-mechanical properties were evaluated on these bodies at +23 ° C by standard methods:

-hustoty (podle normy ČSN 64 0111:1993) a podíly pevné fáze (metodou pulzní *H-NMR na pulzním spektrometru Bruker minispec mq20) po době kondicionace uvedené v následující tab. 4,-densities (according to ČSN 64 0111: 1993) and solid phase fractions (by pulse * H-NMR method on a Bruker minispec mq20 pulse spectrometer) after the conditioning period given in the following Tab. 4,

- mechanické vlastnosti, jako tvrdost dle ISO 868: 1985, modul pružnosti v tříbodové ohybové zkoušce dle ISO 178:1993, napětí a relativní deformace na mezi kluzu, relativní protažení a napětí v maximu a napětí a relativní deformace při přetržení dle ISO 527:1966, vrubová houževnatost Charpy při +23 °C dle ISO 179:1993 a podíly pevné fáze (metodou pulzní 1 H-NMR na pulzním spektrometru Bruker minispec mq20) po době kondicionace 1 a 5 h, 1, 7,21 a 63 dnů.- mechanical properties, such as hardness according to ISO 868: 1985, modulus of elasticity in the three-point bending test according to ISO 178: 1993, stress and relative yield stress, maximum elongation and stress at maximum and stress and relative strain at break according to ISO 527: 1966 , notched Charpy toughness at +23 ° C according to ISO 179: 1993 and solid phase fractions (pulse 1 H-NMR on a Bruker minispec mq20 pulse spectrometer) after conditioning for 1 and 5 h, 1, 7.21 and 63 days.

Výsledky jsou uvedeny v tabulkách 4 až 7, kde oje směrodatná odchylka příslušného měření.The results are shown in Tables 4 to 7, where the standard deviation of the respective measurement is.

Tab. 4: Korelace vlastností LDPE Bralen VA 20-60 s podílem pevné fáze, měřené na vstřikovaných tělesech.Tab. 4: Correlation of LDPE Bralen VA 20-60 properties with solids fraction measured on injection molded bodies.

-8CZ 293755 B6-8EN 293755 B6

Tab. 5: Korelace vlastní HDPE Litem VA 20-60 s podílem pevné fáze, měřená na vstřikovaných tělesech.Tab. 5: Correlation of HDPE Litem VA 20-60 with solids content measured on injection molded bodies.

-9CZ 293755 B6-9EN 293755 B6

Tab. 6: Korelace vlastností LLDPEExceed ML4518FC s podílem pevné fáze, měřená na vstřikovaných tělesech.Tab. 6: Correlation of LLDPEExceed ML4518FC with solids content measured on injection molded bodies.

Čas Time Podíl pev. fáze Fixed share phase Hustota Density σ σ Tvrdost Hardness σ σ Modul ohyb. Bending module. σ σ Rel. prot. naMK Rel. prot. naMK σ σ Napětí naMK Voltage per MC σ σ h h % % kg/m’ kg / m ’ “Shore D “Shore D MPa MPa % % NPa NPa 1 1 76,28 76.28 47,1 47.1 0,1 0.1 183,3 183.3 2,0 2,0 17,8 17.8 0,7 0.7 8,48 8.48 0,03 0.03 5 5 76,41 76.41 46,7 46.7 0,3 0.3 197,1 197.1 4,8 4.8 18,9 18.9 8,46 8.46 0,03 0.03 24 24 76,58 76.58 47,3 47.3 0,4 0.4 197,7 197.7 2,0 2,0 17,6 17.6 0,4 0.4 8,71 8.71 0,02 0.02 48 48 76,57 76.57 915,9 915.9 0,0001 0.0001 72 72 76,55 76.55 47,5 47.5 0,4 0.4 209,7 209.7 6,0 6.0 17,1 17.1 0,4 0.4 8,71 8.71 0,07 0.07 168 168 76,71 76.71 47,5 47.5 0,4 0.4 215,6 215.6 4,6 4.6 17,6 17.6 1,3 1.3 8,81 8.81 0,04 0.04 216 216 76,74 76.74 916,5 916.5 0,0001 0.0001 504 504 76,92 76.92 45,2 45.2 0,7 0.7 222,0 222.0 1,5 1.5 16,6 16.6 0,6 0.6 9,03 9.03 0,04 0.04 528 528 76,94 76.94 917,6 917.6 0,0001 0.0001 1512 1512 77,06 77.06 918,6 918.6 0,0001 0.0001 46,6 46.6 1,1 1.1 231,7 231.7 λθ λθ 16,0 16.0 0,4 0.4 9,30 9,30 0,03 0.03

Tab. 7: Korelace vlastností POMHostaform C13021FS/SH s podílem pevné fáze, měřené na vstřikovaných tělesech.Tab. 7: Correlation of POMHostaform C13021FS / SH properties with solids fraction measured on injection molded bodies.

Cas Time Podíl pev. fáze Fixed share phase Hustota Density σ σ Tvrdost Hardness σ σ Modul ohyb. Bending module. σ σ Rel. prot. naMK Rel. prot. naMK σ σ Napětí naMK Voltage per MC σ σ Vrubová houž. Charpy Vrubová houž. Charpy σ σ h h % % kg/m3 kg / m 3 °Shore D ° Shore D MPa MPa % % MPa MPa kJ/nť kJ / nt 1 1 83,16 83.16 76,6 76.6 0,4 0.4 2282 2282 29 29 9,6 9.6 0,3 0.3 63,1 63.1 0,4 0.4 5 5 83,14 83.14 76,9 76.9 0,6 0.6 2377 2377 23 23 8,9 8.9 0,4 0.4 63,7 63.7 0,1 0.1 24 24 83,19 83.19 1405,6 1405.6 0,0001 0.0001 77,5 77.5 0,7 0.7 2479 2479 35 35 8,8 8.8 02 02 / 64,2 64.2 0,1 0.1 62 62 0,4 0.4 72 72 83,31 83.31 77,0 77.0 0,2 0.2 2532 2532 9 9 7,8 7.8 ο,ι ο, ι 64,7 64.7 0,2 0.2 5,5 5.5 1,0 1.0 168 168 83,42 83.42 77,3 77.3 0,4 0.4 2628 2628 35 35 7,8 7.8 0,2 0.2 65,0 65.0 0,2 0.2 5,2 5.2 0,9 0.9 192 192 83,44 83.44 1406,9 1406.9 0,0002 0.0002 504 504 83,53 83.53 76,0 76.0 0,9 0.9 2688 2688 23 23 7,4 7.4 0,3 0.3 65,9 65.9 0,02 0.02 4,4 4.4 0,7 0.7 528 528 83,55 83.55 1409,0 1409.0 0,0001 0.0001 1512 1512 83,64 83.64 1409,8 1409.8 0,0003 0.0003 78,0 78.0 0,7 0.7 2777 2777 31 31 6,8 6.8 0,04 0.04 66,5 66.5 0,06 0.06 4,6 4.6 1.0 1.0

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Způsob vyhodnocování fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů podle tohoto vynálezu přináší zásadní a nové informace o chování semikrystalických polymerů v reálných i limitních časech jejich použití.The method for evaluating the physical-mechanical properties of semicrystalline polymers of the present invention provides essential and novel information about the behavior of semicrystalline polymers at both real and limit times of use.

Limitní fyzikálně mechanické vlastnosti semikrystalických polymerů i závislosti fyzikálně mechanických vlastností na podílu pevné fáze v polymeru, které jsou získané podle tohoto vynálezu, lze pokládat za materiálové charakteristiky těchto polymerů. Tyto charakteristiky přinášejí informace o jejich vlastnostech v celém časovém intervalu jejich použití. Lze je využít pro optimální konstrukci výrobků pro optimalizaci technologie jejich výroby i pro určení mezních hodnot dovoleného namáhání při jejich použití.The limiting physical-mechanical properties of the semi-crystalline polymers as well as the dependence of the physical-mechanical properties on the solid phase fraction of the polymer obtained according to the present invention can be considered as material characteristics of these polymers. These characteristics provide information about their properties over the entire period of their use. They can be used for optimum design of products to optimize their production technology and to determine the limits of the permissible stresses in their use.

S výhodou lze využít jak extrapolace fyzikálně mechanických vlastností na nízké podíly pevné fáze, tj. pro krátké časy po zhotovení výrobku, které mohou být využitelné zejména pro optimalizaci technologických kroků, tak extrapolace na vysoké podíly pevné fáze, tj. pro velmi dlouhé a již nespecifikovatelné časy po zhotovení výrobku, z níž lze získat příslušné limitní hodnoty fyzikálně mechanických veličin potřebných pro aplikaci pevnostních a životnostních kritérií pro daný výrobek.It is advantageous to use both extrapolation of physicochemical properties to low solids fractions, ie for short times after production of the product, which can be useful especially for optimization of technological steps, and extrapolations to high solids fractions, ie very long and no longer specified the times after manufacture of the product from which the appropriate limit values for the physico-mechanical quantities required for the application of the strength and durability criteria for the product can be obtained.

Tímto způsobem mohou být hodnoceny běžné fyzikálně mechanické vlastnosti, např. modul pružnosti, pevnost, houževnatost, tažnost, tvrdost, lesk, zákal, hustota, propustnost plynů a par. Lze tedy stanovit výše uvedené fyzikálně mechanické vlastnosti v časech, kdy z různých důvodůIn this way, conventional physical-mechanical properties can be evaluated, e.g., modulus of elasticity, strength, toughness, ductility, hardness, gloss, haze, density, gas and vapor permeability. Thus, the aforementioned physico-mechanical properties can be determined at times when, for various reasons

-10CZ 293755 B6 tlení jejich přímé měření móžhé (např. z důvodů časové náročnosti metody, nákladů na měření apod.).They may dampen their direct measurement of the moses (eg due to time consuming methods, measurement costs, etc.).

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob stanovení fyzikálně mechanických vlastností semikrystalických polymerů jako funkce podílu pevné fáze tohoto polymeru, vyznačující se tím, že bezprostředně po výrobě zkušebních těles vhodnou technologickou operací pro příslušný termoplast se u nich stanoví dlouhodobá časová závislost podílu pevné fáze metodou pulzní ’Η-NMR a paralelně po úpravě zkušebních těles do formy potřebné pro zkoušení a uplynutí nezbytného času pro kondicionaci se stanoví rovněž dlouhodobé časové závislosti vybraných fyzikálně mechanických vlastností, načež se vzájemným přiřazením časově odpovídajících vybraných hodnot fyzikálně mechanických vlastností k podílu pevné fáze stanoví korelační závislosti a z nich se extrapolací nebo interpolací stanoví fyzikálně mechanické vlastnosti odpovídající konkrétnímu podílu pevné fáze.A method for determining the physico-mechanical properties of semicrystalline polymers as a function of the solids fraction of the polymer, characterized in that the solids fraction of the solids is determined by a pulse-NMR-NMR method over a long period of time. the long-term time dependence of the selected physico-mechanical properties shall also be determined in parallel after the test specimens have been made into the mold required for testing and the necessary conditioning time has elapsed, whereupon the correlation dependencies are determined by correlating the corresponding physico-mechanical values with by interpolation, it determines the physical-mechanical properties corresponding to a particular proportion of solid phase. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že z korelačních závislostí se extrapolací na limitní hodnotu 100% podílu pevné fáze stanoví tzv. limitní hodnoty vybraných fyzikálně mechanických vlastností.Method according to claim 1, characterized in that the so-called limit values of selected physical-mechanical properties are determined from the correlation dependencies by extrapolation to the limit value of 100% solid phase fraction. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že z korelačních závislostí se extrapolací na experimentálně stanovené hodnoty podílu pevné fáze pro krátké časy, které odpovídají stavu bezprostředně po výrobě a vyrovnání teploty výrobku s okolím, stanoví tzv. extrapolované hodnoty vybraných fyzikálně mechanických vlastností pro takto krátké časy stárnutí výrobku, kdy jejich přímé stanovení měřením není technicky možné.Method according to claim 1, characterized in that the so-called extrapolated values of selected physico-mechanical properties are determined from the correlation dependencies by extrapolation to experimentally determined solid phase fraction values for short times corresponding to the state immediately after production and the temperature of the product with the environment. for such short aging times of the product, where their direct measurement by measurement is not technically possible. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jedná o polymery, jejichž teplota skelného přechodu (Tg) je nižší než teplota měření vlastností, s výhodou polypropylen, polyethylen, kopolymery propylenu a ethylenu, polyoxymethylen, polyvinylidenfluorid, polyamid 11, měkčený polyvinylchlorid.Method according to claim 1, characterized in that they are polymers whose glass transition temperature (Tg) is lower than the temperature measurement of the properties, preferably polypropylene, polyethylene, copolymers of propylene and ethylene, polyoxymethylene, polyvinylidene fluoride, polyamide 11, plasticized polyvinyl chloride.
CZ20023926A 2002-11-29 2002-11-29 Method for determining physical and mechanical properties of semicrystalline polymers CZ293755B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20023926A CZ293755B6 (en) 2002-11-29 2002-11-29 Method for determining physical and mechanical properties of semicrystalline polymers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20023926A CZ293755B6 (en) 2002-11-29 2002-11-29 Method for determining physical and mechanical properties of semicrystalline polymers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20023926A3 CZ20023926A3 (en) 2004-07-14
CZ293755B6 true CZ293755B6 (en) 2004-07-14

Family

ID=32602114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20023926A CZ293755B6 (en) 2002-11-29 2002-11-29 Method for determining physical and mechanical properties of semicrystalline polymers

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ293755B6 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109374668A (en) * 2018-11-13 2019-02-22 内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司 A method of measurement density of pe
CN111896450A (en) * 2020-07-22 2020-11-06 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 Method for determining permeability coefficient of elastic-plastic damaged geomembrane under transverse constraint condition

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109374668A (en) * 2018-11-13 2019-02-22 内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司 A method of measurement density of pe
CN111896450A (en) * 2020-07-22 2020-11-06 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 Method for determining permeability coefficient of elastic-plastic damaged geomembrane under transverse constraint condition
CN111896450B (en) * 2020-07-22 2023-03-10 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 Method for determining permeability coefficient of elastic-plastic damage geomembrane under transverse constraint condition

Also Published As

Publication number Publication date
CZ20023926A3 (en) 2004-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101849868B1 (en) Multimodal polypropylene with respect to comonomer content
Kuram et al. Investigating the effects of recycling number and injection parameters on the mechanical properties of glass-fibre reinforced nylon 6 using Taguchi method
TW202126754A (en) Blend comprising poylethylene based recyclate
US20220177679A1 (en) Recycled polyethylene-polypropylene blends comprising a compatibilizer
US12006425B2 (en) Low filled automotive polypropylene composition containing recyclates
CN113631652B (en) Recycled polyethylene-polypropylene blends comprising a compatibilizer
JP2024520750A (en) Polypropylene Composition for Automotive Interior Applications
CZ293755B6 (en) Method for determining physical and mechanical properties of semicrystalline polymers
van der Stok et al. Strain hardening tests on PE pipe materials
EP4101890A1 (en) Polypropylene composition for exterior automotive applications
DE112006002284T5 (en) Propylene-ethylene-butene block copolymer and molded articles thereof
Zarbali et al. Robustness study of a tensile modulus prediction model for semicrystalline polymers
US7674869B2 (en) Mini-random copolymer resins having improved mechanical toughness and related properties suitable for thin wall thermoforming applications
Somiya Creep behavior of a carbon-fiber-reinforced thermoplastic polyimide resin
EP2526146B1 (en) Polypropylene copolymers with specific crystal nucleation
Dzulkifli et al. Determination of crosslink concentration by Mooney-Rivlin equation for vulcanized NR/SBR blend and its influence on mechanical properties
Bakonyi et al. Analysis of the creep behavior of polypropylene and glass fiber reinforced polypropylene composites
Bai et al. Fracture studies of poly (propylene)/elastomer blend with β-form nucleating agent
Domínguez et al. Izod impact tests of polypropylenes: The clamping pressure influence
Auinger et al. Inter‐relationship between processing conditions and mechanical properties of blown film from different polypropylenes and high melt strength polypropylene blends
Hinczica Accelerated prediction of the long-term strength behaviour of thermoplastic materials
TWI782646B (en) Upgraded recycled polyethylene polypropylene blend
ES2949675T3 (en) Compatibility of recycled polyethylene-polypropylene combinations
Buzdugan et al. The Influence of Temperature on the Tensile Mechanical Properties of PPA
KR20220022716A (en) Assessment method for polyethylene resin

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20111129