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Die
Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Polymerchemie und betrifft
ein Verfahren zur Erzeugung von langkettenverzweigtem Polypropylen,
welches aufgrund einer verbesserten Schmelzefestigkeit bei hohen
Verarbeitungsgeschwindigkeiten zur Herstellung von dimensionskonstanten
Formkörpern, Schäumen, Folien
und für
das Thermoformen eingesetzt werden kann.
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Polypropylen
ist ein durch Polymerisation von Propylengas (Aufbereitungsprodukt
des Erdöls) erzeugter
synthetischer Kunststoff und wird seit langem und in großem Umfang
als leistungsfähiger Werkstoff
für unterschiedlichste
Anwendungen eingesetzt. Handelsübliche
Polypropylene bestehen aus linearen Makromolekülen unterschiedlicher Kettenlänge und
besitzen im festen Zustand eine teilkristalline Struktur. Polypropylene
werden durch Anwendung bekannter thermoplastischer Umformprozesse, wie
Spritzgießen
oder Extrusion, zu Halbzeugen und Fertigteilen verarbeitet. Diesen
beiden Umformungen ist gemeinsam, dass im ersten Prozessschritt
das polymere Syntheseprodukt vom festen in den flüssigen, d.h.
fließfähigen Zustand, überführt werden
muss. Dies erfolgt vorzugsweise in an sich bekannten Einschneckenextrudern,
wobei zunächst
eine homogene hochviskose Polymerschmelze erzeugt wird. Diese Polymerschmelze
wird anschließend,
beispielsweise in einem Spritzgussprozess, in eine geschlossenen
Form mit der gewünschten
Werkstückgeometrie
gepresst, dort definiert zum Festkörper abgekühlt und abschließend ausgeworfen.
Bei der Extrusion handelt es sich dagegen um einen sogenannten Freiformprozess,
der hochviskose Polymerschmelzen durch profilierte Strömungswerkzeuge
zu beispielsweise Rohren, Profilen oder Folien oder für die Beschichtung
von Papier sowie anderer Substrate formt. Freiformprozesse erfordern
aber Schmelzefestigkeiten, die den hohen Verformungsbelastungen zwischen
dem Schmelzeausstoß aus
den Profildüsen
und der Verfestigung der Polymere standhalten. Nur so sind die gewünschten
hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten und Produktgleichmäßigkeiten
zu erreichen.
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Als
Maß für die Festigkeit
von Polymerschmelzen wird meist die Eigenschaft der sogenannten
Dehnverfestigung herangezogen, die aus speziellen rheologischen
Messungen ermittelbar ist. Eine hohe Dehnverfestigung der Polymerschmelze
ist auch wichtig für
die Erzeugung von Kunststofffschäumen
und für
das Thermoformen. Lineare Polypropylene weisen in der Regel nur
geringe Schmelzefestigkeiten auf. Grundsätzlich bekannt ist aber seit
langem, dass die Schmelzefestigkeit von Polypropylenen durch die
Einführung
von Langkettenverzweigungen in die makromolekulare Struktur des
Polypropylens signifikant erhöht
werden kann (E. Phillips u.a.: Kunststoffe 82(1992) 671–676; S.
Kurzbeck et al.: Journal of Rheology 43 (2), (1999) 359–374; M.
B. Bradley et al.:Plastics Engineering 47(3)(1991) 82–84; C.
Park et al.: Polymer Engineering & Science 37(1)
(1997) 1–10).
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Inzwischen
wurden weitere Bemühungen
zur Entwicklung von Verfahren zur Reduzierung des Nachteils der
geringen Schmelzefestigkeit unternommen, die letztlich zur Entwicklung
kommerzieller High-Melt-Strength Polypropylene (HMS-PP) führten. Einheitliche
Zielstellung war dabei, geeignete Langkettenverzweigungen in Polypropylen
für eine erhöhte Dehnverfestigung
zu erzeugen.
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Ein
interessanter verfahrenstechnischer Hauptweg zur Erzeugung von HMS-Eigenschaft in Polypropylenen
ist die nachträgliche
chemische Modifizierung von bei der Propylenpolymerisation entstandenen
Polypropylenpulvern (M. Rätzsch
u.a. Progr. Polym. Sci. 27(2002) 1195–1282;
EP 574 801 A1 ;
EP 574 804 A1 ;
EP 384 431 A1 ;
DE 43 40 194 A1 ;
EP 142 724 A1 ;
EP 678 527 A1 ;
EP 688 817 A1 ;
EP 450 342 A1 ;
EP 1 187 869 A1 ;
US 6,323,289 ).
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Nachteilig
an diesen Verfahren ist aber, dass den Polypropylenpulvern noch
chemische Reaktanten zugesetzt werden müssen, wie beispielsweise Peroxide
und ungesättigte
Monomere. Weiterhin müssen
diese Zusätze
exakt dosiert und mit dem Polypropylenpulver homogen gemischt werden,
bevor die gewünschten
Modifizierungsreaktionen mittels Bestrahlung oder Schmelzereaktion
gestartet werden können.
Nicht umgesetzte Reaktanten sind häufig nur mit großem Aufwand
aus dem modifizierten Polypropylen zu entfernen. Nachteilig an diesen
Verfahren ist auch der allgemein bekannte, hohe verfahrenstechnische
Aufwand bei Pulvertechnologien für Lagerung,
Transport, Dosierung, Staubbelastung, Explosionsgefahr usw.
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Weiterhin
werden Verfahren beschrieben, bei denen die Erzeugung von HMS-Eigenschaft des Polypropylens
allein durch die Bestrahlung von Polypropylenpulver (Festkörperbestrahlung)
erfolgt, d.h. ohne den Zusatz von chemischen Reaktanten (
DE 36 88 258 A1 ;
EP 190 889 A1 ;
EP 634 454 A1 ;
EP 351 866 A1 ;
US 4,916,198 ;
US 5,047,446 ).
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Nachteilig
an diesen Verfahren ist ebenfalls der bereits beschriebene hohe
verfahrenstechnische Aufwand für
die Pulvertechnologien. Nachteilig ist weiterhin die erforderliche
Vorbehandlung des Polypropylenpulvers zur weitestgehenden Entfernung des
Sauerstoffs (am besten weniger als 0,004 Vol.-%). Verfahrenstechnisch
aufwändig
ist auch die vorgeschriebene Zwischenlagerung des sauerstoffarmen
Polypropylenpulvers bei abgesenkter Sauerstoffkonzentration und
definierter Lagertemperatur, was bezüglich der abgesenkten Sauerstoffkonzentration
auch für
den anschließenden
Bestrahlungsprozess und den nachfolgenden Temperprozess des bestrahlten
Polypropylenpulvers von zwei bis dreißig Minuten gefordert wird.
Letztlich ist nach der Bestrahlung noch ein dritter Verfahrensschritt
erforderlich, bei dem durch thermische Einwirkung (Aufschmelzen im
Extruder oder Wirbelschichttempern) störende Restradikale in den starren
kristallinen Strukturbereichen des bestrahlten Polypropylens zerstört werden müssen. Insgesamt
ist der vorgeschlagene Modifizierungsprozess durch seine komplexe
Mehrstufigkeit verfahrenstechnisch sehr kompliziert und hinsichtlich der
Modifizierung selbst nur wenig effektiv. Darüber hinaus schränkt die
beschriebene Anwendung von Polypropylenpulver die Realisierung dieses
Modifizierungsverfahrens weitestgehend auf die Durchführung beim
Polymererzeuger selbst ein.
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Zur
Verringerung der Kosten für
die strahleninitiierte Erzeugung von Langkettenverzweigungen in
Polypropylenpulvern wurde auch die Anwendung eines lokal abschirmbaren
Niederenergie-Elektronenbeschleunigers vorgeschlagen (
EP 792 905 A1 ;
DE 196 07 480 A1 ;
US 5,883,151 ). Neben den
auch hier zutreffenden grundsätzlichen
verfahrenstechnischen Nachteilen der Pulvertechnologie resultiert
ein zusätzlicher
verfahrenstechnischer Aufwand dadurch, dass wegen der physikalisch
bedingten geringen Eindringtiefe des niederenergetischen Elektronenstrahls
(max. 0,4 mm bei 300 keV) nur besonders feine Pulverteilchen verwendet
werden können
(0,01 bis max. 0,2 mm).
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Weiterhin
führt die
Elektronenbestrahlung von Polypropylen im festen Zustand bekanntermaßen vorzugsweise
zur Reduzierung der mittleren Molmasse und gleichzeitig zu engeren
Molmassenverteilungen. Dieser Modifizierungseffekt wird bereits seit
langem industriell für
die Erzeugung von Polypropylenfäden
genutzt. Die Ursache für
diesen Modifizierungseffekt liegt darin, dass die von den Elektronen
an den Polypropylenketten erzeugten Primärradikale bei den nachfolgenden
Sekundärreaktionen vorzugsweise
zur Spaltung der makromolekularen Ketten führen.
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Daneben
kann es aber durch die Elektronenbestrahlung von Polypropylen im
festen Zustand bekanntermaßen
auch zur Bildung von Kettenverzweigungen kommen.
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Aus
der
EP 1 170 309 A1 ist
ein Verfahren zur Herstellung von Propylen-Copolymeren mit verbesserten Eigenschaften
bekannt.
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Gemäß der
EP 1 170 307 A1 ist
ein Verfahren zum Schmelzen von Polyolefinen mit verbesserten Eigenschaften
bekannt.
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Nach
EP 1 170 306 A1 ist
ein Verfahren zur Herstellung von Polypropylen mit verbesserten
Eigenschaften bekannt.
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Entsprechend
EP 1 170 305 A1 ist
ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefin mit verbesserten Eigenschaften
bekannt.
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Aus
EP 1 038 893 A1 ist
ein Verfahren zur Herstellung von Polypropylenen mit verbesserten
Eigenschaften bekannt.
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Und
nach
EP 0 634 441 A1 ist
ein Polypropylenpolymer mit hoher Schmelzfestigkeit und ein Verfahren
zu seiner Herstellung bekannt.
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Allen
diesen bekannten Verfahren ist gemeinsam, dass zunächst eine
separate Bestrahlung des Feststoffes und anschließend und
völlig
getrennt von dieser Bestrahlung das Aufschmelzen des Feststoffes
erfolgt.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens zur
Erzeugung von langkettenverzweigtem Polypropylen, welches einfach handhabbar
ist und zu einem hohen Verzweigungsgrad des Polypropylens führt.
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Die
Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Erzeugung von langkettenverzweigtem Polypropylen wird das Polypropylen
im Schmelzezustand einer ionisierenden Strahlung ausgesetzt.
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Vorteilhafterweise
wird als ionisierende Strahlung Elektronenstrahlung, Röntgenstrahlung, UV-Strahlung,
Gammastrahlung und/oder Betastrahlung eingesetzt.
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Ebenfalls
vorteilhafterweise wird das Polypropylen im Schmelzezustand in definierten
Geometrien, Strängen,
Platten, Fäden,
Halbzeug-Profilen oder Schmelzetröpfchen, der ionisierenden Strahlung
ausgesetzt.
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Weiterhin
vorteilhafterweise wird die Erzeugung der Polypropylenschmelze und
die Bestrahlung dieser Polypropylenschmelze unter Vermeidung einer
zwischenzeitlichen Erstarrung der Polypropylenschmelze unmittelbar
aufeinanderfolgend durchgeführt.
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Auch
vorteilhafterweise wird die Polypropylenschmelze zu definierten
Geometrien, Strängen, Platten,
Fäden,
Profilen oder Schmelzetröpfchen
geformt, unmittelbar anschließend
einer ionisierenden Strahlung ausgesetzt und danach durch Abkühlung in
den festen Zustand überführt.
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Es
ist auch von Vorteil, wenn kommerziell erhältliches Polypropylen im Schmelzezustand
einer ionisierenden Strahlung ausgesetzt wird.
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Weiterhin
von Vorteil ist es, wenn die Bestrahlung der Polypropylenschmelze
zwischen der Kristallitschmelztemperatur und der Zersetzungstemperatur
des Polypropylens durchgeführt
wird.
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Auch
von Vorteil ist es, wenn die Bestrahlung des Polypropylens im Schmelzezustand
unter Umgebungsbedingungen, in einer inerten oder reaktiven Atmosphäre oder
in einem Vakuum durchgeführt wird.
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Vorteilhaft
ist auch, wenn die Elektronenbestrahlung des Polypropylens im Schmelzezustand bei
Elektronenenergien von 0,1 bis 10 MeV und Bestrahlungsenergiedosen
zwischen 0,1 und 1000 kGy durchgeführt wird.
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Ebenfalls
vorteilhaft ist es, wenn langkettenverzweigtes Polypropylen nach
einer Bestrahlung im Schmelzezustand mit ionisierender Strahlung
in Form von Strängen,
Folien, Platten, Fäden
und Halbzeug-Profilen zu Granulaten und Pulvern zerkleinert und
als Zusätze
in Konzentrationen von 1 bis 99 Ma.-% in kommerzielle Polypropylene
mittels Schmelzemischung eingemischt werden.
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Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn die Bestrahlung des Polypropylens im Schmelzezustand
vor, während
oder nach der Formgebung, noch vorteilhafterweise in einem Extruder
oder in einer Spritzgussanlage durchgeführt wird.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung ist
es auf einfache und energetisch günstige Weise möglich, langkettenverzweigtes
Polypropylen herzustellen. Dazu kann besonders vorteilhafterweise
das erfindungsgemäße Verfahren
in den laufenden Betrieb der Aufbereitung und/oder der Verarbeitung
von Polypropylen zu Formteilen oder Halbzeugen integriert werden,
ohne das Verarbeitungsverfahren negativ zu beeinflussen. Die erfindungsgemäße Bestrahlung
mit ionisierender Strahlung findet statt, während sich das Polypropylen
für die
Aufbereitung und/oder die Verarbeitung im Schmelzezustand befindet.
Somit kann der Schmelzezustand des Polypropylens ohne zusätzlichen
verfahrenstechnischen und energetischen Aufwand für die Bestrahlung
ausgenutzt werden. Damit wird grundsätzlich auch eine direkte verfahrenstechnische
Kopplung von Kunststoff-Aufbereitung/-Verarbeitung und Bestrahlung
möglich.
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Polypropylen,
welches erfindungsgemäß im Schmelzezustand
einer ionisierenden Strahlung ausgesetzt wird, sollen im Rahmen
dieser Erfindung wie folgt verstanden werden.
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Unter
dem Begriff Polypropylen kann es sich um folgende Gruppen von Materialien
handeln: Einerseits wird ein festes, hochmolekulares, gelfreies, lineares,
semikristallines Homopolymer verstanden. Andererseits wird darunter
auch ein Gemisch von Polypropylen mit anderen Polyolefinen verstanden.
Drittens gehören
auch Copolymere aus Propylen und anderen Olefinen, wie z. B. Ethylen,
dazu. Zusätzlich können dem
Polypropylen auch Additive, wie z. B. Verarbeitungshilfsmittel,
Stabilisatoren, Vernetzungshilfsmittel usw. von bis zu 60 Gewichtsprozenten
zugesetzt werden. Als hochmolekular werden gewichtsmittlere Molmassen
ab 100.000 g/mol angesehen und als semikristallin werden Materialien
bezeichnet, die einen Kristallinitätsgrad von über 5% aufweisen.
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Besonders
vorteilhaft ist weiterhin, dass das erfindungsgemäße Verfahren
auf eine spezielle Atmosphäre
oder ein Vakuum vollkommen verzichten kann. Damit wird die Anwendung
des Verfahrens wiederum wesentlich einfacher und kostengünstiger.
Der Einsatz von inerten, reaktiven Atmosphären oder eines Vakuums hat
aber keine negativen Auswirkungen auf den Reaktionsverlauf und kann
auch für
beispielsweise Oberflächenmodifizierungen
während des
Bestrahlungsprozesses ausgenutzt werden.
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Weiterhin
wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
langkettenverzweigtes Polypropylen mit einem hohen Verzweigungsgrad
herstellbar.
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Es
konnte überraschenderweise
festgestellt werden, dass die aus der Bestrahlung von Polypropylen
im festen Zustand bekannten Abbaureaktionen prinzipiell ebenfalls
stattfinden. Es kommt also auch zu der bekannten Reduzierung der
mittleren Molmasse und gleichzeitig zu einer engeren Molmassenverteilung.
Jedoch konnte auch festgestellt werden, dass die Reaktion, die zu
langkettenverzweigtem Polypropylen führt, durch das erfindungsgemäße Verfahren
verstärkt
abläuft.
Dieser Reaktionsverlauf war nicht zu erwarten gewesen.
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Die
Ursache für
diesen Reaktionsablauf könnte
darin zu finden sein, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Bestrahlung
im Schmelzezustand des Polypropylens im Polypropylen keine kristallinen
Bereiche mehr vorliegen.
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Kristalline
Bereiche sind durch ihren hochgeordneten übermolekularen Zustand für eine Modifizierung
weitestgehend nicht verfügbar.
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Beim
Vorliegen von kristallinen Bereichen, wie sie nach den Verfahren
des Standes der Technik in festem Polypropylen vorhanden sind, können die strahlinduzierten
Primärradikale
nur zu einem sehr geringen Teil die Sekundärreaktion zur Bildung von Langkettenverzweigungen
auslösen,
da sie durch den hochgeordneten übermolekularen
Zustand der kristallinen Bereiche behindert werden. Dies wird durch
das erfindungsgemäße Verfahren
dahingehend geändert,
dass die Primärradikale
nun eine größere Beweglichkeit
haben und damit überraschenderweise
die Rekombination mit einer makromolekularen Polymerkette an Bedeutung
gewinnt. Dementsprechend werden im Vergleich zu den bekannten Verfahren
der Elektronenbestrahlung von Polypropylen im festen Zustand sowohl
die Effektivität
des erfindungsgemäßen Verfahrens
als auch die Homogenität
der Langkettenverzweigungen im Polypropylen erhöht.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
dass wegen der Abwesenheit der kristallinen Bereiche auch keine
sogenannten „trapped
radicals" in den
kristallinen Bereichen entstehen können. Diese „trapped
radicals" führen bekanntermaßen im praktischen
Gebrauch der Polypropylenformteile über Langzeitreaktionen mit
dem Luftsauerstoff zu unerwünschten
Materialalterungen (Versprödung,
Verfärbung,
molekularer Abbau usw.). Außerdem
sind die nach dem Stand der Technik üblichen aufwendigen thermischen
Nachbehandlungen (Tempern, Extrusion, Wirbelbett) zur Entfernung eben
dieser „trapped
radicals" dann nicht
mehr notwendig.
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Ebenfalls
von Vorteil ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass auf den
Einsatz zusätzlich eingebrachter
Materialien verzichtet werden kann. Diese erfindungsgemäße Modifizierung
der makromolekularen Struktur des Polypropylens durch eine „Polymerchemie
ohne Chemikalien" wird
ohne zusätzliche
Reaktanten möglich,
die nach dem Stand der Technik bekanntermaßen zudosiert und, eingemischt
werden. Hinzu kommt noch, dass nach dem Stand der Technik die nichtverbrauchten
Reaktanten und auch mögliche
unerwünschte
Reaktionsprodukte aus der Elektronenbestrahlung aus dem Polypropylen
und aus dem Prozess aufwendig entfernt werden müssen. Dies ist bei Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
nicht notwendig, da eben keine zusätzlichen Materialien eingebracht
werden brauchen.
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Bezüglich der
Bestrahlung können
handelsübliche
Geräte
eingesetzt werden. Die verfügbaren Bestrahlungsleistungen
derartiger bekannter industriell einsetzbarer Geräte, beispielsweise
eines Elektronenbeschleunigers, können problemlos die erforderlichen
Modifizierungen im Polypropylen im Schmelzezustand realisieren.
Auch ist die Anpassung der Bestrahlung an die Materialgeschwindigkeiten
bei der Polypropylenaufbereitung und/oder Polypropylenverarbeitung
in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Verarbeitungsprozess ohne Probleme möglich.
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Beispielsweise
ist für
die Bestrahlung dünner Schmelzeschichten,
wie z.B. Folien bis max. 0,4 mm Dicke, ein lokal abschirmbarer Niederenergie-Elektronenbeschleuniger
direkt in den Produktionsprozess integrierbar.
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Die
Bestrahlung von Polypropylen im Schmelzezustand mit größeren Querschnitten,
wie z.B. Stränge
oder Profile, erfordern dagegen den Einsatz von ebenfalls bekannten
und verfügbaren
Geräten,
wie beispielsweise Mittel- bis Hochenergie-Elektronenbeschleunigern.
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Im
Weiteren wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Beispiel 1
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Auf
einer Flachfolienanlage mit einem Einschneckenextruder, mit einer
Schlitzdüse
von 1 mm Spaltweite und einem Walzenabzug Chill-Roll 136/350 wird
aus granuliertem Polypropylen PPH 2150 (Basell Polyolefines) eine
Folie mit der Dicke von 0,5 mm hergestellt. Die Schmelzvolumenrate
für dieses
Polypropylen ist mit 0,55 cm3/10 min bei
190 °C/5
kg angegeben. Aus dieser Folie werden Proben mit den Abmessungen
6 × 6
cm2 hergestellt und in einer Vorrichtung
fixiert, die einerseits die Aufheizung der Folienprobe in den Schmelzezustand
realisiert und gleichzeitig auf dem Transportsystem eines Elektronenbeschleunigers
integriert ist. Die Aufheizung der Folienprobe bis zum Schmelzezustand
bei 200 °C
wird innerhalb von 1–2
min realisiert, was kunststoffprozessanalogen Zeiten entspricht.
Danach wird die Folienprobe im Schmelzezustand durch den Strahlengang
des Elektronenstrahls mit 1,0 MeV geführt und somit einer Bestrahlungsdosis von
10 kGy ausgesetzt. Anschließend
wird die Folienprobe abgekühlt.
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Die
polymeranalytische Charakterisierung der schmelzebestrahlten Polypropylenprobe
mit Hochtemperatur-Gelpermeationschromatographie (HT-GPC) zeigt
den erwarteten und auch erfindungsgemäßen Abfall der mittleren Molmasse.
Die HT-GPC-Analyse bestätigt
weiterhin, dass Langkettenverzweigungen mit einem hohen Verzweigungsgrad
entstanden sind.
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Durch
den Einbau von Langkettenverzweigungen wird eine dichtere Packung
der Makromoleküle
möglich,
wodurch sich das hydrodynamische Volumen oder der Knäulradius
des gelösten
Makromoleküls
im Vergleich zum linearen Makromolekül gleicher Molmasse verringert.
Die Verringerung der Knäulradien
konnte durch die NT-GPC-Untersuchungen an der Folienprobe eindeutig
nachgewiesen werden.
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Beispiel 2
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Aus
Polypropylen PPH 2150 (Basell Polyolefines) im Schmelzezustand bei
240 °C wird
auf einer Flachfolienanlage mit einer Schlitzdüse des Film-Extrusionswerkzeuges von 1 mm und mit
einer Geschwindigkeit von 4 m/min ein Schmelzefilm von 0,8 mm Dicke
und 300 mm Breite geformt. Dieser Schmelzefilm wird unmittelbar
nach dem Austritt aus der Schlitzdüse in einem einzigen Strahldurchgang mit
einer Dosis von 10 kGy bestrahlt. Direkt nach dem Verlassen des
Strahlenfeldes wird der Schmelzefilm von temperierten Walzen erfasst,
gekühlt/verfestigt
und aufgewickelt.
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Zum
Nachweis des Vorhandenseins von Langkettenverzweigungen im bestrahlten
Material wurden eine NT-GPC-Untersuchung und eine dehnrheologische
Untersuchung durchgeführt.
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Im
Ergebnis der dehnrheologischen Untersuchung konnte ein dehnverfestigendes
Verhalten der Probe festgestellt werden, woraus die Anwesenheit von
Langkettenverzweigungen mit einem hohen Verzweigungsgrad als sicher
angenommen werden kann, da aufgrund der chromatografischen Ergebnisse
das Vorhandensein von hochmolekularen Komponenten oder einer sehr
breiten Molmassenverteilung auszuschließen war.
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Beispiel 3
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Granuliertes
Polypropylen PPH 2150 (Basell Polyolefines) wird auf einem Doppelschneckenextruder
(ZSK30, Werner&Pfleiderer)
in eine homogene Schmelze bei 245 °C überführt. Aus der Schmelze werden
durch eine Strangdüse
mit zwei horizontal angeordneten kreisrunden Düsenlöchern von 2 mm Durchmesser
Schmelzestränge
geformt. Diese Schmelzestränge
werden nach Verlassen der Düsenlöcher mit
einem Elektronenstrahl von 1,5 MeV in einem einzigen Strahldurchgang
mit einer Dosis von 50 kGy bestrahlt. Die bestrahlten Stränge werden
danach sofort in einem Wasserbad abgekühlt/verfestigt und anschließend in
einem Stranggranulator zu Granulatkörnern geschnitten.
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Auch
hier zeigen die chromatografischen Untersuchungen das Vorhandensein
von Langkettenverzweigungen mit einem hohen Verzweigungsgrad.
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Beispiel 4
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5
Ma.-% eines nach Beispiel 3 strahlenmodifizierten Granulates aus
PPH 2150 werden mit 95 Ma.-% eines unmodifizierten PPH 2150-Granulates gemischt,
aufgeschmolzen und erneut zu Granulatkörnern verarbeitet.
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Diese
Polypropylen-Mischung zeigt bei der DSC-Analyse eine im Vergleich
zu nichtmodifiziertem PPH2150-Granulat bereits bei höheren Temperaturen
einsetzende Rekristallisation.
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Beispiel 5
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50
Ma.-% eines nach Beispiel 3 strahlenmodifizierten Granulates aus
PPH 2150 werden mit 50 Ma.-% eines unmodifizierten PPH 2150-Granulates gemischt,
gemeinsam in einem Einschneckenextruder aufgeschmolzen und zu einem
Folienschlauch extrudiert.
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Durch
den Zusatz des strahlenmodifizierten und damit langkettenverzweigten
PPH 2150-Granulates konnte bei gleichbleibender Folienschlauchqualität die Verarbeitungsgeschwindigkeit
um 20 % erhöht
werden.