DE1954488B2 - Formmassen aus nieder- und hochdruck-polyaethylen - Google Patents
Formmassen aus nieder- und hochdruck-polyaethylenInfo
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Description
Es ist bekannt, Niederdruck-Polyäthylen und Hochdruck-Polyäthylen
zu vermischen, um zu Formmassen mit verbesserten Eigenschaften zu gelangen. Meistenteils
werden dabei etwa 40 bis 70 Gewichtsprozent Niederdruck-Polyäthylen mit 30 bis 60 Gewichtsprozent
Hochdruck-Polyäthylen verschnitten. Weiterhin ist bereits vorbeschrieben, für Folien, Filme oder
Beschichtungen, Mischungen aus Polyäthylen hoher und niederer Dichte verschiedener Schmelzindizes
und damit verschiedener Molekulargewichte einzusetzen. Jedoch genügen die bisher bekannten Mischungen
in ihren Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich Zähigkeit, Kerbrißunempfindlichkeil und
ihres Fließverhaltens, den gestellten Anforderungen oftmals nicht. Besonders treten diese Mängel bei der
Herstellung von gereckten Folien auf, die sich durch hohe Festigkeit auszeichnen. Dabei zeigt sich, daß
Niederdruck-Polyäthylen für diesen Verwendungszweck zwar wegen seiner verhältnismäßig niedrigen
Rohstoffkosten und seiner leichten Verarbeitbarkeit eingesetzt wird, jedoch nicht voll befriedigt. Oftmals
wird deshalb auf das kostspieligere Polypropylen ausgewichen.
Es wurden nun Formmassen aus Niedeidruck- und Hochdruck-Polyäthylen, die dadurch gekennzeichnet
sind, daß sie zu 90 bis 99 Gewichtsprozent aus Niederdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von
0,940 bis 0,965 und einem Graderwert von 0,05 bis 0,3 und zu 1 bis 10 Gewichtsprozent aus Hochdruck-Polyäthylen
mit einer Dichte von 0,918 bis 0,930 und einem Graderwert von 0,05 bis 0,3 bestehen,
gefunden.
Dabei ist überraschend, daß die erfindungsgemäß verwendeten geringen Mengen an Hochdruck-Polyäthylen
überhaupt verträglich sind mit Niederdruck-Polyäthylen. Außerdem bewirken diese kleinen Mengen
eine beachtliche Steigerung der Zähigkeit und der Kerbrißunempfindlichkeit. Weiterhin weisen die Massen
trotz ihres niederen Graderwertes ein hervorragendes Fließverhalten auf.
Das eingesetzte Niederdruck-Polyäthylen kann nach den bekannten Methoden, beispielsweise mit
Hilfe eines Ziegler-Katalysators oder nach dem Phillips-Verfahren, hergestellt werden. Jedoch ist es
für die Erzielung der vorteilhaften Eigenschaften von Bedeutung, daß die Dichte des Niederdruck-Polyäthylens
zwischen 0,940 und 0,965 und der Grader-
wert zwischen 0,05 und 03 Hegt Der Graderwert
oder auch Schmelzindex I2 genannt wird gemäß den
Vorschriften von ASTM D 1238-52 T bestimmt.
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn ein Niederdruck-Polyäthylen eingesetzt wird, das in
Gegenwart von Katalysatoren auf der Basis von Titantetrachlorid
und SUiziumwasserstoffbindungen enthaltender Verbindungen, beispielsweise H-Siloxane,
gegebenenfalls unter Zusatz von Aluminiumchlorid, hergestellt worden ist.
Ebenfalls werden hervorzuhebende Eigenschaftsverbesserungen erreicht, wenn Niederdruck-Polyäthylen
eingesetzt wird, das eine breite Molekulargewichtsverteilung aufweist. Dabei kann diese breite Molekulargewichtsverteilung
durch Mischung verschie-
dener Niederdruck-Polyäthylentypen erzielt werden, oder es wird ein Produkt eingesetzt, das durch die
Herstellung bedingt, eine solche Molekulargewichtsverteilung aufweist Als Maß für die Breite der Molekulargewichtsverteilung
wird die Uneinheitlichkeit
"1
angegeben. Dabei bedeutet Mw das Gewichtsmittel
und Mn das Zahlenmittel des Molekulargewichts. Unter Niederdruck-Polyäthylen mit breitem Molekulargewicht
werden anmeldungsgemäß Produkte verstanden, die eine Uneinheitlichkeit U zwischen
9 und 30 haben.
Als Hochdruck-Polyäthylen können ebenfalls nach bekannten Verfahren hergestellte und im Handel
erhältliche Produkte mit einer Dichte von 0,918 bis 0,930, vorzugsweise 0,926 bis 0,930 und einem Grader-
wert von 0,05 bis 0,3 eingesetzt werden. Bevorzugt kommen dabei 3 bis 6 Gewichtsprozent Hochdruck-Polyäthylen
auf 94 bis 97 Gewichtsprozent Niederdruck-Polyäthylen zur Anwendung. Diese geringen
Zusätze von Hochdruck-Polyäthylen verändern die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften des Niederdruck-Polyäthylens
wie Biegefestigkeit, Steifigkeit und Härte kaum. Andererseits werden die Zähigkeit und
die Kerbrißunempfindlichkeit stark gesteigert.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Form-
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Form-
massen kann in bekannter Weise auf Mischwalzen oder in Extrudern durchgeführt werden. Dabei werden
völlig homogene Mischungen erzielt. Zusätzlich können auch übliche Verarbeitungshilfsmittel, wie
beispielsweise Stearate (Aluminium-, Calzium- und Lithiumstcarate), Fettsäureamide und Stabilisierungskomponenten, wie beispielsweise sterisch gehinderte
Phenole, Thioäther, Phosphite und Furnace-Ruß, in die Formmassen eingearbeitet werden.
Für zahlreiche Anwendungszwecke sind diese neuen Mischungen einsetzbar. Von besonderer Bedeutung sind ihre vorteilhaften Eigenschaften bei der Herstellung von gereckten Folien.
Die Produktion von Folien kann sowohl nach dem
Für zahlreiche Anwendungszwecke sind diese neuen Mischungen einsetzbar. Von besonderer Bedeutung sind ihre vorteilhaften Eigenschaften bei der Herstellung von gereckten Folien.
Die Produktion von Folien kann sowohl nach dem
Blas- wie auch nach der Flachfolien-Meihode durchgeführt
werden. Das Flachfolienverfahren hat den Vorteil, daß höhere Ausstoßgeschwindigkeiten erreicht
werden. Jedoch konnte bisher nur Niederdruck-Polyäthylen verarbeitet werden, welches einen verhältnismäßig
honen Graderwert (i2 > 0,5) hat, um eine
niedrigviskose Schmelze zu erhalten. Die erfindungsgemäßen
Fonnmassen lassen sich jedoch trotz ihrem Graderwert zwischen 0,05 und 0,3 wegen ihres guten
Fließverhaltens zu Flachfolien verarbeiten.
Die nach der Blas- oder Flachfolien-Methode hergestellten Folien werden anschließend einem inonoaxialen
Reckvorgang unterzogen. Sie können auch vorher in schmale Folien, sogenannte Bändchen,
zerschnitten und sodann erst gereckt werden. Die Verstrcckung erfolgt unter Erwärmen bis unterhalb
des Kristallitschmelzpunktes. Dabei können Folien aus den erfindungsgemäßen Formmassen um das
Mehrfache der Ausgangslänge bis zu einem Reck-Beispiei 1
95 Gewichtsteile Niederdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von 0,954, einem Graderwert von 0,} (hergestellt
in Gegenwart eines Katalysators auf der Basis Titantetrachlorid, Aluminiumchlorid und H-SiI-oxanen),
werden mit 5 Gewichtsteflen eines Hochdruck-Polyäthylenpolymerisats
der Dichte 0,926 bis 0,930 und mit einem Graderwert von 0,1 bis 0,3
10 Minuten lang bei 175° C auf einem Walzwerk miteinander
vermischt Das von der Walze abgezogene und abgekühlte Fell wird granuliert und in einer
Presse bei 175° C zu einer Platte von 1 mm Dicke verpreßt Aus dieser Platte ausgestanzte Proben
werden nach DIN 53 448 einer Zähigkeitsprüfung unterzogen und ergeben Werte von 200 bis
220 cmkp/cm2. Unter den gleichen Bedingungen aus dem gleichen Ausgangspolyäthylen, jedoch ohne Zusatz
des Hochdruck-Polyäthylens hergestellte Probe-
Die Meßergebnisse zeigt Tabelle 1 im Vergleich zu reinem Niederdruck-Polyäthylen.
40
45
| Nieder | Mischung | |
| druck-PE | 95% Niederdruck- | |
| PE + 5% Hoch- | ||
| 0,954 | druck-PE | |
| Dichte (23° C), g/cm3... | 0,952 | |
| i2-Wert (ASTM | ||
| D 1238-52 T), | 0,1 | |
| g/10 Min | 0,1 | |
| Zugfestigkeit | 250 | |
| (DIN 53 455), kp/cm2 | 250 | 240 |
| Reißfestigkeit, kp/cm2.. | 800-900 | 350 |
| Reißdehnung, % | 62 | 900-1000 |
| Shore D (DIN 53 505) | 61 | |
| Kerbschlagzugzähigkeit | ||
| (DIN 53 448), | 110-120 | |
| cmkp/cm2 | 200-220 | |
grad von 1:9 verstreckt werden. Für die Festigkeit 20 körper ergaben Werte von 110 bis 120cmkp/cm
der Folien oder der Bändchen ist neben dein eingesetzten
Material und den Verarbeitungsbedingungen besonders ein großes Reckverhältnis von ausschlaggebender
Bedeutung.
Bei der technischen Durchführung des Reckvorganges wird die Folie nach Erwärmen bis unterhalb
des Kristallitschmelzpunktes hintereinander über zwei verschieden schnell drehende Walzen geschickt und
so in Richtung der Längsachse monoaxial verstreckt. Aus dem Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten ergibt
sich der Reckgrad.
Der Abstand der zwei Walzen ist die Zone, in der die Reckung durchgeführt wird. Die Folien aus
Niederdruck-Polyäthylen mit höheren Graderwerten
(i2 > 0,5) bilden nur eine kleine Reckzone (wenige
Millimeter) aus, und somit ist die Beanspruchung des Materials dabei sehr groß. Besonders, wenn in der
Ausgangsfolie unplastifizierte Teilchen, wie Pigmenteinschlüsse oder Blasen, enthalten sind, kommt es zu
Einschnürungen und zum Abreißen der Folie. Sind jedoch die Folien aus Formmassen mit niederem
Graderwert, wie sie die erfindungsgemäßen Mischungen darstellen (bisher waren derartige Folien
nur über das kostspielige Blasverfahren zugänglich), kann die Reckzone am Bändchen oder an der Folie
bis zu 80 mm betragen. Dadurch ist die Beanspruchung des Polyäthylens während des Reckvorganges geringer.
Das Material hat längere Zeit um nicht reckbare Stellen, die durch Verunreinigungen entstanden sind,
durch stärkere Dehnung anderer Teile auszugleichen. Die Einschnürungen werden weniger tief und führen
seltener zum Abreißen. Weiterhin zeigen die erfindungsgemäßen Formmassen eine große Zähigkeit, so
daß daraus hergestellte Folien eine weitgehende Kerbrißempfindlichkeit aufweisen.
Für die praktische Durchführung des Reckvorganges hat dies den Vorteil, daß mit großen Walzengeschwindigkeiten
gearbeitet werden kann, ohne daß ein Abriß und damit eine Unterbrechung des Reckvorganges
eintritt; zudem sind große Reckverhältnisse technisch durchführbar und führen zu Folien
hoher Festigkeit. So können beispielsweise Bändchen mit einer Festigkeit von 5,5 bis 6 g/den hergestellt
werden. Diese eignen sich beispielsweise sehr gut für die Herstellung von gewebten Verpackungssäcken.
Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Massen für die Herstellung von gereckten Fasern von Bedeutung.
Eine Mischung aus 95 Gewichtsteilen Niederdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von 0,954, einem Graderwert
von 0,1 und 5 Gewichtsteilen eines Hochdruck-Polyäthylens der Dichte von 0,923 bis 0,924 und einem
Graderwert von 1,2 bis 1,7 wird wie im Beispiel 1 hergestellt. Aus der Mischung wird eine Preßplatte
von 1 mm Stärke gepreßt. Daraus ausgestanzte Probekörper ergeben nach DIN 53 448 Zähigkeitswerte
von 140 cmkp/cm2. Es zeigt sich aus den Werten der Tabelle 2, daß Hochdruck-Polyäthylen mit einem
hohen Graderwert nur unwesentliche Verbesserungen ergibt.
| 60 | Nieder- druck-PE |
Mischung 95% Niederdruck- PE + 5% Hoch- druck-PE |
| 65 Dichte (23° C), g/cm3... i2-Wert (ASTM D 1238-52 T), g/10 Min |
0,954 0,1 |
0,951 0,1 |
Fortsetzung
| Nieder- | Mischung | |
| druck-PE | 95% Niederdmck- | |
| PE + 5% Hoch- | ||
| druck-PE | ||
| Zugfestigkeit | 250 | |
| (DIN 53455), kp/cm2 | 250 | 230-240 |
| Reißfestigkeit, kp/cm2.. | 800-900 | 280-300 |
| Reißdehnung, % | 62 | 900-1000 |
| Shore D (DIN 53 505) | 61 | |
| Kerbschlagzugzähigkeit | ||
| (DIN 53 448), | 110-120 | |
| cmkp/cm2 | 140 | |
Mischungen aus Niederdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von 0,954, einem Graderwert von 0.1 mit
5 Gewichtsteilen eines Hochdruck-Polyäthylens der Dichte 0,918 und einem Graderwert von 0,1 bis 0,3
werden, wie im Beispiel 1 hergestellt, verpreßt zu einer Platte von 1 mm Stärke und einer Zähigkeitsprüfung nach DIN 53 448 unterzogen. Es werden
dabei Zähigkeitswerte von 180 bis 190 cmkp/cm2
ermittelt.
| Dichte (23°C), g/cm3... | Nieder- | Mischung | |
| lyWert (ASTM | druck-PE | 96% Niederdruck- | |
| 5 | D 1238-52 T), | PE + 4% Hoch- | |
| g/10 Min | 0,957 | druck-PE | |
| Zugfestigkeit | 0,954 | ||
| IO | (DIN 53455), kp/cm2 | ||
| Reißfestigkeit, kp/cm2.. | 0,3 | ||
| Reißdehnung, % | 0,3 | ||
| Shore D (DIN 53 505) | 270 | ||
| Kerbschlagzugzähigkeit | 200 | 270 | |
| 15 | (DIN 53 448), | 600-700 | 300 |
| cmkp/cm2 | 64 | 700-800 | |
| 64 | |||
| 20 | 90-100 | ||
| 170 | |||
Ein Niederdruck-Polyäthylen mit einer Uneinheitlichkeit von 10, einem Graderwert von 0,15 und
einer Dichte von 0,945 wird mit einem Hochdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von 0,926 bis 0,930 und
einem Graderwert von 0,1 vermischt. An 1 mm starken Preßplatten aus dieser Mischung werden
folgende mechanische Werte gemessen.
| Nieder | Mischung | |
| druck-PE | 95% Niederdruck- | |
| PE + 5% Hoch- | ||
| 0,954 | druck-PE | |
| Dichte (23° C), g/cm3... | 0,951 | |
| lyWert (ASTM | ||
| D 1238-52 T), | 0,1 | |
| g/10 Min | 0,1 | |
| Zugfestigkeit | 250 | |
| (DIN 53 455), kp/cm2 | 250 | 240 |
| Reißfestigkeit, kp/cm2 .. | 800-900 | 350 |
| Reißdehnung, % | 62 | 900-1000 |
| Shore D (DIN 53 505) | 61 | |
| Kerbschlagzugzähigkeit | ||
| (DIN 53 448), | 110-120 | |
| cmkp/cm2 | ρ i e 1 4 | 180-190 |
| Beis | ||
| Dichte (23° C), g/cm3... | Nieder- | Mischung | |
| j2-Wert (ASTM | druck-PE | 96% Niederdruck- | |
| D 1238-52 T), | PE + 4% Hoch- | ||
| 40 | 45 g/10 Min | 0,945 | druck-PE |
| Zugfestigkeit | 0,944 | ||
| (DIN 53 455), kp/cm2 | |||
| Reißfestigkeit, kp/cm2 .. | 0,15 | ||
| 5o Reißdehnung, % | 0,16 | ||
| Shore D (DIN 53 505) | 240 | ||
| Kerbschlagzugzähigkeit | 300 | 240 | |
| (DIN 53 448), | 800-900 | 350 | |
| cmkp/cm2 | 60 | 900-1100 | |
| 60 | |||
| 130 | |||
| 210-220 |
Eine Mischung aus 96% Niederdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von 0,957 und einem Graderwert
von 0,3 und 4% Hochdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von 0,926 bis 0,930 und einem Graderwert
von 0,1 bis 0,3 wurde, wie im Beispiel 1, in einem Walzwerk gemischt. Sodann wurde eine 1 mm dicke
Platte hergestellt und an dieser folgende mechanische Werte bestimmt.
Die nach Beispiel 1 hergestellte Mischung wurde über eine Breitschlitzdüse zu Flachfolien von 250 bis
300 μ Stärke extrudiert und anschließend wurden die Folien in einer Reckanlage auf ein Reckverhältnis von
1:8,3 bei einer Stärke von 35 bis 38 μ verstreckt. Die
an der Ausgangsfolie ermittelte Kerbrißempfindlichkeit,
ausgedrückt in der Weiterreißarbeit, und die an der verstreckten Folie erzielte Festigkeit sind in
Tabelle 6 denjenigen aus herkömmlichen Niederdruck-PE-Materialien eefertißten gegenübergestellt.
Niederdruck-l'EI
Dichte (230CKgZCIiT1
i2-Wert (ASTM D 1238-52 T)
Weiterreißarbeit*), cmkp/cm2 (in
Abzugsrichtung der
Folie)
Verstreckungsgrad... Festigkeit in t
pond/denier | 4,5
0,946
0,45
190
1 :7.5
Niedcrruck-PE2|
0.942
0,5
0,5
180
1:7
1:7
4.3
Mischung 95% Nieder-
druck-PE +■ 5% Hoch-
druck-PE
0,952 0,1
280
1:8,3
1:8,3
5,6-6,0
·) Die Weiterreißprüfungen werden an 15 mm breiten Foliensiücken,
an denen 5 mm tiefe, einseitige Einschnitte mittels Rasierklinge und Schablone angebracht werden, im Schlagpendel durchgerührt.
Kerbt man die Proben nur einseitig und mit einem möglichst geringen Radius im Kerbgrund, so breitet sich im anschließenden
Schlagzugversuch ein Riß mit hoher Fortpflanzungsgeschwindigkeit aus, dessen gemessene Weiterreißarbeit ein gutes Maß für
die Unempfindlichkeit des Materials gegen Rißausbreitung darstellt.
Claims (4)
1. Formmassen aus Niederdruck- und Hochdruck-Polyäthylen,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zu 90 bis 99 Gewichtsprozent
aus Niederdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von 0,940 bis 0,965 und einem Graderwert von
0,05 bis 03 und zu 1 bis 10 Gewichtsprozent aus Hochdruck-Polyäthylen mit einer Dichte von
0,918 bis 0,930 und einem Graderwert von 0,05 bis 0,3 bestehen.
2. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederdruck-Polyäthylen
in Gegenwart von Katalysatoren auf der Basis Titantetrachlorid und Siiiciumwasserstoffbindungen
enthaltenden Verbindungen, gegebenenfalls unter Zusatz von Aluminiumchlorid, hergestellt
worden ist.
3. Fonnmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Niederdruck-Polyäthylen mit einer breiten Molekulargewichtsverteilung eingesetzt
wird.
4. Verwendung von Formmassen nach Anspruch 1 bis 3, zur Herstellung gereckter Folien.
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE758123D BE758123A (fr) | 1969-10-29 | Matieres a mouler a base de polyethylenes | |
| DE19691954488 DE1954488C3 (de) | 1969-10-29 | Formmassen aus Nieder- und Hochdruck-Polyäthylen | |
| NL7015576A NL7015576A (de) | 1969-10-29 | 1970-10-23 | |
| US84239A US3700759A (en) | 1969-10-29 | 1970-10-26 | Molding substances of low-and high-pressure polyethylene |
| GB50673/70A GB1277400A (en) | 1969-10-29 | 1970-10-26 | Polyethylene compositions |
| AT968270A AT301872B (de) | 1969-10-29 | 1970-10-28 | Formmassen auf der Basis von Niederdruck-Polyäthylen mit Hochdruck-Polyäthylen |
| FR7038873A FR2066655A5 (de) | 1969-10-29 | 1970-10-28 | |
| ES384981A ES384981A1 (es) | 1969-10-29 | 1970-10-28 | Procedimiento para la produccion de cuerpos moldeados. |
| SE14635/70A SE362254B (de) | 1969-10-29 | 1970-10-29 | |
| CH1600470A CH535268A (de) | 1969-10-29 | 1970-10-29 | Formmassen aus Nieder- und Hochdruck-Polyäthylen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691954488 DE1954488C3 (de) | 1969-10-29 | Formmassen aus Nieder- und Hochdruck-Polyäthylen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1954488A1 DE1954488A1 (de) | 1971-05-06 |
| DE1954488B2 true DE1954488B2 (de) | 1973-05-17 |
| DE1954488C3 DE1954488C3 (de) | 1976-12-23 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2700235A1 (de) * | 1977-01-05 | 1978-07-13 | Basf Ag | Verwendung einer speziellen polyolefin-formmasse zum herstellen von folien nach dem folienblasverfahren |
| DE2939055A1 (de) * | 1979-05-18 | 1980-11-27 | Asahi Chemical Ind | Polyaethylengemisch |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2700235A1 (de) * | 1977-01-05 | 1978-07-13 | Basf Ag | Verwendung einer speziellen polyolefin-formmasse zum herstellen von folien nach dem folienblasverfahren |
| DE2939055A1 (de) * | 1979-05-18 | 1980-11-27 | Asahi Chemical Ind | Polyaethylengemisch |
| DE2939055C2 (de) * | 1979-05-18 | 1982-12-23 | Asahi Kasei Kogyo K.K., Osaka | Polyaethylengemisch |
| DE2939055C3 (de) * | 1979-05-18 | 1986-05-28 | Asahi Kasei Kogyo K.K., Osaka | Polyaethylengemisch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE362254B (de) | 1973-12-03 |
| CH535268A (de) | 1973-03-31 |
| AT301872B (de) | 1972-09-25 |
| US3700759A (en) | 1972-10-24 |
| FR2066655A5 (de) | 1971-08-06 |
| ES384981A1 (es) | 1973-03-16 |
| BE758123A (fr) | 1971-04-28 |
| NL7015576A (de) | 1971-05-04 |
| GB1277400A (en) | 1972-06-14 |
| DE1954488A1 (de) | 1971-05-06 |
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