DE2204637A1 - Process for the production of high density polyethylenes with good processability - Google Patents

Process for the production of high density polyethylenes with good processability

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DE2204637A1
DE2204637A1 DE19722204637 DE2204637A DE2204637A1 DE 2204637 A1 DE2204637 A1 DE 2204637A1 DE 19722204637 DE19722204637 DE 19722204637 DE 2204637 A DE2204637 A DE 2204637A DE 2204637 A1 DE2204637 A1 DE 2204637A1
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Description

dr. W. Schalk · dipl.-ing. P.Wirth · dipl.-ing. G. Dan ν en berg DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEI N HOLD · DR. D. G U DE Ldr. W. Schalk dipl.-ing. P.Wirth dipl.-ing. G. Dan ν en berg DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEI N HOLD · DR. D. G U DE L

6 FRANKFURT AM MAIN6 FRANKFURT AM MAIN

CR. ESCHENHEIMER STRASSE 39 qix /cirCR. ESCHENHEIMER STRASSE 39 qix / cir

S. 1501P. 1501

Montecatini Edison S.p.A. Foro Buonaparte 31 Mailand / ItalienMontecatini Edison S.p.A. Foro Buonaparte 31 Milan / Italy

Verfahren zur Herstellung van Polyäthylenen mit hoher Dichte und guter VerarbeitbarkeitProcess for the production of polyethylenes with high density and good processability

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Polyäthylenen mit hoher Dichte und guter Verarbeitbarkeit. Die vorlie~ gende Erfindung bezieht sich weiterhin auf die nach diesem Verfahren erhaltenen The present invention relates to a method of manufacture of polyethylenes with high density and good processability. The present ~ The invention further relates to those obtained by this process

Die Schwierigkeiten bei der Verarbeitung linearer Polyäthylene mit hoher Dichte, insbesondere beim Strangpreßverfahren, sind bekannt, wo in vielen Fällen die stranggepreßten Produkte Oberflächenschäden oder Verformungen zeigen. Für die bekannten linearen, hoch dichten Polyäthylene gibt es tatsächlich eine bestimmte kritische Schmelzflußgeschwindigkeit, oberhalb welcher die Oberfläche des stranggerpeßten Produktes unregelmäßig wird und das Aussehen von "Haihaut" annimmt, wobei bei ausreichend hahsn FlieBgeschwincJigkeiten das Phänomen des Schmelzbruches auftritt.The difficulties in processing linear polyethylene with high Density, especially in the extrusion process, are known where in many Cases the extruded products show surface damage or deformation. For the well-known linear, high-density polyethylene there is actually a certain critical melt flow rate above which the surface of the extruded product becomes irregular and takes on the appearance of "shark skin", with sufficient flow speeds the phenomenon of melt fracture occurs.

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Um das Autreten von Stangpreßschäden zu vermeiden, muß bei relativ niedrigen Strangpreßgeschwindigkeiten gearbeitet werden.In order to avoid the occurrence of extrusion damage, must be at relatively low Extrusion speeds are worked.

Ein bekanntes Verfahren zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit von Polyäthylen bestand in der Erweiterung der Molekulargewichtsverteilung (MWD). Dieses Verfahren hatte jedoch seine Grenzen durch die Tatsache, daß eine übermäßige Erweiterung der Molekulargewichtsverteilung eine, merkliche Verminderung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Polyäthylens ergab. Wurde außerdem die Erweiterung der Molekulargewichtsverteilung durch Mischen von Polyäthylenen mit sehr unterschiedlichem Molekulargewicht erzielt, so traten während ihrer Homogenisierung erhebliche Schwierigkeiten auf.A well-known method of improving the processability of polyethylene consisted in expanding the molecular weight distribution (MWD). This method however, its limitations were due to the fact that an excessive widening of the molecular weight distribution resulted in a marked decrease in the physical-mechanical properties of polyethylene showed. Has also been the expansion of the molecular weight distribution achieved by mixing polyethylenes with very different molecular weights, so occurred encountered considerable difficulties during their homogenization.

Es bestand daher die Nachfrage nach einem Polyäthylen mit hoher Dichte und nicht zu breiter Molekulargewichtsverteilung, das bei höheren Strangpreßgeschwindigkeiten ohne Auftreten von Haihaut und Schmelzbruchphänomen verarbeitet werden und gute physikalisch-mechanische Eigenschaften bewahren konnte. Diese Nachfrage bestand insbesondere bei Blasverformungsverfahren von Flaschen und Hohlkörpern im allgemeinen.There has therefore been a demand for a high density polyethylene and not too broad molecular weight distribution, that at higher extrusion speeds are processed without occurrence of shark skin and melt fracture phenomena and retain good physical-mechanical properties could. This demand was particularly evident in blow molding processes of bottles and hollow bodies in general.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von hoch dichten Polyäthylenen gefunden, das im Vergleich zu bekannten, hoch dichten Polyäthylenen mit ähnlichem Schmelzindex und Molekulargewichtsverteilung eine bessere Verarbeitbarkeit und insbesondere die Möglichkeit zeigten, bei höheren Geschwindigkeiten er 3 Schäden stranggepreßt werden zu können.A process for the production of high-density polyethylenes has now been found which, compared to known high-density polyethylenes with a similar melt index and molecular weight distribution, showed better processability and, in particular, the possibility of being able to be extruded at higher speeds.

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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eines oder mehrere bekannte lineare Polyäthylene mit Dichten über 0,94 g/ccm, einem Schmelzpunkt über 1200C. und einer Löslichkeit in Tetrahydronaphthalin bei 135°C. mit kleinen Mengen organischer Peroxyde in einer Vorrichtung mit starker Homogenisierungskraft behandelt. Aufgrund des obigen Verfahrens tritt keine merkliche Änderung von Dichte, Schmelzpunkt und Löslichkeit in Tetralin bei 135°C. auf, während sich der Schmelzindex proportional zur verwendeten Peroxydmenge verringert.The inventive method is characterized in that one or more known linear polyethylenes with densities greater than 0.94 g / cc, a melting point above 120 0 C. and a solubility in tetrahydronaphthalene at 135 ° C. treated with small amounts of organic peroxides in a device with strong homogenizing power. Due to the above procedure, there is no noticeable change in density, melting point and solubility in tetralin at 135 ° C. while the melt index decreases proportionally to the amount of peroxide used.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Produkte unterscheiden sich von den bekannten, hoch dichten Polyäthylenen durch das besondere Verhältnis, das zwischen der Strukturviskositätszahl / %~J und dem Schmelzindex m besteht, das von dem bei üblichen, hoch dichten Polyäthylenen bestehenden Verhältnis abweicht.The products obtained according to the invention differ from the known, high-density polyethylenes in the special ratio that exists between the intrinsic viscosity /% J and the melt index m, which differs from the ratio existing in conventional, high-density polyethylenes.

Für die bekannten linearen Polyäthylens mit einer Dichte über 0,94 g/ccm und einem Schmelzpunkt über 12C°C.stört die ßtrukturviskositätszahl [4* J durch die Gleichung: ζ/Λ J = Am mit dem Schmelzindex ra in Beziehung, wobei A \ 1,5 ist und B = -Of164. Wird diese Gleichung daher in einem bilogarithmischen System für A = 1,5 dargestellt, dann erhält man die in Fig. 1 widergegebene gerade Linie. Die bekannten linearen Polyäthylene mit einer Dichte über 0,94 g/ccm und einem Schmelzpunkt über 120 C. haben solche Werte für /,-w J und m, daß jeder im Diagramm von Fig. 1 identifizierte Punkt auf dieser geraden Linie oder oberhalb derselben liegt.For the known linear polyethylene with a density of over 0.94 g / ccm and a melting point of over 12C ° C, the structural viscosity number [4 * J interferes with the equation: ζ / Λ J = Am with the melt index ra, where A \ 1.5 and B = -O f 164. If this equation is therefore represented in a bilogarithmic system for A = 1.5, the straight line shown in FIG. 1 is obtained. The known linear polyethylenes with a density above 0.94 g / ccm and a melting point above 120 ° C. have values for /, - w J and m such that each point identified in the diagram of FIG. 1 is on this straight line or above it lies.

Die nach dem erfindungsgamäßen Verfahren erhaltenen Polyäthylene unterscheiden sich von den oben genannten bekannten, linearen Polyäthylenen mit einer Dichte über 0,94 g/ccm, da sie selbst bei einer Dichte über 0,94 g/ccm eine solche Strukturviskostitätszahl //ή J und einen Schmelzindex m haben,The polyethylenes obtained by the process according to the invention differ from the above-mentioned known, linear polyethylenes with a density above 0.94 g / ccm, since even at a density above 0.94 g / ccm they have such an intrinsic viscosity value // ή J and a Have melt index m,

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daß jeder im Diagramm von Fig. 1 identifizierte Punkt unter der dortigen geraden Linie liegt. Das heißt, die erfindungsgemäß erhaltenen Polyäthylene haben eine solche Strukturviskositatszahl /4« J und einem Wert von mf daß man die folgende Gleichung verwenden kann:that each point identified in the diagram of Fig. 1 lies below the straight line there. This means that the polyethylenes obtained according to the invention have such an intrinsic viscosity / 4 « J and a value of m f that the following equation can be used:

M - AmB wobei A 0,5 und B = -0,164 sind. M - Am B where A is 0.5 and B = -0.164.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung hoch dichter Polyäthylene mit guter Verarbeitbarkeit, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eines oder mehrere lineare Polyäthylene mit einer Dichte über 0,94 g/ccm, einem Schmelzpunkt über 120 C1 einer Löslichkeit in Tetrahydronaphthalin bei 135 C1 einer Strukturviskositätszahl /jy\ J und einem Schmelzindex m, die im Diagramm von Fig. 1,die mit der geraden Linie der Gleichung l;ij = 1,5 m ' zusammenfallen oder darüber liegen, mit einem organischen Perxyd in solchen Mengen thermomechanisch behandelt, daß Dichte, Schmelzpunkt, Strukturviskositätszahl /_-%■>] und Lösiickeit in Tetrahydronaphthalin bei 135 C. praktisch unverändert bleiben, jedoch eine Abnahme des Schmelzindsx m auf Werte herbeigeführt wird, die im Diagramm von Fig. 1 unterhalb der angegebenen, geraden Linie liegen.The aim of the present invention is therefore to provide a process for the production of high-density polyethylenes with good processability, which is characterized in that one or more linear polyethylenes with a density above 0.94 g / ccm, a melting point above 120 C 1 and a solubility in tetrahydronaphthalene at 135 C 1 with an intrinsic viscosity / jy \ J and a melt index m, which coincide with the straight line of the equation l; ij = 1.5 m 'in the diagram of FIG. 1 or above, with an organic peroxide Treated thermomechanically in such amounts that density, melting point, intrinsic viscosity / _-% and solubility in tetrahydronaphthalene at 135 ° C. remain practically unchanged, but a decrease in the melt index is brought about to values that are shown in the diagram of Fig. 1 below the specified straight line.

Die bei der thermomechanischen Behandlung verwendete Peroxydmenge hängt von der chemischen Natur des Peroxyds, dem Schnelzindex des oder der Ausgangspolyäthylene und von dem im Endprodukt gewünschten Schmelzindex ab. In jedem Fall r.uß die Peroxydmenge so sein, daß sie aufgrund der thErmomechanischen Behandlung eine Abnahme des Schmelzindex m des o^er der Polyäthylene bewirkt, die mindestens 20 °/0 des Ausgangswertes entspricht. Dagegen darf die Menge nicht so hoch nein, daß das oder die Polyäthylene auch nur teilweise in Tetrahydro··The amount of peroxide used in the thermomechanical treatment depends on the chemical nature of the peroxide, the melt index of the starting polyethylene (s) and the melt index desired in the end product. In any case, the Peroxydmenge r.uß be such that it causes the melt index of the m o ^ he the polyethylenes because of the thermomechanical treatment, a decrease at least 20 corresponds ° / 0 of the output value. On the other hand, the amount must not be so high that the polyethylene (s) are only partially converted into tetrahydro

ο
naphthalin bei 135 C. unlöslich werden.
ο
naphthalene can become insoluble at 135 C.

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Die thermomechanisch^ Behandlung erfolgt bei Temperaturen zwischen 140-25ü°C.The thermomechanical treatment takes place at temperatures between 140-25 ° C.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wesentlich, daß die Behandlung des Polyäthylens oder der Polyäthylenmischung in einer Vorrichtung mit starker Homogenisierungskraft erfolgt. Eine unvollständige Homogenisierung führt tatsächlich zu einer Abnahme gewisser physikalischer und mechanischer Eigenschaften, insbesondere Schlagfestigkeit und Zugfestigkeit.When carrying out the method according to the invention, it is essential that the treatment of the polyethylene or the polyethylene mixture takes place in a device with a strong homogenizing force. Incomplete homogenization actually leads to a decrease in certain physical and mechanical properties, especially impact resistance and tensile strength.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Polyäthylen oder die Polyäthylenmischung in einer Strangpresse mit starker Homogenisierungskraft der thermomechanischen Behandlung unterworfeni wobei das Peroxyd in Form eines Grundansatzes mit Polyäthylen durch eine seitliche Einführungsvorrichtung zugegeben wird, die senkrecht zur größeren Achse der Strangpresse angebracht ist.In a preferred embodiment, the polyethylene or the polyethylene mixture is thermomechanical in an extruder with a strong homogenizing force Subjected to treatment, the peroxide being added in the form of a basic batch with polyethylene through a lateral introduction device which is mounted perpendicular to the major axis of the extruder.

Das zu behandelnde Polyäthylen oder die Polyäthylenmischung wird vorzugsweise vor und nach der Peroxydeinführung homogenisiert. Diese doppelte Homogenisierung ist wichtig, da das Polyäthylen bei Berührung mit dem Peroxyd frei von Agglomeraten mit hohem Molekulargewicht sein muß, die durch das Peroxyd unlöslich gemacht werden könnten! und weiterhin lauß das Peroxyd dispergiert werden um zu vermeiden, daß eine zu lokalisierte Wirkung zur Bildung unlöslicher Gele führt.The polyethylene or polyethylene blend to be treated is preferred homogenized before and after the introduction of peroxide. This double homogenization is important because the polyethylene releases when it comes into contact with the peroxide must be of high molecular weight agglomerates caused by the peroxide could be made insoluble! and the peroxide continues to be dispersed to avoid having too localized an effect on the formation of insoluble Gels leads.

Der Polyäthylen/Peroxyd-Grundansatz wird erhalten, indem man getrennt bei Zimmertemperatur das Peroxyd mit dem Polyäthylen in Pulver- oder KornformThe basic polyethylene / peroxide approach is obtained by separately at Room temperature the peroxide with the polyethylene in powder or grain form

mit gleichem oder unterschiedlichen Schmelzindex wie das zu behandelnde PoIy- »·with the same or different melt index as the poly- »·

äthylen mischt. Man kann den Grunciansatz auch erhalten, indem man das Peroxyd bei Temperaturen, bei welchen dieses nicht sehr reaktionsfähig ist, in das geschmolzene Polymerisat einverleibt.ethylene mixes. The Gruncian approach can also be obtained by adding the peroxide at temperatures at which this is not very reactive, incorporated into the molten polymer.

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Die Verarbeitbarkeit des Polyäthylens, dargestellt als Verhalten beim Strangpressen, wurde unter Verwendung eines Kapillarrheometer (z.B. vom Instron-Typ) ausgewertet. Jede Polymerisatprobe wurde bei 160°C. im Gradientenbereich der Fließgeschwindigkeit (V-) zwischen 3 und 3000 sec~ untersucht. Die erhaltenen Daten ermöglichten die Aufstellung der Fließkurven der verschiedenen Produkt, nämlich, in Abhängigkeit vom Gradienten der Fließ-geschwindig-The processability of polyethylene, shown as behavior during extrusion, was determined using a capillary rheometer (e.g. Instron-type) evaluated. Each polymer sample was at 160 ° C. in the gradient area the flow rate (V-) between 3 and 3000 sec ~ examined. the The data obtained made it possible to set up the flow curves of the various products, namely, depending on the gradient of the flow velocity

keit ¥" die offensichtliche Viskosität ^3" T^ t dargestellt durch das¥ "the apparent viscosity ^ 3 " T ^ t represented by the

Verhältnis zwischen dem Belastungtangential zur Wand der KapillareRelationship between the load tangential to the wall of the capillary

2L2L

wobei Δ für den in der Kapillare erfolgenden Druckabfall steht; R für denwhere Δ stands for the pressure drop occurring in the capillary; R for the

Radius der Kapillare steht, L die Länge der Kapillare ist und Y* der Gradient der Fließgeschwindigkeit an der Kapillarwand ist, berechnet aufgrundRadius of the capillary, L is the length of the capillary and Y * is the gradient of the flow velocity on the capillary wall, calculated on the basis of

• 4Q
der Formel V" « »- und gültig für Newton'sehe Flüssigkeiten, wobei
• 4Q
of the formula V "« »- and applies to Newtonian fluids, where

0 p TTr3
Q die volumetrische Kapazität durch die Kapillare ist. Es wurde als zweckmäßig erachtet, die Definition der Viskosität zu verwenden und keine Veränderungen aufgrund der nicht Newton1 sehen Art des Materials zu machen, um den Auswertungsdaten in der Literatur zu entsprechen. Der hohe Wert für das Verhältnis von Länge:Durchmesser L:D ^ 60 der verwendeten Kapillare ermöglichte weiterhin, den Einfluß auf die Messung der Eintrittswirkungen unberücksichtigt zu lassen.
0 p TTr 3
Q is the volumetric capacity through the capillary. It was considered expedient to use the definition of viscosity and not make any changes due to the non-Newton 1 nature of the material in order to comply with the evaluation data in the literature. The high value for the ratio of length: diameter L: D ^ 60 of the capillary used also made it possible to ignore the influence on the measurement of the entry effects.

Weiterhin erfolgte eine sorgfältige Untersuchung der Oberflächenwirkung der stranggepreßten Produkte. Es wurden dabei die Werte für 1* bestimmt, bei denen der Schmelzbruch festgestellt wurde j in einem normalen Mikroskop mit 10-facher Vergrößerung konnte das Stärkerwerden des "Haihautphänomens", das in der Technik bisher genau beschrieben ist, beobachtet werden.Furthermore, the surface effect of the extruded products. The values for 1 * were determined at where the melt fracture was found j in a normal microscope with 10x magnification could make the "shark skin phenomenon" which has so far been described in detail in the art, can be observed.

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Im allgemeinen konnten die Werte von V^ sowohl im Fall eines normalen Stranpressens als auch beim Blasverformen zur ' Verarbeitungsgeschwindigkeit in Beziehung gebracht werden. Es ist daher ersichtlich, daß das Ansteigen der kritischen Vierte von JjV , d.h. von Werten, bei welchen in den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Produkt die beiden Arten von Oberflächenunregelraäßigkeiten aufzutreten beginnen, eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit des Materials darstellen, indem sie höhere Strangpreßgeschwindigkeiten zulassen. ..In general, the values of V ^ both in the case of normal extrusion press as well as during blow molding can be related to the processing speed. It can therefore be seen that the increase in critical fourth of JjV, i.e. of values at which in the according to the invention Process obtained product the two types of surface irregularities Beginning to occur, an improvement in the processability of the material by allowing higher extrusion speeds allow. ..

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.The following examples illustrate the present invention without it to restrict.

Beispiel 1 bis 3Example 1 to 3

Drei nach Niederdruckverfahren erhaltenen Proben von linearem Polyäthylen mit hoher Dichte und unterschiedlichem Schmelzindex wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren thermomechanisch mit unterschiedlichen Peroxydmengen behandelt .Three samples of linear polyethylene obtained by the low pressure method with high density and different melt index were according to the invention Process treated thermomechanically with different amounts of peroxide .

Die Ausgangseigenschaften dieser Polyäthylene sind in Tabelle 1, Beispiel 1 bis 3, angegeben. Diese Eigenschaften waren:
Dichte bei 23°C. in g/ccm, bestimmt gemäß ASTM D-1505-63T. Schmelzpunkt: Temperatur in C. gemäß dem Scheitel der Spitze der Schmelzpunktkurve, erhalten in einem Perkin Eimer 1B Differential-Colorimeter bei einer Erhitzungsgeschwindigkeit von B C./min.
The initial properties of these polyethylenes are given in Table 1, Examples 1 to 3. These properties were:
Density at 23 ° C. in g / ccm, determined according to ASTM D-1505-63T. Melting point: temperature in C. according to the apex of the top of the melting point curve obtained in a Perkin Elmer 1B differential colorimeter at a heating rate of C./min.

Strukturviskositätszahl in dl/g, bestimmt in Tetralin bei 135 C. Sehmelzindex in g/10 min, bestimmt gemäß ASTM D-1238-62T, Bedingung E.Intrinsic viscosity in dl / g, determined in tetralin at 135 C. Sehmelz index in g / 10 min, determined according to ASTM D-1238-62T, condition E.

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-B--B-

Verhältnis Mw/Mn: Parameter, der die Breite der Molekulargewichtsverteilung kennzeichnet und sich erhöht, wenn die Molekulargewichtsverteilung breit wird; er wurde bestimmt mittels GelpermeationschrOmatographie unter Verwendung der Waters Inc. Vorrichtung, Modell 200, bei den folgenden Bedingungen: Lösungsmittel = 2,4,6-Trichlorbenzol; Temperatur = 135 C; Eluierungsgeschwindigkeit « 1 ccm/min; Polymerkonzentration = 0,25 g /100 ecm; fünf analytischeRatio Mw / Mn: parameter that defines the breadth of the molecular weight distribution and increases as the molecular weight distribution becomes broad; it was determined by gel permeation chromatography using the Waters Inc. Device, Model 200, under the following conditions: Solvent = 2,4,6-trichlorobenzene; Temperature = 135 C; Elution rate «1 cc / min; Polymer concentration = 0.25 g / 100 ecm; five analytical

3 4 5 Kolonne, die vernetztes Polystyrol mit einer Porösität von 10 , 10 , 10 ,3 4 5 column, the crosslinked polystyrene with a porosity of 10, 10, 10,

10 und 10 K enthielten.10 and 10 K contained.

Die für die Behandlung verwendete Vorrichtung bestand aus einer Doppelschraubenstrangpresse (z.B. vom Werner und Pfleiderer Typ, beschrieben in Enc. of Poly.Sei. and Tech., Band 6, Seite 544 (1968); Interscience Publishers], in welcher Abschnitte von Schrauben mit starker Homogenisierungskraft mit Schraubenabschnitten alternieren, die hauptsächlich eine Transportwirkung ausüben.The device used for the treatment consisted of a twin screw extruder (e.g. of the Werner and Pfleiderer type, described in Enc. of Poly.Sei. and Tech., Vol. 6, p. 544 (1968); Interscience Publishers], in which sections of screws with strong homogenizing force alternate with screw sections, which mainly have a transport effect exercise.

Die. in jeder Behandlung verwendeten Peroxydmengen sowie die Eigenschaften der behandelten Polyäthylene sind in Tabelle 1 angegeben. Anschließend wurde die Verarbeitbarkeit der behandelten Polyäthylens ausgewertet, indem man in oben beschriebener Weise die relativen Werte von Y* bsi Beginn der "Haihautphänoraens" und bei Beginn des Schmelzbruches bestimmte. Diese Werte sind ebenfalls in Tabelle 1 genannt.The. Amounts of peroxide used in each treatment and the properties of the treated polyethylenes are given in Table 1. The processability of the treated polyethylene was then evaluated by determining the relative values of Y * bsi at the beginning of the "shark skin phenomenon" and at the beginning of melt fracture in the manner described above. These values are also given in Table 1.

Die Verarbeitbarkeit der behandelten Polyäthylene kann mit der der unbehandelten Polyäthylene mit ähnlichem Schmelzindex verglichen werden. Zu diesem Zweck gib^-Tabelle 1 die Eigenschaften der unbehand.elten Polyäthylene A und B1 die bei Beginn des "Haihautphänomens" und Beginn des Schmelzbruches einen zu niedrigen Wert für K* haben und daher nicht geeignst sind, um bei hoher StrangpreBgeschwindigkeit verarbeitet zu werden.The processability of the treated polyethylene can be compared with that of the untreated polyethylene with a similar melt index. For this purpose, give ^ -Table 1 the properties of untreated polyethylene A and B 1 which at the beginning of the "shark skin phenomenon" and the beginning of melt fracture have too low a value for K * and are therefore not suitable for processing at high extrusion speeds will.

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- 9 Der Vergleich kann erfolgen zwischen:- 9 The comparison can be made between:

A) dem behandelten Polyäthylen von Beispiel 1 und dem unbehandelten Polyäthylen A mit einem ähnlichen Schmelzindex und Dichte;A) the treated polyethylene of Example 1 and the untreated polyethylene A with a similar melt index and density;

B) dem behandelten Polyäthylen von Beispiel 2 und dem unbehandelten Polyäthylen B mit ähnlichem SchmelzLndex und Dichte (diese beiden Polyäthylene unterscheiden sich von A) durch niedrigere Dichten) undB) the treated polyethylene of Example 2 and the untreated polyethylene B with a similar melting index and density (these two polyethylene differ from A) by lower densities) and

C) dem behandelten Polyäthylen von Beispiel 3 und dem unbehandelten Polyäthylen B mit einem wesentlich höheren Schmelzindex (0,3 gegenüber Q903).C) the treated polyethylene from Example 3 and the untreated polyethylene B with a much higher melt index (0.3 compared to Q 9 03).

Aus den Vergleichen A) und B) ist ersichtlich, wie bei demselben Schmelzindex und Dichte die erfindungsgemäß behandelten Polyäthylene eine klareFrom the comparisons A) and B) it can be seen how with the same melt index and density, the polyethylenes treated according to the invention have a clear

*
Erhöhung der kritischen Werte von W zeigen; daher können sie bei höheren Geschwindigkeiten als die bekannten, unbehandelten Polyäthylene verarbeitet werden.
*
Show increase in critical values of W; therefore they can be processed at higher speeds than the known, untreated polyethylene.

Auch aus Vergleich C) geht hervor, daß - obgleich dar· SchneLzLndex des behandelten Polyäthylens wesentlich niedriger ist (0,03) als die des unbehandelten· Vergleichspolyäthylens (0,3) - die Verarbeitbarksit des erfindungsgemäß behandelten Polyäthylens merklich höher liegt, wobei die Verarbeitbarkeit der Polyäthylene normalerweise mit einer Verminderung des Schmelzindexes abnimmt . Comparison C) also shows that - although the speed index of the treated Polyethylene is significantly lower (0.03) than that of the untreated Comparative polyethylene (0.3) - the processability of the treated according to the invention Polyethylene is noticeably higher, with the processability of the Polyethylene normally decreases with a decrease in melt index.

Beispiel 4 Example 4

Zwei hoch dichte Polyäthylene mit unterschiedlichen Schmelzindices (0,05 und 20), hergestellt nach dem Niederdruckverfahren und mit den in Tabelle 1 genannten Eigenschaften, wurden in einem Gewichtsverhältnis von 26:74 gemischt. Der erhaltene Schmelzindex der Mischung betrug 2 g/10 min.Two high-density polyethylenes with different melt indices (0.05 and 20), produced by the low-pressure process and with the properties listed in Table 1, were mixed in a weight ratio of 26:74. The resulting melt index of the mixture was 2 g / 10 min.

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Die Polyäthylenmischung wurde dann wie in Beispiel 1 bis 3 thermomechanisch mit 0,20 Gew.-^ 2f5-0imethyl-2,5-di-tert.-butylperoxyhexan behandelt. Die Eigenschaften der behandelten Produkte sind in Tabelle 1 aufgeführt.The polyethylene mixture was then treated thermomechanically as in Examples 1 to 3 with 0.20 wt .- ^ 2 f 5-0imethyl-2,5-di-tert-butylperoxyhexane. The properties of the treated products are shown in Table 1.

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Tabelle 1Table 1

Beispiel 12 3 Mischung · Vergleichsproben Example 12 3 Mixture · Comparative Samples

I . f A B I. f AB

Eigenschaften der AusgangspolyäthyleneProperties of the starting polyethylenes

Dichte; g/ccm 0,962 0,943 0,945 .„ 0,959 0,961 0,958 0,943Density; g / cc 0.962 0.943 0.945. "0.959 0.961 0.958 0.943

Schmelzpunkt; 0C. 139 132 132 138 140 139 132Melting point; 0 C. 139 132 132 138 140 139 132

Strukturviskositätszahl; dl/g 1,3 1,4 1,2 2,5 0,90 2,1 1,9Intrinsic viscosity number; dl / g 1.3 1.4 1.2 2.5 0.90 2.1 1.9

Schmelzindex; g/10 min 5,2 2,0 3,6 0,05 20 ' 0,26 0,30Melt index; g / 10 min 5.2 2.0 3.6 0.05 20 '0.26 0.30

; Beginn des "Haihautphänomens11; see"" — — — — — 59 117; Beginning of the "shark skin phenomenon 11 ; see""- - - - - 59 117

Beginn des Schmelzbruches; see"" — — — ^- -y 147 176Start of melt fracture; see "" - - - ^ - -y 147 176

CUnICU n I

£r Zusammensetzung der Mischung; Gew.-JJb cd Schmelzindex der Mischung; g/10 minThe composition of the mixture; Gew.-JJb cd melt index of the mixture; g / 10 min

u> Mw/Mn . 5,6 5,8 5,3 10,2 5,9 6,2u> Mw / Mn. 5.6 5.8 5.3 10.2 5.9 6.2

CD -P-CDCD-P-CD

Tabelle 1 Fortsetzung
Beispiel 12 3 4
Table 1 continued
Example 12 3 4

Behandlungtreatment

* 2,5-Dimethyl-2,5-di-tert.-butyl-* 2,5-dimethyl-2,5-di-tert-butyl-

peroxyhexan; Gew.-J^ 0,2 0,066 — 0,20peroxyhexane; Weight J ^ 0.2 0.066-0.20

2,5-Dimethyl-2,5-di.-tert.-butyl-2,5-dimethyl-2,5-di.-tert.-butyl-

peroxydhexin; Gew.-^ — — 0,21 —peroxydhexine; Wt .- ^ - - 0.21 -

Eigenschaften der behandelten PolyäthyleneProperties of the treated polyethylene

ro Dichte; g/ccmro density; g / ccm

ο οο ο

J0 Schmelzpunkt; C.J 0 melting point; C.

Struktur*-viskositätszahl; dl/gStructure * viscosity number; dl / g

*"* Schmelzindex; g/10 min* "* Melt index; g / 10 min

_a Ay bei Beginn des "Haihautphänomens"; see""_a Ay at the beginning of the "shark skin phenomenon"; lake""

^j · bei Beginn des Schmelzbruches; sec I ^ j · at the beginning of melt fracture; sec I

oo C P oo C P

Mw/Mn 5,8 5,9 5,3 10,0Mw / Mn 5.8 5.9 5.3 10.0

0,9580.958 0,9430.943 0,9440.944 0,9590.959 138138 133133 133133 138138 MM. 1,41.4 1,31.3 1,51.5 0,240.24 0,270.27 0,030.03 0,360.36 587587 587587 587587 >3000> 3000 30003000 10561056 11741174 >3000> 3000

CT5 U)CT5 U)

Beispiel 5 Example 5

Ein Polyäthylen mit einer Dichte von 0,953 g/ccm, einem Schmelzpunktk von 136°C.t jfnj 1,4 dl/g, einem Schmelzindex von 2,0 g/10 min und Mw/Mn = 5,8 wurde mit 0,05 Gew.-tfa einer Mischung aus ρ und m-ot, d '-Bis-(tert.-butylperoxy)-diisopropylbenzol behandelt. Die Behandlung erfolgte in einer Strangpresse mit starker Homogenisierungskraft wie in Beispiel 1-3. Beim so erhaltenen Produkt wurden die in Beispiel 1—3 angegebenen Eigenschaften sowie die Zugfestigkeit gemäß ASTM 636-6B (Geschwindigkeit der Zugbelastung 50 mm pro Minute; Probe Typ C) und die Izod Kerb-Schlagzähigkeit bei 230C. gemäß ASTM D 255-56 (Verfahren A) bestimmt. Es wurden die folgenden Werte erhalten: Dichte = 0,951 g/ccm; Schmelzpunkt = 135°C; JmJ » 1,4 dl/g; Schmelzindex = 0,37 g/10 «in; Mw/Mm = 5,6; W bei Beginn des "Haihautphänomens" = 587 see ;A polyethylene with a density of 0.953 g / ccm, a melting point of 136 ° C. t jfnj 1.4 dl / g, a melt index of 2.0 g / 10 min and Mw / Mn = 5.8 with 0.05 wt. -tfa of a mixture of ρ and m-ot, d '-Bis- (tert-butylperoxy) -diisopropylbenzene treated. The treatment was carried out in an extruder with a strong homogenizing force as in Example 1-3. When so obtained the characteristics indicated in Example 1-3, and the tensile strength were measured according to ASTM 636-6B (tensile speed of 50 mm per minute; sample type C) and notched Izod impact strength at 23 0 C. according to ASTM D 255- 56 (procedure A). The following values were obtained: density = 0.951 g / ccm; Melting point = 135 ° C; JmJ »1.4 dl / g; Melt index = 0.37 g / 10 "in; Mw / Mm = 5.6; W at the beginning of the "shark skin phenomenon" = 587 see;

—1 · 2—1 · 2

J^ _ bei Beginn des Schmelzbruches J 3000 see ; Zugfestigkeit = 230 kg/cm ;J ^ _ at the beginning of the melt fracture J 3000 see; Tensile strength = 230 kg / cm;

Izod Kerbschlagzähigkeit bei 23°C. = 24 kgem/cm.Notched Izod impact strength at 23 ° C. = 24 kgem / cm.

Dasselbe Ausgangspolyäthylen wurde mit derselben Menge desselben Perpxyds in einer üblichen DoppelschraubenstrangpressB mit begrenzter Homogenisierungskraft behandelt und lieferte ein Produkt mit den folgenden Eigenschaften: Dichte - 0,950 g/ccm; Schmelzpunkt = 135°C; {/ft J =1,4 dl/g; Schmelzinder, =« 0,34 g/10 min; Mw/Ün = 5,5; V" bei Beginn des "Haihautphänomens11 = 587 see ; r bei Beginn des Schmelzbruches = ^300Q see ; Zugfestigkeit; 180 kg/cm ; Izod Kerb-Schlagzähigkeit bei 23°C. =» 6,7 kgem/cm.The same starting polyethylene was treated with the same amount of the same Perpxyds in a conventional twin screw extruder with limited homogenizing power and gave a product with the following properties: density - 0.950 g / ccm; Melting point = 135 ° C; {/ ft J = 1.4 dl / g; Melting agent, = 0.34 g / 10 min; Mw / Ün = 5.5; V " at the beginning of the" shark skin phenomenon 11 = 587 see; r at the beginning of the melt fracture = ^ 300Q see; Tensile strenght; 180 kg / cm; Notched Izod impact strength at 23 ° C. = »6.7 kg / cm.

209834/1078209834/1078

Claims (1)

PatentansprücheClaims J~i~ Verfahren zur Herstellung von Polyäthylenen mit hoher Dichte und guter Verarbeitbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Vorrichtung mit starker Homagenisierungskraft ein ader mehrere lineare Polyäthylene mit einer Dichte über 0,94 g/ccmf einem Schmelzpunkt über 120 C, einer Löslichkeit in Tetrahydronaphthalin bei 135 C, einer Strukturviskositätzahl £/yj J und einem Schmelzindex m, so daß im Diagramm von Fig. 1 die Punkte mit der geraden Linie der" Gleichung //YlJ « 1,5 ra * zusammenfallen oder darüber liegen, mit einem organischen Peroxyd in solchen Mengen thermomechnisch behandelt, daß Dichte, Schmelzpunkt, Strukturviskositätszahl £/rijf und Löslichkeit in Tetrahydronaphthalin bei 135 G. unverändert bleiben, jedoch eine Abnahme des Schmelzindex ra auf Werte verursacht wird, die in der Kurve gemäß Fig. 1 unterhalb der geraden Linie aufgeführt sind.J ~ i ~ Process for the production of polyethylenes with high density and good processability, characterized in that one or more linear polyethylenes with a density above 0.94 g / ccm f a melting point above 120 C, one in a device with strong Homagenisierungskraft one solubility in tetrahydronaphthalene at 135 C, an intrinsic viscosity number £ / yj J and a melt index m, so that in the diagram of Fig. 1 * to coincide the points with the straight line of "equation // YLJ" 1.5 ra or above, with an organic peroxide in such amounts thermo-technically treated that density, melting point, intrinsic viscosity £ / rijf and solubility in tetrahydronaphthalene at 135 G. remain unchanged, but a decrease in the melt index ra is caused to values that in the curve of FIG. 1 below the straight line are listed. 2,- Verfahren nach Anspruch 1f dadurch gekennzeichnet, daß die Peroxydmenge so bemessen ist, daß eine Abnahme des Schmelzindex des oder der Polyäthylene verursacht wird, der mindestuns 20 % des Ausgangswertes entspricht.2. - Method according to claim 1 f, characterized in that the amount of peroxide is such that a decrease in the melt index of the polyethylene (s) is caused, which corresponds to at least 20% of the initial value. 3.— Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Peroxyd 2,5-Oimethyl-2f5-di—tert.-butylperoxyhexan, 2,5-Oimethyl-2,5-di-tert.-butylperoxyhexin oder eine Mischung aus p- und m-c^,p( '-Bis·· (tert.-butylperoxy)-diisopropylienzol verwendet wird.3.- Process according to claims 1 and 2, characterized in that the organic peroxide is 2,5-dimethyl-2 f 5-di-tert-butylperoxyhexane, 2,5-dimethyl-2,5-di-tert-butylperoxyhexine or a mixture of p- and mc ^, p ('-Bis ·· (tert-butylperoxy) -diisopropyliazole is used. 4,- Verfahren nach Anspruch 1 foiä 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Peroxyd in Form eines Grundansatzes (Kunzentrafces) mit Polyäthylen verwendet wird.4, - Method according to claim 1 foiä 3, characterized in that the peroxide in the form of a basic approach (Kunzentrafces) is used with polyethylene. 209834/1078209834/1078 5.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Polyäthylene vor oder nach der Zugabe des Peroxyd homogenisiert werden.5.- The method according to claim 1 to 4, characterized in that the or the Polyethylenes are homogenized before or after the addition of the peroxide. 6,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 5f dadurch gekennzeichnet, daß die thermomechanische Behandlung mit Peroxyd bei Temperaturen zwischen 140-250°C. durchgeführt wird.6. - Method according to claim 1 to 5 f, characterized in that the thermomechanical treatment with peroxide at temperatures between 140-250 ° C. is carried out. 7.- Polyäthylen mit einem Schmelzpunkt über 120 C1 einer Dichte über 0,94 g/ccm, einer Löslichkeit ih Tetrahydronaphthalin bei 135 C, dadurch gekennzeichnet, daß es eine solche Strukturviskositätszahl Dft 3 und einen solchen Schmelzindex m hat, daß im Diagramm von Fig. 1 die Punkte unterhalb der geraden Linie der Gleichung £/ttJ = 1,5 m ' liegen.7.- polyethylene with a melting point above 120 C 1, a density above 0.94 g / ccm, a solubility ih tetrahydronaphthalene at 135 C, characterized in that it has such an intrinsic viscosity Dft 3 and such a melt index m that in the diagram of Fig. 1 the points lie below the straight line of the equation £ / ttJ = 1.5 m '. 8.- Polyäthylen gemäß Anspruch 7 in Form von geformten Gegenständen, Fasern oder Filmen.8.- polyethylene according to claim 7 in the form of molded articles, Fibers or films. Der Patentanwalt:The patent attorney: 209834/1078209834/1078 JbJb LeerseiteBlank page
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