DE2257304A1 - Polyaethylen mit verbesserter widerstandsfaehigkeit gegen zug- und schlagbeanspruchung - Google Patents

Polyaethylen mit verbesserter widerstandsfaehigkeit gegen zug- und schlagbeanspruchung

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DE2257304A1
DE2257304A1 DE19722257304 DE2257304A DE2257304A1 DE 2257304 A1 DE2257304 A1 DE 2257304A1 DE 19722257304 DE19722257304 DE 19722257304 DE 2257304 A DE2257304 A DE 2257304A DE 2257304 A1 DE2257304 A1 DE 2257304A1
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polyethylene
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DE19722257304
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Giampaolo Dr Giuliani
Roberto Dr Paiella
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SnamProgetti SpA
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SnamProgetti SpA
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

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Description

Polyäthylen mit verbesserter Widerstandsfähigkeit p^e^en
Zug- und Schlagbeanspruchung;
Die Erfindung betrifft ein Polyäthylen mit verbesserter Widerstandsfähi$Bft gegen Rißbüdung unter Zug- und Schlagbeanspruchung, das durch Kompoundierung des Polymeren mit speziellen Zusätzen erhalten wird,sowie verarbeitete Artikel, die aus Polyäthylen erhalten wurden, denen Zusatzstoffe zugesetzt wurden.
Es ist bekannt, daß Polyäthylenbehälter häufig dazu verwendet werden, polare Flüssigkeiten, oberflächenaktive Mittel,
Mineralöle usw. aufzunehmen, die zur Rißbildung des Polymeren führen.
Diese Neigung des Polyäthylens zur RißbHdung wild im allgemeinen als "Envirenmetal Stress Cracking" bezeichnet und nach den
Methoden ASTM D-1696 und ASTM D-2552 gemessen. Sie wird nachfolgend als ESCR bezeichnet.
Darüber hinaus-ist es sehr wichtig, daß Polyäthylenbehälter
beständig gegen mögliche Stöße bzw. Schläge sind, die während der Anwendung (z.B. durch Fallvorgänge) auftreten können. Diese
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Widerstandsfähigkeit wird nach ASTM D-256 gemessen und als Schlagkerbzähigkeit IZOD bezeichnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die ESCR und Schlagzähigkeit IZOD von Polyäthylen dadurch verbessert, daß das Polymere mit geringen Prozentsätzen eines Zusatzes kompoundiert wird, der ausgewählt ist aus den Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel
R -Γ- R1O (R2O)n -j- X
worin R eine Kohlenwasserstoffkette ist, die aus einem Alkyl-, Alkenyl- oder Cycloalkylrest bestehen kann; (R 0) eine PoIy-
2
ätherkette ist, worin R ein Alkylrest ist, der unsubstituiert sein kann oder substituiert sein kann durch Alkylen-, Arylen-, Cycloalkylen-, Aralkylengruppen und η eine Zahl von 1 bis 100
1
darstellt; R ein Rest sein kann, ausgewählt aus den für R
angegebenen Resten, in diesem Fall bilden R und R eine einzige Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Anzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 5 bis 30; oder worin R ein Arylrest sein kann, wobei wieder die Summe der Kohlenstoffatome von R und R bei 5 bis 30 liegt; worin R auch aus den Resten gewählt sein kann,
ρ
die für R angegeben sind, wobei in diesem Falle die Polyätherkette an einer Einheit verlängert wird; worin X eine Gruppe ist, ausgewählt aus -CHpCOCH,-CHpCHO, -CHpCN, -CH2COOMe, -CH2OH, -CHpCOOR , worin Me jedes einwertige Metall darstellt und R° ein Kohlenwassersto:
aufgeführten Reste ist
R° ein Kohlenwasserstoffrest aus der Gruppe der vorstehend
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedes Polyäthylen bezüglich der vorstehend genannten Eigenschaften verbessert werden; ein besonderer Vorteil wird jedoch erreicht, wenn die Erfindung auf Polyäthylen angewandt wird, das zur Herstellung von Behältern (Containern) oder allgemein industriell hergestellten Artikeln verwendet wird, das gewöhnlich ein Polyäthylen mit hoher Dichte und mit einem Index im Bereich von 3,1 bis 10 ist.
309825/1006
Das ESCR-Problem von Polyäthylen mit hoher Dichte wird im allgemeinen durch Copolymerisation von Äthylen mit geringen Prozentsätzen eine-s höheren £K-Olefins gelöst. Das erhaltene Copolymere besitzt eine höhere ESCR-Festigkeit, weist jedoch eine mechanische Steifheit auf, die unter der der Homopolymeren liegt.
Im Gegensatz dazu wird bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Produkt erhalten, dessen ESCR-Festigkeit mit der der Copolymeren vergleichbar ist und dessen Steifheit im wesentlichen der des Homopolymeren gleich ist.
Ein weiterer Vorteil der erhaltenen Produkte besteht in der Schlagkerbzähigkeit IZOD, die über der der Copolymeren. und Homopolymeren mit einem gleichen Schmelzindex (MFI) liegt.
Der verwendete Prozentsatz an Zusatzstoff liegt zwischen 0,1 und 6, bezogen auf das Gewicht des Polymeren.
Die Kompoundierung der vorstehend' erwähnten Zusatzstoffe wird nach üblichen Methoden durchgeführt, unter Verwendung üblicher Vorrichtungen (Mischwalzen, Banbury Vertikalextruder usw.).
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiel 1
Ein Polyäthylen mit hoher Dichte (0,9577 g/cnr ) und einem MFI von 0,27 g/10 Minuten wurde mit verschiedenen Prozentsätzen
eines Produkts der folgenden Formel
- Ό - (CH2 - CH2 - O)10 - CH2 - COONa
vermischt.
Die Ergebnisse der ausgeführten mechanischen Tests sind in der Tabelle Λ aufgeführt.
3 0 25/1006
Tabelle I
Gew.-# Additiv ESCR k'.'; Härte in der Zusam- (in Stunmensetzung den)
Schlagkerb-Zähigkeit IZOD kg cm/cm
Erhal- Zugeigen- ^ J Bruchtene schäften. dehnung Festigkeit Zugspaanung Q, (kg/cm kg/cm *°
O UD OO
0,5
40
63
88
112
137
10,600
12,000
(1) ASTM D 1696
(2) ASTM D
(3) ASTM D
(4) ASTM D
28
281
278
930
278
284
860
Beispiel 2
Das Polyäthylen van Beispiel 1 wurde mit verschiedenen Prozentsätzen eines Produkts der folgenden Formel
-O- (GH2 - CH2 - O)8 - CH2 - CH2-OH
vermischt.
Die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Tests sind in Tabelle II aufgeführt.
309825/1006
Tabelle II
Gew.-% Additiv ESCH in der Zusam- (in Stunmensetzung den)
Härte kg/ca
Schlagkerb- Erhaltene Zugeigen- Bruchzähigkeit Festigkeit schäften. dehnung
IZOD kg cm/cm kg/cni1" Zugspannung %
kg/cm^
'J 4 J
0,5
1 60
2 87
3 120
4 ^ Γ 1^',
ι . .,
10,600 28
281
278
930
12,500 35
267
288
926
Beispiel 3?
Das Polyäthylen von Beispiel 1 wurde mit verschiedenen Prozentsätzen eines Produkts der Formel ·
CH, \ 5 \ 3 . ,
CH5-C- CH2 - C - C6H4 - 0 - (CH2 - CH2 - O)9 -
CH-* vermischt*
Die Ergebnisse der durchgeführten mechanischen Tests sind in Tabelle $1 aufgeführt»
301325/1006
Tabelle III
Gew.-% Additiv ΕιυυΛ
in der Zusam (ir. Stun
mensetzung den)
CJ
CD 0 40
CO
OO 		0,5 51
PO 1 62
ςη
2 90
ο 7, 119
O
cn		 4 133
Härte Schlagkerb-
Erhaltene Festigkeit
kg/cm
Zugeigen- Bruchschaften, dehnung
Zugspannung %
10,600
28
281
278
930
11,200
250
298
947
ISJ
cn
U) O
Beispiel 4
Einige Polyäthylene mit hoher Dichte und verschiedenen Schmelzindices (MFI) wurden mit 4 % einer Substanz der folgenden* Formel vermischt
C9H19 - /£jS - 0 - (CH2 - CH2 - O)8 - CH2CH2OH
Die Ergebnisse der ESCR-Tests sind in der Tabelle IV aufgeführt.
Dichte Tabelle 17
MB1I g/cm5 ESCR (Stunden) ESCR (Stunden)
g/101 0,9577 (ohne Additiv) (4 % Additiv)
0,11 0,9568 22 i 51
0,14 0,9628 51 300
0,26 0,9588 40 150
0,30 0,9581 39 183
0,80 0,9612 21 122
1,0 5 15 46
Beispiel
An Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 0,8· (vgl. Beispiel 4, mit und ohne Additiv, gemäß Beispiel 4) wurden ESCR-BeStimmungen durch Messung der Bruchbeanspruchung (stress rupture") gemäß ASTM D-2552 vorgenommen.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle V aufgeführt.
Tabelle V
Zusammensetzung
% Additiv
0 4
ESCR (Stunden)
8,5 17
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Claims (6)

Patentansprüche
1. Polyäthylen mit verbesserter Widerstandsfähigkeit gegen Rißbildung unter Zug- und Schlagbeanspruchung, mit einem Gehalt einer geringen Menge eines Additivs, ausgewählt aus den Verbindungen der allgemeinen Formel
R -[- R1O (R2O)n -J- X
worin R eine Kohlenwasserstoffkette ist, die aus einem Alkyl-, Alkenyl- oder Cycloalkylrest bestehen kann; (R 0) eine PoIy-
2
ätherkette ist, worin R ein Alkylrest, unsubstituiert oder substituiert durch Alkylen", Arylen-, Cycloalkylen-, Aralkylengruppen ist und η eine Zahl von 1 bis 133 darstellt; worin
R ein Rest, ausgewählt aus den für R angegebenen Bedeutungen sein kann, wobei in diesem Falle R und R eine einzige Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kohlenstoffatom-Anzahl von 5 bis ist, oder worin R ein Arylrest sein kann, wobei die Summe der Kohlenstoffatome von R und R zwischen 5 und 30 liegt und wobei
A Ο
R auch aus den für R angegebenen Resten gewählt sein kann, wobei in diesem Falle die Polyätherkette um eine Einheit anwächst; worin X eine Gruppe, ausgewählt aus -CHpCOOH, -CH2CHO, -CH2CN, -CH2COOMe, -CH2OH, -CH2COOR0 ist, worin Me jedes monovalente Metall sein kann und R ein Kohlenwasserstoffrest, ausgewählt aus den vorstehend aufgeführten Resten, ist.
2. Polyäthylen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Zusatzstoff im Bereich von 3,1 bis 13 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymeren, beträgt.
3· Polyäthylen gemäß einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff die Formel
C12H25 - 0 - (CH2CH2 - O)10 - CH2COONa aufweist.
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4. Polyäthylen gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff die Formel
C9H19 - /θ/ - 0 - (CH2 - CH2 - O)8 - CH2 - CH2OH
besitzt.
5· Polyäthylen gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff die Formel
CHx CHx ■ , CHx - C - CH2 - C - Cjn - (0 - CH2 - CH2)10 - OH CHx CHx
besitzt.
6. Industriell hergestellte Gegenstände und Artikel mit verbesserter Reiß- und Schlagfestigkeit, hergestellt aus verbessertem Polyäthylen gemäß Anspruch
309825/1006
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