DE3213948C2 - Polyethylen-Zusammensetzung mit ultrahohem Molekulargewicht - Google Patents

Polyethylen-Zusammensetzung mit ultrahohem Molekulargewicht

Info

Publication number
DE3213948C2
DE3213948C2 DE3213948A DE3213948A DE3213948C2 DE 3213948 C2 DE3213948 C2 DE 3213948C2 DE 3213948 A DE3213948 A DE 3213948A DE 3213948 A DE3213948 A DE 3213948A DE 3213948 C2 DE3213948 C2 DE 3213948C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
molecular weight
weight
parts
uhpe
polyethylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3213948A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3213948A1 (de
Inventor
Jyoji Mishima Ibata
Nobuhiro Tokyo Nakajima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP5872281A external-priority patent/JPS57172942A/ja
Priority claimed from JP6144081A external-priority patent/JPS57177035A/ja
Priority claimed from JP6144281A external-priority patent/JPS57177037A/ja
Priority claimed from JP15733681A external-priority patent/JPS5859243A/ja
Application filed by Asahi Kasei Kogyo KK filed Critical Asahi Kasei Kogyo KK
Publication of DE3213948A1 publication Critical patent/DE3213948A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3213948C2 publication Critical patent/DE3213948C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/068—Ultra high molecular weight polyethylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L57/00—Compositions of unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08L57/02—Copolymers of mineral oil hydrocarbons

Abstract

Eine Zusammensetzung mit verbesserter Extrudierbarkeit, enthält 100 Gew.-Teile eines Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, das, viskosimetrisch bestimmt, 1000000 bis 6000000 beträgt, und 10 bis 50 Gew.-Teile einer Reglersubstanz, die mindestens aus einem Stoff ausgewählt aus A) gesättigten aliphatischen Alkoholen mit 15 bis 30 Kohlenstoff-Atomen und B) Harzen aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cyclopentadien-Typs mit einem Molekulargewicht von 500 bis 2000 und einem Erweichungspunkt von 70 ° C bis 130 ° C besteht und gegebenenfalls als weiteren Bestandteil C) ein Polyethylen mit einem niedrigen Molekulargewicht von 1000 bis 20000 enthält.

Description

(A) gesättigten aliphatischen Alkoholen mit 15 bis 30 Kohlenstoff-Atomen und
(B) Harzen aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cyclopentadien-Typs mit einem Molekulargewicht von 500 bis 2000 und einem Erweichungspunkt von 700C bis 1300C
2. Zusammensetzung mit verbesserter Extrudierbarkeit, enthaltend 100 Gew.-Teile eines Poiyethylens mit ii,''rahohem Molekulargewicht und 10 bis 50 Gew.-Teile· einer Mischung aus (C) und mindestens einem aus (A) und (B) ausgewählten Stoff:
(A) gesättigten aliphatischen Alkoholen mit 15 bis 30 Kohlenstoff-Atomen,
(B) Harzen aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cyclopentadien-Typs ma einem Molekulargewicht von 500 bis 2000 und einem Erweichungspunkt von 70°C bis 1300C.
(C) einem Polyethylen mit einem niedrigen Molekulargewicht von 1000 bis 20 000.
3. Zusammensetzung na> Ί Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichtst, daß das Polyethylen mit ultrahohem MoIekuIargewicS;· ein Molekulargewicht von 1 500 000 bis 3 000 000 besitzt.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesättigte aliphatische Alkohol 16 bis 20 Kohlenstoff-Atome besitzt.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gesättigte aliphatische Alkohol Stearylalkohol oder Kokosnußalkohol ist, wobei Kokosnußalkohol eine Mischung von Alkoholen mit 16 bis 18 Kohlenstoff-Atomen ist.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Harz aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cyclopentadien-Typs ein hydriertes Harz ist.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß das hydrierte Harz ein mittleres Molekulargewicht von etwa 1000 und einen Erweichungspurikt von etwa 900C besitzt.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht ein Molekulargewicht von 5000 bis 20 000 besitzt.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht des Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht 5000 bis 12 000 beträgt.
tO. Zusammensetzung nach Anspruch 1 öder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge der Reglersubstanzen 15 bis 35 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des Polyethylene mit ultrahohem Molekulargewicht beträgt. 6
II. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder ?. dadurch gekennzeichnet, daß die Reglersi'bstanz ein Gemisch aus /wei oder mehr Reglersubstanzen ist und das Gewichtsverhältnis der in geringster Menge eingesetzten Reglersubstanz zu der in der höchsten Menge eingesetzten Reglersubstanz im Bereich von I .1 bis 1 :10 liegt.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gcwichtsverhähnis im Bereich von 1 :1 bis 1 :6 liegt
13. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie
100 Gew.-Teile des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht,
5 bis 15 Gew.-Teile des Bestandteils (A),
5 bis 15 Gew.-Teile des Bestandteils (B) und
5 bis 15 Gew.-Teile des Bestandteils (C)
enthält, wobei die Summe der Bestandteile (A), (B) und (C) 15 bis 35 Gew.-Teile beträgt.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht ein Molekulargewicht von 1 500 000 bis 3 000 000 besitzt, der Bestandteil (A) Stearylalkohol ist, der Bestandteil (B) ein hydriertes Harz aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cyclopentadien-Typs mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000 und einen Erweichungspunkt von etwa 900C ist und der Bestandteil (C) ein Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 9000 ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Polyethylen-Zusammensetzungen mit ultrahohem Molekulargewicht. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Polyethylen-Zusammensetzungen mit ultrahohem Molekulargewicht, deren Extrudierbarkeit in hohem Maße verbessert ist, ohne daß dadurch die ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften des ursprünglichen PoIyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, die von keinem anderen Harz erreicht werden, eine Verschlechterung erleiden.
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (ultrahochmolektilares Polyethylen, im folgenden als UHMWPE bezeichnet), besitzt ein viskosimetrisch bestimmtes mittleres Molekulargewicht von einer Million oder mehr, und sein hervorragendes Verhalten in bezug auf Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit sind in der Industrie wohlbekannt. Wegen seiner hohen Schmelzelastizität und hohen Schmelzviskosität läßt es sich jedoch nicht wirtschaftlich extrudieren. Dementsprechend wird es gewöhnlich mittels des Kompressionssinterverfahrens geformt, das einen hohen Energieaufwand erfordert.
bisher wird versucht, die Extrudierbarkeit von UHMWPE durch Zusatz einer gewissen Art von Gleitmitteln zu verbessern. Um jedoch die mechanischen Eigenschaften nicht zu beeinträchtigen wird die Menge dieses Gleitmittels auf höchstens etwa 5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile UHMWPE begrenzt, wodurch es jedoch nicht möglich gewesen ist. die Extrudierbarkeit hinreichend zu verbessern.
Hinsichtlich einer Verfahrensweise zu einer erheblichen Verbesserung der Extrudierbarkeit durch Erhöhung der Gleitmittel-Menge kann auf die US-PS "32 !9 728 verwieser, werden. Nach dieser Verfahren'·.- ■λ-c .r wurde eine Zusammensetzung mit verbesserter
Extrudierbarkeit dadurch hergestellt, daß 100 Gew.-Tei-Ie Polyethylen mit hohem Molekulargewicht (das in diesem Abschnitt als HMWPE bezeichnet wird und UHMWPE einschließt), das ein Molekulargewicht von 500 000 oder mehr besitzt, mit 10 bis 50 Gew.-Teilen eines Alkan-Kohlenwasserstoffs (es handelte sich konkret um ein niedermolekulares Polyethylen mit einem Molekulargewicht von 1500 bis 3000; in diesem Abschnitt als LMWPE bezeichnet) nach der folgenden komplizierten Arbeitsweise innig vermischt wurden, ι ο Danach wurden geschmolzenes LMWPE und pulverförmiges HMWPE unter gründlichem Rühren bei einer Temperatur miteinander vermischt, bei der nur das LMWPE schmelzen konnte, nicht jedoch das HMWPE. Das Rühren wurde so lange fortgesetzt bis das HMWPE-Pulver innig mn dem geschmolzenen LMWPE vermischt worden war und im wesentlichen die gesamte Menge des geschmolzenen LMWPE zwischen und auf den HMWPE-Tcilchen aufgenommen hatte. Die erhaltene Masse blieb pulverig oder ließ sich nach dem Abkühlen leicht zu einem Pulver zerbröckeln.
Nachdem eine Zusammensetzung gemäß eir,em dei Beispiele der genannten US-PS durch Vermischen von 100 Gew.-Teilen eines UHMWPE mit einem Molekulargewicht von 2 200 000 mit 25 Gew.-Teilen eines LMWPE mit einem Molekulargewicht von 2000 hergestellt worden war, ergab die Untersuchung der physikalischen Eigenschaften eines aus dieser Masse hergestellten Formteils mittels einer von der Anmelderin entwickelten Methode, die weiter unten beschrieben wird, daß da das Formteil in bezug auf Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit dem UHMWPE selbst in ausgeprägter Weise unterlegen war.
Wie im vorstehenden gezeigt haftet der genannten US-PS der Nachteil an, daß der Arbeitsgang des « Mischens kompliziert ist und das erhaltene Produkt in bezug auf seine physikalischen Eigenschaften unterlegen ist, auch wenn die Masse eine verbesserte Extrudierbarkeit aufweist.
Für das Extrudieren von UHMWPE sind die bedeutsamen Faktoren
(1) gute Plastifizierung in der Schnecke,
(2) guter Transport in der Schnecke,
(3) Erzeugung des richtigen Drucks, -»5
(4) gute Druckübertragung im Extrudirmundstück,
(5) guter Fluß unter Ausbildung der Form im Mundstück und
(6) glattes Extrudieren ohne Rißbildung am Ausgang des Preßwerkzeugs. >°
Wenn die damit verbundenen Probleme nicht gelöst werden, ist ein zufriedenstellendes Formpressen unmöglich.
Seitens der Aninelderin wurde versucht, diese Probleme durch Herstellung einer Zusammensetzung zu lösen, in die spezielle Chemikalien einkompoundiert werden (diese speziellen Chemikalien werden im folgenden als »Reglersubstanzen« bezeichnet). Im Vergleich zu anderen Substanzen sind die herausragenden kennzeichnenden Merkmale des UHMWPE seine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und ausgezeichnete Schlagzähigkeit. Dementsprechend muß die hier angestrebte Zusammensetzung eine hervorragende Extrudierbarkeit aufweisen und gleichzeitig Formteile mit ausgezeichneter Verstnleißfähigkeit und Schlagzähigkeit liefern.
Aufgrund der eingehenden Untersuchungen der Anmelderin wurde nunmehr eine Zusammensetzung gefunden, die eine in hohem Maße verbesserte Extrudierbarkeit besitzt und eine nicht nennenswert verminderte Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit aufweist und dadurch erhalten wird, daß 100 Gew.-Teile UHMWPE mit 10 bis 50 Gew.-Teilen Reglersubstanzen kompoundiert werden.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung mit verbesserter Extrudierbarkeit, die 100 Gew.-Teile UHMWPE und 10 bis 50 Gew.-Teile eines Stoffes ausgewählt aus (A) allein, (B) allein, einer Kombination aus (A) und (B), einer Kombination asis (A) und (C), einer Kombination aus (B) und (C) und einer Kombination aus (A) und (B) und (C) enthält, worin
(A) ein gesättigter aliphatischer Alkohol mit 15 bis 30 Kohlenstoff-Atomen,
(B) ein Harz aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cyclopentadien-Typs mit einem Molekulargewicht von 50G-bis 2000 und einem Erweichungspunkt von 70° C bis 130° C und
(C) ein niedermolekulares Polyethylen mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 20 000 ist.
Die hierin verwendete Bezeichnung »UHMWPE« definiert ein UHMWPE mit einem Molekulargewicht von 1 000 000 bis 6 000 000, vorzugsweise von 1 500 000 bis 3 000 000, wie es aufgrund der in Decalin-Lösung bei 135° C gemessenenen Viskosität nach der folgenden Gleichung von R. Chiang (J. Polymer Sei. 36, 91 (1959)) berechnet wird
in der [η] die Grenzviskosität und M das Molekulargewicht bezeichnen.
Die Reglersubstanz (A) gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein gesättigter Alkohol mit 15 bis 30, vorzugsweise mit 16 bis 20 Kohlenstoff-Atomen. Stearylalkohol ist eines der bevorzugten Beispiel«: für diese Reglersubstanz (A). Von Kokusnußalkohol, der ein Gemisch gesättigter Alkohole mit verschiedener Zahl von Kohlenstoff-Atomen darstellt, wird die Mischung derjenigen mit 16 bis 18 Kohlenstoff-Atomen praktisch bevorzugt. Laurylalkohol mit 12 Kohlenstoff-Atomen zählt nicht zu den bevorzugten Verbindungen, νκύ\ er bei gewöhnlicher Temperatur flüssig ist und demzufolge nach dem Formpressen ausgeschwitzt wird. Gesättigie Alkohole mit mehr als 30 Kohlenstoff-Atomen sind industriell heute nicht erhältlich.
Die Reglersubstanz (B) ist ein Harz aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cyclopentadien-Typs*) mit einem Molekulargewicht von 500 bis 2000 und einem Erweichungspunkt von 70°C bis 1300C. Es wird gewöhnlich durch Polymerisation Cyclopentadien-reiner Destillate aus gecrackten Erdölprodukten oder weitere Hydrierung des Polymerisats gewonnei'i.
Das hydrierte Harz wird bevorzugt, weil es eine hohe Wärmebeständigkeit und Wetterechtheit besitzt. Ein hydriertes Harz mit einem mittleren Molekulargewicht
*) Anmerkung:
Da es sieh bei derartigen Produkten ww aus Erdöl gewonnene Harze handelt, ist es unmöglich, sie durch ihre Molekülformel zu kennzeichnen, und eingeführt, entsprechend den Bestimmu "gender Food and Drug Administration in den Vereinigten Staaten von Amerika, sie »Erdöl-Kohlenwasserstoff-Harze (Cyclopentadien-Typ), hydriert« zu nennen.
von etwa 1000 wird besonders bevorzugt, weil seine Schmelzviskosität im Verhältnis zu seinem relativ hohen Erweichungspunkt (etwa 90'1C) niedrig ist und eine durch Vermischen von 10 bis 50 Gew.-Teilen dieses Harzes mit 100 Gew.-Teilen UIIMWPE hergestellte s Zusammensetzung Formteile liefert, deren Schlagzähigkeit im Vergleich zu solchen aus UHMWPE allein verbessert ist.
Die dritte Reglersubstanz (C) ist niedermolekulares Polyethylen mit einem Molekulargewicht von 1000 bis l(l 20 000. Wenn dessen Molekulargewicht kleiner ist als 1000. werden die physikalischen Eigenschaften der Formteile schlechter. Wenn sein Molekulargewicht 20 000 überschreitet, wird die Verbindung nicht als niedermolekulares Polyethylen bezeichnet, und eine solche Verbindung besitzt nicht die Wirkung der Verbesserung der Extrudierbarkeit. Infolgedessen liegt (.las Molekulargewicht dieser Substanz, im Hinblick auf die physikalische:; Eigenschaft vorzugsweise »» Boreich von 5000 bis 20 000, wobei unter dem ..,, Gesichtspunkt der Extrudierbarkeit der Bereich von 5000 bis 12 000 besonders bevorzugt wird.
Die Reglersubstanzen (A) und (B) tragen beide zur Losung des oben aufgezeigten Problems der Extrudierbarkeit bei, selbst dann, wenn jede für sich allein ■ -. verwendet wird. (A) trägt insbesondere zur Lösung der an der Ausgangsseite des Preßwerkzeugs auftretenden Probleme bei. während (B) insbesondere zur Lösung derjenigen Probleme beiträgt, die in der Schnecke und an der Eingnngsseite des Mundstücks auftreten. (,, Dementsprechend kann eine stärkere Verbesserungswirkung dadurch erzielt werden, daß die Bestandteile (Λ) und (B) in Form einer Kombination verwendet werden. Da der Bestandteil (C) eine die Löslichkeiten /wischen den Bestandteilen verstärkende Wirkung rbesitzt und eine besonders starke Wirkung auf die Plastifizierung in der Schnecke ausübt, bewirkt der Zusatz des Bestandteils (C) eine zusätzliche synergistische Verbesserung der Extrudierbarkeit.
In der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden -ι» Erfindung kann der Einsatz der Reglersubstanzen, wie bereits oben erwähnt wurde, so erfolgen, daß (A) allein. (B) allein, eine Kombination aus (A) und (B). eine Kombination aus (A) und (C). eine Kombination aus (B) und (C) und eine Kombination aus (A) und (B) und (Cj s zur Anwendung gelangen. Die verwendete Menge der Regiersubstanzen liegt im Bereich vor. 10 bis 50 Gew .-Teilen, vorzugsweise von 15 bis 35 Gew.-Teilen. bezogen auf 100 Gew.-Teile des UHMWPE. Wenn sie kleiner als IO Gew.-Teile ist. ist die Wirkung der '-·<· Verbesserung de: Extrudierbarkeit unzureichend: wenn sie 50 Gew.-Teile übersteigt, nehmen Zugfestigkeit und Verschleißfestigkeit der geformten Gegenstände ab.
Wenn zwei oder drei Regiersubstanz-Bestandteile dem UHMWPE zugesetzt werden, liegt das (Gewichts) y. Verhältnis des in geringster Menge eingesetzten Bestandteils zu dem in größter Menge eingesetzten Bestandteil im Bereich von 1 : 1 bis 1 :10. Wenn dieser Bereich verlassen wird, ist die synergistische Wirkung nicht zu erwarten. Besonders bevorzugt ist für das betreffende Verhältnis der Bereich von 1 : 1 bis 1 :6.
Art und Menge der Reglersubstanz und das Mengenverhältnis der Reglersubstanzen zueinander werden innerhalb der vorgenannten Bereiche willkürlich gewählt, und zwar unter Berücksichtigung der <?5 Beanspruchung, der Kosten und des Preßformverfahrer.s. Ein bestmöglicher Ausgleich wird jedoch erreicht, wenn 5 bis 15 Gew.-Teile des Bestandteils (A). 5 bis 15 Gew.-Teile des Bestandteils (B) und 5 bis 15 Gew.-Teile des Bestandteils (C) verwendet werden und die Summe (A) + (B) + (C) 15 bis Jo Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile UHMWPE beträgt. Ganz besonders bevorzugt wird eine Kombination aus Reglersiibstanzen, in der der Bestandteil (A) Stearylalkohol. der Bestandteil (B) ein hydriertes Harz aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cyclopentadicn-Typs mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000 und einem Erweichungspunkt von etwa 900C und der Bestandteil (C) ein nicdcrmolckulares Polyethylen mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 4000 ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es /ul.is. L\ Pigmente, anorganische Füllstoffe. Stabilisatoren eic zuzusetzen, sofern deren Zusatz nicht die charaktensti sehen Eigenschaften der aus der Zusammensetzung hergestellten Formteile nennenswert beeinträchtigt
Aufgrund der Verwendung der crfindungsgemäßen Zusammensetzung 1ι*< '"· niiWlii-h geworden, ohne ι Schwierigkeiten breite Folien mittels gewöhnlicher ExtruJieranlagen herzustellen, was bis heute schwierig war.
Trot/ der großen Menge der zugesetzten Reglersubstanzen stehen die aus der Zusammensetzung gemäß . der vorliegenden Erfindung hergestellten Formteile hinsichtlich ihrer Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit, die die wichtigsten Eigenschaften sind, denjenigen aus I HMWPE allein kaum nach. Obwohl ihre mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit und - Biegenuidul etwas niedrig sind, können aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellte Formteile unter praktischen Gesichtspunkten nahezu ohne Werteinbuße gegenüber aus UHMWPE allein hergestellten Formteilcn verwendet werden, wenn sie erforderlichenfalls mit einem Träger kombiniert werden. Die Tatsache, daß der wichtigste Anwendungszweck von aus UHMWPE hergestellton Formteilen der für mit einem Träger zu kombinierende Auskieidungs materialien ist. ist für die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung günstig.
Der praktische Einsatz der vorliegenden Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Von den beigefügten Zeichnungen zeigt F i g. I ein Diagramm der Abmessungen, aus dem zu ersehen ist. daß die Tiefe der Kerbe in dem Probekörper zur Bestimmung der Kerbschlagzähigkeit, wie er für die ir den Beispielen durchgeführten Messungen verwende: wird, um 3 mm tiefer ist als die in ASTM D 25c vorgeschriebene Tiefe: F ι g. 2 zeigt eine perspektivsehe Darstellung des Teils für die Befestigung der Probekörper der Apparatur zur Messung de Verschleißfestigkeit, worin 1 den Rotor. 2 und 2 ein Flügelpaar und 3 und 3' die Probekörper bezeichnen.
Beispiele
Mittels eines Einschneckenextruders wurde eine Folie mit einer Breite von 300 mm und einer Dicke von 3,2 mm durch Extrudieren unter nachstehenden Bedingungen hergestellt:
Schneckendurchmesser:
Schnecke:
Temperaturprofil:
Zylinder:
Mundstück:
50 mm L/D = 20
160cC-180°C 14O=C- 170=C
in Tabelle 1 sind die Kompoundierverhältnisse der in den Versuchen verwendeten Zusammensetzungen und
clic Versuehsergebnisse zusammengestellt, wobei die Versuche Nr. 1 bis 29 Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung und die Versuche Nr. 30 bis 35 Vergleichsbeispiele sind. Die Probe von Versuch Nr. 30 wurde allein aus UHVIWPE hergestellt. Wegen der Unmöglichkeit des Schneckenextrudierens wurde sie mittels des Kompressionssinterverfahrens gepreßt. Versuch Nr. 31 zeigt <*; · Versuchsbeispiel auf der Grundlage der US-PS 19 72Γ;.
Die Tabelle umfaßt, von links nach rechts, die ι Versuchs-Nr.. das Kompoundierverhältnis der Zusammensetzung (Anmerkung I). die Extrudierbarkeit (Anmerkung 2). die Schlagzähigkeit (Anmerkung J). du-Verschleißfestigkeit (Anmerkung 4). die Zugfestigkeit (AniiKTki.iig 5) und die Dehnung (Anmerkung 5)
tion der Methode A nach ASTM D 256 gemessen. Als Prüfgerät wurde ein Gerät zur Bestimmung der Schlagzähigkeit nach Izod (Probeneinspannung freitragend) verwendet. Bei den Probekörpern betrug die Tiefe der Kerben 5,54 mm, wie in F i g. I dargestellt; dieses ist um 3 mm tiefer als der Vorschrift von ASTM D 256 entspricht, weil bei einer Tiefe der Kerben von 2,54 mm die hier verwendeten Probekörper keine Brüche erlitten, so daß Unterschiede nicht nachweisbar waren. Die Dicke der Proben betrug 3.2 mm. und die Temperatur während des Tests betrug 23C. Die Tesiergebnisse sind angegeben als Mittelwert ;u, . den Werten für Schnitte in Längs- und Querrichtung (j/m).
Anmerkungen zu Tabelle I
merkwnkT 1 :
Kompoundierverhältnis der Zusammensetzung. -"■ Zur Vereinfachung der Tabelle werden die Zusammensetzungen durch Abkürzungen bezeichnet, die die nachstehenden Bedeutungen haben:
UHPi-:..,,: IJHMWPE mit einem Molekulargewicht r. 2 200 000;
UHPE4,,,: IMIMWPE mit einem Molekulargewicht 4 000 000:
SA: Stearylalkohol;
CeA: Cerylalkohol; i"
OA: Kokosnußalkohol (Kohlenstoff-Zahl
Ib- 18);
l.A: Laurylalkohol;
CR4: Harz aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen
des Cyclopentadien-1 yps mit einem t> Erweichungspunkt von 90 C;
CRH;: Hydriertes Harz aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cydopentadien-Typs mit einem Erweichungspunkt von 70"C;
CRHx: Hydriertes Harz aus Erdöl-Kohlenwas- ■<" serstoffen des Cyclopentadicn-Typs mit einem Erweichungspunkt von 900C;
CRHi2: Hydriertes Harz aus Erdöl-Kohlenwasserstoffen des Cyclopentadien-Typs mit einem Erweichungspunkt von 120C; ■>'■
LPE;: Niedermolekulares Polyethylen mit einem Molekulargewicht von 2000.
LPEq: Niedermolekulares Polyethylen mit enem Molekulargewicht von 9000.
Die in Klammern angegebenen Zahlenwerte bezeichnen die Mengen der Reglersubstanzen (in Gew.-Teilen) pro lOOGew.-Teile UHMWPL
Anmerkung 2:
Extrudierbarkeit:
Sie wird angegeben in Form der maximalen Extrudiergeschwindigkeit. bei der eine Folie mit glatter Oberfläche (einer Oberfläche, die keine visuell nachweisbaren Falten besaß), unter den ■ Versuchsbedingungen hergestellt werden kann. Naturgemäß kann eine leichter extrudierbare Probe mit einer größeren Geschwindigkeit extrudiert werden.
Anmerkung 3:
Schlagzähigkeit: V-Kerbschlagzähigkeii nach izod: Sie wurde mit Hilfe einer geringfügigen Modifika-
65 Anmerkung4:
Verschleißfestigkeit (Abriebverlust):
Der wie nachstehend beschrieben gemessene Abriebverlusi wurde als Index der Verschleißfestigkeit herangezogen. Ein größerer Zahlenwert bedeutet eine geringere Verschleißfestigkeit.
Wie in Fig. 2 dargestellt wurden Probekörper 3 und 3' an den Flügeln 2 und 2' eines mit einem Paar solcher Flügel 2 und 2' versehenen Rotors 1 befestigt, und der Rotor 1 wurde in einem Polierpulver in der Richtung rotieren gelassen, die einen direkten Zusammenstoß des Pulvers mit der Oberfläche der Probekörper bewirkte, um die Probekörper dadurch einem Verschleiß zu unterv. erfen. Der Abriebverlust wurde durch das prozentuale Verhältnis des Gewichtsverlustes aufgrund des Abriebs zu dem Gewicht der Probe vor Beginn der Abriebprüfung angegeben
Polierpulver:
Aluminiumoxid-Pulver für Polierzwecke mit einem mittleren Durchmesser von 2 mm
Rotationsgeschwindigkeit: 500 min '
Verschleißzeit: 2 h
Gesamt-Umdrehungszahl: 60 000
Temperatur: Raum
temperatur
Anmerkung 5:
Verhalten beim Zugversuch: Reißfestigkeit unc:
(prozentuale) Reißdehnung.
Sie wurden mittels einer geringfügigen Modifik::
tion der in ASTM D 638 beschriebenen Methode
gemessen.
Prüfgerät:
Zugprüfgerät mit konstanter Geschwindigkeit der Klemme
Probekörper:
Dicke: 3,2 mm
Breite des engen Teils: 5 mm
Länge des engen Teils: 28 mm
Meßlänge: 20 mm
Gesamtlänge: 100 mm
Prüfgeschwindigkeit: 50 mm/min
Temperatur: 23° C
Prüfergebnisse:
Angegeben in Form der Mittelwerte (N/mm: (kg/cm2) und %) der Werte für Schnitte r. Längs- und Querrichtung.
ίο
Tabelle 1 Kompoundierverhältnis Max. Schlag Abrieb Reißfestigkeil (kg/cm2) Reiß
Vers. Geschw. zähigkeit verlust (350) dehnung
Nr. mm/min J/m % N/mm2 (315) %
UHPE2,n + SA (12) 80 570 0,60 34,3 (300) 450
1 UHPE220 + SA (25) 250 590 0,72 30,9 (360) 480
2 UHPE220 + SA (40) 300 540 0,80 29,4 (350) 520
3 UHPE221, + CRHg (12) 80 630 0,55 35,3 (350) 450
4 UHPE2,,, + CRH, (25) 250 645 0,65 34,3 (380) 470
5 UHPE221, + CRHo (40) 300 630 0,80 34,3 (340) 500
6 UHPE22n + SA (6) + CRH9 (6) 100 620 0,55 37,3 (300) 480
7 UHPE221, + SA(12) + CRH, (13) 280 640 0,70 33.3 (300) 520
S UHPE220 + SA (20) + CRHq (20) 330 570 0,80 29.4 (290) 530
9 UHPE220 + SA(IO) + CKHq(JO) 300 60Ö ö,8ö 29,4 (250) -1JU
10 UHPE220 + SA (6) + LPEq(O) 100 600 0,72 28,4 (200) 400
11 UHPE220 + SA (13) + LPE9 (12) 280 580 0,72 24.5 (310) 400
12 UHPE220 + SA (20) + LPE, (20) 330 500 0.80 19.6 (260) 410
13 UHPE220 + CRH, (6) + LPE, (6) 100 640 0,55 30,4 (220) 440
14 UHPE220 + CRH, (15) + LPE, (10) 280 530 0.72 25.5 (220) 450
15 UHPE220 + CRH9 (20) + LPE, (20) 330 400 0.80 21,6 (310) 450
16 UHPE220 + CRH, (30) + LPE, (10) 300 450 0.80 21.6 (250) 450
17 UHPE220 + SA (4) + CRH, (4) + LPE9 (4) 150 650 0,55 30.4 (250) 430
18 UHPE220 + SA (8) + CRH9 (9) + LPE, (8) 300 640 0.65 24,5 (230) 430
19 UHPE220 + SA (5) + CRH, (15) + LPE9 (5) 300 640 0,65 24,5 (230) 430
20 UHPE220+ SA (13) + CRH9(H)+ LPE9 (13) 400 570 0,65 22,6 (250) 430
21 UHPE220 + SA (10) + CRH, (20) + LPE, (10) 400 570 0,65 22,6 (315) 430
22 UHPE400 + SA (8) + CRH9 (9) + LPE, (8) 230 640 0,53 24.5 (315) 430
23 UHPE220 + CeA (25) 220 590 0,72 30,9 (350) 480
24 UHPE220+ CoA (25) 250 590 0.80 30.9 (350) 480
25 UHPE220 + CR9 (25) 250 600 0,65 34,3 (350) 470
26 UHPE220 + CRH7 (25) 250 550 0,70 34,3 (250) 470
27 UHPE220 + CRH12 (25) 250 650 0,65 34,3 (390) 470
28 UHPE220 + SA (8) + CHR9 (9) + LPE2 (8) 300 600 0,80 24,5 (200) 430
29 UHPE220 allein1) - 500 0.50 38,2 (200) 440
30 UHPE220 + LPE2 (25)2) 200 300 1,05 19.6 (380) 350
31 UHPE220 + LPE, (25) 200 340 0.70 19,6 (150) 350
32 UHPE220 + SA (2) + CRH9 (2) + LPE, (2) 30 520 0,52 37,3 (200) 440
33 UHPE220 + SA (20) + CRH, (20) + LPE, (20) 400 400 1,20 14,7 400
34 UHPE220 + LA(25)3) 250 300 1.00 19,6 350
35
') durch Kompre«sionssintern; 2) US-PS 32 19 718; s) starkes Ausschwitzen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

10 Patentansprüche:
1. Zusammensetzung mit verbesserter Extrudierbarkeit, enthaltend 100 Gew.-TeUe eines Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, das, viskosiir.etrisch bestimmt, 1 000 000 bis 6 000 000 beträgt, und 10 bis 50 Gew.-Teile mindestens einer Reglersubstanz ausgewählt aus
DE3213948A 1981-04-18 1982-04-16 Polyethylen-Zusammensetzung mit ultrahohem Molekulargewicht Expired DE3213948C2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5872281A JPS57172942A (en) 1981-04-18 1981-04-18 Ultrahigh molecular weight polyethylene composition
JP6144081A JPS57177035A (en) 1981-04-24 1981-04-24 Ultra-high-molecular-weight polyethylene composition
JP6144281A JPS57177037A (en) 1981-04-24 1981-04-24 Ultra-high-molecular-weight polyethylene composition
JP15733681A JPS5859243A (ja) 1981-10-02 1981-10-02 超高分子量ポリエチレン組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3213948A1 DE3213948A1 (de) 1982-10-28
DE3213948C2 true DE3213948C2 (de) 1983-11-10

Family

ID=27463677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3213948A Expired DE3213948C2 (de) 1981-04-18 1982-04-16 Polyethylen-Zusammensetzung mit ultrahohem Molekulargewicht

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4487875A (de)
DE (1) DE3213948C2 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1247772A (en) * 1983-10-07 1988-12-28 Tomoo Shiohara Ultrahigh-molecular-weight polyethylene composition
CA1216119A (en) * 1984-05-16 1987-01-06 Mitsui Chemicals, Incorporated Process for producing stretched article of ultrahigh- molecular weight polyethylene
EP0170790B1 (de) * 1984-06-15 1990-12-27 AlliedSignal Inc. Zusammensetzung und Verfahren zur Verarbeitung von Polymeren die Polyäthylen mit ultrahohem Molekulargewicht enthalten
JPS6315838A (ja) * 1986-07-08 1988-01-22 Nippon Petrochem Co Ltd 超高分子量ポリエチレン溶液
JPS63265619A (ja) * 1986-12-19 1988-11-02 Toyobo Co Ltd ポリエチレン延伸フィラメントおよび延伸フィルムの製造方法
US4880843A (en) * 1988-03-28 1989-11-14 Hoechst Celanese Corporation Composition and process for making porous articles from ultra high molecular weight polyethylene
US4925880A (en) * 1988-03-28 1990-05-15 Hoechst Celanese Corporation Composition and process for making porous articles from ultra high molecular weight polyethylene
EP0410384B1 (de) * 1989-07-28 1995-04-05 Nippon Oil Co. Ltd. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Polyethylenmaterials mit hoher Festigkeit und hohem Modul
DE4436418A1 (de) 1994-10-12 1996-04-18 Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh Polyethylen-Formmasse
US5549867A (en) * 1994-11-03 1996-08-27 Fiberweb North America, Inc. Distribution enhanced polyolefin meltspinning process and product
HUP0303527A2 (hu) * 2001-03-16 2004-01-28 Chevron Pjillips Chemical Company LP Polietilén/kis molekulatömegű hidrogénezett alifásgyanta-keverékek
CN100335550C (zh) * 2004-12-24 2007-09-05 上海化工研究院 一种纳米超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法
CN110951145B (zh) * 2019-12-18 2022-09-09 大韩道恩高分子材料(上海)有限公司 一种注塑级超高分子量聚乙烯材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA685971A (en) * 1964-05-05 Eastman Kodak Company Stabilized polyethylene waxes and process for preparing same
US2933484A (en) * 1956-11-20 1960-04-19 Dow Chemical Co Treatment of polyolefins
US3219728A (en) * 1958-04-22 1965-11-23 Allied Chem Process of mixing polyethylene with hydrocarbon waxes, and product thereof
US3076776A (en) * 1958-10-30 1963-02-05 Phillips Petroleum Co Method for improving the extrudability of crystalline polyolefins with aliphatic alcohols
JPS5142617B2 (de) * 1971-11-12 1976-11-17
US3976612A (en) * 1972-11-30 1976-08-24 Idemitsu, Kosan Kabushiki-Kaisha (Idemitsu Kosan Co., Ltd.) Polyethylene composition
US4239862A (en) * 1979-12-13 1980-12-16 Uniroyal, Inc. Thermoplastic elastomer containing long chain aliphatic alcohol

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT

Also Published As

Publication number Publication date
US4487875A (en) 1984-12-11
DE3213948A1 (de) 1982-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3213948C2 (de) Polyethylen-Zusammensetzung mit ultrahohem Molekulargewicht
DE102007062870B4 (de) Polypropylenharzzusammensetzung für Fahrzeuginnenmaterialien
DE602004006489T3 (de) Zusammensetzungen mit polyphenylenether und/oder polystyrol mit verbesserten tribologischen eigenschaften sowie verfahren zur verbesserung der tribologischen eigenschaften von polyphenylenether- und/oder polystyrolzusammensetzungen
DE3215120C2 (de)
DE1291042B (de) Verfahren zur Herstellung eines ein Gemisch von Polyaethylenen mit hoher und niedriger Dichte enthaltenden UEberzugsmittels
DE69629806T2 (de) Polyacetalharzzusammensetzung
DE2543234A1 (de) Thermoplastische polymergemische
DE1210177B (de) Verfahren zur Herstellung von nicht klebenden, transparenten Polyaethylenfilmen
DE1111384B (de) Verformbare Masse aus festem Polyaethylen
DE2558467C3 (de) Kunststoff-Formmasse, insbesondere auf PVC-Basis, mit vermindertem Plate-out Effekt
DE2821342C2 (de)
DE2455639A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum extrudieren eines zusammengesetzten plastikmaterials zur bildung langer profile
DE69932426T2 (de) In der Schmelze verarbeitbares Polytetrafluorethylen
DE69924673T2 (de) Thermoplastische Elastomerzusammensetzungen aus Olefinpolymerisaten und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2261458C3 (de) Schlagfeste Massen auf Polyvinylidenfluoridgrundlage
DE1769654B2 (de) Formmassen auf der Basis von Hoch druckpolyathylen und amorphen Äthylen Propylen Copolymensaten und deren Ver wendung
DE2053067B2 (de) Formmassen mit erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen SpannungsriBbildung und guter Tieftemperaturbeständigkeit
DE2356656C3 (de) Chloropren-Vulkanisat
DE1544953A1 (de) Verformbare Polytetrafluoraethylenharze
DE3422853A1 (de) Zusammensetzungen umfassend lineares polyaethylen und copolymere von aethylen und acrylat
DE602004010418T2 (de) Verfahren zur verbesserung der haftleistung von filmprodukten
DE10392957B4 (de) Geformter Gegenstand aus einer Harz-Zusammensetzung auf Polyphenylenether-Basis
DD223723A5 (de) Gemische aus einem sulfonpolymer und einem stossfesten interpolymer
EP0006620B1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Polypropylen-Formmasse
DE2756486A1 (de) Polypropylen-formmasse

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee