-
Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft neue funktionalisierte Polypropylene mit einer
einmaligen Kombination aus Viskosität und Vergilbungsindexeigenschaften.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein neues Polypropylen-Funktionalisierungsverfahren.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Das
Pfropfen von Monomeren auf Polyolefinen ist allgemein bekannt (siehe "Polymer Chemistry von
M.P. Stevens, (Addison-Wesley), 1975, Seiten 196–202). Die Maleatisierung zum
Beispiel ist ein Typ des Pfropfens, wobei Maleinsäureanhydrid
auf die Grundgerüstkette
eines Polymeren aufgepfropft wird. Die Maleatisierung von Polyolefinen
fällt in
mindestens drei Untergruppen: Maleatisierung von Polyethylen, Maleatisierung
von Polypropylen und Maleatisierung von Copolymeren von Propylen
und Ethylen oder anderen Monomeren.
-
Die
Maleatisierung von Polyethylen führt
zu Produkten mit höherem
Molekulargewicht mit einer bemerkbaren Abnahme im Schmelzindex aufgrund einer
Vernetzung, wenn nicht spezielle Vorkehrungen getroffen werden (siehe
zum Beispiel "Journal
of Applied Polymer Science",
44, 1941, N.G. Gaylord et al. (1992); und US-Patente Nummern
4 026 967 ,
4 028 436 ,
4 031 062 ;
4 071 494 ;
4 218 263 ;
4 315 863 ;
4 347 341 ;
4 358 564 ;
4 376 855 ;
4 506 056 ;
4 632 962 ;
4 780 228 ;
4 987 190 ; und
5 021 510 ). Die Maleatisierung von
Polypropylen folgt einem gegenteiligen Trend und führt zu Produkten
mit niedrem Molekulargewicht mit einer scharfen Zunahme bezüglich der Flussrate
aufgrund einer Fragmentierung während des
Maleatisierungsprozesses (siehe zum Beispiel US-Patente Nummern
3 414 551 ;
3 480 580 ;
3 481 910 ;
3 642 722 ;
3 862 265 ;
3 932 368 ;
4 003 874 ;
4 548 993 ; und
4 613 679 ). Einige Referenzen in der
Literatur bemerken nicht den Unterschied zwischen Maleatisierung
von Polyethylen und Polypropylen und beanspruchen eine Maleatisierung
von Polyolefinen mit Bedingungen, welche nur entweder für Polyethylen
oder für
Polypropylen brauchbar sind. Im Allgemeinen sind Bedingungen, bei
welchen Polypropylen maleatiert wird, nicht mit jenen für die Maleatisierung
von Polyethylen identisch, und zwar aufgrund der gegenteiligen Natur
der jeweiligen Mealisierungschemien: Fragmentierung zu niedrigeren Molekulargewichten
von Polypropylen und Quervernetzung zu höheren Molekulargewichten für Polyethylen.
Dies wird in dem US-Patent Nr.
4
404 312 gezeigt. Die Maleatisierung von Copolymeren von
Propylen und Ethylen oder anderen Monomeren folgt dem Muster der
Hauptkomponente.
-
Die
Maleatisierungen von Polypropylen können ebenfalls weiter in satzweise
oder kontinuierliche Verfahren unterteilt werden. Bei satzweisen
Verfahren werden allgemein die gesamten Reaktanten und Produkte
in der Reaktion für
die gesamte Herstellungszeit im Satzbetrieb gehalten. Im Allgemeinen sind
satzweise Maleatisierungsverfahren schwierig kompetitiv in der Wirtschaft
anzuwenden, und zwar aufgrund hoher Kosten. Satzweise Verfahren
sind inhärent
teurer aufgrund von Anlauf- und Reinigungskosten.
-
Die
maleatierten Polypropylene, von welchen in der früheren Literatur
berichtet worden ist, können
in zwei Produkttypen als eine Funktion eingeteilt werden, ob Lösungsmittel
involviert ist oder nicht, entweder als ein Lösungsmittel während der
Reaktion oder bei der Aufarbeitung der maleatierten Produkte. In
den US-Patenten
3 414 551 ;
4 506 056 ; und
5 001 197 involvierte die Aufarbeitung
des Produktes das Auflösen
des maleatierten Polypropylenproduktes in einem Lösungsmittel,
gefolgt von einer Präzipitation
oder einem Waschen mit einem Lösungsmittel. Diese
Behandlung entfernt lösliche
Verbindungen und verändert
somit sowohl das "apparente" Molekulargewicht
als auch die Säurezahl.
Verfahren unter Verwendung eines Extruders erzeugen ein Produkt, in
welchem lösungsmittellösliche Komponenten
verbleiben. Darüber
hinaus beinhalten Extruderverfahren häufig ein Vakuumsystem während der
letzteren Stufen des Verfahrens, um flüchtige Verbindungen mit niedrigerem
Molekulargewicht zu entfernen. Somit sind unterschiedliche Zusammensetzungen
notwendigerweise in in einem Extruder hergestellten Produkten vorhanden,
im Gegensatz zu jenen Produkten aus Lösungsmittelverfahren oder jenen,
bei welchen ein Lösungsmittel
bei der Produktaufarbeitung verwendet wird.
-
Eine
andere Untereinteilung der Maleatisierung von Polyolefinen betrifft
den Zustand des Reaktionsverfahrens. Lösungsmittelverfahren oder Verfahren,
in denen Lösungsmittel
zur Quellung des Polypropylens hinzugesetzt wird (siehe US-Patent
Nr.
4 370 450 ), werden
häufig
bei niedrigeren Temperaturen als bei Verfahren mit geschmolzenem
Polyolefin (lösungsmittelfrei)
durchgeführt.
Solche Verfahren involvieren nur eine Oberflächenmaleatisierung, wobei beträchtliche
Mengen an Polypropylen unterhalb der Oberfläche maleatisierungsfrei sind.
Verfahren unter Verwendung von geschmolzenem Polypropylen involvieren
eine statistische Maleatisierung von dem gesamten Polypropylen.
Lösungsmittelverfahren sind
ebenfalls teurer insofern, als dass eine Lösungsmittelrückgewinnung/-reinigung
notwendig ist. Eine Lösungsmittelreinigung
ist sogar noch teurer, wenn das Verfahren inhärent flüchtige Nebenprodukte wie bei
der Maleatisierung entstehen läßt. Es ist
anzumerken, dass, wenn Wasser das "Lösungsmittel" ist, Polypropylen
nicht löslich
ist und die Reaktion nur auf der Oberfläche der Polypropylenfestphase
auftreten muss. Ferner reagiert im wässrigen Verfahren Maleinsäureanhydrid
mit dem Wasser unter Bildung von Maleinsäure. Auf diese zwei Arten sind
Wasser enthaltende Verfahren notwendigerweise von nicht wässrigen
Verfahren verschieden. Bei einem Verfahren unter Schmelzung verbleibt
kein Lösungsmittel oder
Wasser am Ende des Verfahrens, das einer Reinigung oder Wie derverwendung
bedarf. Ein solches Verfahren unter Schmelzung würde umweltmäßig "grüner" und weniger teuer
sein.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die
Zusammenfassung gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein funktionalisiertes Polypropylen mit einer
Vergilbungsindexfarbe von mindestens 77 und einer Brookfield-Thermosel-Viskosität von mehr
als 7000 cP bei 190°C.
Vorzugsweise ist das funktionalisierte Polypropylen ferner dadurch charakterisiert,
dass es eine Säurezahl
von mehr als 6 Milligramm an KOH pro Gramm Polymer aufweist.
-
Das
neue Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Herstellung von funktionalisierten Polypropylenen,
welches die neuen funktionalisierten Polypropylene der vorliegenden
Erfindung einschließt,
umfasst folgendes. Ein Polypropylen wird in eine Apparatur eingeführt, entweder
in einer vorgeschmolzenen Form oder als feste Teilchen (zum Beispiel
Pellets oder Pulver), welche dann geschmolzen werden; in das geschmolzene
Polypropylen wird eine Portion der erforderlichen Menge eines Frei-Radikal-Initiators
eingeführt,
und das geschmolzene Polypropylen und der Frei-Radikal-Initiator
werden gemischt; in die resultierende Mischung wird dann die gesamte
Menge eines funktionalisierenden Mittels eingeführt, welches damit gemischt
wird, so dass das funktionalisierende Mittel, der anfängliche
Teil an Initiator und das Polypropylen umgesetzt werden; in die resultierende
Reaktionsmischung wird dann der Rest der erforderlichen Menge des
Frei-Radikal-Initiators eingeführt,
um dadurch das gewünschte
funktionalisierte Polypropylen zu bilden; und Rückgewinnung des resultierenden
funktionalisierten Polypropylens.
-
Der
restliche Teil des Frei-Radikal-Initiators, der nach der Zugabe
des funktionalisierenden Mittels hinzugesetzt wird, kann in einer
Vielzahl von Zonen zugesetzt werden. In jedem Fall wird der hinzugesetzte
Teil des restlichen Frei-Radikal-Initiators gemischt, um ein intermediäres Reaktionsprodukt
zu bilden, dem zusätzlicher
Frei-Radikal-Initiator hinzugesetzt wird. Der Prozentanteil des
restlichen Frei-Radikal-Initiators, welcher in jede der Vielzahl von
Zonen zugesetzt werden kann, liegt zwischen 1% und 99 Gew.-% des
restlichen Frei-Radikal-Initiators, der nach der Zugabe des funktionalisierenden Mittels
hinzugesetzt wird. Vorzugsweise liegt die Anzahl von Injektionszonen
an zusätzlichem
Frei-Radikal-Initiator zwischen 2 und 10.
-
Das
hierin genutzte Polypropylen besitzt eine Schmelzflussrate von vorzugsweise
etwa 0,1 bis etwa 50 bei 230°C.
Außerdem
kann das hierin beschriebene Verfahren in einer kontinuierlichen
oder satzweisen An praktiziert werden.
-
Genaue Beschreibung der
Erfindung
-
Der
Anmelder hat in unerwarteter Weise ein neues satzweises oder kontinuierliches
Verfahren gefunden, um Polypropylene zu funktionalisieren. Das Verfahren
kann verwendet werden, um eine große Vielzahl von funktionalisierten
Polypropylenen herzustellen, wobei einige davon neue funktionalisierte
Polypropylene sind.
-
Die
neuen funktionalisierten Polypropylene gemäß der vorliegenden Erfindung
besitzen eine Vergilbungsindexfarbe von mindestens 77. Die Vergilbungsindex-Farbanalyse
wird in den Beispielen veranschaulicht). Die funktionalisierten
Polypropylene gemäß der vorliegenden
Erfindung besitzen vorzugsweise eine Vergilbungsindexfarbe im Bereich von
mindestens 77 bis etwa 200, stärker
bevorzugt von mindestens 77 bis etwa 150, wobei eine Vergilbungsindexfarbe
von mindestens 77 bis etwa 120 am meisten bevorzugt ist. Eine noch
weiter bevorzugte Vergilbungsindexfarbe liegt im Bereich von 81
bis etwa 120.
-
Das
funktionalisierte Polypropylen der vorliegenden Erfindung besitzt
eine Brookfield-Thermosel-Viskosität von mindestens
7000 cP bei 190°C. Die
Brookfield-Thermosel-Viskosität
liegt vorzugsweise bei mindestens 7000 bis etwa 100000 cP bei 190°C, wobei
eine Brookfield-Thermosel-Viskosität bei 190°C von etwa
16000 bis etwa 80000 cP am meisten bevorzugt ist.
-
Die
neuen funktionalisierten Polypropylene gemäß der vorliegenden Erfindung
sind ferner dadurch gekennzeichnet, dass sie vorzugsweise eine Säurezahl
von mehr als 6 Milligramm KOH pro Gramm Polymer aufweisen (das Verfahren
zur Bestimmung der Säurezahl
ist in den Beispielen veranschaulicht). Die funktionalisierten Polypropylene
gemäß der vorliegenden
Erfindung besitzen stärker
bevorzugt eine Säurezahl
im Bereich von mehr als 6 Milligramm KOH pro Gramm Polymer bis etwa
280 Milligramm KOH pro Gramm Polymer, stärker bevorzugt von mehr als
6 Milligramm KOH pro Gramm Polymer bis etwa 100 Milligramm KOH pro
Gramm Polymer, wobei eine Säurezahl
von mehr als 6 Milligramm KOH pro Gramm Polymer bis etwa 70 Milligramm
KOH pro Gramm Polymer am meisten bevorzugt ist. Im Allgemeinen zeigt
bei höheren
Säurezahlen
das resultierende funktionalisierte Polypropylen höhere Haftfähigkeit
an polaren Substraten und ist somit stärker brauchbar in Kombination
mit Materialien, die in Haftstoffen und Versiegelungsmitteln Anwendung
finden. Zusätzlich
ist bei höheren
Säurezahlen
das funktionalisierte Polypropylen als Kompatibilisierungsmittel
oder Kuppler brauchbar, wenn es in Mischungen von ungleichartigen
Materialien verwendet wird, einschließlich Polymermischungen wie Nylon
und Polypropylenmischungen. Bei höheren Säurezahlen sind niedrigere Mengen
an funktionalisiertem Polypropylen im Allgemeinen für jedweden dieser
Zwecke erforderlich.
-
Die
hierin verwendeten funktionalisierten Polypropylene sind aus Polypropylen
gemacht, welches weniger als 20 Gew.-% eines Comonomeren enthält. Das
Comonomer kann jedes Kohlenwasserstoffmonomer mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen
sein, welches mit Propylen copolymerisiert werden kann. Besonders
brauchbar ist Ethylen als Comonomer.
-
Das
hierin funktionalisierte Polypropylen kann mit vielen anderen Materialien
vermischt werden, um als Kompatibilisierer zu dienen, wie in Mischungen
mit Holz und Polypropylen. Dieser Typ an Mischung enthält typischerweise
etwa 30 Gew.-% Holz, etwa 67 Gew.-% Polypropylen und etwa 3 Gew.-%
funktionalisiertes Polypropylen.
-
Zusätzlich ist
das funktionalisierte Polypropylen der vorliegenden Erfindung ebenfalls
brauchbar, um andere polare Materialien mit dem nicht polaren Polyolefin,
insbesondere Polypropylen, zu kompatibilisieren. Beispiele für andere
polare Materialien schließen
Glasfasern, Talkum, Glimmer und Wollastonit ein.
-
Das
neue Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Herstellung von funktionalisierten Polypropylen umfasst:
- (a) Das Einführen eines Polypropylens entweder in
geschmolzener Form oder in fester Teilchenform (zum Beispiel Pulver
oder Pellets) in eine Apparatur und Schmelzen des Polypropylens,
wenn dieses erforderlich ist, bei einer Temperatur oberhalb des
Schmelzpunktes des Polypropylens, vorzugsweise bei einer Temperatur
von oberhalb des Schmelzpunktes bis etwa 230°C, und am meisten bevorzugt
bei einer Temperatur von oberhalb des Schmelzpunktes des Polypropylens
bis etwa 200°C,
- (b) Das Einführen
in das geschmolzene Polypropylen einer Menge von etwa 0,01 bis etwa
99,99 Gew.-%, vorzugsweise einer Menge von etwa 5 bis weniger als
50 Gew.-%, der erforderlichen Menge eines Frei-Radikal-Initiators,
und Mischen des Frei-Radikal-Initiators
mit dem Polypropylen,
- (c) das Einführen
in die resultierende Mischung von Polypropylen und Frei-Radikal-Initiator der gesamten
erforderlichen Menge an funktionalisierendem Mittel, vorzugsweise
zu einem Zeitpunkt von etwa 5 bis etwa 180 Sekunden nach der Einführung des
anfänglichen
Anteils an Frei-Radikal-Initiator und Mischen des funktionalisierenden Mittels
mit der Mischung von Polypropylen und Initiator, so dass das funktionalisierende
Mittel, der anfängliche
Anteil des Initiators und Polypropylen unter Bildung einer Reaktionsmischung
umgesetzt werden,
- (d) das Einführen
in die resultierende Reaktionsmischung der restlichen Menge von
etwa 99,99 bis etwa 0,01 Gew.-%, vorzugsweise einer Menge über 50%
bis etwa 95 Gew.-%, des Frei-Radikal-Initiators, vorzugsweise zu
einem Zeitpunkt von etwa 5 bis etwa 240 Sekunden nach der Einführung an
funktionalisierendem Mittel in die Mischung aus Polypropylen und
anfänglichem
Anteil von Initiator und Mischen der restlichen Menge an Initiator
mit der im voraus gebildeten Reaktionsmischung, um das gewünschte funktionalisierte
Polypropylen zu bilden, und
- (e) Rückgewinnen
des resultierenden funktionalisierten Polypropylens.
-
Sofern
erwünscht,
kann das Hinzusetzen des restlichen Anteils an dem Frei-Radikal-Initiator, hinzugesetzt
nach der Zugabe des funktionalisierenden Mittels, in einer Vielzahl
von Zonen erfolgen. In jedem Fall wird der hinzugesetzte Anteil
des restlichen Frei-Radikal-Initiators gemischt, um ein intermediäres Reaktionsprodukt
zu bilden, zu dem zusätzlicher
Frei-Radikal-Initiator
gegeben wird. Der Prozentanteil an restlichem Frei-Radikal-Initiator, welcher
jedem der Vielzahl von Zonen hinzugesetzt werden kann, liegt zwischen
1 Gew.-% und 99 Gew.-% des restlichen Frei-Radikal-Initiators, hinzugesetzt
nach der Zugabe des funktionalisierenden Mittels. Vorzugsweise liegt
die Anzahl an Injektionszonen des zusätzlichen Frei-Radikal-Initiators
zwischen 2 und 10.
-
Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung funktionalisiert ein Polypropylen.
-
Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet einen Frei-Radikal-Initiator, um die Pfropfung
des funktionalisierenden Mittels auf dem geschmolzenen Polypropylen
zu initiieren. Jedwede Frei-Radikal-Quelle kann bei dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung verwendet werden. Gleichwohl sind Peroxide
im Allgemeinen stärker
bevorzugt. Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
können
gleiche oder unterschiedliche Frei-Radikal-Initiatoren bei jedwedem
Einführungspunkt
verwendet werden. Die bevorzugten Peroxide sind Alkylperoxide, stärker bevorzugt
Dialkylperoxide. Beispiele für
geeignete Peroxide, die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung
brauchbar sind, schließen
di-tertiäres
Butylperoxid, tertiäres
Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid, p-Menthanperoxid, p-Menthanhydroperoxid
und 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan ein, wobei di-tertiäres Butylperoxid
und 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan
am meisten bevorzugt sind. Andere Beispiele für Peroxide, welche für die Verwendung
hierin geeignet sind, sind tertiäres
Butylcumylperoxid, Dicumylperoxid, Acetylperoxid, Propionylperoxid,
Benzoylperoxid, tertiäres
Butylperoxylaurat und tertiäres Butylperoxybenzoat.
Mischungen von Peroxiden sind zur Verwendung in dem vorliegenden
Verfahren geeignet.
-
Das
funktionalisierende Mittel, welches in der vorliegenden Erfindung
zur Anwendung kommt, kann jedwedes ungesättigte Monomer, welches eine oder
mehrere Carbonsäure-
oder Säureanhydridgruppen
enthält,
sein, welches ein Polypropylen, wie es hierin definiert ist, funktionalisieren
kann. Beispiele für
hierin geeignete funktionalisierende Mittel sind Carbonsäuren wie
Acryl- und Methacrylsäure und
Säureanhydride
wie Maleinsäureanhydride.
Weitere beispielhafte funktionalisierende Mittel, die zur Verwendung
hierin geeignet sind, sind ungesättigte Monocarbonsäuren und
Polycarbonsäuren
und cyclische Säureanhydride.
Speziell hierin eingeschlossen sind Säuren wie Maleinsäure, Fumarsäure, Himinsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure und
Säureanhydride
wie Maleinsäureanhydrid und
Himinsäureanhydrid.
Bevorzugt zur Verwendung hierin als funktionalisierendes Mittel
bei der Funktionalisierung des Polypropylens ist Maleinsäureanhydrid.
Mischungen von funktionalisierenden Mitteln können in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden.
-
Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in einem kontinuierlichen oder satzweisen Verfahren
durchgeführt.
Jedwedes kontinuierliche Verfahren kann bei der Ausführung der
vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen. Gleichwohl sind gerührte Topfreaktoren
mit kräftigen
Rührmechanismen
oder Schneckenextruder begünstigt, wobei
Schneckenextruder allgemein stärker
bevorzugt sind. Doppelschneckenextruder sind die am meisten bevorzugten
Schneckenextruder aufgrund der Einfachheit ihrer Verwendung und
der effizienten Mischwirkung. Schneckenextruder sind ebenfalls stärker bevorzugt,
da das Polypropylen kontinuierlich mit einer kürzeren Verweilzeit in den Reaktionszonen funktionalisiert
wird. Die Verwendung eines Schneckenextruders bei dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung hilft bei der Herstellung von funktionalisierten
Polypropylenen.
-
Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird vorzugsweise bei einem Gewichtsverhältnis von
Polypropylen zum funktionalisierenden Mittel von etwa 1 bis etwa
400, stärker
bevorzugt von etwa 2 bis etwa 50, sogar noch stärker bevorzugt von etwa 2 bis
etwa 20, durchgeführt.
-
Die
Verweilzeit des Polypropylens in einem kontinuierlichen Reaktor
hängt von
der Pumprate des Polypropylens und der Größe (Volumen) des Reaktors ab.
Diese Zeit ist im Allgemeinen länger
als das dreifache der Halbwertszeit des Frei-Radikal-Initiators,
so dass ein zweiter Durchlauf durch den Reaktor nicht erforderlich
ist, um eine ausreichende Funktionalisierung des Polypropylens zu
erhalten. In einem gerührten
Reaktor variiert die Verweilzeit im Allgemeinen von etwa 5 Minuten
bis 1 Stunde, stärker
bevorzugt von etwa 10 Minuten bis 30 Minuten. In einem Doppelschneckenextruder
variiert diese Zeit im Allgemeinen von etwa 0,45 bis 5 Minuten,
stärker
bevorzugt von etwa 1 bis 3,5 Minuten bei Schneckengeschwindigkeiten
von 100 bis 1500 Umdrehungen pro Minute (rpm).
-
Das
Molverhältnis
von Polypropylen zum Frei-Radikal-Initiator, verwendet bei dem Funktionalisierungsverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung in Schritt (b), liegt vorzugsweise bei etwa 200 bis 3500,
und in Schritt (d) liegt vorzugsweise ein Molverhältnis von
etwa 50 bis 300 vor.
-
Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes
des Polypropylens durchgeführt. Diese
Temperatur liegt vorzugsweise von oberhalb des Schmelzpunktes bis
230°C, stärker bevorzugt bei
einer Temperatur von oberhalb des Schmelzpunktes des Polypropylens
bis etwa 200°C.
-
Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird allgemein so durchgeführt, dass ein Vakuum nach Schritt
(d) angewendet wird, um flüchtige Stoffe
von dem funktionalisierten Polypropylen zu entfernen.
-
Beispiele
In den folgenden Beispielen wurden die unten aufgelisteten Testprozeduren
bei der Beurteilung der analytischen Eigenschaften der hierin beschriebenen
funktionalisierten Polypropylene angewendet.
-
Säurezahl – die Säurezahl
wurde gemäß ASTM D1386-83
mit den folgenden Modifikationen bestimmt: Eine 0,05 N Natriumhydroxid
(NaOH)-in-Methanol-Lösung
wurde für
die wässrige
0,1 N Lösung
von Kaliumhydroxid in Ethanol substituiert, und die Probengröße wurde
von 1–2
Gramm auf 5 Gramm erhöht,
und die Gewichtsgenauigkeit wurde von 0,001 auf 0,0001 Gramm verändert.
-
Farbe – die Farbe
wurde als "Vergilbungsindex" gemäß ASTM E313-73
gemessen.
-
Die
Viskosität
wurde gemäß ASTM D-3236 unter
Verwendung eines Brookfield-Modells RVDV-II+ Digital-Viskosimeter
mit einer SC 4-27-Spindel und einem Brookfield-Modell 74R-Temperaturregulierer,
der auf 190°C
eingestellt ist, mit den folgenden Ausnahmen bestimmt:
- a. Die Viskosität
wurde 20 Minuten nach dem Start der Spindelrotation in der Probe
aufgezeichnet;
- b. es wurde nur eine einzelne Messung für jede Probe vorgenommen; und
- c. die Rotationsgeschwindigkeit lag bei 3 rpm.
Die
Einheiten wurden als Centipoise (cP) ausgedrückt.
-
Beispiel 1
-
Pellets
vom Huntsman P4-026-Polypropylen-Homopolymer mit einer Schmelzflussrate
von 1 g/10 min wurden in einen Einlasstrichter eines in gleicher
Richtung laufenden Doppelschneckenextruders, Berstorff ZE 40 A × 55 L/D,
eingeführt.
Pellets wurden mit einem volumetrischen Pelletführer eingespeist. Die Extrudertemperatur
wurde bei etwa 200°C gehalten.
Die Polypropylenpellets wurden mit einer Rate von etwa 73 Pfund/h
(33,1 kg/h) eingeführt.
Die Extruder-RPM lag bei etwa 200. Der anfängliche Anteil an Frei-Radikal-Initiator
(2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan)-Initiator
wurde in das geschmolzene Polypropylen mit einer Rate von etwa 0,16 Pfund/h
(0,07 kg/h), 5 Gew.-% Gesamtinitiator, injiziert und mit dem geschmolzenen
Polypropylen gemischt. Geschmolzenes Maleinsäureanhydrid wurde danach in
die Mischung aus geschmolzenem Polypropylen und dem anfänglichen
Anteil an Initiator mit einer Rate von etwa 14,4 Pfund/h (6,5 kg/h)
eingeführt.
Das geschmolzene Maleinsäureanhydrid
wurde dann mit der Mischung aus geschmolzenem Polypropylen und anfänglichem
Anteil an Initiator so gemischt, dass sich eine Reaktionsmischung
bildete. In die resultierende Reaktionsmischung wurde 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan
mit einer Rate von etwa 3 Pfund/h (1,4 kg/h), 95 Gew.-% des gesamten Initiators,
eingeführt.
Die resultierende Mischung wurde so gemischt, dass das gewünschte maleatierte
Polypropylen gebildet wurde. Zwei Zonen der Vakuumablüftung wurden
eingesetzt, um flüchtige
Stoffe zu entfernen, wobei die erste 24 Inch an Quecksilber und
die zweite 27 Inch an Quecksilber aufwies. Das Produkt wurde rückgewonnen,
indem das geschmolzene Produkt in ein standardmäßiges Kaltwasser-Strangbildungsbad
extrudiert wurde. Die gekühlten
Stränge
wurden anschließend
zu Pellets gehackt. Das Produkt wurde analysiert, und es wurde herausgefunden,
dass es die folgenden Eigenschaften aufwies: Säurezahl von etwa 33,2 Milligramm KOH
pro Gramm Polymer; Brookfield-Thermosel-Viskosität bei 190°C von etwa 27 000 cP; und eine
Vergilbungsindexfarbe von 77.
-
Beispiel 2
-
Pellets
vom statistischen Huntsman P5-012-Copolymer von Polypropylen mit
3 Gew.-% Ethylen mit einer Schmelzflussrate von 1,9 g/10 min wurden
in den Einlasstrichter in in gleicher Richtung laufenden Doppelschneckenextruders,
Berstorff ZE 40 A × 55
L/D, eingespeist. Die Pellets wurden mittels eines volumetrischen
Pelletzuführers
eingespeist. Die Extrudertemperatur wurde bei etwa 177°C gehalten.
Die Polypropylenpellets wurden mit einer Rate von etwa 65 Pfund/h
(29,5 kg/h) eingeführt.
Die Extruder-RPM lag bei etwa 300. Der anfängliche Anteil an Frei-Radikal-Initiator
(2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan) wurde in das geschmolzene
Polypropylen mit einer Rate von etwa 1,5 Pfund/h (0,68 kg/h), 43
Gew.-% des gesamten Initiators, injiziert und mit dem geschmolzenen
Polypropylen gemischt. Geschmolzenes Maleinsäureanhydrid wurde danach in
die Mischung aus geschmolzenem Polypropylen und dem anfänglichen
Anteil an Initiator mit einer Rate von etwa 14,4 Pfund/h (6,5 kg/h)
eingeführt. Das
geschmolzene Maleinsäureanhydrid
wurde dann mit der Mischung aus geschmolzenem Polypropylen und anfänglichem
Anteil an Initiator in der Weise gemischt, dass eine Reaktionsmischung
gebildet wurde. In die resultierende Reaktionsmischung wurde 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan-Initiator mit einer
Rate von etwa 2 Pfund/h (0,9 kg/h), 57 Gew.-% des gesamten Initiators,
eingeführt.
Die resultierende Mischung wurde gemischt, so dass das gewünschte maleatierte
Polypropylen gebildet wurde. Zwei Zonen der Vakuumablüftung wurden
angewendet, um flüchtige
Stoffe zu entfernen, wobei der erste 26,5 Inch Quecksilber und der
zweite ebenfalls 26,5 Inch Quecksilber aufwies. Das Produkt wurde rückgewonnen,
indem das geschmolzene Produkt in ein standardmäßiges Kaltwasser-Strangbildungsbad extrudiert
wurde. Die gekühlten
Stränge
wurden anschließend
zu Pellets gehackt. Das Produkt wurde analysiert, und es wurde gefunden,
dass es die folgenden Eigenschaften aufwies: Säurezahl von etwa 35,6 Milligramm
KOH pro Gramm Polymer; Brookfield-Thermosel-Viskosität bei 190°C von etwa
25 000 cP; und eine Vergilbungsindexfarbe von 105,6.
-
Beispiel 3
-
Pellets
vom statistischen Huntsman P5-012-Copolymer aus Polypropylen mit
3 Gew.-% Ethylen mit einer Schmelzflussrate von 1,9 g/10 min wurden
in einen Einlasstrichter eines in gleicher Richtung laufenden Doppelschneckenextruders,
Berstorff ZE 40 A × 55
L/D, eingespeist. Die Pellets wurden mittels eines volumetrischen
Pelletzuführers
eingespeist. Die Extrudertemperatur wurde bei etwa 177°C gehalten.
Polypropylenpellets wurden mit einer Rate von etwa 65 Pfund/h (29,5
kg/h) eingeführt.
Die Extruder-RPM lag bei etwa 250. Der anfängliche Anteil an Frei-Radikal-Initiator
(2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan) wurde in das geschmolzene
Polypropylen mit einer Rate von etwa 1,4 Pfund/h (0,6 kg/h), 22
Gew.-% des gesamten Initiators, injiziert und mit dem geschmolzenen
Polypropylen gemischt. Geschmolzenes Maleinsäureanhydrid wurde danach in die
Mischung aus geschmolzenem Polypropylen und anfänglichem Anteil an Initiator
mit einer Rate von etwa 20,6 Pfund/h (9,3 kg/h) eingeführt. Das
geschmolzene Maleinsäureanhydrid
wurde dann mit der Mischung aus geschmolzenem Polypropylen und anfänglichem
Anteil an Initiator so gemischt, dass eine Reaktionsmischung gebildet
wurde. In die resultierende Reaktionsmischung wurde 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan
mit einer Rate von etwa 5 Pfund/h (2,3 kg/h), 78 Gew.-% des gesamten Initiators,
eingeführt.
Die resultierende Mischung wurde so gemischt, dass das gewünschte maleatierte
Polypropylen gebildet wurde. Zwei Zonen der Vakuumablüftung wurden
angewendet, um flüchtige Stoffe
zu entfernen, wobei die erste 22,5 Inch Quecksilber und die zweite
27,5 Inch Quecksilber aufwies. Das Produkt wurde rückgewonnen,
indem das geschmolzene Produkt in ein standardmäßiges Kaltwasser-Strangbildungsbad
extrudiert wurde. Die gekühlten
Stränge
wurden anschließend
zu Pellets gehackt. Das Produkt wurde analysiert, und es wurde gefunden,
dass es folgende Eigenschaften aufwies: Säurezahl von etwa 47,2 Milligramm
KOH pro Gramm Polymer; Brookfield-Thermosel-Viskosität bei 190°C von etwa
27000 cP; und eine Vergilbungsindexfarbe von 104,4.
-
Es
sollte deutlich verstanden werden, dass die Formen der Erfindung,
die hierin beschrieben sind, nur veranschaulichend sind und den
Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen. Die vorliegende
Erfindung schließt
alle Modifikationen ein, die in den Umfang der folgenden Ansprüche fallen.