ES2214894T3 - Aumento de las viscosidades del fundido de una resina de poliester. - Google Patents
Aumento de las viscosidades del fundido de una resina de poliester.Info
- Publication number
- ES2214894T3 ES2214894T3 ES99953503T ES99953503T ES2214894T3 ES 2214894 T3 ES2214894 T3 ES 2214894T3 ES 99953503 T ES99953503 T ES 99953503T ES 99953503 T ES99953503 T ES 99953503T ES 2214894 T3 ES2214894 T3 ES 2214894T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- polyester
- glycidyl
- polyester resin
- side chains
- addition
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- C08K5/15—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
- C08K5/151—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having one oxygen atom in the ring
- C08K5/1515—Three-membered rings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Procedimiento continuo para producir un material espumado de poliéster que comprende las etapas de: i) calentar una resina de poliéster en el intervalo de temperatura comprendido entre la temperatura de fusión de dicha resina de poliéster y la temperatura de degradación de dicha resina de poliéster con la adición de al menos un compuesto modificador que tenga al menos tres radicales laterales de glicidilo y en el que las cadenas laterales de glicidilo se unan al modificador a través de un átomo de nitrógeno de una amina, con el fin de aumentar las viscosidades del fundido de dicho poliéster y sin la adición de un catalizador adicional; ii) presurizar la resina de poliéster fundida mejorada obtenida con la adición de un agente de soplado, sin la adición de un agente de nucleación; y iii) extruir la mezcla obtenida hasta una zona de presión baja con el fin de permitir el desarrollo de una estructura de espuma estable.
Description
Aumento de las viscosidades del fundido de una
resina de poliéster.
La invención se refiere a un procedimiento para
producir materiales espumados de poliéster y a los materiales
espumados de poliéster producidos mediante dicho procedimiento.
Los poliésteres, en particular los
poli(tereftalato de alquileno) lineales tales como
poli(tereftalato de etileno) (PET) y poli(tereftalato
de butileno) (PBT), están encontrando un aumento de su uso en
aplicaciones avanzadas incluyendo fibras, recipientes y espumas
estructurales.
La pasada década ha visto el aumento de esfuerzos
en investigación para desarrollar espumas de PET, tal como revisó
K.C. Khemani (en "Extruded poliéster foams" en "Polymeric
foams" ACS Symposium series, editor K.C. Khemani, 1997; vol.
669, págs. 54-80). Pero hasta ahora, no se han
producido en una etapa paneles de espuma con un espesor superior a
5 mm utilizando procedimientos continuos tales como la extrusión
reactiva. El documento US 5.134.028 utiliza, por ejemplo,
procedimientos de múltiples etapas para producir tales espumas, lo
que implica un tiempo de ciclo prolongado en términos generales,
perjudicial para la rentabilidad del procedimiento de producción.
Los paneles gruesos con una microestructura de espuma homogénea a
través del espesor presentarían un interés considerable para
aplicaciones tales como los paneles de aislamiento de espuma y las
estructuras intercaladas de núcleo de espuma.
En éste último caso, cuando se utiliza un
procedimiento de extrusión continuo, las viscosidades del fundido
y, más específicamente, las resistencias del fundido del polímero
deben mejorarse para evitar el colapso de la estructura de espuma
durante la fase de estabilización del crecimiento celular. Tal
mejora del material es incluso más importante cuando se recicla
resina de poli(tereftalato de etileno) de calidad para
botellas debido a la caída de la viscosidad que resulta del
reprocesamiento.
La extrusión de espumas impone, en particular,
una deformación a la tracción considerable en comparación con la
hilatura de fibras, el termoconformado o el soplado de películas y
requiere una viscosidad a la tracción elevada y controlada del
material, mediante un aumento de la resistencia del fundido. Esto,
a su vez, está controlado por el peso molecular promedio en peso
(Mw) relacionado con la longitud de cadena, por la distribución del
peso molecular (MWD) y por el grado de ramificación.
Las operaciones de formación de espuma
normalmente hacen uso de agentes de nucleación. Los documentos US
5.000.991 y US 5.422.381 notifican el uso de compuestos con un
metal de los elementos de los grupos I, II o III de la tabla
periódica como agentes de nucleación, lo que añade la dificultad de
obtener un mezclado homogéneo.
Más específicamente, uno de los objetivos de la
presente invención es proporcionar resinas de poliéster,
especialmente poli(tereftalato de alquileno), que tenga en
particular una elevada viscosidad a la tracción, de tal manera que
cuando se utiliza en particular en un procedimiento de extrusión de
material espumado, se evite el colapso de la estructura de la espuma
durante la fase de estabilización del procedimiento de extrusión y
se obtengan numerosas células espumadas finas que tengan volúmenes,
formas y distribución uniformes.
Todavía otro de los objetivos de la presente
invención es proporcionar un procedimiento de extrusión de material
espumado continuo y de bajo coste de resinas de poliéster,
especialmente poli(tereftalato de alquileno), en el
transcurso del cual aumenten las viscosidades del fundido de las
resinas de poliéster, en particular, la viscosidad a la
tracción.
Todavía otro de los objetivos de la presente
invención es proporcionar un procedimiento para producir materiales
espumados de poliéster evitando problemas de toxicidad.
Un objetivo adicional de la presente invención es
proporcionar materiales de espumados de poliéster homogéneos,
especialmente poli(tereftalato de alquileno), que tengan
numerosas células espumadas finas que tengan volúmenes, formas y
distribución uniformes.
El procedimiento de la invención evita el uso de
compuestos catalizadores, lo que proporciona rentabilidad a la
fabricación de láminas y paneles de espuma.
El objeto de la presente invención es un
procedimiento continuo para producir materiales espumados de
poliéster. Este procedimiento comprende las etapas de:
- i)
- calentar una resina de poliéster en el intervalo de temperatura comprendido entre la temperatura de fusión de dicha resina de poliéster y la temperatura de degradación de dicha resina de poliéster con la adición de al menos un compuesto modificador que tenga al menos tres cadenas laterales de glicidilo (radicales laterales de glicidilo) y en el que las cadenas laterales de glicidilo se unan al modificador a través de un átomo de nitrógeno de una amina con el fin de aumentar las viscosidades del fundido de dicha resina de poliéster;
- ii)
- presurizar la resina de poliéster fundida mejorada obtenida con la adición de un agente de soplado, pero sin la adición de un agente de nucleación; y
- iii)
- extruir la mezcla obtenida hasta una zona de presión baja con el fin de permitir el desarrollo de una estructura de espuma estable.
El procedimiento continuo de la presente
invención evita la generación de compuestos volátiles procedentes
de la postcondensación a estado sólido, lo que proporciona
importantes ventajas para la fabricación y uso de láminas y paneles
de espuma.
El procedimiento de la presente invención evita
el uso de agentes de nucleación, lo que proporciona rentabilidad a
la fabricación de láminas y paneles de espuma.
Las resinas de poliéster utilizadas en el
procedimiento de esta invención están constituidas esencialmente
por poliésteres lineales obtenidos a partir de un componente de
ácido dicarboxílico compuesto principalmente por un ácido
dicarboxílico aromático y a partir de un componente de diol
compuesto principalmente por un diol alifático o
cicloalifático.
Ejemplos habituales de los ácidos aromáticos son
el ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido
naftalenodicarboxílico, ácido difenileterdicarboxílico, ácido
difenildicarboxílico y ácido difenoxietanodicarboxílico.
Ejemplos habituales del diol incluyen
polimetilendioles tales como el etilenglicol, trimetilenglicol,
tetrametilenglicol y hexametilenglicol, y ciclohexanodimetilol.
Ejemplos de poliésteres preferidos que se
utilizan en el procedimiento de esta invención incluyen
tereftalatos de alquileno lineales tales como
poli(tereftalato de etileno) y poli(tereftalato de
butileno).
Las resinas de poliéster utilizadas en el
procedimiento de esta invención pueden ser las obtenidas mediante
el reciclado de materiales plásticos de poliéster, en particular.
Ejemplos de resinas de poliéster recicladas son las obtenidas
mediante el reciclado de botellas o películas.
La viscosidad intrínseca de las resinas de
poliéster utilizadas en el procedimiento de esta invención, medida
a 25ºC en fenol/tetracloroetano, es preferiblemente de al menos
0,65 dl/g, especialmente de al menos 0,7 dl/g y de no más de 1
dl/g.
El peso molecular promedio en número (M_{n}) de
las resinas de poliéster utilizadas en el procedimiento de la
invención está comprendido preferiblemente entre 15.000 g/mol y
40.000 g/mol, más preferiblemente entre 18.000 g/mol y 35.000
g/mol.
El peso molecular promedio en peso (M_{w}) de
las resinas de poliéster utilizadas en el procedimiento de la
invención está comprendido preferiblemente entre 30.000 g/mol y
80.000 g/mol, más preferiblemente entre 40.000 g/mol y 70.000
g/mol.
El coeficiente de polidispersidad de la
distribución del peso molecular (MWD) de las resinas de poliéster
utilizadas en el procedimiento de la invención es preferiblemente
inferior a 3, más preferiblemente inferior a 2,5.
Cuando se utilizan resinas de poliéster
recicladas en el procedimiento de la invención, pueden contener
contaminantes tales como polímeros que no son de poliéster.
Ejemplos de contaminantes de polímeros que no son de poliéster son
el polietileno, poliestireno, poli(cloruro de vinilo).
El compuesto modificador utilizado en el
procedimiento de esta invención indica un compuesto que tiene al
menos tres cadenas laterales de glicidilo en la molécula.
Preferiblemente, la molécula porta tres o cuatro cadenas laterales
de glicidilo, más preferiblemente cuatro.
Preferiblemente, estas cadenas laterales de
glicidilo se unen a la molécula del compuesto modificador a través
de un átomo de nitrógeno de un enlace amino o a través de un átomo
de oxígeno de un enlace éter. El esqueleto de la molécula puede
estar constituido por una estructura alifática, cicloalifática,
aromática, cicloalifática, aralifática o heterocíclica. Un esqueleto
apropiado de la molécula de los compuestos modificadores se
selecciona de tal manera que estos compuestos demuestran una buena
solubilidad en la fase fundida de las resinas de poliéster.
Ejemplos de esqueletos preferidos son estructuras aromáticas y
aralifáticas.
Ejemplos habituales de estos compuestos
modificadores incluyen
4-glidicidiloxi-N,N'-diglicidanilina
y N,N,N',N'-tetraglicidildiaminodifenilmetano.
Ventajosamente, la cantidad de compuesto
modificador puede adaptarse para evitar la formación de microgeles
y una red reticulada que conducirían a microestructuras de espumas
no homogéneas.
Los compuestos modificadores, que tiene
preferiblemente cuatro cadenas laterales de glicidilo, se añaden a
la resina de poliéster en una cantidad del 0,05 al 5% en peso,
preferiblemente del 0,1 al 1% en peso, más preferiblemente del 0,2
al 0,5% en peso, basado en el poliéster.
El procedimiento de esta invención se lleva a
cabo a temperaturas comprendidas entre la temperatura de fusión y
la temperatura de degradación de la resina de poliéster utilizada.
Generalmente, se prefieren temperaturas que no superen los
310ºC.
El procedimiento de esta invención se lleva a
cabo preferiblemente a temperaturas comprendidas entre 260ºC y
310ºC, más preferiblemente a temperaturas entre 260ºC y 280ºC; a
presiones comprendidas entre 50 bares y 400 bares, preferiblemente
entre 200 y 300 bares; con una despresurización superior a 2 bar/s,
preferiblemente superior a 15 bar/s.
El procedimiento de esta invención se lleva a
cabo en aparatos utilizados comúnmente en las técnicas de
extrusión. Ejemplos de tales aparatos son prensas extrusoras de
husillo único y doble, reactores de polimerización tipo
"buss-kneader" y todos los sistemas combinados
tales como los sistemas de prensa extrusora en tándem.
El procedimiento de esta invención se lleva a
cabo en tal aparato durante un periodo de tiempo que podrán
determinar los expertos en la técnica. Generalmente, el periodo de
tiempo no superará los 15 minutos. Preferiblemente, este periodo de
tiempo es inferior a 10 minutos, más preferiblemente inferior a 5
minutos.
Bajo las condiciones de tratamiento térmico
llevadas a cabo en el procedimiento de esta invención, la función
epóxido portada por cada una de las cadenas laterales de glicidilo
de los compuestos modificadores puede reaccionar, sin la necesidad
de un catalizador, con un grupo de ácido carboxílico libre de
extremo terminal de un poliéster particular, de tal manera que la
molécula del compuesto modificador se une al extremo terminal del
poliéster.
La acción catalítica de los grupos amino en el
compuesto modificador conduce a una reactividad eficaz que es
apropiada para el tiempo de ciclo corto habitual en el
procedimiento de extrusión reactiva. Esta acción catalítica evita
el uso de catalizadores adicionales.
Debido a su funcionalidad, el compuesto
modificador tiene la propiedad de inducir la ramificación del
poliéster y promover un aumento del peso molecular promedio en peso
(M_{w}) del poliéster prolongando su longitud de cadena, mientras
mantiene una distribución del peso molecular (MWD) restringida del
poliéster.
Por consiguiente, las resinas de poliéster
mejoradas según esta invención, obtenidas mediante la aplicación
del procedimiento de esta invención, tienen viscosidades del
fundido aumentadas en comparación con las de las resinas de
poliéster sin tratar.
La viscosidad intrínseca de las resinas de
poliéster mejoradas de esta invención, medida a 25ºC en
fenol/tetraclo-
roetano, es ventajosamente superior a 0,85 dl/g.
roetano, es ventajosamente superior a 0,85 dl/g.
El peso molecular promedio en número (M_{n}) de
las resinas de poliéster mejoradas de la invención está comprendido
entre 28.000 g/mol y 50.000 g/mol.
El peso molecular promedio en peso (M_{w}) de
las resinas de poliéster mejoradas de la invención es superior a
60.000 g/mol, comprendido con precisión entre 60.000 g/mol y
180.000 g/mol.
El coeficiente de polidispersidad de la
distribución del peso molecular (MWD) de las resinas de poliéster
mejoradas de la invención sigue siendo bajo. Su valor es de no más
de 4. Ventajosamente, cuando se utilizan las resinas de poliéster
mejoradas para tratar materiales espumados, sus distribuciones son
monomodales.
El número medio de ramificaciones en el intervalo
de masa elevado de la resina de poliéster mejorada de la invención
es superior a 40, y con más precisión comprendido entre 40 y
110.
Las viscosidades a la tracción transitorias
aparentes de esta invención, medidas según el método descrito por
C.W. Macosko en "Rheology: Principles, measurements, and
applications" en "Advances in interfacial engineering
series", VCH Publishers, Nueva York, 1994, son superiores a
10^{5} Pa\cdots.
Según el procedimiento de esta invención para
producir materiales espumados de poliéster, la resina de poliéster
mejorada, en su estado fundido, se presuriza con la adición de un
agente de soplado.
Agentes de soplado adecuados incluyen gases
inertes, tales como nitrógeno y dióxido de carbono; hidrocarburos
de punto de ebullición inferior a aproximadamente 40ºC, tales como
propano, butano y pentano; e hidrofluorocarbonos tales como
difluoroetano e hidroclorofluorocarbono. Preferiblemente, el agente
de soplado es dióxido de carbono que es un agente respetuoso con el
medioambiente.
La densidad de las espumas de esta invención está
comprendida ventajosamente entre 0,05 y 0,7 g/cm^{3}, dependiendo
de la cantidad de compuesto modificador y de las condiciones de
temperatura, presión y despresurización del procedimiento.
Con el fin de ilustrar más la naturaleza de la
invención y la manera de practicar la misma, se presentan los
siguientes ejemplos y se refieren a los dibujos en los que:
- la figura 1 representa la respuesta de par de
torsión de las resinas de poliéster en el transcurso de tres
realizaciones del procedimiento para aumentar sus viscosidades del
fundido;
- la figura 2 representa la respuesta de par de
torsión de las resinas de poliéster en el transcurso de cuatro
realizaciones del procedimiento para aumentar sus viscosidades del
fundido;
- la figura 3 representa las medidas de
viscosidad a la tracción uniaxial aparente de resinas de poliéster
mejoradas obtenidas en el transcurso de tres realizaciones del
procedimiento para aumentar sus viscosidades del fundido; y
- la figura 4 representa una micrografía
electrónica de barrido de una estructura de espuma de un material
espumado de poliéster.
En esta sección se describen los procedimientos
experimentales utilizados en los ejemplos.
Se midió la viscosidad intrínseca (V.I.) a 25ºC
utilizando un 0,5% en peso de polímero disuelto en
fenol/tetraclo-
roetano (60/40) utilizando la técnica del tubo de Ubbelohde descrita en la norma ASTM D 4603-91.
roetano (60/40) utilizando la técnica del tubo de Ubbelohde descrita en la norma ASTM D 4603-91.
Se midió la distribución del peso molecular
mediante cromatografía de permeación en gel (Multidetector GPC
Waters 150 CV conectado a un refractómetro acoplado a un
viscosímetro).
Se midieron las viscosidades a la tracción
transitorias aparentes tal como se describe por C.W. Macosko en
"Rheology: Principles, measurements, and applications" en
"Advances in interfacial engineering series", VCH Publishers,
Nueva York, 1994, utilizando un sistema de tracción situado en la
salida de la boquilla de la prensa extrusora. El sistema de tracción
se utilizó para medir la viscosidad a la tracción de la fibra
fundida.
Se estudió la reactividad del compuesto
modificador con poli(tereftalato de etileno) (PET) con un
reómetro de par de torsión Brabender Plasticorder equipado con dos
husillos que rotan en sentido contrario y una capacidad de 50 ml
utilizando contenidos de modificador que oscilaron desde el 0,2
hasta el 0,5% en peso de polímero. El PET y el compuesto modificador
se secaron en un horno de vacío para reducir el contenido de
humedad hasta menos de 50 ppm, para evitar la hidrólisis del PET.
El PET se secó a 150ºC durante al menos 6 horas; el modificador se
secó a 40ºC durante 24 horas. Se cargaron muestras que pesaban 62 g
en la cámara de mezclado del reómetro de par de torsión, y se llevó
a cabo el mezclado reactivo a 270ºC y 40 rpm.
Se establecieron las condiciones experimentales
de la extrusión reactiva en una prensa extrusora de doble husillo
de laboratorio (PRISM TSE 16). Se fijó el perfil de temperatura de
la prensa extrusora en 220ºC en el alimentador, 270ºC en el centro
y 250ºC en la boquilla. El tiempo de residencia se definió mediante
la velocidad de alimentación (30\pm5 segundos). El material
extruido se enfrió a temperatura ambiente y se granuló. Se realizó
una segunda extrusión del material presecado en las mismas
condiciones (50 rpm) para aumentar el tiempo de reacción.
Se establecieron las condiciones experimentales
de formación de la espuma en un recipiente de alta presión
calentado a 275ºC permitiendo que se simularan las condiciones de
la prensa extrusora. Se utilizó CO_{2} como agente de soplado y
se aplicó una serie de presiones desde 50 hasta 300 bares. La
presión se liberó tras algunos minutos y se aplicaron diferentes
velocidades medias de liberación de la presión desde 100 hasta 450
bares/min. El sistema se enfrió hasta 150ºC a diferentes
velocidades que oscilaron desde 100 hasta 250ºC/min.
Ejemplo
1a
Se utilizó un copolímero de PET de calidad para
botellas disponible con la marca comercial Eastman 9921W. Se
caracteriza por una viscosidad intrínseca (V.I.) de 0,81 dl/g, un
peso molecular promedio en peso (M_{w}^{PET}) de 52.000 g/mol,
un peso molecular promedio en número (M_{n}^{PET}) de 26.000
g/mol y un coeficiente de polidispersidad de la distribución del
peso molecular (MWD) de 2. Los contenidos medidos de carboxilo e
hidroxilo son de 15,3 y 55 \mumol/g, respectivamente.
El compuesto modificador fue
N,N,N',N'-tetraglicidildiaminodifenilmetano
disponible con la marca comercial Araldite MY 721 con un peso
equivalente de epóxido medido de 111,6 g/equiv.
Se cargó una muestra de PET que pesaba 62 g y que
contenía un 0,4% en peso de MY721 en la cámara de mezclado del
reómetro de par de torsión Brabender Plasticorder y se registró la
respuesta de par de torsión como función del tiempo de mezclado. La
curva 4 de la figura 1 muestra un aumento de diez veces del par de
torsión después de 8 minutos. La curva 4 de la figura 3 muestra un
aumento de la viscosidad a la tracción transitoria aparente hasta un
valor de 5\cdot10^{6} Pa\cdots.
Tras la extrusión reactiva, el PET obtenido tiene
una viscosidad intrínseca de 1,06 dl/g. La presencia de moléculas
ramificadas de cadena larga, con una distribución del peso
molecular restringida y monomodal, se demostró mediante la técnica
de cromatografía de permeación en gel.
El compuesto se situó en el interior de un
recipiente de alta presión y se aplicó una presión de CO_{2} de
300 bares al polímero fundido. La formación de la espuma se realizó
con una velocidad de liberación de la presión de 450 bares/minuto y
una velocidad de enfriamiento de 250ºC/minuto.
Tal como se muestra en la figura 4, se obtuvo una
estructura de células cerradas homogénea. La densidad aparente
medida es de 92 kg/m^{3}. Se obtuvo un tamaño medio de célula de
70 \mum.
Ejemplo
1b
Se repitió el ejemplo 1a utilizando un 0,3% en
peso de MY721 en lugar de un 0,4% en peso. La curva 3 de la figura
1 representa la respuesta de par de torsión.
Se obtuvo un PET con viscosidad intrínseca de
1,02 dl/g. La espuma obtenida tiene una estructura regular de
células cerradas y una densidad aparente media de 100
kg/m^{3}.
Ejemplo
1c
Se repitió el ejemplo 1a utilizando un 0,2% en
peso de MY721 en lugar de un 0,4% en peso. La curva 2 de la figura
1 representa la respuesta de par de torsión.
Se obtuvo un PET con viscosidad intrínseca de
0,89 dl/g. La densidad aparente media medida de la espuma obtenida
fue de 200 kg/m^{3}. Se obtuvo una estructura regular pero de
células parcialmente abiertas.
Ejemplo
1d
Se repitió el ejemplo 1a utilizando 100 bares de
CO_{2} aplicados al polímero fundido. La velocidad media de
liberación de la presión fue de 100 bares/minuto y la velocidad
media de enfriamiento de 100ºC/minuto. La densidad aparente media
medida de la espuma obtenida fue de 70 kg/m^{3}. Se obtuvo un
tamaño medio de célula de 200 \mum.
Se utilizó un PET reciclado disponible con la
marca comercial PolyPET-A40, que tenía una
viscosidad intrínseca de 0,77 dl/g y que contenía 50 ppm de PVC
(poli(cloruro de vinilo)) y 20-30 ppm de PE
(polietileno), que es la calidad más baja de PET proporcionado por
Poly Recycling Schwelz (PRS).
Se estudió la reactividad del compuesto
modificador MY721 con el PET reciclado A40 con un reómetro de par
de torsión Brabender Plasticorder. Se probaron dos concentraciones
del 0,3 y el 0,5%.
La curva 3 de la figura 2 representa la curva de
respuesta de par de torsión del PET reciclado A40 con un 0,5% de
MY721 y la curva 1 de la figura 2 representa la curva de respuesta
de par de torsión del PET reciclado A40 con un 0,3% de MY721.
La extrusión reactiva se llevó a cabo en una
prensa extrusora de doble husillo (PRISM TSE 16) con una
concentración del 0,3% del modificador PET reciclado A40. El perfil
de temperatura de la prensa extrusora se estableció en 220ºC en el
alimentador, 270ºC en el centro y 250ºC en la boquilla. El tiempo de
residencia se definió mediante la velocidad de alimentación
(aproximadamente 40\pm5 segundos para el PET reciclado). El
material extruido se enfrió a temperatura ambiente y se granuló. Se
realizó una segunda extrusión del material presecado en las mismas
condiciones (50 rpm) para aumentar el tiempo de reacción.
El PET obtenido tiene una viscosidad intrínseca
de 0,89 dl/g. Se obtiene un aumento de seis veces de la viscosidad
a la tracción comparado con el PET virgen sin modificar.
Para estudiar la morfología celular de las
espumas del PET reciclado modificado, se realizaron experimentos de
formación de espuma libre con un 0,3% en peso de
PolyPET-A40 modificado extruido. La muestra se cargó
en un autoclave presurizado con CO_{2} a 300 bares y se calentó
hasta 275ºC. Entonces, se liberó la presión en dos etapas, desde
300 bares hasta 60 bares a una velocidad media de 210 bares/min y
desde 60 bares hasta 1 bar a una velocidad media de 15 bar/min. Se
obtuvo una estructura de células cerradas homogénea. La densidad
aparente medida es de 450 kg/m^{3} y el tamaño medio de célula es
de 105 \mum.
Como en el ejemplo 1, se utilizó un copolímero de
PET de calidad para botellas común disponible con la marca
comercial Eastman 9921W.
El compuesto modificador fue
4-glicidiloxi-N,N'-diglicidanilina
disponible con el nombre comercial Araldite MY510 con un peso
equivalente de epóxido medido de 102,7 g/equiv.
Se cargó una muestra de PET que pesaba 62 g y que
contenía un 0,4% en peso de MY510 en la cámara de mezclado del
reómetro de par de torsión Brabender Plasticorder y se registró la
respuesta de par de torsión como función del tiempo de
mezclado.
Se obtuvo una reacción eficaz. Se midió un
aumento de tres veces del par de torsión a los 10 minutos de
mezclado y se midió un aumento de 5 veces del par de torsión a los
20 minutos de mezclado.
Se utilizó un poli(tereftalato de etileno)
(PET) de calidad para botellas común disponible con la marca
comercial Eastman 9921W. Se caracteriza por una viscosidad
intrínseca de 0,81 dl/g, un peso molecular promedio en peso
(M_{w}^{PET}) de 52.000 g/mol.
Se secó a 150ºC durante 6 horas en una torre de
secado equipada con una cinta transportadora, y se alimentó
directamente a través de la tolva de alimentación principal de una
prensa extrusora de doble husillo que tenía dos husillos dobles,
engranados, corrotatorios, de 34 mm de diámetro con una razón L/D
(longitud/diámetro) de 40. Los gránulos de polímero se alimentaron a
la prensa extrusora de doble husillo a una velocidad de 20
g/min.
Se conectó un alimentador de líquido aditivo a la
boca de alimentación de la prensa extrusora con una velocidad de
alimentación del 0,3% en peso del compuesto modificador disponible
con la marca comercial de Araldite MY 721. Se situó un orificio de
inyección que podía inyectar un agente de soplado a alta presión en
el fundido polimérico, en la segunda parte de la prensa
extrusora.
El agente de soplado utilizado fue CO_{2},
elegido por sus características de respeto del medioambiente, con
una velocidad de inyección de 1,9 g/min y una presión de 35 bares.
El fundido polimérico mejorado y la mezcla de gas se comprimieron
hasta 170 bares en la tercera parte de la prensa extrusora de doble
husillo. Se conectó una boquilla de ranura de 80 mm de anchura al
extremo de la prensa extrusora.
A continuación, se anota el perfil de
calentamiento de la prensa extrusora:
| Fijado | Real | |
| Zona 1 de alimentación | 230ºC | 235ºC |
| Zona 2 de fundido | 270ºC | 273ºC |
| Zona 3 de fundido | 275ºC | 278ºC |
| Zona 4 de fundido | 275ºC | 279ºC |
| Zona 5 de boquilla de ranura | 260ºC | 266ºC |
| Zona 6 de boquilla de ranura | 255ºC | 261ºC |
| Condiciones de manejo 100 rpm |
La espuma procedente de la boquilla de ranura se
enfrió en un conformador enfriado con agua para producir paneles
espumados de 300 mm de espesor.
Se obtuvo un material espumado de célula
cerrada.
Este material puede utilizarse para fabricar un
material de construcción tal como paneles de aislamiento térmico,
paneles de aislamiento fónico o elementos rígidos y de poco peso
incluidos elementos estructurales tales como paneles intercalados.
También puede utilizarse para la fabricación de muebles, medios de
transporte, revestimientos de suelos, aparatos eléctricos y envases,
tales como envases para alimentos.
El procedimiento de esta invención proporciona
importantes ventajas industriales para fabricar láminas y paneles
de espuma homogéneos con un espesor de hasta más de 5 mm, e incluso
más de 20 mm.
Claims (5)
1. Procedimiento continuo para producir un
material espumado de poliéster que comprende las etapas de:
- i)
- calentar una resina de poliéster en el intervalo de temperatura comprendido entre la temperatura de fusión de dicha resina de poliéster y la temperatura de degradación de dicha resina de poliéster con la adición de al menos un compuesto modificador que tenga al menos tres radicales laterales de glicidilo y en el que las cadenas laterales de glicidilo se unan al modificador a través de un átomo de nitrógeno de una amina, con el fin de aumentar las viscosidades del fundido de dicho poliéster y sin la adición de un catalizador adicional;
- ii)
- presurizar la resina de poliéster fundida mejorada obtenida con la adición de un agente de soplado, sin la adición de un agente de nucleación; y
- iii)
- extruir la mezcla obtenida hasta una zona de presión baja con el fin de permitir el desarrollo de una estructura de espuma estable.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho compuesto modificador tiene tres
o cuatro cadenas laterales de glicidilo en la molécula, estando
unidas dichas cadenas laterales de glicidilo a un átomo de
nitrógeno de un enlace amino.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicho compuesto modificador se añade en
una cantidad comprendida entre el 0,2 y el 0,5% en peso del
poliéster.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho compuesto
modificador se selecciona del grupo que consiste en
4-glicidiloxi-N,N'-diglicidanilina
y N,N,N',N'-tetraglicidildiaminodifenilmetano.
5. Material de espuma de poliéster producido
según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a
4.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98811135 | 1998-11-13 | ||
| EP98811135A EP1000963A1 (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Increasing the melt viscosity of a polyester resin |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2214894T3 true ES2214894T3 (es) | 2004-09-16 |
Family
ID=8236439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99953503T Expired - Lifetime ES2214894T3 (es) | 1998-11-13 | 1999-11-12 | Aumento de las viscosidades del fundido de una resina de poliester. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP1000963A1 (es) |
| AT (1) | ATE259849T1 (es) |
| DE (1) | DE69914939T2 (es) |
| ES (1) | ES2214894T3 (es) |
| WO (1) | WO2000029470A1 (es) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2474251C (en) | 2002-02-01 | 2009-05-12 | Johnson Polymer, Llc | Oligomeric chain extenders for processing, post-processing and recycling of condensation polymers, synthesis, compositions and applications |
| DE102005037754A1 (de) * | 2005-08-10 | 2007-02-15 | Basf Ag | Verbesserte Fahrweise zur Herstellung von Polyestern |
| CA2745223A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Metabolix, Inc. | Production of polyhydroxyalkanoate foam |
| WO2011062600A1 (en) * | 2009-11-19 | 2011-05-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Polycondensation with a kneader reactor |
| ITMI20120135A1 (it) * | 2012-02-02 | 2013-08-03 | Diab Int Ab | Procedimento per la produzione di schiume di pet e schiume di pet ottenute con questo procedimento |
| US8609778B1 (en) | 2012-08-09 | 2013-12-17 | Americas Styrenics, LLC | Styrenic resin incorporating recycled polystyrene |
| US9096698B2 (en) | 2012-08-09 | 2015-08-04 | Americas Styrenics, LLC | Styrenic resin incorporating recycled polystyrene |
| US9115228B2 (en) | 2012-08-09 | 2015-08-25 | Americas Styrenics, LLC | Styrenic resin having improved extensional viscosity |
| CN109054254B (zh) | 2012-08-17 | 2021-02-02 | Cj第一制糖株式会社 | 用于聚合物共混物的生物基橡胶改性剂 |
| US10669417B2 (en) | 2013-05-30 | 2020-06-02 | Cj Cheiljedang Corporation | Recyclate blends |
| WO2015149029A1 (en) | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Metabolix, Inc. | Highly filled polymer systems |
| JP5796121B1 (ja) * | 2014-12-02 | 2015-10-21 | ユーエムジー・エービーエス株式会社 | 強化熱可塑性樹脂組成物およびその成形品 |
| WO2020127757A1 (en) * | 2018-12-22 | 2020-06-25 | Dsm Ip Assets B.V. | Foam |
| CN114196173B (zh) * | 2021-12-29 | 2023-06-09 | 丹江口东筌新材料有限公司 | 一种pet发泡材料及其制造方法 |
| CN115433438A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-12-06 | 江阴纳力新材料科技有限公司 | 耐热及拉伸强度增强型聚酯膜及其制备方法、复合集流体 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645928A (en) * | 1979-09-21 | 1981-04-25 | Teijin Ltd | Production of polyester extruded expanded article |
| JPS59210955A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-11-29 | Sekisui Chem Co Ltd | 熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製法 |
| US4933429A (en) * | 1989-03-13 | 1990-06-12 | General Electric Company | Method for preparing polyester-polyepoxide compositions of high melt viscosity |
| US5128202A (en) * | 1991-04-12 | 1992-07-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Melt fabrication of foam articles |
| JPH05117501A (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | ポリエチレンテレフタレート系樹脂組成物及び該組成物を用いた発泡体の製造方法 |
| US5288764A (en) * | 1993-01-29 | 1994-02-22 | Amoco Corporation | Increased throughput in foaming and other melt fabrication of polyester |
| JPH07100904A (ja) * | 1993-10-01 | 1995-04-18 | Toray Ind Inc | ポリエステル中空成形品 |
-
1998
- 1998-11-13 EP EP98811135A patent/EP1000963A1/en not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-11-12 EP EP99953503A patent/EP1137696B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-12 AT AT99953503T patent/ATE259849T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-11-12 WO PCT/CH1999/000536 patent/WO2000029470A1/en active IP Right Grant
- 1999-11-12 DE DE69914939T patent/DE69914939T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-12 ES ES99953503T patent/ES2214894T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE259849T1 (de) | 2004-03-15 |
| DE69914939D1 (de) | 2004-03-25 |
| DE69914939T2 (de) | 2004-09-16 |
| EP1137696B1 (en) | 2004-02-18 |
| EP1000963A1 (en) | 2000-05-17 |
| EP1137696A1 (en) | 2001-10-04 |
| WO2000029470A1 (en) | 2000-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2214894T3 (es) | Aumento de las viscosidades del fundido de una resina de poliester. | |
| ES2223117T3 (es) | Poliesteres modificados. | |
| KR101778325B1 (ko) | 폴리락트산을 함유하는 팽창성 과립의 제조 방법 | |
| CA2727639C (en) | Foamed polyesters and methods for their production | |
| ES2348115T3 (es) | Capa de espuma a base de una mezcla de poliéster biodegradable. | |
| JP3442778B2 (ja) | 発泡用高溶融強度ｐｅｔ重合体およびそれに関連した方法 | |
| WO2000020491A1 (fr) | Objet moule en resine de polyester en mousse et procede de fabrication correspondant | |
| RU2201344C2 (ru) | Способ получения вспененного полиэфира, в частности пэтф | |
| CN110606974B (zh) | 长链支化型可生物降解聚酯发泡材料及其制备方法 | |
| KR20090034199A (ko) | 단량체를 첨가한 고배율 발포용 고점도 개질 식물유래생분해성 수지 조성물 | |
| CN110498939A (zh) | 长链支化型可生物降解聚酯组合物及其制备方法 | |
| ES2948811T3 (es) | Procedimiento para la fabricación de un (co)poliéster | |
| US6476180B1 (en) | Process for producing an oriented shaped article | |
| ES2267613T3 (es) | Peliculas alveolares de resina de poliester moldeados por soplado. | |
| JP2011144209A (ja) | 樹脂組成物およびその発泡体 | |
| JP2521854B2 (ja) | ポリエステル発泡体の製造方法 | |
| JPH11152363A (ja) | 熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体の製造方法 | |
| AU730757B2 (en) | Modified polyesters | |
| JPH08183871A (ja) | ポリエステル発泡体の製造方法 | |
| JPH1044215A (ja) | 熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体の製造方法 | |
| JPH1087867A (ja) | ポリエステル系樹脂発泡体の製造法 | |
| JPH11302432A (ja) | 熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体の製造方法 | |
| JPH11124460A (ja) | 熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体及びその製造方法 |