ES2223625T3 - Composiciones de copolimeros aleatorios de propeno conteniendo una alfa-olefina como comonomero. - Google Patents
Composiciones de copolimeros aleatorios de propeno conteniendo una alfa-olefina como comonomero.Info
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Abstract
Una composición poliolefínica semicristalina que comprende (todos los porcentajes en peso): a) 25-40%, de preferencia 28-38%, de un copolímero aleatorio de propileno con por lo menos un comonómero elegido de alfa-olefinas C4-C10, conteniendo de 2 a 10% de unidades recurrentes que se derivan del comonómero; b) 25-40%, de preferencia 26-36%, de un copolímero aleatorio de propileno con por lo menos un comonómero elegido de alfa-olefinas C4-C10, conteniendo de 10 a 20% de unidades recurrentes que se derivan del comonómero; c) 25-40%, de preferencia 28-38%, de un copolímero aleatorio de propileno con por lo menos un comonómero elegido de alfa-olefinas C4-C10, conteniendo de 6 a 12% de unidades recurrentes que se derivan del comonómero; en donde el contenido total de unidades recurrentes de dicho comonómero, referido a la composición, es igual o superior al 6% y los porcentajes respectivos que representan el contenido de dichas unidades recurrentes en cada uno de los copolímeros a), b) y c) son diferentes cada uno de los otros dos, siendo la citada diferencia con respecto al porcentaje de unidades recurrentes en cada uno de los otros dos copolímeros de por lo menos 1 unidad, de preferencia 1, 5 unidades.
Description
Composiciones de copolímeros aleatorios de
propeno conteniendo una alfa-olefina como
comonómero.
El presente invento se refiere a composiciones de
copolímeros aleatorios de propileno con una o mas
alfa-olefinas C_{4}-C_{10}, y el
procedimiento para obtener dichas composiciones. El presente
invento se refiere también a artículos producidos utilizando las
composiciones citadas.
Artículos cuya producción requiere el empleo de
altas temperaturas pueden prepararse con las composiciones
poliolefínicas del presente invento. Por ejemplo, ciertos tipos de
artículos laminados, o sea láminas y películas, requieren una
condición operativa de esta índole. Como un ejemplo particular,
las citadas composiciones de copolímeros son apropiadas para la
producción de artículos metalizados, mas en particular películas
metalizadas. Las películas pueden ser monocapa o multicapa. Por
tanto las composiciones pueden ser útiles para la producción de
películas metalizadas de una capa o multicapa.
Artículos producidos con las composiciones del
presente invento son particularmente apropiadas para utilizarse en
la industria alimenticia debido a su bajo contenido de componente
soluble en xileno a temperatura ambiente. Por consiguiente dichos
artículos pueden utilizarse en el campo del empaquetado de
alimentos.
Se conocen ya composiciones poliolefínicas que
comprenden una mezcla de dos o tres copolíemros de propileno con
una alfa-olefina, principalmente
1-buteno. Estas composiciones del arte anterior
son apropiadas para la producción de películas termosellables de
baja temperatura.
Por ejemplo, la patente estadounidense 4.211.852
describe una composición de resina olefínica termoplástica obtenida
de un poli(propileno-co-buteno-1) con
por lo menos 15% en moles de unidades recurrentes derivadas de
1-buteno y un copolímero de propileno con etileno o
1-buteno conteniendo hasta 10% en moles de unidades
recurrentes que se derivan del comonómero. Sin embargo, en los
ejemplos las composiciones obtenidas de dos copolímeros no
contienen dos polímeros del tipo
poli(propileno-co-buteno-1)
y el contenido de 1-buteno en el
poli(propileno-co-buteno-1)
es entorno del 35% en peso.
La patente europea 560326 también describe una
composición de resina olefínica termoplástica que comprende un
poli(propileno-co-buteno-1)
aleatorio con 1 a 10% en peso de unidades recurrentes que se
derivan de 1-buteno y un
poli(propileno-co-buteno-1)
aleatorio conteniendo de 15 a 40% en peso de unidades recurrentes
derivadas de 1-buteno.
La patente Europea 719 829 describe composiciones
poliolefínicas que comprenden una mezcla de tres copolímeros de
propileno con una alfa-olefina, principalmente
1-buteno. Por lo menos un copolímero contiene una
alta cantidad de comonómero (25% en peso o mas). Películas
preparadas con las composiciones descritas tienen bajos valores de
temperatura sellante por calor como se muestra por los ejemplos
operativos en donde las películas tienen un valor de la temperatura
sellante por calor de 92º o menos.
Si bien las composiciones del arte anterior
citadas tienen una alta temperatura de fusión, no son apropiadas
para metalizarse. El principal inconveniente de dichas composiciones
se debe a una cantidad excesivamente alta de la fracción polimérica
con una baja cristalinidad merced a lo cual las películas obtenidas
de dichas composiciones del arte anterior son termosellables a baja
temperatura.
La peticionaria ha encontrado ahora nuevas
composiciones que tienen una alta temperatura de fusión y valor
VICAT. Estas propiedades facultan al polímero poder someterse a
altas temperaturas como las requeridas en el proceso de
metalización.
Una ventaja particular de las composiciones
copoliméricas del presente invento es que tienen una baja
solubilidad en xileno a temperatura ambiente y pueden tener una
buena transparencia. Estas propiedades son particularmente
deseables en la industria de la alimentación.
Además las composiciones del presente invento
tienen una rigidez bastante alta.
Merced a dicha propiedad se producen películas
con un espesor homogéneo.
Por consiguiente, el presente invento proporciona
una composición poliolefínica semicristalina que comprende (todos
los porcentajes en peso):
- a)
- 25-40%, de preferencia 28-38%, de un copolímero aleatorio de propileno con por lo menos un comonómero elegido de alfa-olefinas C_{4}-C_{10}, conteniendo de 2 a 10% de unidades recurrentes que se derivan del comonómero;
- b)
- 25-40%, de preferencia 26-36%, de un copolímero aleatorio de propileno con por lo menos un comonómero elegido de alfa-olefinas C_{4}-C_{10}, conteniendo de 10 a 20% de unidades recurrentes que se derivan del comonómero;
- c)
- 25-40%, de preferencia 28-38%, de un copolímero aleatorio de propileno con por lo menos un comonómero elegido de alfa-olefinas C_{4}-C_{10}, conteniendo de 6 a 12% de unidades recurrentes que se derivan del comonómero;
en donde el contenido total de unidades
recurrentes de dicho comonómero, referido a la composición, es
igual o superior al 6% y los porcentajes respectivos que
representan el contenido de dichas unidades recurrentes en cada uno
de los copolímeros a), b) y c) son diferentes cada uno de los otros
dos, siendo la citada diferencia con respecto al porcentaje de
unidades recurrentes en cada uno de los otros dos copolímeros de por
lo menos 1 unidad, de preferencia 1,5 unidades.
A partir de las definiciones anteriores es
evidente que el término "copolímero" incluye polímeros que
contienen mas de un tipo de comonómeros.
Ejemplos de dichas alfa-oelfinas
C_{4}-C_{10} son 1-buteno,
1-penteno, 1-hexeno,
1-octeno y
4-metil-1-penteno.
Se prefiere particularmente 1-buteno.
Las composiciones poliolefínicas semicristalinas
preferidas son aquellas en donde el comonómero de copolímeros (a),
(b) y (c) es el mismo.
La citada composición tiene, típicamente, una
temperatura de iniciación de sellado (SIT) de 110ºC a 120ºC. El
valor VICAT está generalmente entre 115 y 140ºC, de preferencia
entre 125-135ºC.
Además, la citada composición tiene,
generalmente, valores de temperatura de distorsión de calor (HDT)
que oscila entre 65 y 75ºC.
Además, tiene valores generalmente de módulo
elástico flexural que oscilan entre 900 y 1300 MPa, de preferencia
950-1250 MPa. El valor de turbidez es generalmente
de 40%o o menos determinado sobre una placa de 1 mm de espor. El
valor del ratio de flujo en fusión (condición L) se encuentra
generalmente entre 0,1 y 100 g/10 min. Las propiedades anteriores
se determinan de conformidad con los métodos descritos en los
ejemplos.
La composición del presente invento puede
prepararse con métodos conocidos.
Un método es mediante la mezcla mecánica de
copolímeros (a), (b) y (c) en el estado fundido. Por consiguiente
el procedimiento de mezcla se lleva a cabo a la temperatura de
fusión de los copolímeros o por encima.
El método preferido es mediante polimerización
secuencial de los monómeros en presencia de un catalizador, tal
como catalizadores Ziegler-Natta
estereoespecíficos.
La polimerización secuencial se lleva a cabo en
por lo menos tres etapas separadas y subsiguientes, en donde los
copolímeros (a), (b) y (c) del presente invento se preparan. En
cada etapa siguiente a la primera etapa de tiene lugar la
polimerización en presencia del polímero obtenido y el catalizador
utilizado en la etapa precedente. Se prefiere preparar primero el
copolímero aleatorio conteniendo la cantidad mas baja de comonómero
y de los otros dos copolímeros.
El procedimiento de polimerización puede llevarse
a cabo en fase líquida, en presencia o ausencia de disolvente
inerte, o en fase gaseosa, o utilizando fases de líquido y gas
mixtas. De preferencia la polimerización se lleva a cabo en fase
gaseosa.
La regulación del peso molecular se realiza
utilizando reguladores conocidos, de preferencia hidrógeno.
La polimerización puede estar precedida por una
etapa de prepolimerización en donde el catalizador se pone en
contacto con pequeñas cantidades de olefinas.
Los catalizadores Ziegler-Natta
antes citados comprenden un componente catalítico sólido y un
cocatalizador. El componente catalítico sólido comprende un
compuesto de titanio que tiene por lo menos un enlace
titanio-halógeno y un compuesto donador de
electrones (donador interno), soportado sobre un dihaluro de
magnesio en forma activa. El soporte de dihaluro de magnesio
adopta, de preferencia, forma de partículas esferoidales que tienen
una estrecha distribución de tamaño de partícula.
El donador interno se elige, generalmente, entre
éteres, cetonas, lactonas, compuestos que contienen átomos de N, P
y/o S y ésteres de ácidos mono- y dicarboxílicos. Compuestos
donadores de electrones particularmente apropiados son ésteres de
ácido ftálico, tal como diisobutil, dioctil, difenil y bencilbutil
ftalato.
Otros compuestos donadores de electrones
particularmente apropiados son 1,3-diéteres de
fórmula:
(R^{1})(R^{II})C(CH_{2}OR^{III})(CH_{2}OR^{IV})
en donde R^{1} y R^{II} son
iguales o diferentes y son radicales de alquilo
C_{1}-C_{18}, cicloalquilo
C_{3}-C_{18} o arilo
C_{7}-C_{18}; R^{III} y R^{IV} son iguales
o diferentes y son radicales de alquilo
C_{1}-C_{4}; o son los
1,3-diéteres en donde el átomo de carbono en
posición 2 pertenece a una estructura cíclica o policíclica formada
por 5, 6 o 7 átomos de carbono y conteniendo dos o tres
insaturaciones.
Eteres de este tipo se describen en las patentes
Europeas publicadas 361493 y 728769.
Ejemplos representativos de dichos diéteres son
12-metil-2-isopropil-1,3-dimetoxipropano,
2,2-diisobutil-1,3-dimetoxipropano,
2-isopropil-2-ciclopentil-1,3-dimetoxi-propano,
2-isopropil-2-isoamil-1,3-dimetoxipropano,
9,9-bis(metoximetil)fluoreno.
La preparación del componente catalítico sólido
antes citado se lleva acabo de conformidad con varios métodos.
Por ejemplo, un aducto MgCl_{2}\cdotnROH (en
particular en forma de partículas esferoidales) en donde n es
generalmente de 1 a 3 y ROH es etanol, butanol o isobutanol, se
hace reaccionar con un exceso de TiCl_{4} conteniendo el compuesto
donador de electrones. La temperatura de reacción se encuentra
generalmente entre 80 y 120ºC. El sólido se aísla luego y se hace
reaccionar una vez mas con TiCl_{4}, en presencia o ausencia del
compuesto donador de electrones, después de lo cual se separa y lava
con partes alicuotas de un hidrocarburo hasta que han desaparecido
todos los iones de cloro.
En el componente catalítico sólido el compuesto
de titanio, expresado como Ti, está presente generalmente en una
cantidad de 0,5 a 10% en peso. La cantidad del compuesto donador
de electrones que permanece fijo sobre el componente catalítico
sólido generalmente es de 5 a 20% en moles con respecto al dihaluro
de magnesio.
El compuesto de titanio que puede utilizarse para
la preparación del componente catalítico sólido son los haluros y
los halogen alcoholatos de titanio. El compuesto preferido es
tetracloruro de titanio.
Las reacciones descritas antes resultan en la
formación de un haluro de magnesio en forma activa. Se conocen en
la literatura otras reacciones, las cuales causan la formación de
haluro de magnesio en forma activa a partir de compuestos de
magnesio distintos de haluros, tal como carboxilatos de
magnesio.
La forma activa de haluro de magnesio en el
componente catalítico sólido puede reconocerse por el hecho de que
en el espectro de rayos X del componente catalítico la reflexión de
máxima intensidad que aparece en el espectro del haluro de magnesio
no activado (que tiene un área de superficie menor de 3 m^{2}/g)
deje de estar presente, pero en su lugar existe un halo con la
intensidad máxima desplazada con respecto a la posición de la
reflexión de intensidad máxima del dihaluro de magnesio no activado
a la posición de la reflexión de máxima intensidad del dihaluro de
magnesio no activado, o por el hecho de que la reflexión de
intensidad máxima muestra un ancho en semipico a por lo menos 30%
mayor que el de la reflexión de máxima intensidad que aparece en el
espectro del haluro de magnesio no activado. Las formas activas
son aquellas donde el halo antes citado aparece en el esp4ctro de
rayos X del componente catalítico sólido.
Entre los haluros de magnesio se prefiere el
cloruro de magnesio. En el caso de formas mas activas de cloruro
de magnesio el espectro de rayos X del componente catalítico sólido
muestra un halo en lugar de la reflexión que en el espectro del
cloruro no activado aparece a 2,56 \ring{A}.
El cocatalizador es generalmente un compuesto de
Al/alquilo solo o combinado con un compuesto donador de electrones
(donador externo).
El compuesto de Al-alquilo es
generalmente del tipo trialquil aluminio, tal como
Al-trietilo, Al-triisobutilo,
Al-tri-n-butilo y
compuestos lineales de Al-alquilo cíclico
conteniendo dos o mas átomos de Al enlazados por medio de átomos de
O o N o grupos de SO_{2}, SO_{3} y SO_{4}.
Algunos ejemplos de estos compuestos son:
(C_{2}H_{5})_{2}Al-O-Al(C_{2}H_{5})_{2};
(C_{2}H_{5})_{2}Al-N(C_{6}H_{5})-Al(C_{2}H_{5})_{2};
(C_{2}H_{5})_{2}Al-SO_{2}-Al(C_{2}H_{5})_{2};
CH_{3}[CH_{3}Al-O]_{n}
Al(CH_{3})_{2};
[CH_{3}Al-O-]_{n}
en donde n es un número entre 1 y 20.
Puede utilizarse también compuestos de
AlR_{2}H, y compuestos de AlR_{2}OR', en donde R es un radical
alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, y R' representa un
radical de arilo sustituido en una o mas posiciones.
El compuesto de Al-alquilo está
generalmente presente en cantidades tales que la relación Al/Ti
oscila entre 1 y 1000.
El compuesto donador de electrones externo puede
elegirse entre ésteres de ácidos aromáticos (tal como alquil
benzoatos), compuestos heterocíclicos (tal como
2,2,6,6-tetrametilpiperidina, y
2,6-diisopropilpiperidina) y particularmente
compuestos de silicio conteniendo por lo menos un enlace
Si-OR (en donde R es un radical hidrocarbónico).
Algunos ejemplos de compuestos de silicio son
(t-C_{4}H_{9})_{2}Si(O
CH_{3})_{2}, (C_{5}H_{9})_{2}Si(O
CH_{3})_{2}, (C_{6}H_{11})_{2}Si(O
CH_{3})_{2},
(C_{6}H_{11})(CH_{3})_{2}Si(O
CH_{3})_{2} y C_{6}H_{5})Si(O
CH_{3})_{2}.
Los 1,3-diéteres de fórmula (I)
pueden utilizarse también, ventajosamente, como compuestos
donadores externos. En el caso en donde el compuesto donador de
electrones interno es uno de los 1,3-diéteres de
fórmula (I), puede omitirse el compuesto donador de electrones
externo.
Las composiciones del presente invento pueden
contener también aditivos comúnmente utilizados en el arte, tal como
antioxidantes, estabilizadores de la luz, estabilizadores del
calor, pigmentos, etc.
Como se ha indicado previamente las composiciones
del presente invento son particularmente útiles para la preparación
de artículos laminados, o sea películas y láminas. Debido a las
características de las composiciones poliméricas, pueden producirse
artículos laminados metalizados, en particular películas. Las
películas se caracterizan generalmente por un espesor de menos de
100 \mum, mientras que las láminas tienen un espesor igual o
superior a 100 \mum.
Las películas del presente invento pueden colarse
o, de preferencia, biorientarse.
Las películas y láminas pueden ser de una sola
lámina o multicapa.
La película o lámina multicapa tiene por lo menos
una capa colada o biorientada que comprende la composición de
conformidad con el presente invento. La capa que comprende la
composición del presente invento puede ser una capa externa o una
capa interna.
La(s) otra(s) capa(s)
puede(n) comprender polímeros olefínicos u otros polímeros.
Los polímeros olefínicos preferidos son polímeros de propileno. La
citada capa adicional puede comprender un polímero que tiene, por
ejemplo, propiedades de sellado térmico de baja temperatura. Un
ejemplo práctico de la película multicapa con dichas propiedades es
una película de tres capas con una estructura tipo ABC en donde una
de las capas externas comprende la composición de conformidad con
el presente invento. La capa media puede ser un homopolímero de
propileno cristalino. La otra capa externa puede ser un copolímero
de propileno aleatorio con un bajo contenido (menos de 10% en peso)
de unidades recurrentes que se derivan de etileno y/o
buteno-1.
Las películas del presente invento pueden
prepararse con métodos conocidos, tal como extrusión, calandrado y
burbuja.
Otro objeto del presente invento es un artículo
laminado metalizado, lámina o, de preferencia, película. Tanto
dichos artículos laminados de una capa o multicapa pueden someterse
a proceso de metalización. Cuando se metaliza un artículo laminado
multicapa, se obtiene de la composición, de conformidad con el
presente invento, una capa externa.
Cuando se metaliza el artículo laminado, se lleva
a cabo por ejemplo, el procedimiento para metalización sublimando un
metal sobre la superficie de la película de conformidad con métodos
conocidos. El metal utilizado pertenece generalmente a los grupos
I B o III B de la Tabla Periódica, tal como aluminio y zinc.
Otro objeto del presente invento es un artículo
laminado multicapa obtenible mediante laminación por extrusión de
un polímero sobre la capa que comprende la composición polimérica
del presente invento. Dicha capa puede metalizare, así como no
metalizarse. El polímero utilizado en el proceso de laminación por
extrusión tiene, de preferencia, una temperatura de fusión igual o
inferior a 150ºC, por ejemplo polietileno y polietilen
tereftalato.
Las películas metalizadas del presente invento
tienen un buen efecto de barrera. Dicho efecto ventajoso se debe a
la composición del presente invento que faculta una buena adhesión
del metal a la capa de polímero.
Los ejemplos que siguen ilustran, pero sin
limitación, el método de preparación de las características de la
composición del presente invento.
Los datos mostrados en las tablas se obtienen
utilizando los métodos analíticos siguientes.
- -
- Relaciones molares de los gases alimentados: determinado mediante cromatografía de gas.
- -
- Contenido de 1-buteno: determinado mediante espectroscopia de IR.
- -
- Fracción soluble en xileno: 2,5 g de polímero se disuelven en 250 ml de xileno a 135ºC bajo agitación. Después de 20 minutos se deja enfriar la solución hasta 25ºC, todavía bajo agitación, y luego se deja sedimentar durante 30 minutos. Se filtra el precipitado con un papel de filtro, se evapora la solución en flujo de nitrógeno, y se seca el residuo bajo vacío a 80ºC hasta alcanzar peso constante. De este modo se calcula el porcentaje en peso de polímero insoluble en xileno a temperatura ambiente (o sea 25ºC).
- -
- Caudal de flujo en fusión (MFR"L"): determinado de conformidad con el método ASTM D 1238, condición L.
- -
- VICAT: determinado de conformidad con el método ISO 306.
- -
- HDT: determinado de conformidad con el método ISO 75.
- -
- Módulo elástico flexural: determinado según el método ASTM D 790.
- -
- Resistencia al impacto IZOD RCI: determinado según el método ISO 180/1A.
- -
- Dureza Rockwell R: determinada según el método interno MA 17013, disponible bajo demanda. Se utiliza un instrumento Durometer Galileo A-200. Se corta de una placa moldeada por inyección una muestra de 6 mm de espesor que tiene laterales de 12,7 mm.
La prueba se lleva a cabo a 23ºC; 50% es la
humedad relativa. Se aplica una carga de 588,4 N a la muestra
durante 15 segundos. La carga es un punzón de forma esférica. El
diámetro del punzón esférico es de 12,7 mm. Después de extracción
se espera 1 segundo antes de leer el valor de dureza sobre la
escala del durómetro. Se llevaron a cabo por lo menos 5 pruebas en
puntos diferentes de la muestra.
La dureza Rockwell alfa (R_{\alpha}) se calculó
con la fórmula siguiente:
R_{\alpha}=150-(d_{h}-d_{m})
en donde d_{h} es el valor leído
sobre la escala del durómetro y d_{m} es la constante elástica
del
durómetro.
Ojos de pez: determinado de conformidad con el
método interno MTM 17108E, disponible bajo demanda. Se corta una
muestra de película de 50 \mum de espesor a partir de una
película producida por una extrusora Bandera 45 equipada con una
unidad de accionamiento de película y rodillos de frio (Dolci). La
muestra de película se inserta en una ranura especialmente prevista
de un proyector (proyector Neo Solex 1000 con una lámpara de 1000 W
y objetivo NeoSolex F 300 equipado con aparato para recoger la
película). Luego la muestra de película se examina sobre la gráfica
de pared contando el número de geles y anotando su dimensión.
- -
- Vapor de agua WVTR: determinado de conformidad con el método interno MA 18073, disponible bajo demanda. La prueba se llevó a cabo sobre una muestra de película.
Se fija la muestra de película sobre un
recipiente pequeño de acero inoxidable (diámetro: 59 mm, altura: 37
mm) conteniendo 5 ml de agua destilada. Después de pesar dicho
recipiente se le dio la vuelta de modo que el agua entrara en
contacto con la película y se dispuso en una estancia a
23(\pm1)º y 50(\pm5)% de humedad relativa por lo
menos durante 120 horas. El recipiente se pesó cada 24 horas.
El coeficiente de permeabilidad de la película al
vapor de agua se calculó utilizando la fórmula siguiente
(G-s)/(a-t)
en donde G se mide en gramos y es
la disminución media de peso del agua cada 24 horas; s es el espesor
de la película; a es 1 m^{2}; y t es 24
horas.
- -
- Oxígeno OTR: determinado de conformidad con el método interno MA 17275, disponible bajo demanda. La prueba se lleva a cabo sobre una película igual a la utilizada en la prueba de vapor de agua WVTR. La muestra de película que tiene diámetro entorno de 75 mm se corta de una película. La muestra se mantiene previamente en un secador a 23ºC bajo vacío (alrededor de 1 Pa, o sea 0,01 mbar) durante 24 horas.
La muestra se dispone en la parte media de un
recipiente de acero cerrado de modo que se divide el recipiente en
dos compartimientos. Se reduce la presión de aire bajo =,1 Pa
(0,001 mbar) en el recipiente utilizando un vacuómetro tipo
Datametrics 1500. Se introduce el oxígeno en uno de los
compartimientos bajo una presión de 0,05 MPa (0,5 bar); se mide la
presión de oxígeno con un manómetro Adward EPV 251. Luego se mide
la presión del otro compartimiento a intervalos reguladores de
tiempo hasta que se observa un aumento regular de la presión.
Después de calcular la línea de regresión lineal
basado en los valores de presión experimental, se calcula el
coeficiente de permeabilidad (CP) de la película frente al gas
utilizando la fórmula siguiente:
CP=V\cdot
[dP(t)/dt\cdot [273/(273+T)] \cdot (L/A) \cdot
P_{1}{}^{-1}
en donde V se mide en ml y es el
volumen del recipiente; P = presión del gas filtrado;
[dP(t)/dt] - coeficiente angular de la línea de
interpolación; T se mide en ºC y es la temperatura con la que se
lleva a cabo la prueba; L = espesor de la muestra; A = superficie
de la muestra sometida al flujo de gas; P_{1} = presión del gas
introducido; t =
tiempo.
- -
- Turbidez: determinado según el método ASTM D 1003.
- -
- Brillo: determinado según el método ASTM D 2457.
- -
- Temperatura de fusión: determinada mediante DSC (Calorimetría de Exploración Diferencial).
- -
- Temperatura de iniciación del sello (SIT): determinado preparando películas de 50 \mum de espesor extruyendo las composiciones de los ejemplos a alrededor de 200ºC. Cada película así obtenida se deja sobre una placa de polipropileno que tiene un soluble en xileno del 4% en peso, ratio de flujo en fusión de 2 g/10 min. La película solapada y placa se unen en una prensa de placas a 200ºC con una carga de 9000 kg. Esta carga se mantiene durante 5 minutos. Las piezas de prueba unidas resultantes se estiran luego seis veces su longitud y ancho utilizando un estirador de película TM LONG, obteniéndose así películas de un espesor de alrededor de 20 \mum. Se obtienen de dichas películas muestras de 5 \times 10 cm. Los valores de sellado se obtienen aplicando una carga de 200 g a las muestras selladas por calor. Para cada medición se solapan dos de las muestras anteriores con las capas termosellables, obtenidas de las composiciones de los ejemplos, tocándose entre sí. Las muestras solapadas citadas se sellan luego a lo largo de 5 cm laterales utilizando un modelo de sellador de laboratorio de combinación Xentinel 12-12 AS. El tiempo de sellado es de 5 segundos, la presión entorno de 0,12 MPa (1,2 atm) y el ancho de los sellos 2,5 cm. La temperatura de sellado se aumenta en 2ºC para cada muestra que ha de medirse. Las muestras de sellado se cortan luego para obtener tiras de 2,5x10 cm, cuyos extremos no sellados se unen a un dinamómetro, y se determina la temperatura de sellado mínima donde no se rompe el sello cuando se aplica una carga de 200 g. Esta temperatura representa la temperatura de iniciación del sello.
Ejemplos
1-2
Ejemplo comparativo
Ic
Las composiciones se preparan mediante
polimerización secuencial, o sea la polimerización se lleva a cabo
en continuo en una serie de reactores equipados con dispositivos
para la transferencia del producto de un reactor al otro
inmediatamente siguiente.
El catalizador utilizado en la polimerización es
un catalizador Ziegler-Natta altamente
estereoespecífico que comprende un componente sólido soportado sobre
cloruro de magnesio, conteniendo alrededor de 2,5% en peso de
titanio y diisobutilftalato como componente donador de electrones
interno. El componente catalítico sólido se prepara de modo análogo
al método descrito en los ejemplos de la Patente Europea 674991.
Durante la polimerización se analiza de modo
continuo la fase de gas mediante cromatografía de gas con el fin de
determinar el contenido de propileno, 1-buteno,
hidrógeno y propano. Los gases antes citados se alimentan de modo
que durante el curso de la polimerización permanezca constante su
concentración en fase gaseosa.
Antes de introducir el sistema catalítico en los
reactores de polimerización se pone en contacto el componente
catalítico sólido anterior a 20ºC durante 9 minutos con
Al-trietil (TEA) y diciclopentildimetoxisilano
(DCPMS) en propano líquido. La relación de peso TEAL/catalizador
sólido es 10 y la relación TEA/DCPMS es 4.
El sistema catalítico anterior se transfiere
luego a un reactor conteniendo un exceso de propileno líquido y
propano para llevar a cabo la prepolimerización a 25ºC durante 30
minutos antes de introducirlo en el primer reactor de
polimerización.
En un primer reactor de polimerización de fase
gaseosa se produce un
poli(propileno-co-buteno-1)(copolíemro(a))
alimentando un flujo continuo y constante de sistema catalítico
propolimerizado, hidrógeno (utilizado como regulador del peso
molecular) y propileno y 1-buteno monómeros y
propano en estado gaseoso.
Se descarga el copolímero producido en el primer
reactor y, después de purgarse de monómeros sin reaccionar, se
introduce un flujo continuo en el segundo reactor de fase gaseosa
junto con flujos cuantitativamente constantes de hidrógeno,
propileno y 1-buteno y propano en estado
gaseoso.
Se descarga el copolímero producido en el segundo
reactor (copolímero (b)) y, después de purgarse de monómeros sin
reaccionar, se introduce en un flujo continuo en el tercer reactor
de fase gaseosa junto con flujos cuantitativamente constantes de
hidrógeno, propileno y 1-buteno y propano en estado
gaseoso, para producir copolímero (c).
Las partículas de polímero que salen del tercer
reactor se someten a un tratamiento de vapor para eliminar los
monómeros reactivos y sustancias volátiles y luego se secan.
La temperatura de polimerización es de 70ºC en
todas las etapas.
Las condiciones de polimerización, relaciones
molares de reactivos, la composición del copolímero producido en
cada etapa y la composición el producto de polímero final y sus
propiedades se muestran en la Tabla l.
La composición del ejemplo l y la del ejemplo
comparativo 1c se utilizan para la preparación de una película de
triple capa biorientada con un espesor de 25 \mum. Las capas son
como sigue:
- -
- se obtiene una capa externa de 1 \mum de grosor (capa A) de un copolímero aleatorio de propileno conteniendo 3,3% en peso y 6% en peso de unidades recurrentes derivadas de etileno y 1-buteno, respectivamente;
- -
- la capa intermedia de 23 \mum de espesor (capa B) se obtiene de un homopolímero de propileno cristalino;
- -
- la otra capa externa de 1 \mum de espesor (capa C) se obtiene de la composición del ejemplo l o la del ejemplo comparativo 1c.
La película de tres capas citada se prepara
mediante coextrusión utilizando un sistema de extrusión
Brückner.
Luego se somete la película a procedimiento de
metalización de conformidad con métodos conocidos en donde la capa
C se metaliza con aluminio.
La película así obtenida se somete a prueba de
vapor de agua WVTR y prueba de oxígeno OTR.
La Tabla 2 muestra las propiedades mecánicas y
físicas de las películas o placas preparadas con las composiciones
del presente invento.
^{1)} La prueba se lleva a cabo a temperatura ambiente durante un tiempo de 20 minutos; la superficie de la muestra |
de película bajo prueba es de 5 cm^{2}. |
Claims (14)
1. Una composición poliolefínica semicristalina
que comprende (todos los porcentajes en peso):
- a)
- 25-40%, de preferencia 28-38%, de un copolímero aleatorio de propileno con por lo menos un comonómero elegido de alfa-olefinas C_{4}-C_{10}, conteniendo de 2 a 10% de unidades recurrentes que se derivan del comonómero;
- b)
- 25-40%, de preferencia 26-36%, de un copolímero aleatorio de propileno con por lo menos un comonómero elegido de alfa-olefinas C_{4}-C_{10}, conteniendo de 10 a 20% de unidades recurrentes que se derivan del comonómero;
- c)
- 25-40%, de preferencia 28-38%, de un copolímero aleatorio de propileno con por lo menos un comonómero elegido de alfa-olefinas C_{4}-C_{10}, conteniendo de 6 a 12% de unidades recurrentes que se derivan del comonómero;
en donde el contenido total de unidades
recurrentes de dicho comonómero, referido a la composición, es
igual o superior al 6% y los porcentajes respectivos que
representan el contenido de dichas unidades recurrentes en cada uno
de los copolímeros a), b) y c) son diferentes cada uno de los otros
dos, siendo la citada diferencia con respecto al porcentaje de
unidades recurrentes en cada uno de los otros dos copolímeros de por
lo menos 1 unidad, de preferencia 1,5 unidades.
2. La composición de la reivindicación 1, en
donde el comonómero de los copolímeros (a), (b) y (c) es el
mismo.
3. La composición de la reivindicación 1, en
donde el comonómero de los copolímeros (a), (b) y (c) es
1-buteno.
4. Un procedimiento para producir la composición
de la reivindicación 1, en donde los monómeros se polimerizan en
presencia de catalizadores esteroespecíficos soportados sobre
dihaluros de magnesio en forma activa, en por lo menos tres etapas
separadas y secuenciales, en donde se forman los copolímeros (a),
(b) y (c), y en cada etapa subsiguiente a la primera etapa la
polimerización tiene lugar en presencia del polímero formado y el
catalizador utilizado en la etapa inmediatamente precedente.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en
donde todas las etapas de polimerización se llevan a cabo en fase
gaseosa.
6. Artículos laminados obtenibles a partir de la
composición de las reivindicaciones 1-3.
7. Películas que comprenden la composición de las
reivindicaciones 1-3 elegidas entre películas
simples y multicapa.
8. Las películas de la reivindicación 7, en donde
por lo menos una capa externa de las películas multicapa comprende
la composición de las reivindicaciones 1-3.
9. Las películas de la reivindicación 8, en donde
la capa adicional comprende un polímero olefínico.
10. Artículos laminados metalizados de
conformidad con la reivindicación 6.
11. Los artículos laminados metalizados de la
reivindicación 10, en donde el metal se elige entre aluminio y
zinc.
12. Artículos laminados, de conformidad con la
reivindicación 6, obtenibles mediante laminación por extrusión de un
polímero sobre la capa que comprende la composición polimérica de
las reivindicaciones 1-3.
13. Artículos laminados de la reivindicación 12,
en donde el polímero utilizado en el procedimiento de laminación por
extrusión tiene una temperatura de fusión igual o inferior a
150ºC.
14. Los artículos laminados de la reivindicación
14, en donde el polímero se elige entre polietileno y tereftalato
de polietileno.
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