ES2225544T3 - Composiciones polimericas de propileno que tienen resistencia al impacto mejorada y excelentes propiedades opticas. - Google Patents
Composiciones polimericas de propileno que tienen resistencia al impacto mejorada y excelentes propiedades opticas.Info
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Abstract
Composiciones de polímero de propileno que comprenden (por ciento en peso): A) de 70 a 90% de un copolímero aleatorio de propileno con etileno conteniendo de 1 a 6% de etileno, con un contenido de fracción insoluble en xileno a temperatura am- biente (alrededor de 23ºC) no inferior al 93%; B) de 10% a 30% de un copolímero de propileno con etileno, conteniendo de 8 a 18% de etileno; en donde la relación (B)(C2B) del porcentaje en peso de (B), con respecto al peso total de (A) y (B), frente al porcentaje en peso de etileno en (B), con respecto al peso total de (B), representado en la fórmula anterior por C2B es 2, 5 o inferior.
Description
Composiciones poliméricas de propileno que tienen
resistencia al impacto mejorada y excelentes propiedades
ópticas.
El presente invento se refiere a nuevas
composiciones poliméricas de propileno que tienen resistencia
mejorada al impacto y excelentes propiedades ópticas.
Como se sabe el polipropileno isotáctico está
dotado de una combinación excepcional de propiedades excelentes que
lo hacen apropiado para un número muy grande de empleos; sin embargo
exhibe el inconveniente de poseer una resistencia al impacto
insuficiente. Se han realizado intentos para obviar este
inconveniente, mediante la apropiada modificación del proceso de
sintesis o con la mezcla con cauchos.
Las modificaciones al proceso de sintesis
consiste, esencialmente, en introducir en el proceso de
homopolimerización estereorregular de propileno una o mas etapas de
copolimerización. En particular, se conoce que para ciertas
aplicaciones es útil disminuir la cristalinidad del homopolímero de
propileno mediante copolimerización del propileno con pequeñas
cantidades de etileno y/o alfa-olefinas tal como
1-buteno, 1-penteno y
1-hexeno. De este modo se obtienen los
copolímedros de propileno cristalinos llamados aleatorios que,
cuando se comparan con el homopolímero, se caracterizan,
esencialmente, por mejor flexibilidad y transparencia.
Estos materiales pueden utilizarse en muchos
sectores de aplicación, tal como, por ejemplo conductos de
irrigación, conductos para el transporte de agua de bebida y otros
alimentos líquidos, equipos de calentamiento, botellas de una capa
(para detergentes), botellas de capas múltiples (para bebidas y
perfumes), película de una capa o multicapa para varios envases y
contendores de alimentos rígidos.
Sin embargo copolímeros aleatorios de propileno,
si bien tienen buena transparencia, no ofrecen, especialmente a b
ajas temperaturas, resistencia al impacto suficientemente mejor que
el homopolímero que puede utilizarse satisfactoriamente para las
aplicaciones antes indicadas.
Se conoce desde hace tiempo que la resistencia al
impacto de polipropileno puede mejorarse con la adición de una
cantidad adecuada de copolímero de propileno-etileno
elastomérico a los homopolímeros mediante mezcla mecánica o
polimerización secuencial. Sin embargo, esta mejora se obtiene a
expensas de la transparencia del material.
Para evitar este inconveniente, la patente estado
unidense 4.634.740, sugiere la mezcla del polipropileno, en estado
fundido, con copolímeros de propileno-etileno
obtenidos con catalizadores específicos, y que tienen un contenido
de etileno comprendido entre 70 y 85% en peso. Sin embargo, estas
composicioens presentan valores de transparencia (turbidez)
sustancialmente comparable con los del homopolímero de propileno.
Esta patente, por tanto, no ilustra como obtener composiciones que
tienen buena transparencia.
Con el fin de superar las desventajas antes
citadas la peticionaria ha producido previamente composiciones de
polipropileno transparentes que ofrecen resistencia al impacto a
bajas temperaturas, que pueden prepararse directamente en la
polimerización (copolimerización secuencial). Estas composiciones,
que constituyen el objeto de la patente publicada
PE-A-373660, comprende un copolímero
de propileno aleatorio cristalino y un copolímero elastomérico de
etileno con propileno y/o alfa-olefinas
C_{4}-C_{8} conteniendo de 20 a 70% en peso de
etileno. De conformidad con dicha patente las composiciones antes
citadas tienen un buen equilibrio de propiedades mecánicas y
químico-físicas debido a que el valor del contenido
de etileno del copolímero elastomérico multiplicado por el valor de
la relación entre la viscosidad intrínseca (V.I.) del copolímero
elastomérico soluble en xileno a temperatura ambiente, y el del
copolímero aleatorio de propileno está comprendido dentro de una
gama predeterminada.
La patente Europea
PE-A-0557953, a nombre del
solicitante, describe composiciones poliolefínicas en donde se
obtiene un buen equilibrio de transparencia, rigidez, y resistencia
al impacto aún a bajas temperaturas, modificando el copolímero
aleatorio cristalino de propileno con las cantidades apropiadas de
una mezcla mecánica que comprende un copolímero elastomérico y uno
mas polímeros elegidos entre LLDPE, LDPE y HDPE. En la patente
estadounidense 5.994.482 se describen aleaciones de polipropileno
para fibras, conteniendo dos copolímeros de propileno/etileno
diferentes.
En la patente estadounidense 5.658.628 se
describen botellas sopladas de una resina poliolefínica, en donde la
resina se prepara mezclando un copolímero aleatorio de propileno que
tiene un punto de fusión cristalino de 110ºC a 145ºC y que contiene
3 a 10% en peso de unidades de etileno, con varios tipos de
polietilenos.
Se han encontrado ahora nuevas composiciones de
polipropileno que tienen un equilibrio óptimo de transparencia,
rigidez y resistencia al impacto aún a bajas temperaturas.
Así pues, el presente invento proporciona
composiciones de polímero propilénico que comprenden (por ciento en
peso):
- A)
- de 70 a 90%, de preferencia de 75 a 85%, de un copolímero aleatorio de propileno con tileno, que contiene de 1 a 6%, de preferencia de 1,5 a 4%, de etileno, que tiene un contenido de fracción insoluble en xileno a temperatura ambiente (alrededor de 23ºC) no inferior al 93%, de preferencia no inferior al 94%;
- B)
- de 10% a 30%, de preferencia de 15% a 25%, de un copolímero de propileno con etileno, conteniendo de 8 a 18%, de preferencia de 10 a 18% de etileno;
en donde la relación
(B)/C^{2}_{B} del porcentaje en peso de (B) con respecto al peso
total de (A) y (B), frente al porcentaje en peso de etileno en (B),
con respecto al peso total de (B), representado en la fórmula
anterior por C^{2}_{B}, es 2,5 o inferior, de prefrencia 2 o
inferior. El límite inferior de dicha relación es, de preferencia,
0,5.
El término "copolímero" incluye polímeros
que contienen mas de un tipo de comonómeros. En particular, en
adición a etileno, también puede estar presente una o mas
alfa(olefina(s) C_{4}-C_{10},
siempre que los componentes A) y B) permanezcan miscibles. En
efecto, una característica preferida de las composiciones del
presente invento es que solo una fase de polímero (sin presencia
sustancial de otras fases de polímero inmiscibles) se detecta
mediante análisis microscópico.
Otras características preferidas de las
composiciones del presente invento son:
- -
- MFR L (ratio de flujo en fusión de conformidad con ASTM 1238, condición L, o sea 230ºC y 2,16 kg de carga) de 0,5 a 50, en particular de 0,5 a 10 g/10 min; mas preferentemente, en particular para la preparación de botellas y contenedores (moldeo por soplado de extrusión), de 0,5 a 2,5, mas preferentemente de 1 a 2,5, por ejemplo de 1 a 2 g/10 min.;
- -
- Índice de polidispersidad (PI): 5 a menos, mas preferentemente 4 o menos;
- -
- Viscosidad intrínseca [\eta] de la fracción (del total de la composición) insoluble en xileno a temperatura ambiente: de 1,5 a 3, mas preferentemente de 2 a 2,5 dl/g;
- -
- Viscosidad intrínseca [\eta] de la fracción (del total de la composición) soluble en xileno a temperatura ambiente: de 1 a 4,5, mas preferentemente de 1,5 a 4 dl/g;
Las composicioens del presente invento presentan,
por lo menos, un pico de fusión, determinado por medio de DSC
(calorimetría de exploración diferencia), a una temperatura
superior a 140-145ºC.
Además, las composiciones del presente invento
tienen, de preferencia:
- -
- un módulo flexural de 600 MPa o superior;
- -
- Turbidez (medido sobre muestras que contienen 2000 ppm DBS,
- o sea di-bencilidensorbitol);
- 12% o menos sobre placas de 1 mm; 10% o menos sobre películas de 50 \mum;
- -
- Brillo (sobre películas): 45% o mas;
- -
- fracción extraible en hexano (FDA 177, 1520): inferior al 5%, mas preferentemente inferior al 3% en peso;
- -
- fracción soluble en xileno a temperatura ambiente: inferior al 25%, mas preferentemente inferior al 20%.
Las citadas alfa-olefinas
CV_{4}-C_{10}, que pueden estar presentes como
comonómeros en las composiciones del presente invento, se
representan por la fórmula CH_{2}-CHR, en donde R
es un radical de alquilo, lineal o ramificado, con
2-8 átomos de carbono o un radical de arilo (en
particular fenilo). Ejemplos de dichas
alfa-olefinas C_{4}-C_{10} son
1-buteno, 1-penteno,
1-hexeno,
4-metil-1-penteno y
1-octeno. Se prefiere particularmente
1-buteno.
Las composiciones del presente invento puede
prepararse mediante polimerización secuencial 3n por lo menos dos
etapas de polimerización. Esta polimerización se lleva a cabo en
presencia de catalizadores Ziegler-Natta
estereoespecíficos. Un componente esencial de dichos catalizadores
es un componente catalítico sólido que comprende un compuesto de
titanio que tiene por lo menos un enlace
titanio-halógeno, y un compuesto donador de
electrones, ambos soportados sobre un haluro de magnesio en forma
activa. Otro componente esencial (co-catalizador)
es un compuesto organoalumínico, tal como un compuesto de alquil
aluminio.
Se adiciona opcionalmente un donador externo.
Los catalizadores generalmente utilizados en el
procedimiento del invento son aptos para producir polipropileno con
un Indice de isotacticidad superior al 90%, de preferencia superior
al 95%. Además, dichos catalizadores deben tener una sensitividad
frente a reguladores de peso molecular (particularmente hidrógeno)
suficiente alta para producir polipropileno con valores de MFR de
menos de 1 g/10 min a 100 g/10 min o mas.
Son bien conocidos en la literatura de patentes
catalizadores que tienen las características antes citadas; son
particularmente ventajosos los catalizadores descritos en la patente
estadounidense 4.399.054 y patente Europea 45977. Otros ejemplos
pueden hallarse en la patente estadounidense 4.472.524.
Los componentes catalíticos sólidos utilizados en
dichos catalizadores comprenden, como donadores de electrones
(donadores internos), compuestos elegidos del grupo constituido por
éteres, cetonas, lactonas, compuestos conteniendo átomos de N, P y/o
S, y ésteres de ácidos mono- y dicarboxílicos. Compuestos donadores
de electrones particularmente apropiados son
1,3-diéteres de fórmula:
en donde R^{I} 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 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, o 5-n o
6-n' átomos de carbono, y respectivamente n átomos
de nitrógeno y n' heteroátomos elegidos del grupo constituido por N,
O, S y Si, donde n es 1 o 2 y n' es 1, 2, o 3, conteniendo dicha
estructura dos o tres insaturaciones (estructura ciclopoliénica), y
estando opcionalmente condensada con otras estructuras cíclicas, o
sustituida con uno o mas sustituyentes elegidos del grupo
constituido por por radicales de alquilo lineales o ramificados;
radicales cicloalquilo, arilo, aralquilo, alcarilo y halógenos, o
estándo condensadas con otras estructuras cíclicas y sustituidas con
uno o mas de los sustituyentes antes citados que pueden estar
también enlazados a las estructuras cíclicas condensadas; uno o mas
radicales de alquilo, cicloalquilo, arilo, aralquilo o alcarilo
antes citados y las estructuras cíclicas condensadas conteniendo
opcionalmente uno o mas heteroátomos como sustituyentes para átomos
de carbono o hidrógeno, o
ambos.
ambos.
Éteres de este tipo se describen en las patentes
Europeas publicadas 361493 y 728769.
Ejemplos representativos de dichos diéteres son
2-metil-2-isopropil-1,3-dimetoxipropano,
2,2-diisobutil-1,3-dimetoxipropano,
2-isopropil-2-ciclopentil-1,3-dimetoxipropano,
2-isopropil-2-isoamil-1,3-dimetoxipropano,
9,9-bis(metoximetil)fluoreno.
Con el empleo de dichos diéteres los valores de
P.I. preferidos previamente citados se obtienen directamente en la
polimerización.
Otros compuestos donadores de electrones
apropiados son ésteres de ácido ftálico, tal como diisobutil,
dioctil, difenil y bencilbutil ftalato.
La preparación de los componentes catalíticos
antes citados se lleva a cabo de conformidad con varios métodos.
Por ejemplo se hace reaccionar un aducto
MgCl_{2}\cdotnROH (en particular en forma de partículas
esferoidales) en donde n está comprendido, generalmente, entre 1 y 3
y ROH es etanol, butano o isobutanol, butanol o isobutanol, con un
exceso de TiCl_{4} conteniendo el compuesto donador de electrones.
La temperatura de reacción es generalmente de 80 a 120ºC. El
sólido se aisla 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 hidrocaburo hasta que han desaparecido todos los iones de
cloro.
En el componente catalítico sólido el compuesto
de titanio, expresado como Ti, está generalmente presente en una
cantidad de 0,5 a 10% en peso. La cantidad del compuesto donador de
electrones que permanece fijada sobre el componente catalítico
sólido generalmente es del 5 al 20% en moles con respecto al
dihaluro de magnesio.
Los compuestos de titanio que pueden 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 antes descritas resultan en la
formación de un haluro de magnesio en forma activa. Otras
reacciones son conocidas en la literatura, que 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 superficial menor a 3 m^{2}/g) deja
de estar presente, sino que 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,
o por el hecho de que la reflexión de intensidad máxima muestra un
ancho en semipico de por lo menos 30% superior al de la reflexión de
máxima intensidad que aparece en el espectro del haluro de magnesio
no activado. Las formas mas activas son aquellas en donde el halo
citado aparece en el espectro de rayos X del componente catalítico
sólido.
Entre los haluros de magnesio se prefiere el
cloruro de magnesio. En el caso de las formas mas activas de
clofuro de magnesio, el espectro de rayos X del componente
catalítico sólido muestra un halo en lugar de la reflexión con el
espectro del cloruro no activado aparece a 2,56 \ring{A}.
Los compuestos de Al-alquilo
utilizados como catalizadores comprenden los
Al-trialquilos, tal como
Al-trietilo, Al-triisobutilo,
Al-Tri-n-butilo y
compuestos de Al-alquilo lineales o cíclicos
conteniendo dos o mas átomos de Al enlazados entre sí por medio de
átomos de O o N, o grupos SO_{4} o SO_{3}.
El compuesto de Al-alquilo se
utiliza generalmente en una cantidad tal que la relación Al/Ti esté
entre 1 y 1000.
Los compuestos donadores de electrones que pueden
utilizarse como donadores externos incluyen ésteres de ácido
aromático tal como alquil benzoatos, y en particular, compuestos de
silicio conteniendo por lo menos un enlace Si-OR,
donde R es un radical hidrocarbónico.
Ejemplos de compuestos de silicio son
(ter-butil)_{2} Si (OCH_{3})=_{2},
(ciclohexil) (metil) Si (OCH_{3})_{2},
(fenil)_{2} Si (OCH_{3})_{2} y
(ciclopentil)_{2} Si (OCH_{3})_{2}.
1,3-diéteres que tienen las fórmulas descritas antes
y pueden utilizarse ventajosamente. Si el donador interno es uno de
estos diéteres pueden omitirse los donadores externos.
Como se ha dicho previamente, el procedimiento de
polimerización puede llevarse a cabo en, por lo menos, dos etapas
secuenciales, en donde los componentes A) y B) se preparan en etapas
subsiguientes separadas, operando en cada etapa, a excepción de que
la primera etapa, en presencia del polímero formado y el catalizador
utilizado en la etapa precedentes. El catalizador se adiciona,
generalmente, solo en la primera etapa, sin embargo su actividad es
tal que es todavía efectivo para toda(s) la(s)
etapa(s) subsiguiente(s).
El componente A) se prepara, de preferencia,
antes que el componente B).
La regulación del peso molecular se lleva a cabo
utilizando reguladores conocidos, hidrógeno en particular.
Con la dosificación apropiada de la concentración
del regulador de peso molecular en las etapas relevantes, se
obtienen los valores MFR y [\eta] previamente descritos.
El conjunto del proceso de polimerización, que
puede ser continuo o por partidas, se lleva a cabo siguiendo
técnicas conocidas y operando en fase líquida, en presencia o no de
diluente inerte, o en fase gaseosa, o con técnicas de
líquido-gas mixtas. Es preferible llevar a cabo
la(s) etapa(s) de copolimerización para la preparación
del componente A) en propileno líquido como diluente, y la(s)
otra(s) etapa(s) de polimerización en fase gaseosa.
En general no se precisa etapas intermedias a excepción del
desgaseado de monómeros sin reaccionar.
El tiempo de reacción, presión y temperatura
respecto a las dos etapas no son críticos, sin embargo es preferible
si la temperatura está dentro de 20 y 100ºC. La presión puede ser
atmosférica o superior. Los catalizadores pueden
pre-contactarse con pequeñas cantidades de olefinas
(pre-polimerización). Las composiciones del
presente invento pueden obtenerse preparando por separado dichos
componentes A) y B) y operando con los mismos catalizadores y
sustancialmente bajo las mismas condiciones de polimerización como
se ha explicado previamente (a excepción de que no se llevará a cabo
un proceso de polimerización totalmente secuencial, sino que dichos
componentes y fracciones se preparan en etapas de polimerización
separadas) y luego mezclando mecánicamente dichos componentes y
fracciones en estado fundido o ablandado. Pueden utilizarse
aparatos de mezcla convencionales, como extrusoras de tornillo, en
particular extrusoras de tornillo dobles.
Las composiciones del presente invento puede
contener también aditivos comunmente utilizados en el arte, tal como
antioxidantes, estabilizadores de la luz, estabilizadores de calor,
agentes nucleantes, colorantes y rellenos.
En particular la adición de agentes nucleantes
proporciona una mejora considerable en propiedades
físico-mecánicas importantes, tal como Modulo
flexural, temperatura de distorsión térmica (HDT), resistencia a la
tracción en cesión y transparencia.
Ejemplos típicos de agentes nucleantes son el
p-ter.-butil benzoato y los 1,3- y
2,4-dibencilidensorbitoles.
Los agentes nucleantes se adicionan, de
preferencia, a las composiciones del presente invento en cantidades
comprendidas entre 0,05 y 2% en peso, mas preferentemente de 0,1 a
1% en peso con respecto al peso total.
La adición de rellenos inorgánicos, tal como
talco, carbonato cálcico y fibras minerales, también proporciona una
mejora para ciertas propiedades mecánicas, tal como Módulo flexural
y HDT. El talco puede tener también un efecto nucleante.
Las composiciones del presente invento son
particularmente apropiadas para la preparación de botellas y
contendores con resistencia al impacto mejorada y excelentes
propiedades ópticas. Estas botellas y contenedores pueden ser
monocapa o multicapa, conteniendo, opcionalmente, capas de otros
polímeros termoplásticos o elastoplásticos.
Un procedimiento preferido para producir estas
botellas y contendores es moldeo por soplado de extrusión. Este
procedimiento es bien conocido en el arte relevante, y comprende
extrusión de un parison que luego se sopla con gas (aire) para
adherirse a la superficie interna de un molde, obteniéndose así la
botella o contenedor.
Las particularidades se ofrecen en los ejemplos
siguientes, que se dan para ilustrar, sin limitar, el presente
invento.
El componente catalítico sólido utilizado en la
polimerización es un componente catalítico
Ziegler-Natta altamente esteroespecífico soportado
sobre cloruro de magnesio, preparado como sigue.
En un matraz de cuatro cuellos redondo y de 500
ml, purgado con nitrógeno, se introdujeron 250 ml de TiCl_{4} a
0ºC. Mientras se agitaba se adicionaron 10,0 g de
MgCl_{2}*2,8C_{2}H_{5}OH microesferoidal (preparado de
conformidad con el método descrito en el ejemplo 2 de la patente
estadounidense 4.399.054 pero operando a 3000 rpm en lugar de 10000
rpm) y se adicionaron 7,4 mmol de
9,9-bis(metoximetil)fluoreno. La
tempertura se elevó hasta 100ºC y se mantuvo durante 120 min. Luego
se interrumpió la agitación, se dejó sedimentar el producto sólido y
se sifonó el líquido sobrenadante. Luego se adicionaron 250 ml de
TiCl_{4} recién preparado. Se hizo reaccionar la mezcla a 120ºC
durante 60 minutos y luego, se separó por sifonación el líquido
sobrenadante. Se lavó el sólido seis veces con hexano anhidro (6 x
100 ml) a 60ºC. Por último se secó el sólido bajo vacío y se
analizó. El componente catalítico sólido resultante contuvo: Ti :
3,5% en peso,
9,9-bis(metoximetil)fluoreno = 18,1%
en peso.
Antes de introducirse en los reactores de
polimerización el componente catalítico sólido antes descrito se
pone en contacto a 15ºC durante 30 minutos con trietil aluminio
(TEAL) en una cantidad tal que la relación molar TEAL/Ti sea igual a
300.
El sistema catalítico se somete luego a
prepolimerización manteniéndolo en suspensión en propileno líquido a
20ºC durante unos 9 minutos antes de introducirlo en el primer
reactor de polimerización.
Ejemplos
1-2
Los datos expuestos en la Tabla que sigue se
obtienen utilizando los métodos de prueba siguientes.
Determinado según ASTM D 1238, condición L.
Determinado mediante espectroscopia de I.R.
Determinado mediante cromatografía de gas.
Determinado según ISO 178.
Determinado según el método interno MA 17324,
disponible bajo demanda. Según este método la resistencia al
impacto bi-axil se determina mediante impacto con un
martillo automático de golpeo computerizado.
Las muestras de prueba circulares se obtienen
cortando con punzón de mano circular (38 mm de diámetro). Se
acondicionan durante por lo menos 48 horas a 23ºC y 50 RH y luego se
disponen en un baño termostático a temperatura de prueba durante 1
hora.
La curva fuerza-tiempo se detecta
durante el impacto de un martillo golpeante (5,3 kg, punzón
hemisférico con un diámetro de ¼'') sobre una muestra circular que
reposa sobre un soporte anular. La máquina utilizada es un modelo
tipo 6758/000 CEAST nº 2.
Temperatura de transición D/B signfiica la
temperatura con la que el 50% de las muestras sufre rotura frágil
cuando se somete al impacto de un martillo cayente que tiene un peso
predeterminado y que cae desde una altura predeterminada.
Se preparan placas para medición D/B, con
dimensiones de 127x127x1,5 mm de conformidad con el método interno
MA 17283; se preparan placas para medición de turbidez de 1 mm de
espesor, mediante moldeo por inyección de conformidad con el método
interno MA 17335 con tiempo de inyección de 1 segundo, temperatura
de 230ºC, temperatura del molde de 40ºC, estando disponible la
descripción de todos estos métodos bajo demanda.
La prensa de inyección es una Negri Bossi tipo
(NB 90) con una fuerza de mordaza de 90 toneladas.
El molde es una palca rectangular
(127-127-1,5 mm).
A continuación se exponen los parámetros del
proceso principales:
Retropresión (bar): | 20 |
Tiempo de Inyección (s): | 3 |
Presión de inyección máxima (MPa): | 14 |
Presión de inyección hidraúlica (MPa): | 6-3 |
Primera presión hidraúlica de retención (MPa): | 4\pm2 |
Primer tiempo de retención (s): | 3 |
Segunda presión hidraúlica de retención (MPa): | 3\pm2 |
Segundo tiempo de retención (s): | 7 |
Tiempo de enfriamiento (s): | 20 |
Temperatura del molde (ºC): | 60 |
La temperatura de fusión está entre 220 y
280ºC.
La prensa de inyección es un Battenfeld tipo BA
500 CD con una fuerza de mordaza de 50 toneladas. El molde de
inserción conduce al moldeo de dos placas (55 x 60 x 1 mm cada
una).
Determinado según el método interno MA 17270,
disponible bajo demanda.
Las placas se acondicionan durante 24 horas a
R.H. 50\pm5% y 33\pm1ºC.
El aparato utilizado es un colorímetro Hunter
D25P-9. La medición y principio de computación se
dan en la norma ASTM-D1003.
El aparato se calibra sin muestra, el calibraje
se verifica con una norma de turbidez. La medición de turbidez se
lleva a cabo sobre cinco placas.
Determinada sobre película de 50 \mum de
espesor de la composición de prueba, preparado como se describe a
continuación. La medición se lleva a cabo sobre una porción de 50 x
50 mm cortada de la zona central de la película.
El instrumento utilizado para la prueba es un
fotómetro Gardner con Haze-meter
UX-10 equipado con una lámpara G.E. 1209 y filtro C.
El calibraje del instrumento se realiza llevando a cabo una
medición en ausencia de la muestra (0% de turbidez) y una medición
con haz de luz interceptado (100% de turbidez).
Se preparan algunas películas con un espesor de
50 \mum extruyendo cada composición de prueba en una extrusora
Collin de un tornillo (relación longitud/diámetro del tornillo: 25)
a una velocidad de estiraje de la película de 7 m/min. y una
temperatura de fusión de 210-250ºC. Cada película
resultante se superpone sobre una película de 1000 \mum de espesor
de un homopolímero de propileno que tiene un índice de isotacticidad
de 97 y un MFR L de 2 g/10 min. Las películas superpuestas se unen
entre sí en una prensa Carver a 200ºC bajo una carga de 9000 kg, que
se mantiene durante 5 minutos.
Los laminados resultantes se estiran longitudinal
y transversalmente, o sea biaxilmente, según un factor de 6 con un
estirador de película TM Long a 150ºC, obteniéndose así una película
de 20 \mum de espesor (homopolímero de 18 \mum + composición de
prueba de 2\mum).
De las películas se cortan muestras de 2 x 54
cm.
Determinado sobre las mismas muestras que para la
turbidez.
El instrumento utilizado para la prueba es un
fotómetro Zehntner modelo 1020 para mediciones incidentes. El
calibraje se realiza llevando a cabo una medición a un ángulo de
incidencia de 60º sobre vidrio negro con un brillo estandard de
96,2% y una medición a un ángulo de incidencia de 45º sobre vidrio
negro con un brillo estandard de 55,4%.
Peso: 35 g;
Altura: 240 mm;
Diámetro del fondo: 38 mm;
Diámetro de abertura: 33 mm.
Estas botellas se preparan mediante moldeo de
soplado de extrusión.
Método de prueba estandard para resistencia al
impacto por caída de contendores termoplásticos moldeados por
soplado. ASTM D 2463-95.
Procedimiento
B
Para determinar al altura de fallo media de las
muestras de prueba, se denomina Método Up and Down o Bruceton
Staircase. Consiste en dejar caer un juego de muestras de prueba de
varias alturas, elevándose o descendiéndose la altura de caída según
el resultado obtenido sobre la muestra mas recientemente probada; o
sea, si la muestra previa falló se rebaja la altura de la caída; si
la muestra previa no falló se eleva la altura de caída.
Cálculo/procedimiento
B
Altura de fallo media:
h = h_{0} + d(A/N)+/-1/2)
h = altura de fallo media
d = aumento en altura o caída
N = número de fallos de sin fallos cualquiera que
sea menor
h0 = altura mas baja a la que cualquiera de N
tiene lugar, y
A = \Sigma^{i-k}_{I=0}
in_{i}; donde h0, h1, h2, h3, etc. son las alturas en orden
progresivo de magnitud en la gama de alturas donde tiene lugar N, i
es el subíndice de h, y n es el número de fallos de sin fallos,
cualquiera que sea pertinente al nivel de i. El signo negativo se
utiliza entre paréntesis para calcular h cuando se refiere a fallos
y el signo positivo cuando N es el número de sin fallos.
Es la fuerza de aplastamiento máxima antes de la
flexión de las paredes de la botella.
Medido según la norma ASTM 1003.
Determinado según el método interno MA 17108,
disponible bajo demanda.
Se obtiene una película colada de muestra de 50
\mum obtenida sobre una extrusora de un solo tornillo de
laboratorio Collin 30 x 25 D. Luego se determina la densidad de los
ojos de pez de la película para cada clase analizando una cantidad
de película representativa mediante proyección (proyector Neo Solex
1000 con lámpara de 1000 W y objetivo Neo Solex F 300 o equivalente)
sobre un pared-gráfica blanca estandard que se
disponen a una distancia fija del proyector y expone los objetivos
de lectura estandard (los llamados "sizing lines" o "gel
classes"), o alternativamente utilizando una técnica secundaria,
o sea un dispositivo de exploración óptica automático (basado en
cámara CCD), para ser calibrado y validado frente al procedimiento
primario o "proyector" antes descrito.
Determinado según FDA 177, 1520, suspendiendo en
un exceso de hexano una muestra de película de 100 \mum de espesor
de la composición que se analiza, en una autoclave a 50ºC durante 2
horas. Luego se elimina el hexano mediante evaporación y se pesa el
residuo secado.
Determinado mediante DSC (Calorimetría de
exploración diferencial).
Determinado como sigue.
Se introducen 2,5 g de polímero y 250 cm^{3} de
xileno en un matraz de vidrio equipado con un refrigerador y un
agitador magnético. Se eleva la temperatura en 30 minutos hasta el
punto de ebullición del disolvente. La solución límpida así
obtenida se mantiene luego bajo reflujo y agitación durante 30
minutos mas. Luego se mantiene el matraz cerrado durante 30 minutos
en un baño de hielo y agua y en baño de agua termostático a 25ºC
durante también 30 minutos. Se filtra el sólido así formado sobre
papel de filtración rápida. Se vierten 100 cm^{3} del líquido
filtrado en un contenedor de aluminio previamente pesado que se
calienta sobre una placa de calentamiento bajo flujo de nitrógeno,
para separar el disolvente mediante evaporación. Luego se mantiene
el contenedor en un horno a 80ºC bajo vacío hasta obtener peso
constante. Luego se calcula el porcentaje en peso del polímero
soluble en xileno a temperatura ambiente. El porcentaje en peso de
polímero insoluble en xileno a temperatura ambiente se considera el
Indice de isotacticidad del polímero. Este valor corresponde
sustancialmente al índice de isotacticidad determinado mediante
extracción con n-heptano hirviente, que por
definición constituye el Indice de isotacticidad de
polipropileno.
Determinado en tetrahidronaftaleno a 135ºC.
En la Tabla se muestran las condiciones del
proceso de polimerización y las características de los productos del
invento.
Las pruebas de polimerización se llevaron a cabo
en continuo en una serie de dos reactores equipados con dispositivos
para transferir el producto de un reactor al otro inmediatamente
siguiente. El primer reactor es un reactor de fase líquida, y el
segundo es un reactor en fase gaseosa de lecho fluido. A menos que
se indique de otro modo la temperatura y presión se mantuvieron
constantes durante el curso de la reacción. Se utilizó hidrógeno
como regulador del peso molecular.
La fase gaseosa (propileno, etileno e hidrógeno)
se analizan de modo continuo vía cromatografía de gas.
Al final de la prueba se descargó el polvo,
estabilizado siguiendo técnicas conocidas, se secó en un horno a
60ºC bajo un flujo de nitrógeno y pelletizó.
El producto puede nuclearse con la adición de
2000 ppm de DBS (di-bencilidensorbitol), antes de
pelletización. Esta adición se lleva a cabo en particular sobre las
muestras que han de someterse a mediciones de turbidez.
Notas de la tabla.
L.P.R. = Reactor de fase líquida; Split =
fracción en peso de polímero producido en el reactor especificado;
G.P.R. = Reactor de fase gaseosa; C2-/(C2+C3)-)= relación molar de
etileno alimentado frente a etileno alimentado mas propileno
alimentado; I.V.= Viscosidad intrínseca; X.S.I.V. = Viscosidad
intrínseca de fracción soluble en xileno; X.I.I.V.= Viscosidad
intrínseca de fracción insoluble en xileno.
Claims (6)
1. Composiciones de polímero de propileno que
comprenden (por ciento en peso):
- A)
- de 70 a 90% de un copolímero aleatorio de propileno con etileno conteniendo de 1 a 6% de etileno, con un contenido de fracción insoluble en xileno a temperatura ambiente (alrededor de 23ºC) no inferior al 93%;
- B)
- de 10% a 30% de un copolímero de propileno con etileno, conteniendo de 8 a 18% de etileno;
en donde la relación
(B)(C^{2}_{B} del porcentaje en peso de (B), con respecto al
peso total de (A) y (B), frente al porcentaje en peso de etileno en
(B), con respecto al peso total de (B), representado en la fórmula
anterior por C^{2}_{B} es 2,5 o
inferior.
2. Las composiciones de polímero de propileno de
la reivindicación 1, que tienen un MFR L (a 230ºC y 2,16 kg de
carga) de 0,5 a 50 g/10 min.
3. Procedimiento de polimerización para la
preparación de composiciones de polímero de propileno de la
reivindicación l, que comprende por lo menos dos etapas
secuenciales, en donde los componentes A) y B) se preparan en etapas
subsiguientes separadas, operando en cada etapa, excepto en la
primera etapa, en presencia del polímero formado y el catalizador
utilizado en la etapa precedente.
4. Botellas y contenedores que comprenden las
composiciones de polímero de propileno de la reivindicación 1.
5. Las botellas y contendores de la
reivindicación 4, obtenidas a partir de las composiciones de
polímero de propileno que tienen un MFR L de 0,5 a 2,5 g/10 min.
6. Las botellas y contendores de la
reivindicación 5, obtenidas mediante moldeo por soplado de
extrusión.
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