ES2572895T3 - Mezclas de polipropileno y poli(ácido láctico) compatibilizadas y procedimientos de fabricación y uso de las mismas - Google Patents

Abstract

Una composición que comprende una mezcla de una poliolefina, un poli(ácido láctico) y un modificador reactivo, en la que el modificador reactivo es un polipropileno funcionalizado con epoxi.

Description

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Mezclas de polipropileno y poli(acido lactico) compatibilizadas y procedimientos de fabricacion y uso de las mismas

Antecedentes

Campo tecnico

La presente descripcion se refiere a mezclas polimericas. De modo mas espedfico, esta descripcion se refiere a composiciones polimericas que comprenden un poUmero biodegradable.

Antecedentes

Los materiales polimericos sinteticos, tales como resinas de polipropileno y polietileno, se emplean mucho en la fabricacion de una diversidad de artfculos de uso final, que vanan desde dispositivos medicos a recipientes de alimentos. Muchas industrias, tales como la industria del envasado, emplean los materiales de polipropileno en diversos procedimientos de fabricacion para crear una diversidad de artfculos acabados, que incluyen pelfculas de polipropileno orientadas biaxialmente (BOPP).

Aunque los artfculos construidos a partir de materiales polimericos sinteticos tienen una utilidad muy extendida, un inconveniente para su uso es que estos materiales tienden a permanecer de modo semipermanente en el entorno natural. En respuesta a los problemas ambientales, cada vez existe mas interes en la produccion y uso de materiales polimericos mas facilmente biodegradables. Estos materiales, tambien conocidos como "materiales verdes", pueden sufrir una degradacion acelerada en un entorno natural. La utilidad de estos materiales polimericos biodegradables a menudo se ve limitada por sus malas propiedades mecanicas y/o ffsicas. Asf, son necesarias composiciones polimericas biodegradables que tengan unas propiedades ffsicas y/o mecanicas deseables.

Sumario

En la presente se describe una composicion que comprende una mezcla de una poliolefina, un poli(acido lactico) y un modificador reactivo, en la que el modificador reactivo es un polipropileno funcionalizado con epoxi.

En la presente se describe ademas un procedimiento para producir una pelfcula orientada, que comprende mezclar por extrusion reactiva una mezcla que comprende polipropileno, poli(acido lactico) y un modificador reactivo para formar una mezcla polimerica compatibilizada, moldear la mezcla polimerica compatibilizada en una pelfcula, y orientar la pelfcula.

En la presente tambien se describe un procedimiento para preparar un modificador reactivo, que comprende poner en contacto una poliolefina, un comonomero de acrilato multifuncional, y un iniciador bajo condiciones adecuadas para la formacion de una poliolefina funcionalizada con epoxi, en el que la poliolefina funcionalizada con epoxi tiene un rendimiento de injerto del 0,2% en peso al 15% en peso.

Breve descripcion de los dibujos

Para una mayor comprension de la presente descripcion y sus ventajas, se ofrece la siguiente descripcion breve, tomada en conexion con los dibujos adjuntos y la descripcion detallada, en la que todas las referencia numericas representan partes similares.

Las figuras 1 y 2 son espectros de espectroscopfa de infrarrojos de la transformada de Fourier (FTIR) para las muestras procedentes del ejemplo 1.

La figura 3 es una grafica de la presion de fusion como una funcion del tiempo para las muestras procedentes del ejemplo 2.

La figura 4 muestra fotograffas de microscopfa de fuerza atomica para las muestras procedentes del ejemplo 2.

La figura 5 es una grafica de la resistencia elastica como una funcion de la temperatura de estiramiento para las muestras procedentes del ejemplo 3.

La figura 6 es una grafica de la opacidad y el brillo a 45° para las muestras procedentes del ejemplo 3 estiradas a 135 °C.

La figura 7 es una grafica de la opacidad como funcion de la temperatura de estiramiento para las muestras procedentes del ejemplo 3.

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La figura 8 es una grafica del brillo a 45° como funcion de la temperatura de estiramiento para las muestras procedentes del ejemplo 3.

La figura 9 es una grafica del brillo a 45° como funcion de la temperatura de estiramiento correlacionada con las fotograffas de microscopfa de fuerza atomica para las muestras procedentes del ejemplo 2.

La figura 10 es una grafica del modulo secante, la resistencia a la traccion en la rotura, y el alargamiento en la rotura para las muestras procedentes del ejemplo 2.

La figura 11 es una grafica de la densidad de la pelfcula como una funcion de la temperatura de estiramiento para las muestras procedentes del ejemplo 3.

La figura 12 es una grafica de la densidad de la pelfcula como una funcion de la temperatura de estiramiento para mezclas de PP/PLA compatibilizadas y no compatibilizadas.

La figura 13 es una grafica de la densidad de BOPP como una funcion de la temperatura de estiramiento para las muestras procedentes del ejemplo 11.

Descripcion detallada

Debe entenderse desde el principio que, aunque a continuacion se proporciona una aplicacion ilustrativa de una o mas realizaciones, los sistemas y/o procedimientos descritos pueden aplicarse empleando cualquiera de una serie de tecnicas, tanto conocidas en la actualidad como existentes. La descripcion no debena, de ninguna manera, limitarse a las aplicaciones ilustrativas, los dibujos y las tecnicas ilustradas a continuacion, incluyendo los ejemplos de disenos y las aplicaciones ilustradas y descritas en la presente, sino que pueden modificarse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, junto con el alcance completo de sus equivalentes.

En la presente se describen composiciones polimericas biodegradables y procedimientos para fabricarlas y utilizarlas. En la presente, las composiciones polimericas biodegradables comprenden materiales que son capaces de ser degradados especialmente en productos inocuos mediante la accion de seres vivos. En una realizacion, las composiciones polimericas biodegradables comprenden poli(acido lactico), polipropileno, y al menos un modificador reactivo, y se denominan mezclas de PP/PLA compatibilizadas (CB). En una realizacion alternativa, la composicion polimerica comprende poli(acido lactico), polipropileno, y al menos un modificador reactivo, y se denomina mezcla de polietileno compatibilizada (CPEB).

Un procedimiento para preparar la CB y/o la CPEB puede comprender la mezcla concurrente del modificador reactivo con una poliolefina (por ejemplo, polipropileno o polietileno) y poli(acido lactico) bajo condiciones adecuadas para la formacion de un material mezclado. Las CB y/o CPEB del tipo descrito en la presente pueden mostrar propiedades ffsicas y/o mecanicas deseables cuando se comparan con la poliolefina o el poli(acido lactico) por sf solos, o con una mezcla no compatibilizada de la poliolefina y el poli(acido lactico).

En una realizacion, la CB comprende polipropileno. El polipropileno puede ser un homopolfmero, con la condicion de que el homopolfmero pueda contener hasta 5% de otra alfa-olefina, que incluye, pero no se limita a alfa-olefinas C2-C8, tales como etileno y 1-buteno. A pesar de la presencia potencial de pequenas cantidades de otras alfa- olefinas, el polipropileno en general se denomina un homopolfmero de polipropileno.

En una realizacion, el homopolfmero de polipropileno esta presente en la CB en una cantidad del 51% en peso al 99% en peso total de la CB, como alternativa, del 70% en peso al 95% en peso, como alternativa del 80% en peso al 90% en peso.

Los homopolfmeros de polipropileno adecuados para su uso en esta descripcion pueden incluir cualquier tipo de polipropileno conocido en la tecnica con la ayuda de esta descripcion. Por ejemplo, el homopolfmero de polipropileno puede ser un polipropileno atactico, un polipropileno isotactico, un polipropileno hemitactico, sindiotactico o sus combinaciones. Un polfmero es "atactico" cuando sus grupos colgantes estan dispuestos de modo aleatorio a ambos lados de la cadena del polfmero. Por contraste, un polfmero es "isotactico" cuando todos sus grupos colgantes estan dispuestos en el mismo lado de la cadena, y es "sindiotactico" cuando sus grupos colgantes alternan en los lados opuestos de la cadena. En un polfmero hemiisotactico, cada unidad repetida alternante tiene un sustituyente aleatorio.

En una realizacion, un polipropileno adecuado para su uso en esta descripcion puede tener una densidad de 0,895 g/ cm3 a 0,920 g/cm3, como alternativa de 0,900 g/ cm3 a 0,915 g/ cm3, y como alternativa de 0,905 g/ cm3 a 0,915 g/cm3, determinada segun ASTM D1505; una temperatura de fusion de 150 °C a 170 °C, como alternativa de 155 °C a 168 °C, y como alternativa de 160 °C a 165 °C, determinada mediante calorimetna de barrido diferencial; una velocidad de flujo en estado fundido de 0,5 g/10 min a 30 g/10 min, como alternativa de 1,0 g/10 min a 15 g/10 min, y como alternativa de 1,5 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinada segun la condicion "L" de ASTM D1238; un

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modulo de traccion de 200.000 psi a 350.000 psi (1378951,46-2413165,05 kPa); como alternativa de 220.000 psi a

320.000 psi (1516846,6-2206322,33 kPa), y como alternativa de 250.000 psi a 320.000 psi (1723689,322206322,33 kPa), determinado segun ASTM D638; una presion de traccion en el Ifmite elastico de 3.000 psi a

6.000 psi (20684,27-41368,54 kPa), como alternativa de 3.500 psi a 5.500 psi (24131,65-37921,17 kPa), y como alternativa de 4.000 psi a 5.500 psi (27579,03-37921,17 kPa), determinada segun ASTM D638; una tension de traccion en el lfmite elastico del 5% al 30%, como alternativa del 5% al 20%, y como alternativa del 5% al 15%, determinada segun ASTM D638; un modulo flexural de 120.000 psi a 330.000 psi (827370,875-2275269,91 kPa), como alternativa de 190.000 psi a 310.000 psi (1310003,89-2137374,76 kPa), y como alternativa de 220.000 psi a

300.000 psi (1516846,6-2068427,19 kPa), determinado segun ASTM D790; un impacto de Gardner de 3 in-lb a 50 in-lb (0,339-5,6492 N-m), como alternativa de 5 in-lb a 30 in-lb (0,5649-3,3895 N-m), y como alternativa de 9 in-lb a 25 in-lb (1,0169-2,8246 N-m), determinado segun ASTM D2463; una resistencia al impacto Izod con muesca de 0,2 pie lb/in a 20 pie lb/in (10,6-1.060 J/m), como alternativa de 0,5 pie lb/in a 15 pie lb/in (26,5-197 J/m), y como alternativa de 0,5 pie lb/in a 10 pie lb/in (26,5-530 J/m), determinada segun ASTM D256A; una dureza Shore D de 30 a 90, como alternativa de 50 a 85, y como alternativa de 60 a 80, determinada segun ASTM D2240; y una temperatura de distorsion termica de 50 °C a 125 °C, como alternativa de 80 °C a 115 °C, y como alternativa de 90 °C a 110 °C, determinada segun ASTM D648.

Los ejemplos de homopolfmeros de polipropileno adecuados para su uso en esta descripcion incluyen, sin limitacion, 3371, 3271, 3270, y 3276, que son homopolfmeros de polipropileno disponibles en el mercado en Total Petrochemicals USA, Inc. En una realizacion, el homopolfmero de polipropileno (por ejemplo, 3371) tiene, en general, las propiedades ffsicas indicada en la tabla 1.

Tabla 1

Propiedades

Valor tfpico de 3371 Procedimiento de ensayo

Fisicas

Densidad, g/cm

0,905 ASTM D1505

Velocidad de flujo en estado fundido (MFR), g/10 min

2,8 ASTM D1238 condicion “L”

Mecanicas

Modulo de traccion, psi (kPa)

235.000 (1620267,96) ASTM D638

Presion de traccion en el lfmite elastico, psi (kPa)

5.100 (35163,26) ASTM D638

Tension de traccion en el lfmite elastico, %

7,5 ASTM D638

Modulo flexural, psi (kPa)

202.000 (1392740,97) ASTM D790

De impacto

Impacto de Gardner, in-lb (N-m)

149,2 (16,85) ASTM D2463

Resistencia al impacto Izod con muesca, pie lb/in (J/m)

0,69 (36,57) ASTM D256A

Dureza

Dureza Shore D

75 ASTM D2240

Termicas

Temperatura de distorsion termica, °F (°C)

207 (97,2) ASTM D648

Temperatura de fusion (DSC), °F (°C)

325 (162,7) DSC

En otra realizacion, el polipropileno puede ser un homopolfmero de polipropileno de alta cristalinidad (HCPP). El HCPP puede contener principalmente polipropileno isotactico. La isotacticidad en los polfmeros puede medirse mediante espectroscopfa de RMN de 13C empleando mesopentadas y puede expresarse como porcentaje de mesopentadas (%mmmm). Tal como se emplea en la presente, el termino "mesopentadas" se refiere a los

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sucesivos grupos metilo localizados en el mismo lado de la cadena del poKmero. En una realizacion, el HCPP tiene un porcentaje de mesopentadas mayor que 97%, o mayor que 98%, o mayor que 99%. El HCPP puede comprender una pequena cantidad de poKmeros atacticos o amorfos. La porcion atactica del polfmero es soluble en xileno y, asf, se denomina fraccion soluble en xileno (XS%). Para determinar la XS%, el polfmero se disuelve en xileno en ebullicion y despues la disolucion se enfna hasta 0 °C, lo cual produce la precipitacion de la porcion isotactica o cristalina del poUmero. La XS% es la porcion de la cantidad original que permanece soluble en el xileno fno. Por consiguiente, la XS% en el polfmero es indicativa del grado de polfmero cristalino formado. La cantidad total de polfmero (100%) es la suma de la fraccion soluble en xileno y la fraccion insoluble en xileno, determinada segun ASTM D5492-98. En una realizacion, el HCPP tiene una fraccion soluble en xileno menor que 1,5%, menor que 1,0%, o menor que 0,5%.

En una realizacion, un HCPP adecuado para su uso en esta descripcion puede tener una densidad de 0,895 g/cm3 a 0,920 g/ cm3, como alternativa de 0,900 g/ cm3 a 0,915 g/ cm3, y como alternativa de 0,905 g/ cm3 a 0,915 g/ cm3, determinada segun ASTM D1505; una velocidad de flujo en estado fundido de 0,5 g/10 min a 30 g/10 min, como alternativa de 1,0 g/10 min a 15 g/10 min, y como alternativa de 1,5 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinada segun ASTM D1238; un modulo secante en la direccion de la maquina (MD) de 350.000 psi a 420.000 psi (2413165,05-2895798,06 kPa), como alternativa de 380.000 psi a 420.000 psi (2620007,77-2895798,06 kPa), y como alternativa de 400.000 psi a 420.000 psi (2757902,92-2895798,06 kPa), determinado segun ASTM D882; un modulo secante en la direccion transversal (TD) de 400.000 psi a 700.000 psi (2757902,92-4826330,11 kPa), como alternativa de 500.000 psi a 700.000 psi (3447378,65-4826330,11 kPa), y como alternativa de 600.000 psi a

700.000 psi (4136854,38-4826330,11 kPa), determinado segun ASTM D882; una resistencia a la traccion en la rotura en la MD de 19.000 psi a 28.000 psi (131000,39-193053,2 kPa), como alternativa de 22.000 psi a 28.000 psi (151684,66-193053,2 kPa), y como alternativa de 25.000 psi a 28.000 psi (172368,93-193053,2 kPa), determinada segun ASTM D882; una resistencia a la traccion en la rotura en la TD de 20.000 psi a 40.000 psi (137895,15275790,29 kPa), como alternativa de 30.000 psi a 40.000 psi (206842,72-275790,29 kPa), y como alternativa de

35.000 psi a 40.000 psi (241316,51-275790,29 kPa), determinada segun ASTM D882; un alargamiento en la rotura en la MD del 50% al 200%, como alternativa del 100% al 180%, y como alternativa del 120% al 150%, determinado segun ASTM D882; un alargamiento en la rotura en la TD del 50% al 150%, como alternativa del 60% al 100%, y como alternativa del 80% al 100%, determinado segun ASTM D882; una temperatura de fusion de 150 °C a 170 °C, como alternativa de 155 °C a 170 °C, y como alternativa de 160 °C a 170 °C, determinada mediante calorimetna de barrido diferencial; un brillo a 45° de 70 a 95, como alternativa de 75 a 90, y como alternativa de 80 a 90, determinado segun ASTM D2457; un porcentaje de opacidad del 0,5% al 2,0%, como alternativa del 0,5% al 1,5%, y como alternativa del 0,5% al 1,0%, determinado segun ASTM D1003; y una velocidad de transmision de vapor de agua de 0,15 a 0,30 g-mil/100 in2/dfa (645,16 cm2)/dfa, como alternativa de 0,15 a 0,25 g-mil/100 in2 (645,16 cm2)/dfa, y como alternativa de 0,20 a 0,21 g-mil/100 in2 (645,16 cm2)/dfa, determinada segun ASTM F1249-90.

Un ejemplo de un HCPP adecuado para su uso en esta descripcion incluye, sin limitacion, 3270, que es un HCPP disponible en el mercado en Total Petrochemicals USA, Inc. El HCPP (por ejemplo, 3270) puede tener, en general, las propiedades ffsicas indicada en la tabla 2.

Tabla 2

Propiedades

Valor tfpico de 3270 Procedimiento de ensayo

Fisicas

Densidad, g/ cm

0,910 ASTM D1505

Velocidad de flujo en estado fundido (MFR) (230 °C/2,16 kg), g/10 min

2,0 ASTM D1238

Mecanicas

Modulo secante MD, psi (kPa)

420.000 (2895798,06) ASTM 882

Modulo secante TD, psi (kPa)

700.000 (4826330,11) ASTM 882

Resistencia a la traccion en la rotura MD, psi (kPa)

28.000 (193053,2) ASTM 882

Resistencia a la traccion en la rotura TD, psi (kPa)

39.000 (268895,53) ASTM 882

Alargamiento en la rotura MD, %

150 ASTM 882

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Alargamiento en la rotura TD, %

60 ASTM 882

Termicas

Temperatura de fusion, °F (°C)

329 (165 °C) DSC

Opticas

Brillo (a 45°)

85 ASTM D2457

Opacidad, %

1,0 ASTM D1003

De barrera

Transmision de vapor de agua, 100 °F (37,7 °C), 90% de H.R., g-mil/100 in2 (645,16 cm2)/dfa

0,2 ASTM F1249-90

En otra realizacion, el polipropileno puede ser un copolfmero heterofasico de polipropileno (PPHC), en el que una fase o un componente de homopolfmero de polipropileno se une a una fase o componente de copolfmero. El PPHC puede comprender desde mas del 6,5% a menos del 11,5% en peso de etileno, como alternativa del 8,5% a menos del 10,5%, como alternativa del 9,5% de etileno basado en el peso total del PPHC. En la presente, los porcentajes de un componente se refieren al porcentaje en peso de ese componente en la composicion total, a menos que se indique lo contrario.

La fase de copolfmero de un PPHC puede ser un copolfmero aleatorio de propileno y etileno, tambien denominado una goma de etileno/propileno (EPR). Los copolfmeros de impacto de PP muestran unas fases homopolimericas diferenciadas que estan interrumpidas por secuencias cortas o bloques que tienen una disposicion aleatoria de etileno y propileno. En comparacion con los copolfmeros aleatorios, los segmentos de bloques que comprenden el EPR pueden tener ciertas caractensticas polimericas (por ejemplo, viscosidad intrmseca) que pueden diferir de las del copolfmero como un todo. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, la porcion de EPR del PPHC tiene unas caractensticas gomosas que, cuando se incorporan dentro de la matriz del componente homopolimerico, pueden actuar para proporcionar una mayor resistencia al impacto al PPHC. En una realizacion, la porcion de EPR del PPHC comprende mas del 14% en peso del PPHC, como alternativa mas del 18% en peso del PPHC, y como alternativa del 14% en peso al 18% en peso del PPHC.

La cantidad de etileno presente en la porcion de EPR del PPHC puede ser del 38% en peso al 50% en peso, como alternativa del 40% en peso al 45% en peso, basado en el peso total de la porcion de EPR. La cantidad de etileno presente en la porcion de EPR del PPHC puede determinarse de modo espectrofotometrico empleando un procedimiento de espectroscopfa de infrarrojos de la transformada de Fourier (FTIR). De modo espedfico, se registra el espectro de FTIR de una muestra polimerica para una serie de muestras que tienen un contenido en etileno de EPR conocido. Se calcula la proporcion de transmitancia a 720 cm-1/900cm-1 para cada concentracion de etileno y despues puede construirse una curva de calibracion. Despues puede realizarse un analisis de la regresion lineal sobre la curva de calibracion para derivar una ecuacion que despues se utiliza para determinar el contenido en etileno de EPR para un material de muestra.

La porcion de EPR del PPHC puede mostrar una viscosidad intrmseca diferente de la del componente de homopolfmero de propileno. En la presente, la viscosidad intrmseca se refiere a la capacidad de un polfmero en disolucion para aumentar la viscosidad de dicha disolucion. La viscosidad se define en la presente como la resistencia al flujo debida a la fraccion interna. En una realizacion, la viscosidad intrmseca de la porcion de EPR del PPHC puede ser mayor que 2,0 dl/g, como alternativa de 2,0 dl/g a 3,0 dl/g, como alternativa de 2,4 dl/g a 3,0 dl/g, como alternativa de 2,4 dl/g a 2,7 dl/g, y como alternativa de 2,6 dl/g a 2,8 dl/g. La viscosidad intrmseca de la porcion de EPR del PPHC se determina segun ASTM D5225.

En una realizacion, el PPHC puede tener una velocidad de flujo en estado fundido (MFR) de 65 g/10 min a 130 g/10 min, como alternativa de 70 g/10 min a 120 g/10 min, como alternativa de 70 g/10 min a 100 g/10 min, como alternativa de 70 g/10 min a 90 g/10 min, como alternativa de 75 g/10 min a 85 g/10 min, como alternativa de 90 g/10 min. Unas excelentes propiedades de flujo, tal como indica un alto MFR, permiten una fabricacion de alta capacidad de procesamiento de componentes polimericos moldeados. En una realizacion, el PPHC es una resina de calidad de reactor sin modificaciones, que tambien puede denominarse un PP de orden bajo. En algunas realizaciones, el PPHC es una resina de calidad de reologfa controlada, en la que la velocidad de flujo en estado fundido se ha ajustado mediante diversas tecnicas, tales como la viscorreduccion. Por ejemplo, la MFR puede aumentar mediante una viscorreduccion, segun se describe en la patente de EEUU n.° 6.503.990, que se incorpora por referencia en su totalidad. Tal como se describe en esta publicacion, se mezclan unas cantidades de peroxido

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con una resina polimerica en forma copos, de polvos, o de granulos para aumentar la MFR de la resina. La MFR, tal como se define en la presente, se refiere a la cantidad de una resina polimerica fundida que fluye a traves de un orificio a una temperatura especificada y bajo una carga especificada. La MFR puede determinarse utilizando un plastometro de piston de peso muerto que extruye polipropileno a traves de un orificio de dimensiones especificadas a una temperatura de 230 °C y una carga de 2,16 kg segun ASTM D 1238.

Los ejemplos representativos de PPHC adecuados incluyen, sin limitacion, 4920W y 4920WZ, que son resinas de copolfmeros de impacto que estan disponibles en el mercado en Total Petrochemicals USA Inc. En una realizacion, el PPHC (por ejemplo, 4920W) tiene, en general, las propiedades ffsicas indicadas en la tabla 3.

Tabla 3

Propiedades

Valor tipico Procedimiento ASTM

Fisicas

Flujo en estado fundido, g/10 min

100 D1238

Densidad, g/ cm

0,905 D1505

Punto de fusion, °C

160-165 DSC

Mecanicas

Resistencia a la traccion en el lfmite elastico, psi (MPa)

3700 (25) D638

Alargamiento en el lfmite elastico, %

6 D638

Modulo flexulra, psi (MPa)

190.000 (1.300) D790

Izod con muesca, pie.lb/in (J/m)

1,0 (50) ASTM D256A

Termicas

Deflexion termica, °C

90 D648

En una realizacion, la CPEB comprende polietileno, como alternativa polietileno de alta densidad, como alternativa polietileno de baja densidad, como alternativa polietileno de baja densidad lineal, o sus combinaciones.

En una realizacion, la CPEB comprende polietileno de alta densidad (HDPE). En la presente, un HDPE tiene una densidad igual o mayor que 0,941 g/ cm3, como alternativa de 0,941 g/ cm3 a 0,965 g/ cm3, como alternativa de 0,945 g/ cm3 a 0,960 g/ cm3. El HDPE puede ser un homopolfmero o un copolfmero, por ejemplo, un copolfmero de etileno con uno o mas monomeros de alfa-olefina, tales como propileno, buteno, hexeno, etc. En una realizacion, el HDPE es un homopolfmero. Un HDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, una velocidad de flujo de masa en estado fundido, determinada mediante ASTM D1238, de 0,01 g/10 min a 50 g/10 min, o de 0,5 g/10 min a 20 g/10 min, o de 1,0 g/10 min a 10 g/10 min. En una realizacion, un HDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, un modulo de traccion, determinado mediante ASTM D638, de 100.000 psi a 350.000 psi (689475,73-2413165,05 kPa), o de 150.000 psi a 300.000 psi (1034213,59-2068427,19 kPa), o de 180.000 psi a 220.000 psi (1241056,31-1516846,6 kPa). En una realizacion, un HDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, un modulo flexural, determinado mediante ASTM D790, de 30.000 psi a 350.000 psi (206842,72-2413165,05 kPa), o de 100.000 psi a 300.000 psi (689475,73-2068427,19 kPa), o de 150.000 psi a 200.000 psi (1034213,59-1378951,46 kPa). En una realizacion, un HDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, una temperatura de fusion, determinada mediante, calorimetna de barrido diferencial (DSC), de 120 °C a 140 °C, o de 125 °C a 135 °C, o de 130 °C a 133 °C.

Los ejemplos de HDPE adecuados para su uso en esta descripcion incluyen, sin limitacion, 6450 HDPE, que es una resina de polietileno, y mPE ER 2283 POLYETHYLENE, que es una resina de polietileno de alta densidad de metaloceno con hexeno como comonomero, estando ambas disponibles en el mercado en Total Petrochemicals USA, Inc. En una realizacion, un HDPE adecuado tiene, en general, las propiedades ffsicas indicadas en la tabla 4 (por ejemplo, 6450 HDPE) o tabla 5 (por ejemplo, ER 2283).

Tabla 4

Propiedades

Valor tfpico Procedimiento ASTM

Resina111

fodice de flujo en estado fundido, 190 °C, 12,16 kg, g/10 min

5,0 D 1238

Densidad, g/cm

0,962 D 792

Punto de fusion, °F (°C)

265 (129,4) D 3417

PeKcula(1)(2)

Opacidad, %

5,0 D 1003

Brillo, %

85 D 523

Resistencia a la traccion en la rotura (MD), psi

3500 (24131,65) D 882

Resistencia a la traccion en la rotura (TD), psi

3800 (2620,01) D 882

Alargamiento en la rotura (MD), %

850 D 882

Alargamiento en la rotura (TD), %

650 D 882

Modulo secante con tension del 2% (MD), psi

100.000 (689475,73) D 882

Modulo secante con tension del 2% (TD), psi

130.000 (896318,448) D 882

WVTR(3) a 100 °F (37,7 °C), g/100 in2 (645,16 cm2)^a

0,5 E 96/66

Fragilidad a baja temperatura, °F (°C)

<-112 (44,4) D 746

(1) Los datos se obtuvieron bajo condiciones de laboratorio y no se deben emplear como especificacion, maxima o minima. (2) Los datos listados se determinaron con una pelfcula moldeada de 1,0 mil. (3) Velocidad de transmision de vapor de agua.

Tabla 5

Propiedades

Procedimiento Unidad Valor

Fisicas

Densidad

ISO 1183 g/cm3 0,950

fndice de fusion (2,16 kg)

ISO 1133 g/10 min 2,0

Punto de fusion

EN ISO 11357 °C 133

Temperatura Vicat

ISO 306 °C 130

Pelicula moldeada

Impacto Dart

ISO 7765-1 g 36

Resistencia a la traccion en el lfmite elastico MD/TD

ISO 527-3 MPa 23/24

Resistencia a la traccion en la rotura MD/TD

ISO 527-3 MPa 43/41

Alargamiento en la rotura MD/TD

ISO 527-3 % 640/820

Elmendorf MD/TD

ISO 6393 N/mm 8/130

Opacidad

ISO 14782 % 10

Brillo a 45°

ASTM D2457 68

En una realizacion, la CPEB comprende un polietileno de baja densidad (LDPE). En la presente, un LDPE se define 5 con un intervalo de densidad de 0,910 g/cm3 a 0,940 g/cm3, como alternativa de 0,917 g/cm3 a 0,935 g/cm3, y como alternativa de 0,920 g/cm3 a 0,930 g/cm3. El LDPE tambien puede caracterizarse por la presencia de una mayor ramificacion, cuando se compara con un HDPE. El LDPE puede ser un homopolfmero o un copolfmero, por ejemplo, un copolfmero de etileno con uno o mas monomeros de alfa-olefina, tales como propileno, buteno, hexeno, etc. En una realizacion, el LDPE es un homopolfmero. Un LDPE adecuado para su uso en esta descripcion 10 puede tener, en general, una velocidad de flujo de masa en estado fundido, determinada mediante ASTM D1238, de 0,1 g/10 min a 60 g/10 min, o de 0,5 g/10 min a 30 g/10 min, o de 1 g/10 min a 20 g/10 min. En una realizacion, un LDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, un modulo de traccion, determinado mediante ASTM D638, de 10.000 psi a 70.000 psi (68947,57-482633,01 kPa), o de15.000 psi a 65.000 psi (103421,36-448159,22 kPa), o de 20.000 psi a 60.000 psi (137895,15-413685,44 kPa). En una realizacion, un 15 LDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, un, modulo flexural, determinado mediante ASTM D790, de 9.000 psi a 60.000 psi (62052,82-413685,44 kPa), o de 10.000 psi a 55.000 psi (68947,57-379211,65 kPa), o de 15.000 psi a 50.000 psi (103421,36-344737,86 kPa). En una realizacion, un LDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, una temperatura de fusion, determinada mediante calorimetna de barrido diferencial (DSC), de 85 °C a 125 °C, o de 90 °C a 120 °C, o de 95 °C a 120 °C.

20 Un ejemplo representativo de un LDPE adecuado es 1020 FN 24, que es un LDPE disponible en el mercado en Total Petrochemicals USA, Inc. El LDPE (por ejemplo, 1020 FN 24) puede tener, en general, las propiedades ffsicas indicada en la tabla 6.

Tabla 6

Unidades inglesas SI Procedimiento

Propiedades fisicas nominales

Densidad

- 0,922 g/cm3 ASTM D1505

fndice de fusion, 190 °C/2,16 kg

- 2,1 g/10 min ASTM D1238

Punto de fusion

232 °F 109 °C ASTM D3418

Temperatura de ablandamiento Vicat

209 °F 94 °C ASTM D1525

Propiedades de pelicula soplada nominal a 40 um(1)

Opacidad

7,0% 7,0% ASTM D1003

Resistencia a la traccion en el lfmite elastico MD/TD

1595 psi/1523 psi 11 MPa/10,5 MPa ISO 527-3

Resistencia a la traccion en la rotura MD/TD

4061 psi/3190 psi 28/22 MPa ISO 527-3

Alargamiento en la rotura MD/TD

360%/630% 360%/630% ISO 527-3

Elmendorf MD/TC

- 75/45 N/m ISO 6383-2

Ensayo Dart

- 120 g ISO 7765-1

5

10

15

20

25

Opacidad

7% 7% ISO 14782

11 Los datos se obubieron empleando espedmenes de laboratorio producidos con extrusion: diametro del tornillo = 45 mm, L/D = 30, diametro del troquel = 120 mm BUR = 2,5:1, temperatura = 185 °C.

las siguientes condiciones de hueco del troquel = 1,4 mm,

En una realizacion, la CPEB comprende un polietileno de baja densidad lineal (LLDPE). El LLDPE es un polietileno sustancialmente lineal, con un numero significativo de ramificaciones cortas. Los LLDPE se generan habitualmente mediante la copolimerizacion del etileno con olefinas de cadena mas larga. Los LLDPE se diferencian estructuralmente del polietileno de baja densidad por la ausencia de ramificaciones de cadena larga. En una realizacion, el LLDPE es un copolfmero, por ejemplo, un copoUmero de etileno con uno o mas monomeros de alfa- olefina, tales como propileno, buteno, hexeno, etc. Un LLDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener una densidad, determinada mediante ASTM D792, de 0,900 g/ cm3 a 0,920 g/cm3, o de 0,905 g/ cm3 a 0,918 g/ cm3, o de 0,910 g/ cm3 a 0.918 g/ cm3. En una realizacion, un LLDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, una velocidad de flujo de masa en estado fundido, determinada mediante ASTM D1238, de 0,1 g/10 min, o de 0,5 g/10 min a 30 g/10 min, o de 1 g/10 min a 20 g/10 min. En una realizacion, un LLDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, un modulo de traccion tensil, determinado mediante ASTM D638, de 20.000 psi a 250.000 psi (137895,15-1723689,32 kPa), o de 50.000 psi a 220.000 psi (344737,86-1516846,6 kPa), o de 100.000 psi a 200.000 psi (689475,73-1378951,46 kPa). En una realizacion, un LLDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, un modulo flexural, determinado mediante ASTM D790, de 5.000 psi a 150.000 psi (34473,79-1034213,59 kPa), o de 10.000 psi a 130.000 psi (68947,57-896318,448 kPa), o de 50.000 psi a 110.000 psi (344737,86-758423,302 kPa). En una realizacion, un LLDPE adecuado para su uso en esta descripcion puede tener, en general, una temperatura de fusion, determinada mediante calorimetna de barrido diferencial (DSC), de 70 °C a 140 °C, o de 80 °C a 130 °C, o de 90 °C a 120 °C.

Un ejemplo representativo de un LLDPE adecuado es FINATHENE LL 4010 FE 18, que es un LLDPE disponible en el mercado en Total Petrochemicals. El LLDPE (por ejemplo, FINATHENE LL 4010 FE 18) puede tener, en general, las propiedades ffsicas indicada en la tabla 7.

Tabla 7

Propiedades

Unidades inglesas SI Procedimiento

Resina nominal

Densidad

- 0,918 g/cm3 ASTM D792

fndice de fusion

- 1,0 g/10 min ASTM D1238

Termicas

Punto de fusion

252 °F 122 °C ISO 11357-3

Opticas

Opacidad

10,0% 10,0% ASTM D1003

Propiedades de pelicula nominal a 0,984 mil (25 um)

Resistencia a la traccion en el lfmite elastico de la pelfcula, MD

1600 psi 11,0 MPa ISO 527

Resistencia a la traccion en el lfmite elastico de la pelfcula, TD

1600 psi 11,0 MPa ISO 527

Alargamiento en la rotura de la pelfcula, MD

600% 600% ISO 527

Alargamiento en la rotura de la pelfcula, TD

750% 750% ISO 527

Modulo secante, MD

23,2 ksi 0,160 GPa ISO 5527

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Modulo secante, TD

24,7 ksi 0,170 GPa ISO 5527

Ensayo de cafda Dart

0,198 lb 90,0 g ISO 7765-1

Resistencia a la traccion en la rotura de la pelfcula, MD

5800 psi 40,0 MPa ISO 527

Resistencia a la traccion en la rotura de la pelfcula, TD

4350 psi 30,0 MPa ISO 527

Las poliolefinas adecuadas para su uso en esta descripcion (por ejemplo, polipropileno, polietileno) pueden prepararse utilizando cualquier procedimiento adecuado. Por ejemplo, la poliolefina puede prepararse empleando un catalizador de Ziegler-Natta, un catalizador de metaloceno, o sus combinaciones. El polietileno, por ejemplo, puede prepararse empleando un catalizador de oxido de cromo, o cualquier otro catalizador adecuado.

En una realizacion, la poliolefina se prepara utilizando catalizadores de Ziegler-Natta, que se basan generalmente en compuestos de titanio y de aluminio organometalico, por ejemplo, trietilaluminio (C2Hs)3Al. Los catalizadores de Ziegler-Natta y los procedimientos para formar dichos catalizadores se describen en las patentes de EEUU n.os 4.298.718; 4.544.717; y 4.767.735, cada una de las cuales se incorpora por referencia en la presente en su totalidad.

En otra realizacion, la poliolefina puede prepararse utilizando un catalizador de metaloceno. Los catalizadores de metaloceno puede caracterizarse en general como compuestos de coordinacion que incorporan uno o mas grupos ciclopentadienilo (Cp) (que pueden estar sustituidos o no sustituidos, siendo cada sustitucion igual o diferente) coordinados con un metal de transicion a traves de un enlace. Los ejemplos de catalizadores de metaloceno y de procedimientos para formar estos catalizadores se describen en las patentes de EEUU n.os 4.794.096 y 4.975.403, cada una de las cuales se incorpora por referencia en la presente en su totalidad. Se describen con mas detalle ejemplos de poliolefinas preparadas mediante el uso de catalizadores de metaloceno en las patentes de EEUU n.os 5.158.920; 5.416.228; 5.789.502; 5.807.800; 5.968.864; 6.225.251; 6.777.366; 6.777.367; 6.579.962; 6.468.936; 6.579.962; y 6.432.860, cada una de las cuales se incorpora por referencia en la presente en su totalidad.

La poliolefina tambien puede prepararse utilizando cualquier otro procedimiento, tal como una combinacion de catalizadores de Ziegler-Natta y metaloceno, por ejemplo tal como se describe en las patentes de EEUU n.os 7.056.991 y 6.653.254, cada una de las cuales se incorpora por referencia en la presente en su totalidad.

La poliolefina puede formarse colocando uno o mas monomeros de olefina (por ejemplo, etileno, propileno), solos o con otros monomeros, en un recipiente de reaccion adecuado en presencia de un catalizador (por ejemplo, de Ziegler-Natta, de metaloceno, etc.) y bajo las condiciones de reaccion adecudas para su polimerizacion. Puede emplearse cualquier equipo y procedimiento adecuados para polimerizar la olefina y producir un polfmero. Por ejemplo, estos procedimientos pueden incluir procedimientos de fase en disolucion, de fase gaseosa, de fase en suspension, de fase en masa, de alta presion o sus combinaciones. Estos procedimientos se describen con mas detalle en las patentes de EEUU n.os 5.525.678; 6.420.580; 6.380.328; 6.359.072; 6.346.586; 6.340.730; 6.339.134; 6.300.436; 6.274.684; 6.271.323; 6.248.845; 6.245.868; 6.245.705; 6.242.545; 6.211.105; 6.207.606; 6.180.735; y 6.147.173, que se incorporan por referencia en la presente en su totalidad.

En una realizacion, la poliolefina se forma mediante un procedimiento de polimerizacion en fase gaseosa. Un ejemplo de un procedimiento de polimerizacion en fase gaseosa incluye un sistema de ciclo continuo, en el que una corriente de gas que esta circulando (que tambien se denomina una corriente de reciclaje o un medio fluidificante) se calienta en un reactor mediante el calor de la polimerizacion. El calor se retira de la corriente gaseosa que esta circulando en otra parte del ciclo mediante un sistema de enfriamiento externo al reactor. La corriente gaseosa en circulacion que contiene uno o mas monomeros puede ciclarse continuamente a traves de un lecho fluido en presencia de un catalizador bajo condiciones reactivas. La corriente gaseosa que esta en circulacion generalmente se retira del lecho fluido y se vuelve a reciclar hacia el reactor. De modo simultaneo, el producto polimerico puede extraerse del reactor y puede anadirse monomero fresco para reemplazar al monomero polimerizado. La presion del reactor en un procedimiento de fase gaseosa puede variar de 100 psig a 500 psig (689,476-3447,38 kPa), o de 200 psig a 400 psig (1378,95-2757,9 kPa), o de 250 psig a 350 psig (1723,692413,17 kPa). La temperatura del reactor en un procedimiento de fase gaseosa puede variar de 30 °C a 120 °C, o de 60 °C a 115 °C, o de 70 °C a 110 °C, o de 70 °C a 95 °C, por ejemplo, como se describe en las patentes de EEUU n.os 4.543.399; 4.588.790; 5.028.670; 5.317.036; 5.352.749; 5.405.922; 5.436.304; 5.456.471; 5.462.999; 5.616.661; 5.627.242; 5.665.818; 5.677.375; y 5.668.228, que se incorporan por referencia en la presente en su totalidad.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

En una realizacion, la poliolefina se forma mediante un procedimiento de polimerizacion en fase de suspension. Los procedimientos de fase de suspension incluyen, en general, formar una suspension del polfmero solido en partfculas en un medio de polimerizacion lfquido, al cual se le anaden monomeros y, opcionalmente, hidrogeno, junto con el catalizador. La suspension (que puede incluir diluyentes) puede retirarse de modo intermitente o continuo del reactor, en donde los componentes volatiles pueden separarse del polfmero y reciclarse, opcionalmente despues de una destilacion, al reactor. El diluyente licuado empleado en el medio de polimerizacion puede incluir un alcano C3 a C7 (por ejemplo, hexano o isobuteno). El medio empleado en general es lfquido bajo las condiciones de polimerizacion y relativamente inerte. Un procedimiento en fase de masa es similar al procedimiento de suspension. Sin embargo, el procedimiento puede ser un procedimiento en masa, un procedimiento en suspension o un procedimiento en suspension en masa.

En una realizacion, la CB y/o CPEB comprenden poli(acido lactico). En esta descripcion puede utilizarse cualquier poli(acido lactico) adecuado. Por ejemplo, el poli(acido lactico) puede comprender poli-L-lactida (PLLA), poli-D- lactida (PDLA), poli-LD-lactida (PDLLA), o sus combinaciones. El poli(acido lactico) puede prepararse empleando cualquier procedimiento adecuado. Por ejemplo, el poli(acido lactico) puede prepararse mediante condensacion de deshidratacion del acido lactico, tal como se describe en la patente de EEUU n.° 5.310.865, que se incorpora por referencia en la presente en su totalidad. Como alternativa, el poli(acido lactico) puede prepararse mediante la smtesis de una lactida dclica (tambien conocida como dfmero dclico) a partir del acido lactico, seguido de la polimerizacion por apertura del anillo de la lactida dclica. Un ejemplo de dicho procedimiento se describe en la patente de EEUU n.° 2.758.987, que se incorpora por referencia en la presente en su totalidad.

Pueden utilizarse catalizadores en la produccion del poli(acido lactico). Los catalizadores pueden ser de cualquier tipo adecuado pare el procedimiento. Los ejemplos de dichos catalizadores incluyen, sin limitacion, compuestos de estano, tales como octilato de estano, compuestos de titanio, tales como titanato de tetraisopropilo, compuestos de circonio, tales como isopropoxido de circonio, y compuestos de antimonio, tales como trioxido de antimonio.

Pueden introducirse aditivos, tales como los descritos previamente, en la composicion de poli(acido lactico). Otros procedimientos para producir poli(acido lactico) se describen en las patentes de EEUU n.os 5.821.327; 5.770.682; 5.508.378; 5.470.944; y 4.797.468, que se incorporan por referencia en la presente en su totalidad.

En una realizacion, un poli(acido lactico) adecuado para su uso en esta descripcion puede tener una densidad de 1,238 g/ cm a 1,265 g/ cm , como alternativa de 1,24 g/ cm a 1,26 g/ cm , y como alternativa de 1,245 g/ cm a 1,255 g/ cm3, determinada segun ASTM D792; un mdice de fusion (210 °C, 2,16 kg) de 5 g/10 min a 35 g/10 min, como alternativa de 10 g/10 min a 30 g/10 min, y como alternativa de 10 g/10 min a 20 g/10 min, determinado segun ASTM D1238; una temperatura de fusion cristalina de 150 °C a 180 °C, como alternativa de 160 °C a 175 °C, y como alternativa de 160 °C a 170 °C, determinada segun ASTM D3418; una temperatura de transicion vttrea de 45 °C a 85 °C, como alternativa de 50 °C a 80 °C, y como alternativa de 55 °C a 75 °C, determinada segun ASTM D3417; una resistencia elastica de traccion de 4.000 psi a 25.000 psi (27579,03-172368,93 kPa), como alternativa de 5.000 psi a 20.000 psi (34473,79-137895,15 kPa), y como alternativa de 5.500 psi a 20.000 psi (37921,17-137895,15 kPa), determinada segun ASTM D638; un alargamiento de traccion del 1,5% al 10%, como alternativa del 2% al 8%, y como alternativa del 3% al 7%, determinado segun ASTM D638; un modulo flexural de 250.000 psi a 600.000 psi (1723689,32-4136854,38 kPa), como alternativa de 300.000 psi a 550.000 psi (2068427,19-3792116,51 kPa), y como alternativa de 400.000 psi a 500.000 psi (2757902,92-3447378,65 kPa), determinado segun ASTM D790; un impacto Izod con muesca de 0,1 pie-lb/in a 0,8 pie-lb/in (5,3-53,8 J/m), como alternativa de 0,2 pie-lb/in a 0,7 pie-lb/in (10,6-37,1 J/m), y como alternativa de 0,4 pie-lb/in a 0,6 pie-lb/in, determinado segun ASTM D256.

Un ejemplo de un poli(acido lactico) adecuado para su uso en esta descripcion incluye, sin limitacion, NatureWorks 3051D, que esta disponible en el mercado en Nature Works LLC. En una realizacion, el poli(acido lactico) adecuado para su uso en esta descripcion (por ejemplo, Natureworks 3051D) puede tener, en general, las propiedades ffsicas indicada en la tabla 8.

Tabla 8

Propiedades

Valor tipico de 3051D Procedimiento de ensayo

Fisicas

Densidad, g/ cm

1,25 ASTM D792

fndice de fusion 8210 °C, 2,16 kg), g/10 min

10-25 ASTM D1238

Temperatura de fusion cristalina, °C

150-165 ASTM D3418

5

10

15

20

25

30

35

Temperatura de transicion vttrea, °C

55-65 ASTM D3417

Mecanicas

Resistencia elasctica de traccion, psi (kPa)

7000 (48263,3) ASTM D638

Alargamiento de traccion, %

2,5 ASTM D638

Modulo flexural, psi (kPa)

555.000 (3826590,3) ASTM D790

Impacto Izod con muesca, pie-lb/in (J/m)

0,3 (15,9) ASTM D256

En una realizacion, el poli(acido lactico) esta presente en la CB y/o CPEB en una cantidad del 1% en peso al 40% en peso en peso total de la CB, como alternativa del 5% en peso al 30% en peso, como alternativa del 10% en peso al 20% en peso.

En una realizacion, la CB y/o CPEB comprenden un modificador reactivo. En la presente, los modificadores reactivos se refieren a aditivos polimericos que, cuando se anaden a una mezcla fundida de polfmeros inmiscibles (por ejemplo, PP y PLA o PE y PLA), forman compuestos in situ que actuan para estabilizar la mezcla. Los compuestos formados in situ actuan como compatibilizadores, y los modificadores reactivos son los precursores de estos compatibilizadores.

El modificador reactivo comprende una poliolefina funcionalizada con epoxi. Los ejemplos de poliolefinas funcionalizadas con epoxi adecuadas para su uso en esta descripcion incluyen, sin limitacion, polipropileno funcionalizado con epoxi, tal como polipropileno injertado con metacrilato de glicidilo (PP-g-GMA).

El PP-g-GMA puede prepararse mediante cualquier procedimiento adecuado tal como, por ejemplo, injertando GMA al polipropileno en presencia de un iniciador, tal como peroxido. Los ejemplos de iniciadores adecuados para su uso en esta descripcion incluyen, sin limitacion, LUPERSOL 101 y TRIGANOX 301, cuyos peroxidos estan disponibles en el mercado en Arkema. En una realizacion, el iniciador puede emplearse en una cantidad del 0,03% al 2% en peso total de la mezcla (es decir, CB o CPEB), como alternativa del 0,2% en peso al 0,8% en peso, como alternativa del 0,3% en peso al 0,5% en peso.

La reaccion de injertado del GMA en el PP puede realizarse en estado fundido dentro de un extrusor, tal como, por ejemplo, un extrusor de un solo tornillo o de doble tornillo. En lo sucesivo, este procedimiento se denomina extrusion reactiva. Una materia prima que comprende PP, GMA y un iniciador (es decir, peroxido) puede introducirse en un reactor de extrusion secuencialmente a lo largo del extrusor, o como alternativa, la materia prima (por ejemplo, PP, GMA y un iniciador) puede premezclarse fuera y despues introducirse en el extrusor.

En una realizacion alternativa, el PP-g-GMA se prepara injertando GMA en el polipropileno en presencia de un iniciador y un comonomero de acrilato multifuncional. Los comonomeros de acrilato multifuncionales pueden comprender diacrilato de polietilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), o sus combinaciones.

El comonomero de acrilato multifuncional puede caracterizarse tambien por un punto de relampago alto. El punto de relampago de un material es la temperatura mas baja a la que puede formar una mezcla inflamable en el aire, determinada segun ASTM D93. Cuanto mas alto sea el punto de relampago, menos inflamable es el material, lo cual es un atributo beneficioso para la extrusion reactiva en estado fundido. En una realizacion el comonomero de acrilato multifuncional puede tener un punto de relampago de 50 °C a 120 °C, como alternativa de 70 °C a 100 °C, como alternativa de 80 °C a 100 °C. Los ejemplos de comonomeros de acrilato multifuncionales adecuados para su uso en esta descripcion incluyen, sin limitacion, SR259 (diacrilato de polietilenglicol), CD560 (diacrilato de hexandiol alcoxilado), y SR351 (TMPTA), que estan disponibles en el mercado en Sartomer.

La reaccion de injerto del GMA en el polipropileno en presencia de un peroxido y el comonomero de acrilato multifuncional diacrilato de polietilenglicol se muestra en el esquema 1.

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Esquema 1

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Sin pretender quedar limitado por teona alguna, los hidrogenos sobre el carbono terciario de las moleculas de polipropileno puede sustraerse facilmente en presencia de un peroxido durante la extrusion reactiva, formando macrorradicales de polipropileno con electrones desapareados. Los macrorradicales de polipropileno, que en general son inestables, tienden a formar radicales libre a traves de una etapa denominada "R>-escision". La p- escision se refiere a una familia de reacciones, en las que los enlaces que estan en posicion beta con respecto al radical se rompen, lo cual resulta en la formacion de un doble enlace y un nuevo radical. Se cree que la reaccion de p-escision es responsable principalmente de la formacion de dobles enlaces internos y, asf, su aparicion se correlaciona con el contenido alflico del polfmero final. Generalmente se prefiere la p-escision frente a la reaccion de injerto (es decir, la adicion de GMA), que produce un menor injerto de GMA y un propileno con un peso molecular ponderado menor. Sin embargo, en las reacciones que comprenden un comonomero de acrilato multifuncional, el comonomero de acrilato multifuncional puede actuar para capturar con facilidad los microrradicales de polipropileno, lo cual resulta en la formacion de un intermedio mas estable (es decir, radicales de polipropileno-acrilato). Los radicales de propileno-acrilato, relativamente estables, tienden a reaccionar mas facilmente con GMA, que es un monomero de tipo acrilato, y, en consecuencia, favorecen la reaccion de injerto.

Ademas, tal como se muestra en el esquema 1, pueden existir multiples radicales libres en las moleculas de propileno-acrilato injertadas, lo cual facilita la captura y el inicio de la reaccion del GMA. La reactividad del GMA hacia los radicales libres de acrilato puede ser mayor que hacia los macrorradicales de polipropileno terciario. Por consiguiente, el PP-g-GMA preparado utilizando una mezcla de reaccion que comprende un comonomero de acrilato multifuncional puede mostrar un grado mayor de injerto que un PP-g-GMA preparado utilizando una composicion, por lo demas similar, en ausencia de un comonomero de acrilato multifuncional. El PP-g-GMA preparado utilizando un comonomero de acrilato multifuncional se denomina en lo sucesivo en la presente un GMA con un grado alto de injerto (HGGMA).

En una realizacion, el HGGMA, que es un modificador reactivo, se prepara a partir de una mezcla de reaccion que comprende un polipropileno presente en una cantidad del 80% en peso al 99,5% en peso, como alternativa del 90% en peso al 99% en peso, y como alternativa del 95% en peso al 99% en peso; GMA presente en una cantidad del 0,5% en peso al 20% en peso, como alternativa del 1,0% en peso al 10% en peso, y como alternativa del 1,0% en peso al 5,0% en peso; un comonomero de acrilato multifuncional presente en una cantidad del 0,5% en peso al 15% en peso, como alternativa del 1,0% en peso al 10% en peso, y como alternativa del 1,0% en peso al 5,0% en peso; y un iniciador presente en una cantidad del 0,05% en peso al 1,5% en peso, como alternativa del 0,2% en peso al 0,8% en peso, y como alternativa del 0,3% en peso al 0,5% en peso. La proporcion de GMA:comonomero de acrilato multifuncional en el HGGMA puede variar de 1:5 a 10:1, como alternativa de 1:2 to 5:1, y como alternativa de 1:1 a 3:1.

La cantidad de injerto del GMA en la poliolefina puede variar dependiendo de una diversidad de factores, tales como el tipo de materiales utilizados y las condiciones de procesamiento. Los expertos en la tecnica pueden variar estos parametros aprovechandose de esta descripcion, para producir modificadores reactivos que tengan un rendimiento de injerto deseado por el usuario.

El rendimiento de injerto puede determinarse empleando cualquier procedimiento adecuado. Por ejemplo, el rendimiento de injerto puede determinarse mediante una espectroscopfa de infrarrojos de la transformada de Fourier (FTIR). En una realizacion, un procedimiento para determinar el rendimiento de injerto comprende obtener los espectros de FTIR de muestras polimericas que presentan una mezcla de PP y GMA, en las que se conoce la

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cantidad de cada componente. Puede generarse una curva de calibracion representando graficamente la intensidad de la senal en una o mas longitudes de onda como una funcion de la concentracion de los componentes. Despues pueden determinarse los espectros de FTIR de una muestra de PP-g-GMA y compararse con la curva de calibracion para determinar el rendimiento de injerto. Este procedimiento se describe con mas detalles en Angew. Makromol. Chem., 1995, V229, pp. 1-13, que se incorpora por referencia en la presente en su totalidad. En una realizacion, un HGGMA puede tener un rendimiento de injerto del 0,2% en peso al 15% en peso, como alternativa del 0,5% en peso al 10% en peso, como alternativa del 1,0% en peso al 5,0% en peso.

En una realizacion, el modificador reactivo esta presente en la CB y/o CPEB en una cantidad del 0,5% en peso al 15% en peso, basado en el peso total de la mezcla, como alternativa del 1,0% en peso al 10% en peso, y como alternativa del 3,0% en peso al 5,0% en peso.

En una realizacion, el PP, PE, PLA, CB y/o CPEB tambien pueden contener aditivos para impartir propiedades ffsicas deseadas, tales como facilidad de impresion, mayor brillo, o una menor tendencia al bloqueo. Los ejemplos de aditivos incluyen, sin limitacion, estabilizantes, agentes de pantalla para el ultravioleta, oxidantes, antioxidantes, agentes antiestaticos, absorbentes de la luz ultravioleta, pirorretardantes, aceites de procesamiento, agentes de liberacion del molde, agentes colorantes, pigmentos/tintes, cargas y/u otros aditivos adecuados. Los aditivos mencionados anteriormente pueden utilizarse por sf solos o en combinacion para formar diversas formulaciones del polfmero. Por ejemplo, los estabilizantes o agentes de estabilizacion pueden emplearse para ayudar a proteger a la resina polimerica de la degradacion debida a la exposicion a temperaturas excesivas y/o luz ultravioleta. Estos aditivos pueden incluirse en cantidades eficaces para impartir las propiedades deseadas. Las cantidades eficaces de los aditivos y los procedimientos para la inclusion de estos aditivos en las composiciones polimericas pueden ser determinados por los expertos en la tecnica con la ayuda de esta descripcion.

En una realizacion, una CB comprende PP, PLA, y un HGGMA, todos del tipo previamente descrito en la presente. A continuacion, la descripcion se centrara en una CB que comprende PP, PLA, y un modificador reactivo, aunque tambien se contemplan otras mezclas compatibilizadas (por ejemplo, CPEB).

En una realizacion, una CB puede prepararse poniendo en contacto un homopolfmero de PP, PLA, y un modificador reactivo (es decir, poliolefina funcionalizada con epoxi), cada uno del tipo descrito previamente en la presente, bajo condiciones adecuadas para la formacion de una mezcla polimerica. El PP, PLA, y el modificador reactivo pueden mezclarse en seco, introducirse en un extrusor y fundirse dentro del extrusor. El mezclado puede realizarse empleando un mezclado continuo, tal como, por ejemplo, un mezclador que consiste en un extrusor de doble tornillo corrotante ensamblado para mezclar/fundir los componentes de la CB, y un extrusor de un unico tornillo o una bomba de engranajes para bombear. La CB despues puede secarse en una estufa o al vacfo. Segun la invencion, el modificador reactivo es un polipropileno funcionalizado con epoxi.

Sin pretender quedar limitado por teona alguna, la formacion de un copolfmero injertado de PP-epoxi-PLA se produce tras la extrusion reactiva, en la que al menos una porcion del modificador reactivo (es decir, la poliolefina funcionalizada con epoxi), que en un principio esta asociado con el PP, migra hacia la interfase de PP/PLA. El modificador reactivo puede ponerse en contacto con las moleculas de PLA en la interfase entre las fases de PP y PLA, y reaccionar con la PLA para formar copolfmero injertados de PP-epoxi-PLA en la interfase. El compatibilizador (es decir, copolfmero de PP-epoxi-PLA) que se forma in situ a partir de la extrusion reactiva del modificador reactivo (es decir, la poliolefina funcionalizada con epoxi), PP y PLA, puede realizar multiples funciones. En un estado fundido, el compatibilizador puede disminuir la tension interfacial entre PP y PLA y mejorar la dispersion de la fase de PLA en el PP. Cuando la CB se solidifica, el compatibilizador permanece en la interfase de PP y PLA, en donde puede actuar para enlazar qmmicamente el PP y la PLA. Asf, los compatibilizadores forman una capa adhesiva o de union que actua para mejorar la union interfacial, lo cual produce CB con mejores dispersiones de fase y propiedades, comparados con una mezcla de PP/PLA no compatibilizada.

Las CB de esta descripcion pueden convertirse en artfculos de uso final mediante cualquier procedimiento adecuado. En una realizacion, esta conversion es un procedimiento de conformacion de plasticos, tal como moldeado por soplado, extrusion, moldeado por soplado de inyeccion, moldeado por soplado de estiramiento de inyeccion, termoconformacion y similares. En una realizacion, el artfculo de uso final es un artfculo moldeado por inyeccion. Los ejemplos de artfculos de uso final en los que puede conformarse la mezcla polimerica incluyen envases alimentarios, suministros de oficina, madera plastica, madera de sustitucion, tablas para exteriores, soportes estructurales, composiciones de suelos laminados, sustratos de espuma polimerica; superficies decorativas (es decir, moldeado en corona, etc.), materiales para exteriores resistentes a la meteorologfa, senales y pancartas de promocion, artfculos para el hogar y de consumo, aislamiento de edificios, envases para cosmeticos, materiales de sustitucion para exteriores, tapas y recipientes (es decir, para embutidos, fruta, dulces y galletas), aparatos, utensilios, partes electronicas, partes de automocion, cierres, equipos protectores del craneo, pelotas de paintball reutilizables, juguetes (por ejemplo, ladrillos de LEGO), instrumentos musicales, cabezas de

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palos de golf, conductos, maquinas de trabajo y componentes de telefonos, cabezas de ducha, manijas de puertas, manijas de grifos, cubiertas de ruedas, rejillas frontales de automocion, etc. Las CB de esta descripcion pueden convertirse en fibras (por ejemplo, fibras de multiples componentes, fibras de dos componentes, etc.) para su uso en tejidos planos, tales como tejidos que posteriormente puede procesarse para formar materiales textiles, por ejemplo, mediante urdido, tricotado, crochet, anudado, compresion de fibras o sus combinaciones. En algunas realizaciones, estas fibras pueden emplearse en un refuerzo concentrado, y las fibras tejidas, tales como hilos y tejidos, pueden utilizarse como fibras de union en tejidos planos de multiples fibras. Estos tejidos planos de multiples fibras pueden utilizarse para la fabricacion de alfombras. Otros artfculos de uso final seran evidentes para los expertos en la tecnica empleando las ventajas de esta descripcion. En una realizacion, las CB se emplean para la produccion de pelfculas de BOPP, tal como se describira con mas detalle en la presente.

La CB y los artfculos de uso final construidos a partir de ella pueden mostrar mejores propiedades mecanicas, de resistencia y/o de traccion, cuando se comparan con una composicion, por lo demas similar, que carezca de compatibilizador. En lo sucesivo, las comparaciones de propiedades (por ejemplo, mecanicas, ffsicas, opticas) se realizan comparando una composicion polimerica que comprende una composicion de polipropileno, por lo demas similar, o una composicion de poli(acido lactico), por lo demas similar, o una composicion de polipropileno y poli(acido lactico), por lo demas similar, que carece de compatibilizador.

En una realizacion, una CB del tipo descrito en la presente tiene una velocidad de flujo en estado fundido (MFR) de 0,5 a 100 g/10 min, como alternativa de 1,5 a 50 g/10 min, como alternativa de 5,0 a 20 g/10 min. La MFR, tal como se define en la presente, se refiere a la cantidad de una resina polimerica fundida que fluye a traves de un orificio a una temperatura especificada y bajo una carga especificada. La MFR puede determinarse empleando un plastometro de piston de peso muerto que extruye polipropileno a traves de un orificio de dimensiones especificadas a una temperatura de 230 °C y una carga de 2,16 kg segun ASTM D 1238.

En una realizacion, el artfculo es un artfculo moldeado por inyeccion. En esta realizacion, un artfculo moldeado por inyeccion construido a partir de una CB del tipo descrito en la presente muestra un mayor modulo de traccion. El modulo de traccion es la proporcion de tension de presion a elastica en la tension. Por tanto, cuanto mas grande sea el modulo de traccion, mas ngido es el material, y se requiere mas presion para producir una cantidad dada de tension. En una realizacion, el artfculo puede mostrar un modulo de traccion de 200 kpsi a 350 kpsi (1378951,4582413165,052 kPa), como alternativa de 220 kpsi a 300 kpsi (1516846,604-2068427,187 kPa), como alternativa de 250 kpsi a 300 kpsi (1723689,323-2068427,187 kPa), determinado segun ASTM D638.

En una realizacion, un artfculo moldeado por inyeccion construido a partir de una CB del tipo descrito en la presente muestra una resistencia al impacto comparable a una mezcla de polipropileno y/o de PP/PLA no compatibilizada, segun se refleja por una resistencia al impacto Izod con muesca similar. El impacto Izod se define como la energfa cinetica necesaria para iniciar una fractura en un especimen y continuar la fractura hasta que el especimen se rompe. Los ensayos de la resistencia al impacto Izod determinan la resistencia de una muestra polimerica a la rotura por choque flexural, indicada por la energfa gastada por un martillo de tipo pendulo para romper un especimen patron de un solo golpe. El especimen esta marcado con muescas, que actuan para concentrar la presion y estimular una fractura friable, en lugar de ductil. De modo espedfico, el ensayo de impacto Izod mide la cantidad de energfa perdida por el pendulo durante la rotura del especimen de ensayo. La energfa perdida por el pendulo es la suma de las energfas necesarias para iniciar la fractura de la muestra, para propagar la fractura a lo largo del especimen, y cualquier otra perdida de energfa asociada con el sistema de medicion (por ejemplo, la friccion en el soporte del pendulo, la vibracion del brazo del pendulo, la energfa de sacudida de la muestra, etc.). En una realizacion, el artfculo puede mostrar una resistencia al impacto Izod con muesca de 0,2 pie-lb/in a 2,0 pie-lb/in (10,6-106 J/m), como alternativa de 0,5 pie-lb/in a 1,5 pie-lb/in (26,5-79,5 J/m), y como alternativa de 0,6 pie-lb/in a 1,0 pie-lb/in (31,8-53 J/m), determinada segun ASTM D256.

En esta realizacion, un artfculo moldeado por inyeccion construido a partir de una CB del tipo descrito en la presente muestra una mayor resistencia a la traccion en el lfmite elastico. La resistencia a la traccion en el lfmite elastico es la fuerza por unidad de area requerida para que un material se doble. En una realizacion, el artfculo puede mostrar una resistencia a la traccion en el lfmite elastico 4.000 psi a 6.000 psi (27579,03-41368,54 kPa), como alternativa de 4.500 psi a 5.800 psi (31026,41-39989,59 kPa), y como alternativa de 5.000 psi a 5.500 psi (34473,79-37921,17 kPa), determinada segun ASTM D882.

En una realizacion, un artfculo moldeado por inyeccion construido a partir de una CB del tipo descrito en la presente muestra una mayor rigidez, segun se refleja en un mayor modulo flexural. El ensayo del modulo flexural, de forma general, mide la fuerza requerida para doblar una barra del material de muestra. La fuerza se aplica al centro de la barra de muestra, mientras la barra esta soportada sobre ambos extremos. En una realizacion, el artfculo puede mostrar un modulo flexural de 170 kpsi a 300 kpsi (1172108,739-2068427,187 kPa), como alternativa de 180 kpsi a 250 kpsi (1241056,312-1723689,323 kPa), como alternativa de 200 kpsi a 250 kpsi (1378951,458-1723689,323 kPa), determinado segun ASTM D790.

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En una realizacion, el artfculo es una pelfcula, como alternativa una peUcula biaxialmente orientada. En general, la orientacion de una composicion polimerica se refiere al procedimiento por el cual se impone una direccionalidad (la orientacion de las moleculas entre sf) a las disposiciones polimericas en la pelfcula. Esta orientacion se emplea para impartir propiedades deseables a pelfculas, tales como dureza y opacidad, por ejemplo. Tal como se emplea en la presente, la expresion "orientacion biaxial" se refiere a un procedimiento en el cual una composicion polimerica se calienta hasta una temperatura en la temperatura de transicion vttrea, o mayor, pero menor que su punto de fusion cristalino. Inmediatamente despues de calentar, el material despues puede extrusionarse en una pelfcula y estirarse en una direccion longitudinal (es decir, la direccion de la maquina) y en una direccion transversal o lateral (es decir, la direccion del bastidor).

En una realizacion, una CB del tipo descrito en la presente se calienta en un extrusor hasta una temperatura igual o menor que 210 °C, o de 180 °C a 250 °C, o de 200 °C a 220 °C. El polfmero fundido despues puede salir a traves de un troquel, y la placa fundida puede utilizarse para formar una pelfcula extrusionada, una pelfcula moldeada, una pelfcula biaxialmente orientada o similares. En una realizacion, la placa fundida puede salir a traves del troquel y llevarse a un rodillo, sin mas estiramiento, para formar una pelfcula extrusionada. Como alternativa, la placa fundida puede salir a traves del troquel y ser uniaxialmente estirada mientras se lleva a un rodillo de enfriamiento en donde se enfna para producir una pelfcula moldeada.

En una realizacion, la placa fundida sale a traves del troquel y se hace pasar sobre un primer rodillo (por ejemplo, un rodillo de enfriamiento) que solidifica la composicion polimerica (es decir, CB) para formar una pelfcula. Despues, la pelfcula puede orientarse estirando dicha pelfcula en una direccion longitudinal y en una direccion transversal. La orientacion longitudinal en general se logra mediante el uso de dos rodillos dispuestos secuencialmente, y el segundo rodillo (o rodillo rapido) funciona a una velocidad, con relacion al rodillo mas lento, que se corresponde con la proporcion de orientacion deseada. La orientacion longitudinal puede lograrse, como alternativa, mediante una serie de rodillos con velocidades crecientes, a veces con rodillos intermedios adicionales para el control de la temperatura y otras funciones.

Despues de la orientacion longitudinal, la pelfcula puede enfriarse, precalentarse y trasladarse hacia una seccion de orientacion lateral. La seccion de orientacion lateral puede incluir, por ejemplo, un mecanismo de marco de bastidor, en el que la pelfcula se somete a una presion en la direccion transversal. Despues de dicha orientacion puede realizarse un reasociado y/u otro procesamiento adicional.

Como alternativa, la pelfcula puede estirarse en ambas direcciones al mismo tiempo. En una realizacion, la pelfcula puede producirse utilizando una fuerza de estiramiento de 0,2 MPa a 15 MPa, como alternativa de 1,0 MPa a 10 MPa, y como alternativa de 2,0 MPa a 7 MPa. En una realizacion, la pelfcula se orienta en la direccion de la maquina a una temperatura de 90 °C a 170 °C, como alternativa de 100 °C a 165 °C, y como alternativa de 125 °C a 160 °C, y se oriente en la direccion transversal a una temperatura de 100 °C a 180 °C, como alternativa de 115 °C a 170 °C, y como alternativa de 125 °C a 165 °C.

Sin pretender quedar limitado por teona alguna, tras el enfriamiento, el alineamiento molecular impuesto por el estiramiento compite favorablemente con la cristalinizacion, y las moleculas de polfmero estiradas se condensan en una red cristalina con los dominios cristalinos alineados en la direccion de la fuerza de estiramiento. Pueden encontrarse otras descripciones de la produccion de pelfculas biaxiales en la patente de EEUU n.° 4.029.876 y la patente de EEUU n.° 2.178.104, cada una de las cuales se incorpora por referencia en la presente en su totalidad.

Ademas, las pelfculas preparadas a partir de CB del tipo descrito en la presente pueden formar una o mas capas de una pelfcula de multiples capas. Las capas adicionales de la pelfcula de multiples capas pueden ser cualquier pelfcula coextrusionable adecuada, tal como polipropileno sindiotactico, polietileno de baja densidad, polietileno de baja densidad lineal, polietileno de densidad intermedia, polietileno de alta densidad, copolfmeros de etileno- propileno, copolfmeros de butilenos-propileno, copolfmeros de etileno-butileno, terpolfmeros de etileno-propileno- butileno, copolfmeros de etileno-acetato de vinilo, copolfmeros de etileno-alcohol vimlico, nailones y similares, o sus combinaciones.

En una realizacion, una pelfcula de BOPP construida a partir de una CB del tipo descrito en la presente puede mostrar una mayor rigidez, segun se refleja por un aumento en el modulo secante al 1%. El modulo secante es una medida de la respuesta de presion frente a la tension de un material o la capacidad de aguantar la deformacion bajo una fuerza aplicada. En una realizacion, la pelfcula de BOPP puede tener un modulo secante al 1% de 200 kpsi a 400 kpsi (1378951,458-2757902,917 kPa), como alternativa de 250 kpsi a 380 kpsi (1723689,323 2620007,771 kPa), como alternativa de 300 kpsi a 350 kpsi (2068427,187-2413165.052 kPa), determinado segun ASTM D882.

La CB puede mostrar mejores propiedades de traccion, tal como se refleja en un aumento en la resistencia a la traccion en la rotura (tambien denominada resistencia en la rotura/en el lfmite elastico) y un alargamiento de

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traccion en la rotura (tambien denominado alargamiento en la rotura/en el Ifmite elastico). Los ensayos para determinar las propiedades de traccion pueden realizarse en la direccion de la maquina (MD), que es paralela a la direccion de la orientacion del poKmero y/o en una direccion transversal (TD), que es perpendicular a la direccion de la orientacion del polfmero. La resistencia a la traccion en la rotura es la fuerza por unidad de area necesaria para romper un material. En una realizacion, la resistencia a la traccion en la rotura en la MD vana de 20 kpsi a 40 kpsi (137895,145-275790,291 kPa), o de 25 kpsi a 35 kpsi (172368,932-241316,505 kPa), o de 30 kpsi a 33 kpsi (206842,718-227526,990 kPa), determinada segun ASTM D882. El alargamiento de traccion en la rotura es el porcentaje de aumento en la longitud que se produce antes de que un material se rompa bajo tension. En una realizacion, el alargamiento de traccion en la rotura en la MD vana del 50% al 150%, o del 70% al 120%, o del 80% al 100%, determinado segun ASTM D882.

La pelfcula de BOPP producida a partir de las CB descritas en la presente puede mostrar un mayor encogimiento, propiedades opticas, propiedades de barrera, y/o facilidad de impresion, cuando se compara con una pelfcula de BOPP similar producida utilizando un homopolfmero de PP, por lo demas similar, o un homopolfmero de PLA, por lo demas similar, o una mezcla de PP/PLA no compatibilizada.

En una realizacion, una pelfcula de BOPP construida a partir de una CB del tipo descrito en la presente puede mostrar un menor encogimiento. El encogimiento de la pelfcula puede calcularse midiendo, en primer lugar, la longitud de contraccion tras un enfriamiento en la direccion del flujo (denominado MD cuando se mide el encogimiento diferencial) y la longitud de contraccion que se produce en la direccion transversal al flujo (denominada TD cuando se mide el encogimiento diferencial). La diferencia entre las contracciones en la direccion del flujo y transversal al flujo a una temperatura concreta, multiplicada por 100%, produce el porcentaje de encogimiento. En una realizacion, las pelfculas de BOPP producidas a partir de las CB del tipo descrito en la presente tienen un encogimiento a 125 °C del 5% al 20%, o del 8% al 15%, o del 10% al 12%.

En una realizacion, una pelfcula de BOPP construida a partir de una CB del tipo descrito en la presente muestra un mayor brillo y una menor opacidad. El brillo de un material se basa en la interaccion de la luz con la superficie de un material, y de modo mas espedfico, es la capacidad de la superficie para reflejar la luz en una direccion especular. El brillo se mide midiendo el grado de brillo como una funcion del angulo de la luz incidente, por ejemplo, a un angulo incidente de 45° (tambien conocido como "brillo a 45°"). En una realizacion, las pelfculas de BOPP producidas a partir de las CB del tipo descrito en la presente tienen un brillo a 45° de 50 a 130, o de 80 a 130, o de 100 a 130, determinado segun ASTM D2457.

La opacidad es el aspecto turbio de un material provocado por la luz dispersada desde el interior del material o desde su superficie. La opacidad de un material puede determinarse segun ASTM D1003-00 para un porcentaje de opacidad igual o menor que 30%. Un material que tiene un porcentaje de opacidad mayor que 30% puede determinarse segun ASTM E167. En una realizacion, las pelfculas de BOPP producidas a partir de las CB del tipo descrito en la presente tienen un porcentaje de opacidad del 1% al 90%, o del 3% al 50%, o del 5% al 10%.

Las pelfculas de BOPP producidas a partir de las CB de esta descripcion pueden mostrar una velocidad de transmision de oxfgeno (OTR) similar. La OTR es la velocidad en estado estacionario a la que el oxfgeno gaseoso permea a traves de una pelfcula a una condicion especificada de temperatura y humedad relativa. La OTR puede medirse exponiendo un lado de una pelfcula a una atmosfera de oxfgeno. A medida que el oxfgeno se solubiliza en la pelfcula y permea a traves del material, el nitrogeno barre el lado opuesto de la pelfcula y transporta las moleculas de oxfgeno transmitido hacia un detector culometrico. Este valor se indica como la velocidad de transmision. Cuando esta velocidad se multiplica por el espesor promedio del material, los resultados se consideran una velocidad de permeabilidad. En una realizacion, las pelfculas de BOPP producidas a partir de las CB de esta descripcion tienen unas velocidad de transmision de oxfgeno de 100 a 300 cm3/100 in2 (645,16 cm2)/24 h a 100 °F (37,7 °C), o de 150 a 250 cm3/100 in2 (645,16 cm2)/24 h a 100 °F (37,7 °C), o de 180 a 220 cm3/100 in2 (645,16 cm2)/24 h a 100 °F (37,7 °C), determinadas segun ASTM D3895.

Las pelfculas de BOPP producidas a partir de las CB de esta descripcion pueden mostrar una mayor tension superficial. La tension superficial de las pelfculas de BOPP producidas a partir de las CB de esta descripcion puede determinarse determinando el angulo de contacto entre una gota de agua y la pelfcula de BOPP. El angulo de contacto es el angulo en el que una interfase de lfquido/vapor (por ejemplo, una gota de agua) se junta con la superficie de la pelfcula. En una realizacion, las pelfculas de BOPP producidas a partir de las CB del tipo descrito en la presente tienen un angulo de contacto de 90° a 110°, o de 95° a 106°, o de 100° a 103°, determinado segun ASTM D5946.

En una realizacion alternativa, una CB del tipo descrito en la presente se emplea para preparar una pelfcula moldeada. La pelfcula moldeada puede tener un angulo de contacto que vana de 90° a 110°, como alternativa de 95° a 105°, y como alternativa de 98° a 102°, determinado segun ASTM D5946. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, un alto angulo de contacto sugiere una menor tension superficial y una mayor facilidad de impresion.

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En una realizacion alternativa, una CB del tipo descrito en la presente, cuando se conforma en una pelfcula, puede tener una menor rugosidad superficial. Puede realizarse una medicion de la rugosidad superficial empleando un microscopio de fuerza atomica (AFM). En las fotograffas de topolog^a de AFM, Ra es el parametro que se emplea mas habitualmente para describir el promedio de rugosidad superficial y se define como una integral del valor absoluto del perfil de rugosidad medido a lo largo de una longitud de evaluacion. El intervalo Z se refiere al promedio de desplazamiento en la direccion z, que refleja la rugosidad superficial de pico a valle.

Ejemplos

Habiendo descrito en general la descripcion, se ofrecen los siguientes ejemplos como realizaciones concretas de la descripcion y para demostrar la practica y las ventajas de la misma. Se entiende que los ejemplos se ofrecen como ilustracion y no pretenden limitar la memoria descriptiva ni las reivindicaciones adjuntas de ninguna manera. En lo sucesivo, a menos que se indique lo contrario, la cantidad de componentes en una composicion o formulacion se presenta como porcentaje que indica el porcentaje en peso del componente, basado en el peso total de la composicion.

Ejemplo 1

Se investigo el grado de injerto de GMA en el polipropileno durante la preparacion de un modificador reactivo (es decir, PP-g-GMA). Las muestras se prepararon utilizando una resina polipropileno base, 3276, que es un homopolfmero de polipropileno disponible en el mercado en Total Petrochemicals, y GMA con un punto de relampago de 85 °C y una viscosidad de 2,7 cps que esta disponible en el mercado en Dow Chemicals. Los comonomeros de acrilato multifuncionales son diacrilato de polietilenglicol SR259 (200) con una viscosidad de 25 cps, y esteres de triacrilato de trimetilopropano (TMTPA) SR351 con una viscosidad de 106 cps; ambos estan disponibles en el mercado en Sartomer. El iniciador utilizado fue peroxido LUPERSOL 101 (L101). Las formulaciones se indican en la tabla 9 como partes en peso por cien partes de la resina base (phr).

La pelusa de 3276 se mezclo con el comonomero de acrilato multifuncional (es decir, GMA) y el iniciador en un mezclador de 50 litros en cantidades de 30 lbs (13,6078 kg). Despues, la pelusa mezclada se introdujo en un extrusor de doble tornillo MICRO-27 a una velocidad de tornillo de 100 rpm con la desvolatilizacion al vacfo accionada y una capacidad de procesamiento de 10 lbs/hr (4,5 kg/h). Los perfiles de zona fueron 400 °F (204,4 °C) - 400 °F (204,4 °C) - 395 °F (201,6 °C) - 390 °F (198,8 °C) - 380 °F (193,3 °C) - 375 °F (190,5 °C) - 370 °F (187,7 °C) - 365 °F (185 °C) - 360 °F (182,2 °C) - 360 °F (182,2 °C) - 360 °F (182,2 °C) - 360 °F (182,2 °C). Los parametros de procesamiento experimentales se resumen en la tabla 9.

Tabla 9

Formulaciones Parametros de extrusion Productos

Muestra n.°

Resina base GMA (phr) Comon. (phr) L-101 (phr) Entra- da (Ib/hr) (kg/h) Tor- nillo (rpm) Mome n-to de torsion (%) Temp./presion de fusion (°F/psi) (°C/kPa) MFR (g/10 mn) GMA (%)

n.° 1 (PP)

pelusa 3276 0 0,05 10 (4,5) 100 33 385,6/310 (196,4/2137,37) 15,6 0

n.° 2 (PP-g- GMA-3)

pelusa 3276 3 0,30 10 (4,5) 100 32 389,0/250 (198,3/1723,69) 25,5 ~0,2%

n.° 3 (PP-g- GMA-6)

pelusa 3276 3 1(SR259) 0,30 10 (4,5) 100 29 386/200 (196,6/1378,95) 36,2 ~3,0%

n.° 4 (PP-g- GMA-7)

pelusa 3276 31,7 1(SR351) 0,30 10 (4,5) 100 -/- 25,6 ~2,0%

Despues se midio el rendimiento de injerto basandose en los espectros de espectroscopfa de infrarrojos de la transformada de Fourier (FTIR) de los productos de PP-g-GMA resultantes. Los productos de PP-g-GMA se disolvieron en xileno caliente y se precipitaron en una cantidad en exceso de acetona. Los oligomeros de GMA son solubles en acetona. El PP-g-GMA precipitado despues se seco al vacfo y se comprimio con KBr en discos para el analisis de FTIR. La figura 1 es el espectro de FTIR de las diversas muestras de PP-g-GMA. Remitiendose a la

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figura 1, la presencia de polipropileno puede detectarse por la aparicion de un pico a 2722 cm-1 para todas las muestras. La muestra 1 es la reextrusion de la resina base con 0,05 phr de peroxido. La muestra 2 es un PP injertado con GMA, que se prepara utilizando formulaciones de extrusion reactiva convencionales (es decir, en ausencia de un comonomero de acrilato multifuncional), que muestra una intensidad de pico C=O insignificante a 1730 cm-1, el pico asignado al GMA, lo cual indica que se obtuvo un rendimiento de injerto de GMA mmimo. Sin embargo, cuando esta presente un comonomero de acrilato multifuncional (muestras 3 y 4), se observa un pico C=O fuerte.

Un examen mas cercano del pico C=O a 1730 cm-1 para las muestras 3 y 4, que aparece en la figura 2, sugiere que la senal realmente son dos picos solapantes que indican que el GMA y el comonomero de acrilato multifuncional se injertaron sobre el esqueleto de polipropileno. Un debil pico de epoxi a aproximadamente 860 cm" 1, que se asigno a moleculas de GMA injertada sobre las cadenas principales del polipropileno, tambien es visible en el espectro de FTIR.

Despues se calculo el rendimiento de injerto (GMA%) basandose en los resultados de FTIR y tambien se tabula en la tabla 9. Con GMA como un monomero puro (sin comonomero de acrilato multifuncional), el rendimiento de injerto observado en la muestra 2 es insignificante. Sin embargo, a una proporcion de GMA:comonomero de acrilato multifuncional 3:1, el rendimiento de injerto aumenta, tal como se muestra en las muestras 3 y 4. El PP-g- GMA preparado como se describe en este ejemplo puede combinarse con otros componentes, segun se describen en la presente (por ejemplo, PP y PLA) para formar las CB. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, un PP- g-GMA con alto grado de injerto puede ser mas eficaz para compatibilizar mezclas de PP/PLA para formar CB.

Ejemplo 2

Se controlo la presion de fusion de la CB fabricada a partir de 3271 y PLA 6201D con y sin diversos modificadores reactivos durante la extrusion. La muestra 5 es una mezcla de PP/PLA sin modificador reactivo, la muestra 6 es una mezcla de PP/PLA que incluye PP-g-GMA-3 como modificador reactivo, la muestra 7 es una mezcla de PP/PLA que incluye PP-g-GMA-6 como modificador reactivo, y la muestra 8 es una mezcla de PP/PLA que incluye LOTADER AX8840 como modificador reactivo. LOTADER AX8840 es una resina de polietileno reactiva funcionalizada con GMA disponible en el mercado en Arkema. El PP-g-GMA-3 es un polipropileno funcionalizado de bajo grado de injerto empleado para preparar PP-g-GMA injertado que comprende menos del 0,5% de GMA, PP-g- GMA-6 es un polipropileno funcionalizado de alto grado de injerto empleado para preparar PP-g-GMA de alto grado de injerto que comprende 3% de GMA que se prepara como se describio en el ejemplo 1, y LOTADER AX8840 es una resina funcionalizada de polietileno empleada para preparar un PP-g-GMA de alto grado de injerto que comprende 8% de GMA.

Las formulaciones de la mezcla de reaccion y MFR de las mezclas de PP/PLA producidas se resumen en la tabla 10.

Tabla 10

Muestra

Mezclas MFR (g/10 min) Reacciones en estado fundido CopoKmero de injerto Compati- bilizacion

5

PP/PLA 2,2 No No No

6

PP/PLA/PP-g-GMA-3 2,2 epoxido con -COOH PP-g-GMA-co-PLA Sf

7

PP/PLA/PP-g-GMA-6 2,0 epoxido con -COOH PP-g-GMA-co-PLA Sf

8

PP/PLA/Lotader 1,9 epoxido con -COOH PP-g-GMA-co-PLA Sf

El 3271 se mezclo con 10% de PLA 6201D (previamente secado a 75 °C durante 6 horas al vacfo antes de la extrusion) y 5% del compatibilizador indicado. Las mezclas se extruyeron en un extrusor de doble tornillo corrotante de 27 mm. La velocidad del tornillo del extrusor se ajusto a 100 rpm y la velocidad de salida a 15 lbs/hr (6,8 kg/hr). Las entradas devol se sometieron al vacfo para eliminar cualquier compuesto volatil generado durante la extrusion.

La figura 3 muestra los datos de presion de fusion para cada muestra como una funcion del tiempo de extrusion. Comparado con la mezcla de PP/PLA no compatibilizada (muestra 5), la adicion de PP-g-GMA-3 (muestra 6) no afecta a la presion de fusion de la composicion, mientras que la presencia de PP-g-GMA-6 de alto grado de injerto (muestra 7) aumenta ligeramente la presion de fusion de la mezcla de PP/PLA. Sin pretender quedar limitado por

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teona alguna, el ligero aumento puede ser debido a la reaccion de los grupos epoxido en el PP-g-GMA con los grupos PLA-COOH, formando copoUmeros de PP-g-GMA-co-PLA y provocando el ligero aumento en la presion de fusion. La mezcla de PP/PLA/LOTADER (muestra 8) demuestra la presion de fusion mas alta, que puede atribuirse al alto contenido en GMA en la muestra 8 que puede haber actuado como un extensor de cadena eficaz para la PLA durante la extrusion en estado fundido.

Los granulos extrusionados se moldearon por compresion y despues se caracterizaron para las dispersiones de fase mediante un microscopio de fuerza atomica (AFM). Las fotograffas de AFM resultantes se muestran en la figura 4. Remitiendose a la figura 4, se observo que todas las muestras formaron una mezcla inmiscible, en la que la fase de PLA 10 se dispersa en la fase de polipropileno 20. Se observa que las fases de PLA 10 en la mezcla de PP/PLA no compatibilizada (muestra 5) teman una diversidad de tamanos, que vanan hasta 5 micrometros (|im) y mayores. Las fases de PLA 10 en PP-g-GMA-3 (muestra 6) fueron mas pequenas y estaban mas dispersadas que en la mezcla de PP/PLA no compatibilizada (muestra 5). Las fases de PLA 10 en la mezcla de PP/PLA/LOTADER (muestra 8) fueron mas pequenas y estaban mas dispersadas que las observadas en la mezcla de PP/PLA no compatibilizada y la mezcla de PP-g-GMA-3. Por ultimo, las fases de PLA 10 observadas en la mezcla de PP-g- GMA-6 (muestra 7) fueron mas pequenas con tamanos mas uniformes y estaban mas dispersadas que las observadas en otras muestras (muestra 5, 6, 8).

Ejemplo 3

Se investigo la resistencia elastica de las pelfculas orientadas biaxialmente preparadas a partir de las CB producidas con diversos modificadores reactivos y se comparo con PP. Se prepararon cuatro muestras, denominadas muestras 10-13, a partir de las formulaciones listadas en la tabla 11. Los modificadores reactivos fueron PP funcionalizado con epoxi (GMA-3 y GMA-6) y PE funcionalizado con epoxi (LOTADER) segun se indica. Las mezclas se prepararon y se moldearon en laminas de 16 mil de espesor y se estiraron empleando un Bruckner Karo IV. La proporcion de estiramiento areal fue de 6 x 6 con una velocidad de estiramiento de 30 m/min en la direccion de la maquina y transversal. Los materiales pudieron estirarse con una amplia ventana de temperatura de 130 °C a 155 °C.

Tabla 11

Muestra

Nombre de la muestra Descripcion

10

PP/PLA 3271/10% de PLA

11

GMA-3 3271/10% de PLA/5% de PP-g-GMA-3

12

GMA-6 3271/10% de PLA/5% de PP-g-GMA-6

13

LOTADER 3271/10% de PLA/5% de LOTADER AX8840

Los resultados se tabulan en la tabla 12 y se representan graficamente en la figura 5.

Tabla 12

Temp. de estiramiento, °C

PP 3271 Muestra 10 de PP/PLA Muestra 11 de PP/PLA/GMA-3 Muestra 12 de PP/PLA/GMA-6 Muestra 13 de PP/PLA/Lotade r

130

6,54 6,19 6,54 5,53

135

5,5 5,24 5,21 5,48 4,55

140

4,5 4,48 4,28 4,36 3,6

145

3 2,92 2,9 2,97 2,6

150

1,5 1,72 1,71 1,76 1,64

155

0,7 0,84 0,8 0,88 0,87

La figura 5 es una grafica de la resistencia elastica en la direccion de la maquina como una funcion de la temperatura de estiramiento. Remitiendose a la figura 5, la mayona de las muestras pueden estirarse con una fuerza de estiramiento comparable para una temperatura concreta, con la excepcion de la muestra 13. La muestra

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13, que comprende 5% de LOTADER, muestra una fuerza de estiramiento que disminuye en 15%, cuando se compara con la mezcla de PP/PLA no compatibilizada (muestra 10). As^ la mezcla de PP/PLA compatibilizada con LOTADER puede presentar un estiramiento mas facil y una ventana de procesamiento mas amplia para una resina de polipropileno, tal como un polipropileno de alta cristalinidad (HCPP).

Ejemplo 4

Se investigaron las propiedades opticas de las pelfculas de BOPP producidas a partir de las diversas muestras de CB estiradas a 135 °C del ejemplo 3. Se determino el porcentaje de opacidad y de brillo a 45°, y los resultados se tabulan en la tabla 13 y se representan graficamente en la figura 6.

Tabla 13

Muestras

Opacidad (%) Brillo (%)

PP 3271

0,5 93

Muestra 10 de PP/PLA

67,8 113,3

Muestra 11 de PP/PLA/GMA-3

52,1 106,3

Muestra 12 de PP/PLA/GMA-6

21,7 83,6

Muestra 13 de PP/PLA/Lotader

20,3 55,3

Remitiendose a la figura 6, las pelfculas de BOPP de la mezcla de PP/PLA no compatibilizada (muestra 10) tienen un aspecto opaco con un porcentaje de opacidad del 70%. La presencia de modificadores reactivos en general reduce la opacidad de las pelfculas. Las muestras preparadas con GMA-6 y LOTADER, las muestras 12 y 13 respectivamente, produjeron pelfculas de BOPP mas transparentes con unos porcentajes de opacidad que disminuyen en 20% cuando se comparan con la mezcla de PP/PLA no compatibilizada. Los resultados de bajo porcentaje de opacidad para GMA-6 y LOTADER sugieren que ambos modificadores reactivos pueden ser capaces de reducir la tension interfacial durante la mezcla en estado fundido y proporcionar una buena dispersion del PLA. Ademas, sin pretender quedar limitado por teona alguna, estos sistemas compatibilizados pueden tener interfases reforzadas en estado solido, que evitan la separacion de los lfmites de matriz-partfcula durante la orientacion biaxial, y minimizando la cavitacion que reduce aun mas la transparencia de la pelfcula.

Ejemplo 5

Se investigo tambien la opacidad de las pelfculas de BOPP producidas a partir de una mezcla de PP/PLA que comprende GMA-6 o LOTADER. Las muestras 10, 12, y 13 del ejemplo 3 se estiraron a seis temperaturas de estiramiento diferentes que vanan de 130 °C a 155 °C. Despues se determino el porcentaje de opacidad de cada pelfcula y los resultados se tabulan en la tabla 14 y se presentan en la figura 7, en la que el porcentaje de opacidad se representa graficamente como una funcion de la temperatura de estiramiento.

Tabla 14

Temp. de estiramiento, °C

Muestra 10 de PP/PLA Muestra 12 de PP/PLA/GMA-6 Muestra 13 de PP/PLA/Lotader

130

88 49 34

135

64 20 20

140

35 10 15

145

13 9 13

150

14 11 13,4

155

15 12 13

Los resultados demuestran que la muestra 10, una mezcla de PP/PLA no compatibilizada, tiene un aspecto opaco con un alto porcentaje de opacidad a bajas temperaturas, y tiene un aspecto mas transparente con unos porcentajes de opacidad reducidos a temperaturas de estiramiento mas altas. El porcentaje de opacidad alcanza el

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valor mas bajo a 145 °C, y aumenta ligeramente a medida que aumentan las temperaturas de estiramiento. Las mezclas de PP/PLA con los modificadores reactivos se comportan de modo similar a temperaturas mas bajas, y los porcentajes de opacidad para las muestras 12 y 13 fueron menores que los observados para la muestra 10. A temperaturas mas altas, los porcentajes de opacidad para las muestras 12 y 13 fueron similares a la muestra 10. Ademas, la muestra 12 con GMA-6 como modificador reactivo produjo unos porcentajes de opacidad mas bajos que la muestra 13 con LOTADER como modificador reactivo a traves de un intervalo mas amplio de temperaturas de estiramiento.

Tambien se investigo el brillo a 45° a diversas temperaturas de estiramiento para las muestras 10, 12, y 13. Los resultados se tabulan en la tabla 15 y se representan graficamente en la figura 8.

Tabla 15

Temp. de estiramiento, °C

Muestra 10 de PP/PLA Muestra 12 de PP/PLA/GMA-6 Muestra 13 de PP/PLA/Lotader

130

123 120 70

135

106 85 55

140

86 63 50

145

56 63 51

150

51 58 52

155

51 53 52

La figura 8 es una grafica del brillo a 45° como funcion de la temperatura de estiramiento. Se observo que la tendencia para el brillo a 45° era similar a la tendencia para el porcentaje de opacidad. Remitiendose a la figura 8, ambas muestras 10 y 12 estiradas a 130 °C fueron muy brillantes, tal como muestra el alto brillo a 45°. El brillo a 45° para la muestra 13 fue menor comparado con las muestras 10 y 12. De modo global, el brillo a 45° disminuye a medida que aumenta la temperatura de estiramiento hasta una temperatura de 145 °C, y despues el brillo a 45° se nivela de 145 °C a 155 °C.

Tambien se investigo la rugosidad superficial para las pelfculas de BOPP. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, la opacidad superficial habitualmente contribuye significativamente a la opacidad total de la pelfcula, puesto que las superficies son habitualmente rugosas para las pelfculas de BOPP de alta opacidad. Se obtuvieron fotos de AFM para ambas muestras 10 y 12 del ejemplo 3 a dos temperaturas de estiramiento, 130 °C y 145 °C, tal como se muestra en la figura 9. La rugosidad de la superficie tambien se cuantifica basandose en las fotograffas de AFM, y los resultados se muestran en la tabla 16. Ra es el parametro que se emplea mas habitualmente para describir el promedio de rugosidad superficial y se define como una integral del valor absoluto del perfil de rugosidad medido a lo largo de una longitud de evaluacion. El intervalo Z se refiere al promedio de desplazamiento en la direccion z, que refleja la rugosidad superficial de pico a valle.

Tabla 16

Muestra

PP PLA Compati- bilizador Propo. de estiram. Temp. °C Rugosidad

Ra (nm)

Intervalo Z (^m)

Prom.

Desv. est. Prom. Desv. est.

10

PP/PLA 90 10 0% 6x6 130 155,56 48,9 1,9 0,75

90

10 0% 6x6 145 89,25 19,44 1,66 0,74

12

PP/PLA/GMA-6 85 10 5% de GMA-6 6x6 130 75,3 22,53 1,39 0,73

85

10 5% de GMA-6 6x6 145 51,26 5,12 0,95 0,17

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45

Remitiendose a la figura 9A, la muestra 10, que comprende una mezcla de PP/PLA no compatibilizada a una temperatura de estiramiento de 130 °C, muestra un gran numero de picos no gausianos anchos de alta amplitud 220, que tienden a solaparse sustancialmente. Esta muestra presenta un grado mas alto de rugosidad superficial, cuando se compara con las otras muestras. Ademas, la muestra 10 tambien tiene el porcentaje de opacidad mas alto a 130 °C. Sin embargo, resulta interesante advertir que la muestra 10 tambien tiene un alto brillo a 45° a 130 °C. Esta alta opacidad junto con un alto comportamiento de brillo resulta inesperada, puesto que generalmente una alta opacidad esta asociada con un bajo brillo, y una baja opacidad esta asociada con un alto brillo. La muestra 10 con alta opacidad y alto brillo a 130 °C produce un aspecto de la pelfcula exclusivo. Cuando las pelfculas se arrugan, el aspecto es similar a las laminas de aluminio. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, el alto brillo puede estar relacionado con la presencia de fases de PLA sobre la superficie.

En comparacion, la muestra 12, que es una mezcla de PP/PLA compatibilizada con el modificador reactivo GMA-6, cuando se estira a 130 °C, figura 9B, tiende a tener menos numero de picos 230, con un aspecto en general gausiano con una menor amplitud, que indica una superficie mas lisa. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, los resultados del AFM sugieren que el sistema compatibilizado en la muestra 12 puede utilizarse para procedimientos que requieran una rugosidad superficial minima, tales como los procedimientos de metalizacion.

Se realizo una AFM sobre las muestras 10 y 12 estiradas a 145 °C y las micrograffas se muestran en las figuras 9C y 9D, respectivamente. Los resultados demuestran que las pelfculas preparadas a partir de la mezcla compatibilizada (CB) tambien muestran una superficie mas lisa que las pelfculas preparadas a partir de las mezclas de PP/PLA no compatibilizadas.

Ejemplo 6

Se realizo un estudio comparativo de los angulos de contacto entre la pelfcula de BOPP producida a partir de polipropileno (PP) y una mezcla de PP/PLA compatibilizada. Se prepararon tres muestras de una pelfcula moldeada, laminas moldeadas para BOPP, y pelfculas de BOPP , denominadas muestras 16, 17, y 18, a partir de una resina con base de polipropileno, una mezcla de PP/PLA no compatibilizada, y PP/PLA/PP-g-GMA-6 compatibilizado, denominadas muestras 16, 17, y 18, respectivamente. El angulo de contacto se obtuvo empleando agua DI como medio de contacto superficial, segun ASTM D5946. Los resultados se tabulan en la tabla 17.

Tabla 17

Muestra

Resultados del angulo de contacto PP PP/PLA PP/PLA/PP-g-GMA-6

16

pelfcula moldeada 106° 102° 102°

17

laminas moldeadas para BOPP 106° 100° 100°

18

pelfculas de BOPP 107° 106° 106°

Los resultados demuestran que los angulos de contacto para los materiales de polipropileno fueron de aproximadamente 106-107°. Las pelfculas orientadas no muestran mejonas en la tension superficial en presencia de PLA. Se advierte que las pelfculas moldeadas de la mezcla de PP/PLA compatibilizada muestran un angulo de contacto ligeramente menor, lo cual indica que la presencia de PLA puede haber aumentado la tension superficial de las pelfculas moldeadas de polipropileno. Sin embargo, un angulo de contacto mayor que 100° significa que la tension superficial de la pelfcula aun es mucho menor que la del agua.

Se investigo el efecto de emplear diferentes homopolfmeros de polipropileno en la mezcla de PP/PLA sobre la facilidad de impresion de pelfculas preparadas a partir de estas mezclas. Se prepararon cinco muestras de pelfcula moldeada, denominadas muestras 19 a 23. La muestra 19 se preparo empleando el homopolfmero de polipropileno 3271 como resina base. Las muestras 20 y 21 fueron muestras no compatibilizadas preparadas empleando PPH5060 y MR2002, respectivamente, como resina base con 10% de PLA. El PPH5060 es un homopolfmero de polipropileno que tiene una velocidad de flujo en estado fundido de 6 g/10 min, y el MR2002 es un homopolfmero de polipropileno preparado con un catalizador de metaloceno que tiene una velocidad de flujo en estado fundido de 15,0 g/10 min. Ambos PPH5060 y MR2002 estan disponibles en el mercado en Total Petrochemicals. Las muestras 22 y 23 son PP-g-GMA-3 y PP-g-GMA-6, producidos y utilizados como modificadores reactivos en mezclas de PP/PLA. Se determinaron los angulos de contacto de estas pelfculas y se tabulan en la tabla 18.

Tabla 18

Muestra

Pelfeula moldeada Angulo de contacto

19

PP 106°

20

PPH5060/PLA 90°

21

MR2002/PLA 98°

22

PP-g-GMA-3 100°

23

PP-g-GMA-6 100°

Los resultados demuestran que el angulo de contacto para todas las muestras es similar. El angulo de contacto para la mezcla de PPH5060/PLA (muestra 20) es ligeramente menor que el observado para la mezcla de MR2002/PLA (muestra 21), que tambien es ligeramente menor que el del homopolfmero de PP (muestra 19). El

5 angulo de contacto para las pelfculas moldeadas preparadas a partir de PP-g-GMA-3 (muestra 22) es el mismo que el de PP-g-GMA-6 (muestra 23). Sin pretender quedar limitado por teona alguna, un mayor angulo de contacto sugiere una menor tension superficial, que es una indicacion de que la pelfcula tiene unas buenas propiedades de facilidad de impresion. Puesto que los angulos de contacto para estas pelfculas son similares, se espera que las propiedades de facilidad de impresion de estas pelfculas sean similares.

10 Ejemplo 7

Se investigaron las propiedades mecanicas de las pelfculas de BOPP preparadas a partir de las CB y se compararon con PP. El modulo secante al 1%, la resistencia a la traccion en la rotura, y el alargamiento y la rotura se determinaron en la direccion de la maquina (MD) para las muestras del ejemplo 3, y los resultados se tabulan en la tabla 19 y se representan graficamente en la figura 10.

15 Tabla 19

PP 3271 Muestra 10 de PP/PLA Muestra 12 de PP/PLA/GMA-6 Muestra 13 de PP/PLA/Lotader

Modulo secante al 1%, MD, kpsi (kPa)

256 (1765057,86) 244 (1682320,77) 343 (2364901,75) 265 (1827110,68)

Resist. a la traccion en la rotura, MD, kpsi (kPa)

30,5 (210290,09) 23,8 (164095,22) 29,7 (204774,29) 24,9 (171679,45)

Alargamiento en la rotura, MD

96,7 73,8 81,1 74,1

Puesto que el PLA tiene un modulo mayor que PP, se espera que la presencia de PLA en las pelfculas preparadas a partir de la mezcla de PP/PLA aumente la rigidez de la pelfcula. Sin embargo, remitiendose a la figura 10, las pelfculas preparadas a partir de la mezcla de PP/PLA muestran un modulo secante al 1% comparable al 20 homopolfmero de polipropileno. Las pelfculas de BOPP preparadas utilizando una mezcla de PP/PLA y GMA-6 como modificador reactivo muestran un aumento del 35% al 40% en el modulo secante al 1%. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, una explicacion para esta diferencia en la actuacion puede ser la debil adhesion interfacial entre las fases de PP y PLA en la mezcla de PP/PLA no compatibilizada. Esta debil adhesion interfacial provoca una transferencia poco eficaz de una carga aplicada desde la matriz de PP hacia los dominios de PLA, 25 mas ngidos, durante el estiramiento en estado solido.

La compatibilizacion refuerza la interfase de modo eficaz, y la contribucion de PLA a la rigidez del material aumenta. Notese que LOTADER es un modificador basado en polietileno. Aunque LOTADER parece eficaz para reducir la opacidad, tal como se muestra en el ejemplo 4, provoca solo un ligero aumento en el modulo del sistema. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, se cree que la incapacidad de reforzar el sistema en 30 estado solido resulta de la incompatibilidad entre el PE y PP en estado solido, que apoya aun mas la importancia de la interfase entre el PP y PLA en el sistema compatibilizado con GMA-6.

Ejemplo 8

Las propiedades de traccion, el modulo flexural, y el impacto Izod de los artfculos preparados a partir del homopolfmero de polipropileno 3271 se compararon con los valores para un artfculo preparado a partir de una

25

mezcla de PP/PLA no compatibilizada, una mezcla de PP/PLA con el compatibilizador PP-g-GMA-6, y una mezcla de PP/PLA con el compatibilizador LOTADER para muestras moldeadas por inyeccion. La composicion de PP/PLA y PP-g-GMA-6 contiene 85% en peso de PP, 10% en peso de PLA, y 5% en peso de PP-g-GMA-6. La composicion de PP/PLA y LOTADER contiene 85% en peso de PP, 10% en peso de PLA, y 5% en peso de PP-g-GMA-6. Los 5 artfculos fueron espedmenes ASTM y se prepararon mediante moldeado por inyeccion, segun la metodologfa previamente indicada. Los resultados se tabulan en la tabla 20.

Tabla 20

Parametros

PP PP/10% de PLA PP/PLA/PP-g-GMA-6 PP/PLA/LOTADER

Traccion (ASTM)

Modulo de traccion, kpsi (kPa)

220 (1516846,60) 236 (1627162,72) 250 (1723689,32) 227 (1565109,90)

Resistencia a la traccion, psi (kPa)

4630 (31922,73) 4900 (33784,31) 5200 (35852,74) 4880 (33646,42)

Resistencia en la rotura, psi (kPa)

2360 (16271,63) 1710 (11790,03) 1770 (12203,72) 1700 (11721,09)

Alargamiento de traccion (%)

9,2 6,4 6,1 7,2

Alargamiento en la rotura (%)

50 46 85 229

Modulo flexural, kpsi (kPa)

186 (1282424,85) 233 (1606478,44) 244 (1682320,77) 231 (1592688,93)

Impacto Izod, pie- Ib/in (J/m)

0,6 (31,8) 0,61 (32,33) 0,51 (27,03) 0,85 (45,05)

Los resultados demuestran que la mezcla de PP/PLA compatibilizada con GMA-6 muestra una mayor rigidez, tal 10 como evidencia un modulo de traccion mayor, que las mezclas de PP/PLA compatibilizadas con LOTADER y no compatibilizadas. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, la mayor rigidez en la mezcla de PP/PLA compatibilizada con GMA-6 puede ser debida a las interfases reforzadas de PP/PLA en los sistemas compatibilizados con GMA-6, que aprovechan al maximo las ventajas de las fases de PLA, mas ngidas.

Sin embargo, a diferencia de las pelfculas de BOPP, para las muestras moldeadas por inyeccion, la mezcla de 15 PP/PLA no compatibilizada y la mezcla de PP/PLA/LOTADER poseen una mayor rigidez que PP. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, esta observacion puede ser debida al compromiso de la interfase interfacial (por procesos tales como la cavitacion) durante la orientacion biaxial en las pelfculas de BOPP. Para las muestras moldeadas por inyeccion, la adhesion interfacial entre PP y PLA permanece intacta, lo cual hace posible aprovechar la alta rigidez de PLA hasta cierto punto, incluso en una mezcla de PP/PLA no compatibilizada.

20 Ejemplo 9

Se investigo el encogimiento a 125 °C y las propiedades de barrera a temperatura ambiente para las pelfculas de BOPP fabricadas a partir de las mezclas del ejemplo 8 y los resultados se tabulan en la tabla 21.

Tabla 21

Pelfeulas de BOPP

PP PP/PLA PP/PLA/PP-g-GMA-6 PP/PLA/LOTADE R

Temp. de estiramiento

135 °C 135 °C 145 °C 135 °C 135 °C

Espesor de BOPP (mil)

0,53 0,6 0,51 0,65 0,55

OTR (cm3/100 in2" (645,16 cm2)/dfa)

231,5 181,7 197,8 165 178,9

5

10

15

20

25

(continuacion)

Encogimiento MD (%)

10,6 11,8 - 10,7 12,5

Encogimiento TD (%)

10,6 11,7 - 10,3 12,8

Como puede observarse en la tabla 21, la diferencia en el encogimiento para las pelfculas de BOPP a 135 °C con y sin PLA es minima. Se observa una disminucion en las propiedades de barrera de ox^geno para la mezcla de PP/PLA no compatibilizada, la mezcla PP/PLA compatibilizada con PP-g-GMA-6, y la mezcla de PP/PLA compatibilizada con LOTADER, comparado con PP. Ademas, la pelfcula de la mezcla de PP/PLA no compatibilizada estirada a 135 °C parece ser relativamente opaca, comparada con la mezcla estirada a 145 °C, que parece ser relativamente transparente.

Ejemplo 10

Se investigo la cavitacion en pelfculas de BOPP producidas a partir de las muestras del ejemplo 3 y se comparo con PP. Puesto que la cavitacion se relaciona con la densidad de la pelfcula, se determino la densidad de las pelfculas del ejemplo 5 y se comparo con la densidad de la pelfcula de BOPP preparada a partir de polipropileno. Los resultados se tabulan en las tablas 22 y 23 y se representan graficamente en las figuras 11 y 12.

Tabla 22

Temperatura de estiramiento, °C

135 °C 145 °C

PP, 3271

0,87 0,88

Muestra 10, PP/PLA

0,81 0,87

Muestra 11, PP/PLA/GMA-3

0,84 0,89

Muestra 12, PP/PLA/GMA-6

0,88 0,9

Muestra 13, PP/PLA/Lotader

0,89 0,89

Tabla 23

Temp. de estiramiento, °C

Muestra 10, PP/PLA Muestra 11, PP/PLA/GMA3 Muestra 12, PP/PLA/GMA6 Muestra 13, PP/PLA/Lotader

130

0,76 0,81 0,87 0,88

135

0,81 0,84 0,88 0,89

140

0,83 0,86 0,89 0,89

145

0,87 0,89 0,9 0,89

150

0,86 0,86 0,91 0,9

La figura 11 es una grafica de la densidad de la pelfcula de BOPP a unas temperaturas de estiramiento de 135 °C y 145 °C para un homopolfmero de PP Total Petrochemicals 3371 no compatibilizado y mezclas de PP/PLA compatibilizadas, mientras que la figura 12 es una grafica de la densidad de la pelfcula como una funcion de la temperatura de estiramiento. Se calculo la densidad esperada de una mezcla de PP/PLA y se muestra como la lmea de referencia 300. Se calculo la lmea de referencia empleando la siguiente ecuacion:

tf>ppppp+ 0PLAPPLA,

en la que O y p son la fraccion de volumen y densidad de los componentes individuales en las mezclas, respectivamente. Remitiendose a la figura 11, las pelmulas de polipropileno estiradas a baja y alta temperatura parecen poseer densidades de pelmula comparables. Sin embargo, las mezclas de PP/PLA no compatibilizadas producen pelmulas con menores densidades que las esperadas, lo cual sugiere la presencia de huecos en las pelmulas. Se observo una tendencia similar cuando las muestras se estiran en el intervalo de temperatura de 130

5

10

15

20

25

30

35

40

45

°C a 150 °C, figura 12. Se descubrio que las mezclas de PP/PLA compatibilizadas tienen un menor grado de cavitacion que las mezclas de PP/PLA no compatibilizadas. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, se requiere una fase dispersada de modulo alto para facilitar la cavitacion, porque no se deforma ni se orienta a lo largo de la matriz de polipropileno durante la orientacion biaxial, iniciando asf la formacion de huecos en los lfmites de la matriz-partfcula. Los resultados demuestran que el uso de modificadores reactivos que forman compatibilizadores cuando se someten a una extrusion de reaccion con PP/PLA dan como resultado la formacion de mezclas de PP/PLA con interfases reforzadas. La presencia de modificadores reactivos retrasa la formacion de huecos en las interfases de las mezclas de PP/PLA compatibilizadas.

Ejemplo 11

Se investigo la densidad de las pelfculas de BOPP con una mayor cantidad de PLA. Se prepararon tres muestras de BOPP, denominadas muestras 14, 15, y 16. La muestra 14 se preparo a partir del polipropileno Total Petrochemicals 3371, la muestra 15 se preparo mezclando 70% de polipropileno Total Petrochemicals y 30% de PLA 6201, y la muestra 16 se preparo mezclando 70% de polipropileno Total Petrochemicals y 30% de PLA 6201, y 3% de Lotader. Despues todas las muestras se estiraron para la orientacion biaxial empleando un Bruckner Karo IV a una velocidad de estiramiento de 30 m/min y una proporcion de estiramiento 6x6 simultanea. Sin embargo, las muestras 15 y 16 no pudieron estirarse con facilidad bajo dichas condiciones. Las condiciones se revisaron a una velocidad de estiramiento de 3 m/min y una proporcion de estiramiento 4x4 simultanea. El estiramiento se realizo en un intervalo de temperatura de aproximadamente 145 °C a aproximadamente 155 °C. Los resultados se tabulan en la tabla 23 y se muestran en la figura 13.

Tabla 23

Temp. de estiramiento, °C

Muestra 14, densidad de BOPP, g/ cm3 Muestra 15, densidad de BOPP, g/ cm3 Muestra 16, densidad de BOPP, g/ cm3

145

0,89 0,32 0,41

150

0,90 0,43 0,57

155

0,83 0,56 0,67

Sin pretender quedar limitado por teona alguna, la presencia de una mayor cantidad de PLA disminuye la fuerza de estiramiento, en especial en la direccion transversal, lo cual probablemente es debido a la cavitacion durante el estiramiento. La figura 13 es una grafica de la densidad de BOPP como funcion de la temperatura de estiramiento. Remitiendose a la figura 13, muestra 15, que es la muestra no compatibilizada, se observo que tema una densidad de BOPP menor cuando se compara con la muestra 14, y una menor cantidad de PLA (muestra 10), tal como se muestra en la figura 12. Sin pretender quedar limitado por teona alguna, unas temperaturas de estiramiento menores, una menor velocidad de estiramiento y/o una menor proporcion de estiramiento fueron mas favorables para la cavitacion de la pelfcula, lo cual produce unas densidades menores, tal como se observa en la muestra 15.

Ademas, las muestras 15 y 16 tienen un aspecto blanco y opaco con una superficie rugosa. Ambas muestras 15 y 6 tambien se observaron bajo un microscopio optico y se descubrio que presentaban grandes poros.

Aunque se han mostrado y descrito realizaciones, los expertos en la tecnica pueden modificarlas sin apartarse del espmtu y las indicaciones de la descripcion. Las realizaciones descritas en la presente son solo ejemplos, y no pretenden ser limitantes. Son posibles muchas variaciones y modificaciones de la invencion descrita en la presente, y estas estan dentro del alcance de la invencion. Cuando se mencionan expresamente limitaciones o intervalos numericos, debe entenderse que dichas limitaciones o intervalos incluyen las limitaciones o intervalos iterativos de magnitud similar que se encuentran dentro de las limitaciones o intervalos mencionados expresamente (por ejemplo, de 1 a 10 incluye , 2, 3, 4, etc.; mayor que 0,10 incluye 0,11, 0,12, 0,13, etc.). Por ejemplo, cuando se describe un intervalo numerico con un lfmite inferior, Rl, y un lfmite superior, Ru, cualquier numero que se encuentre dentro del intervalo se describe espedficamente. En particular, se describen espedficamente los siguientes numeros dentro del intervalo: R = Rl +k* (Ru-Rl), en el que k es una variable que vana del 1% al 100% con un incremento del 1% es decir, k es 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, ...50%, 51%, 52%, ...., 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, o 100%. Ademas, cualquier intervalo numerico definido por dos numeros R, segun se definio anteriormente, tambien se describe espedficamente. El uso del termino "opcionalmente" con respecto a cualquier elemento de una reivindicacion significa que el elemento concreto es necesario o, como alternativa, no es necesario. Ambas alternativas estan dentro del alcance de la reivindicacion. Debe entenderse que el uso de terminos mas amplios, tales como comprende, incluye, tiene, etc. proporcionan apoyo a terminos mas restringidos, tales como consiste, consiste fundamentalmente, comprende sustancialmente, etc.

Por consiguiente, el alcance de la proteccion no esta limitado por la descripcion indicada anteriormente, sino que solo esta limitado por las siguientes reivindicaciones, y ese alcance incluye todos los equivalentes del contenido de la reivindicaciones. Cada una y todas las reivindicaciones se incorporan en la memoria descriptiva como una realizacion de la presente invencion. Asf, las reivindicaciones son otra descripcion y se anaden a las realizaciones 5 de la presente invencion. El analisis de una referencia no es una admision de que sea de la tecnica anterior a la presente invencion, en especial cualquier referencia que pueda tener una fecha de publicacion posterior a la fecha de prioridad de esta solicitud. Las descripciones de todas las patentes, solicitudes de patente y publicaciones citadas en la presente se incorporan por referencia en la presente, en la medida en que proporcionan ejemplos, procedimientos u otros detalles suplementarios a los indicados en la presente.

10

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. - Una composicion que comprende una mezcla de una poliolefina, un poli(acido lactico) y un modificador reactivo, en la que el modificador reactivo es un polipropileno funcionalizado con epoxi.
2. 2. - La composicion de la reivindicacion 1, en la que la poliolefina comprende polietileno, preferiblemente 5 comprende polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de baja densidad lineal,

   polipropileno, o combinaciones de los mismos.
3. 3. - La composicion de la reivindicacion 2, en la que el polipropileno es un homopolfmero que comprende hasta 5% en peso de otra alfa-olefina C2-C8, un homopolfmero de polipropileno de alta cristalinidad, un copolfmero heterofasico de polipropileno, o combinaciones de los mismos.

   10 4.- La composicion de la reivindicacion 1, en la que el poli(acido lactico) comprende poli-L-lactida, poli-D-lactida,

   poli-LD-lactida, o combinaciones de las mismas.
4. 5.- La composicion de la reivindicacion 1, en la que la poliolefina funcionalizada con epoxi comprende polipropileno injertado con metacrilato de glicerilo.