FI94141B - Iskulujat polymeeriseokset - Google Patents

Description

94141 5

Iskulujat polymeeriseokset Slaghällfasta polymersammansättningar

Keksinnön kohteena on parannetun iskulujuuden ja jäykkyyden omaava polyamidia ja polypropeenia sisältävä polymeeriseos, joka sisältää kompatibilisaattorina elastomeeristä karboksyylihapolla tai -anhydri— dillä oksastettua lohkosekapolymeeriä, joka polyamidi on polyamidi 10 (6) ja elastomeerinen lohkosekapolymeeri on karboksyylihapolla tai -anhydridillä oksastettu styreeni-etyleeni/butyleeni-styreeni-lohko-polymeeri.

Keksintö koskee iskulujia eli parannetun iskulujuuden ja jäykkyyden 15 omaavia polyamidia ja polypropeenia sisältäviä polymeeriseoksia.

Termoplastisilla polyamideilla on tunnetusti monia teknisissä muoveissa tarvittavia ominaisuuksia, kuten hyvät mekaaniset ominaisuudet ja hyvä kemikaalien ja lämmön kestävyys. Polyamideilla on kuitenkin eräitä 20 haittapuolia, jotka rajoittavat niiden käyttömahdollisuuksia tietyissä sovellutuksissa. Esimerkkinä mainittakoon huonohko vedenkestävyys ja tietyissä vaativissa käyttökohteissa riittämätön iskunkestävyys ja j äykkyys.

25 Polyamidien iskunkestävyysominaisuuksia on yritetty parantaa sekoittamalla polyamidiin vaihtelevia määriä muita polymeerejä, esimerkiksi polypropeenia, jolla on hyvät lujuusominaisuudet, veden ja kemikaalien kestävyys sekä alhaisempi hinta. Polyamidi ja polypropeeni ovat kuitenkin keskenään yhteensopimattomia, koska ne ovat erilaisesta kemialli-30 sesta luonteestaan johtuen toisiinsa sekoittumattomia. Siten polypropeenia ei voida dispergoida tasaisesti polyamidimatriisiin sulasekoituksen avulla ilman lisäaineita eikä polyamidifaasin ja polypro— peenifaasin tarttuminen toisiinsa ole riittävää. Tällöin ei myöskään saaduilla seoksilla ole riittäviä lujuusominaisuuksia.

Muoviseoksen mekaaniset ominaisuudet riippuvat mm. sen morfologiasta. Molekyylitasolla sekoittumattomia komponentteja sisältävien seosten morfologia riippuu lähtöaineiden ominaisuuksista, niiden viskositeet— 35 2 94141 tisuhteesta, niiden välisestä pintaenergiasta ja seokseen prosessoinnista kohdistuvista leikkausvoimista. Kompatibilisaattorien avulla morfologia ja ominaisuudet voidaan stabiloida siten, että ne eivät muutu muoviseosta myöhemmin työstettäessä esim. ruiskupuristamalla.

5

Morfologiaa räätälöimällä voidaan luoda seoskombinaatioita, joiden ominaisuudet ovat voimakkaasti synergistisiä. Elastomeerisen kompatibili-saattorin tai muutoin lisätyn elastomeerin vuorovaikutus erityisesti matriisimuovin kanssa on tärkeätä iskulujuusominaisuuksia optimoitaes-10 sa.

Polymeeriseosten iskulujuuden modifiointi yleensä tapahtuu perusteiltaan kahdella erilaisella tavalla: joko polymeerin valinnalla (esimerkiksi valitsemalla komponenttipolymeeriksi kopolymeeri homopolymeerin 15 sijasta) tai/ja lisäämällä sopivaa elastomeeria tai kiinteää ainetta dispersioksi. Jälkimmäisessä tapauksessa halutaan muuttaa polymeerin tai seoksen sisäistä jännityskenttää ja sen mukana iskuominaisuuksia. Dispersion tyyppi (elastomeerinen tai kiinteä), dispersion koko ja dispergoituneen materiaalin adheesio matriisiin ovat tekijöitä, joilla 20 iskumodifiointia voidaan räätälöidä.

Polypropeenin yhteensopivuutta polyamidin kanssa on siten yritetty parantaa mm. käyttämällä propeenihomopolymeerin sijasta tai lisäksi funktionaalisia ryhmiä, esimerkiksi karboksyyliryhmiä sisältävää poly-*.* 25 propeenia tai propeenin kopolymeerejä muiden monomeerien, esimerkiksi eteenin kanssa, mutta tällä tavalla voidaan polyamidin ja polypropeenin seosten iskulujuusominaisuuksia parantaa vain rajoitetusti. Kolmas tapa on lisätä polyamidin ja polypropeenin seokseen sopivaa elastomee-riä dispersioksi.

30

Polyamidia, polypropeenia ja elastomeeristä kopolymeeriä sisältäviä iskulujia seoksia on patentoitu runsaasti. Tekniikan tasona viitataan tässä erityisesti EP-patenttijulkaisuun 261748, joka koskee iskulujia polyamidin ja polyolefiinin (erikoisesti polypropeenin) sekä elastomee-35 rin sulasekoittamalla valmistettuja seoksia, joissa elastomeerinä on erityinen selektiivisesti hydrattu lohkopolymeeri, kuten styreeni- 3 94141 etyleeni/butyleeni-styreeni lohkopolymeeri, joka edullisesti on lisäksi funktionalisoitu esimerkiksi karboksyylihapon tai karboksyylihappoan-hydridin avulla.

5 EP-hakemusjulkaisussa on esitetty hyvin laajat vaihteluvälit seoksessa käytettyjen komponenttien määrille. Siten polyamidin määräksi esitetään 1-95 p-%, polyolefiinin määräksi 1-95 p-% ja elastomeerin määräksi 1-50 p-%. Hakemuksen esimerkeissä on kuitenkin käytetty huomattavasti kapeampia vaihteluvälejä. Samoin esimerkeissä saavutetut tulokset ovat 10 ylimalkaan hyvin ristiriitaisia, joten voidaan todeta, että EP-hakemus-julkaisussa 261748 ei ole esitetty sellaisia tietoja, joiden perusteella voitaisiin valmistaa polyamidi/polypropeeniseoksia, joilla on optimaaliset ominaisuudet sekä iskulujuuden että jäykkyyden suhteen.

15 Esilläolevan keksinnön kohteena on polyamidi/polypropeeniseos, jolla on samanaikaisesti sekä erinomainen iskulujuus että suuri jäykkyys. Nämä ominaisuudet ovat yleensä ristiriitaisia tavoitteita, sillä parannettaessa toista ominaisuutta toinen ominaisuus tavallisesti huononee.

20 Esilläolevaan keksintöön johtaneissa tutkimuksissa on pyritty löytämään sellaisen sisäisen rakenteen omaavia polyamidi/polypropeeniseoksia, joilla on samanaikaisesti sekä hyvä iskulujuus että suuri jäykkyys. Seuraavassa tällaista rakennetta kutsutaan optimaaliseksi rakenteeksi.

25 Keksinnön mukaisesti on havaittu, että optimaalinen rakenne muodostuu jatkuvasta elastomeerifaasista, johon polyamidi on dispergoitunut erittäin pieniksi hiukkasiksi (kutsutaan tässä hienodispersioksi), kun sen sijaan polypropeeni on dispergoitunut suuremmiksi hiukkasiksi (kutsutaan tässä karkeadispersioksi). On oleellista että molemmat dispersiot 30 ovat läsnä. Jos jätetään pois karkea dispersio, niin hyvän iskulujuuden saavuttamiseksi on käytettävä niin suuria elastomeerimääriä, että seoksen jäykkyys pienentyy oleellisesti.

Toisaalta todettiin, että optimaalisen rakenteen saavuttamisen kannalta 35 on kompatibilisaattorina käytetyn elastomeerin laadulla erittäin suuri merkitys. Tehdyissä tutkimuksissa on havaittu, että lähes kaikki 4 94141 tavanomaisesti polyamidi/polypropeeniseoksissa käytetyt elastomeerit ovat sellaisia, että niillä ei pystytä aikaansaamaan keksinnön mukaista hienodispersion ja karkeadispersion sekä elastomeerin jatkuvana faasina sisältävää systeemiä, joka on olennaista optimaalisen rakenteen saavut-5 tamisen kannalta.

Kolmanneksi todettiin, että halutun karkea/hieno-dispersiosysteemin aikaansaamisessa on ylläpidettävä riittävän tehokkaat leikkausvoi-maolosuhteet työstössä. Tämä tarkoittaa sitä, että sulasekoituksessa 10 käytettävän ekstruuderin rakenteen ja sulasekoituksessa käytettyjen lämpötilaolosuhteiden on oltava sellaiset, että leikkausvoimat kohdistuvat rakenteen mikrotasolle saakka halutun dispersiorakenteen aikaansaamiseksi .

15 Lisäksi havaittiin vielä, että polyamidin laadulla on erittäin suuri merkitys optimaalisen rakenteen aikaansaamisessa.

Siten keksinnön mukainen parannetun iskulujuuden ja jäykkyyden omaava polyamidia ja polypropeenia sisältävä polymeeriseos, joka sisältää 20 kompatibilisaattorina elastomeeristä karboksyylihapolla tai -anhydri-dillä oksastettua lohkosekapolymeeriä, on tunnettu siitä, että seos on valmistettu sulasekoittamalla polyamidia, polypropeenia ja elastomeeristä lohkosekapolymeeriä siten, että polypropeenin ja polyamidin painosuhde on välillä 0,1-0,4 ja elastomeerisen lohkosekapolymeerin määrä 25 on 5-10 % polyamidin ja polypropeenin yhteismäärästä, ja että sula- sekoitus on suoritettu leikkausvoimaolosuhteissa, joissa maksimaalinen leikkausjännitys on vähintään 10 kPa, jolloin syntyvässä seoksessa polyamidi muodostaa dispergoidun faasin, jossa keskimääräinen hiukkas-koko on alle 0,1 μιη ja polypropeeni muodostaa dispergoidun faasin, 30 jossa keskimääräinen hiukkaskoko välillä 0,3-1 /xm ja elastomeerinen lohkosekapolymeeri muodostaa jatkuvan faasin.

Keksinnön mukainen kompatibilisoitu polyamidi/polypropeeniseos eroaa täysin perinteisellä tavalla kompatibilisoiduista vastaavista seoksis-35 ta. Perinteisissä seoksissa seossysteemi muodostuu seuraavasti:

Jatkuva polymeerimatriisi

II

5 94141

Dispergoitu polymeeri

Kompatibilisaattori polymeerien rajapinnalla

Mahdollinen erillinen elastomeerifaasi dispergoitu pisaroiksi seokseen iskulujuuden parantamiseksi.

5

Keksinnön mukaisesti valmistettu polyamidi/polypropeeniseos sisältää seuraavan seossysteemin:

Jatkuva elastomeerifaasi

Hienoksi dispergoitunut polyamidi (hiukkaskoko alle 0.1 μιη) 10 Karkeaksi dispergoitunut polypropeeni (hiukkaskoko 0.4-1 μιη).

Tällöin elastomeeri toimii sekä iskumodifioijana että kompatibilisaat-torina, jolloin saavutetaan samanaikaisesti sekä hyvät iskulu-juusominaisuudet että hyvät jäykkyysominaisuudet. Tämä johtuu siitä, 15 että elastomeeri aikaansaa tietyissä leikkausvoimaolosuhteissä edellä kuvatun dispersiosysteemin. Bimodaalinen dispergoituneiden faasien partikkelikokojakauma mahdollistaa useamman iskusitkistämismekanismin toimimisen samanaikaisesti. Suurien partikkelien avulla voidaan tehokkaasti kontrolloida verkkosäröilyä (crazing). Pienet partikkelit puo-20 lestaan voivat absorboida iskuenergiaa lisäämällä matriisin myötölii-kettä (yielding).

Yllättävää on, että käytettäessä suhteellisen pientä elastomeerimäärää verrattuna polyamidin ja polypropeenin yhteismäärään saadaan silti 25 aikaan jatkuva elastomeerifaasi.

Keksinnön mukaisen polymeeriseoksen ja perinteisellä tavalla kompatibi- lisoitujen seoksien rakenne-ero käy selvästi ilmi kuvioista la), Ib) ja 1 c). Kuvion 1 a) mukainen rakenne saadaan sekoitettaessa 80 % 30 polyamidi 6:a ja 20 % maleiinihappoanhydridillä oksastettua styreeni-♦ etyleeni/butyleeni—styreeni lohkopolymeeria. Tuloksena saadaan hienojakoinen polyamididispersio, mutta lisättäessä elastomeeria niin paljon, että iskulujuus on oleellisesti kasvanut, menetetään jäykkyydessä huomattavasti. Kuvion 1 b) mukainen rakenne saadaan aikaan sekoittamalla 35 80 % polyamidi 6:a ja 20 % polypropeenia. Tuloksena saadaan karkeaja koinen polypropeenidispersio jatkuvassa polyamidifaasissa ja seoksen 6 94141 iskulujuusominaisuudet ovat huonot. Kuviossa 1 c) esitetty keksinnön mukainen rakenne on aikaansaatu sekoittamalla polyamidi 6:a ja polypropeenia painosuhteessa 80:20 ja lisäksi 10 p—% maleiinihappoanhydridilla oksastettua styreeni-etyleeni/butyleeni-styreeni lohkopolymeeria, jol-5 loin aikaansaadaan jatkuva elastomeerifaasi, johon on hyvin hienoja-koisesti dispergoitunut polyamidihiukkasia, joiden hiukkaskoko on alle 0,1 pm sekä karkearakeisesti polypropeenihiukkasia, joiden läpimitta on alueella 0,4-1 pm. Syntynyt bimodaalinen dispersio antaa rakenteelle hyvät iskulujuus- ja jäykkyysominaisuudet.

10

Keksinnön mukaisessa polymeeriseoksessa käytettävä polyamidi on edullisesti polykaprolaktami eli nylon 6. On osoittautunut, että muut tavanomaisesti käytettävät polyamidilaadut, kuten nylon 66, eivät anna keksinnön mukaiselle polyamidi/polypropeeniseokselle läheskään yhtä 15 hyviä iskulujuusominaisuuksia.

Keksinnön mukaisessa polymeeriseoksessa käytettävä polypropeeni on edullisesti isotaktinen homopolymeeri. On mahdollista, vaikka ei millään tavalla välttämätöntä, että polypropeeni on funktionalisoitu esi-20 merkiksi oksastamalla siihen karboksyylihappoja tai karboksyylihappoan-hydridejä.

Keksinnön mukaisen optimaalisen rakenteen syntymiselle on edelleen välttämätöntä, että polyamidin ja polypropeenin välinen määräsuhde on *· 25 tarkoin valitulla, suhteellisen kapealla alueella, jolloin riittävissä leikkausvoimaolosuhteissa saavutetaan kuvion 1 c) mukainen rakenne ja jyrkkä nousu sekä iskulujuuden että jäykkyyden suhteen, kuten edellä on esitetty. Keksinnön mukaisesti on havaittu, että polypropeenin ja polyamidin paino-osuuden seoksessa on oltava välillä 0,1 .. 0,4 hyvän isku-30 lujuuden ja jäykkyyden omaavien seosten saavuttamiseksi.

Elastomeerinä käytetään keksinnön mukaisessa seoksessa styreeni-etyleeni/butyleeni-styreenilohkopolymeeriä, jota on kaupallisesti saatavilla. Lohkopolymeeri on lisäksi funktionalisoitu oksastamalla siihen 35 maleiinihappoanhydridiä tavanomaisella tavalla vapaaradikaaleja tuottavan katalyytin, esimerkiksi peroksidin läsnäollessa. Elastomeerinä

II

7 94141 käytettävän lohkopolymeerin määrä on myös kriittinen keksinnön mukaisen rakenteen saavuttamiseksi ja lohkopolymeerin määrä on siten valittava väliltä 5-10 p-% koko seoksen yhteismäärästä laskettuna.

5 Polyamidin, polypropeenin ja elastomeerin sekoittaminen on suoritettava keksinnön mukaisesti siten, että sekoituksessa ylläpidetään riittävän suuria leikkausvoimia polyamidin hajottamiseksi dispersioksi, jossa hiukkaskoko on alle 0,1 pm ja polypropeenin hajottamiseksi dispersioksi, jossa hiukkaskoko voi vaihdella alueella 0,4-1 pm. Riittäviä leik-10 kausolosuhteita ei yleensä ole mahdollista aikaansaada tavanomaisissa yksiruuviekstruudereissa, joten käytännössä keksinnön mukaisten seosten valmistamisen tulee tapahtua kaksiruuvisekoittimessa.

Ekstruuderissa aikaansaatavat leikkausvoimat riippuvat luonnollisesti 15 mm. ruuvin dimensioista ja pyörimisnopeudesta, mutta myös sekotuksessa käytetyistä lämpötiloista, jotka vaikuttavat edelleen seoskomponenttien viskositeetteihin. Yleisesti voidaan kuitenkin sanoa, että keksinnön mukaisen rakenteen omaavien seosten aikaansaamiseksi tarvitaan maksimaalinen leikkausjännitys, joka on vähintään 10 kPa. Sekoittaminen 20 voidaan suorittaa lämpötiloissa, jotka ovat vähintään seoskomponenttien sulamispisteen yläpuolella, mutta käytännössä suositellaan lämpötiloja väliltä 240-270eC. Sekoitusaika voidaan valita väliltä 1-3 min. Sekoi-tusruuvin kierrosluvun suurentaminen edesauttaa keksinnön mukaisen rakenteen syntymistä, Siten kaksiruuvisekoittimissa voidaan käyttää 25 kierroslukuja, jotka ovat vähintään 100 1/s, mutta edullisesti kuitenkin suurempia, jopa yli 1000 1/s.

Keksintöä kuvataan seuraavassa viittaamalla oheisiin esimerkkeihin ja kuvioihin.

30

Esimerkki 1

Valmistettiin polymeeriseoksia polyamidi 6:polypropeeni painosuhteilla 80:20, 60:40, 40:60 ja 20:80. Käytetty kompatibilisaattorimäärä oli 0-35 10 % seoksen yhteisestä painosta. Vertailun vuoksi tehtiin myös binää- riseoksia polyamidista ja polypropeenista kompatibilisaattorin kanssa.

8 94141

Seoksia valmistettaessa polyamidia kuivattiin ensin 16 tuntia 80°C lämpötilassa. Kaikkiin seoksiin lisättiin antioksidanttia (0,15 paino-% Irganox B 215, Ciba Geigy). Seokset valmistettiin käyttämällä samaan suuntaan pyörivää kaksiruuviekstruuderia BERSTORFF ZE 25. Ruuvin pyöri— 5 misnopeus oli 200 rpm ja sulalämpötila 245eC. Kaikki komponentit syötettiin samaan aikaan ja keskimääräinen viipymäaika ekstruuderissa oli 70 s.

Seoksista tutkittiin mekaanisia ominaisuuksia ja morfologiaa. Me— 10 kaanista testausta varten koekappaleet tehtiin ruiskupuristamalla, niitä kuivattiin 16 tuntia 80°C lämpötilassa ja säilytettiin eksikaat— torissa mittauksiin asti. Vetolujuuskokeet tehtiin laitteella Instron Universal Testing Machine 4204 23°C lämpötilassa ISO R 527 mukaan cross head-nopeudella 50 mm/min. Elastisuusmoduuli, maksimivetolujuus ja 15 vetojännitys määritettiin. Izod lovi-iskulujuustestit suoritettiin laitteella Zwick 5102 Impact Tester standardin ISO 179-1982 mukaan.

Seoksien morfologiaa tutkittiin käyttämällä pyyhkäisyelektronimikro-skooppia (SEM) JEOL JSM-820. Mikrogafit otettiin kaksiruuviekstruusiol— 20 la tehdyistä koekappaleista. Näytteet valmistettiin murtamalla ekstru— daatti nestemäisen typen lämpötilassa ja päällystettiin kullalla ennen mikroskopiaa. Morfologiaa tutkittiin myös läpäisyelektronimikroskoopil-la (TEM) JEOL JEM 1200 EX. Näytteet leikattiin mikrotomilla. Osa niistä värjättiin osmiumtetroksidilla kontrastin parantamiseksi.

25 Käytetyt polymeerit ja kompatibilisaattorit on esitetty taulukossa 1. Taulukossa 2 on annettu tarkemmat tiedot kompatibilisaattoreista.

9 94141

Taulukko 1. Tutkimuksessa käytetyt kompatibilisaattorit

Polymeeri Toimittaja Tiheys MFI Tm

kg/m3 230°C °C

5--

Polyamidi 6, Ultramid B3K, PA6 BASF 1120 18,0 222,6

Polypropeeni, VC 12 H,PP Neste 910 11,2 164,8

Kompatibilisaattorit: 10 I NCPE 0444 Neste 924 9,5 II NOVATEC 196P Mitsubishi 890 2,4 III KRATON FG1901X Shell 919 3,2 IV LOTADER 8660 Atochem 952 5,5 V POLYBOND 3002 BP 910 15 VI LOTADER 4700 Atochem 943 15 10 94141

Taulukko 2. Kompatibilisaattorien kemiallinen rakenne I NCPE on etyylibutyyliakrylaatti-kopolymeeri, joka on oksastettu 0,4 5 paino-%:lla fumaarihappoa.

II NOVATEC 196P on maleiinianhydridilla oksastettu polypropeeniin perustuva adheesiopolymeeri. Kokonaishapposisältö on 0,2 paino-%.

10 III KRATON FG1901X on maleiinianhydridilla oksastettu hydrattu styreeni-etyleeni-butadieeni-styreeni lohkokopolymeeri. Kokonaishapposisältö on 1,8 paino-%. Tässä patenttihakemuksessa sitä kutsutaan myös nimellä SEBSgMAH.

15 IV LOTADER 8660 on terpolymeeri, joka NMR-analyysin mukaan on 30 paino— % etyyliakrylaattia, 62 paino-% eteeniä ja 8 paino-% glysidyylime-takrylaattia. Se sisältää reaktiivisia epoksiryhmiä, jotka kykenevät reagoimaan amiinipääteryhmien kanssa.

20 V POLYBOND 3002 on polypropeeniin perustuva kytkentäaine, joka on oksastettu 0,4 paino-%:11a maleiinianhydridia.

VI LOTADER 4700 on terpolymeeri, joka NMR-analyysin mukaan sisältää 35 paino-% etyyliakrylaattia, 63 paino-% eteeniä ja 2 paino-% male-25 iinianhydridiä.

Seoksen ominaisuudet 30 Seosten morfologia näkyy kuvista 2,3 ja 4. Kuva 2 esittää seosten TEM-kuvia ilman kompatibilisaattoria. Niistä voidaan havaita polypropeenin (kuvat 2a ja 2b) tai polyamidin (kuvat 2c ja 2d) muodostavan jatkuvan faasin, johon toinen polymeeri on dispergoitunut suhteellisen suurina partikkeleina. Kuvassa 3 on TEM-kuvat seoksista, joissa on käytetty 5 35 paino-% maleiinihappoanhydridilla funktionalisoitua styreeni-etylee-ni/butyleeni-styreeni lohkopolymeeria (SEBSgMAH). Kuvassa 4 on TEM- li 11 94141 kuvat seoksista, joissa on käytetty 10 paino—% SEBSgMAH kompatibi-lisaattoria ja vaihdeltu polyamidin ja polypropeenin suhdetta. TEM-kuvasta 4e on nähtävissä vastaava rakenne, mikä on esitetty kaaviona kuvassa 1.

5

Kuva 5 esittää mitattuja iskulujuuksia 23°C lämpötilassa (lovettu Izod, ISO 179-1982) kun polyamidi 6:n paino-osuutta on vaihdeltu polypropeeniin nähden. Seos on kompatibilisoitu käyttäen joko 5% tai 10% kom-patibilisaattoria koko seoksen painosta. Esimerkki seoksen rakenteesta 10 on siis 0.95 ( PA6 80:PP 20) +0.05 SEBSgMAH tai 0.90 ( PA6 80:PP 20 ) +0.10 SEBSgMAH.

Huomataan että polyamidin ja polypropeenin suhteen ollessa hyvin kapealla alueella (eli polypropeenia noin 25% polyamidi 6:n painosta) ja 15 tietyllä kompatibilisaattorilla (SEBSgMAH) aikaansaadaan oleellisesti parempi iskulujuus. Tarvittava kompatibilisaattorin määrä on iskulujuu— den kannalta vähintäin 5% seoksen koko painosta. Kuva 6 esittää iskulu— juuden parantumista kompatibilisaattorin määrän funktiona kuudelle kaupalliselle kompatibilisaattorille. Kuvasta jälleen ilmenee että 20 oleellisesti parempi iskulujuus saadaan suhteella PP/PA6 — 0.25 sekä käyttäen maleiinihappoanhydridilla oksastettua styreeni—etyleeni/buty— leeni—styreeni lohkopolymeeria kompatibilisaattorina.

Kuva 7 esittää kyseisen optimaalisen seoksen jäykkyyden (Youngin moduu-25 li 23°C vetonopeudella 50 mm/min) iskulujuuden funktiona, kun kompati— bilisaattorin määrää on vaihdeltu. Kyseinen käyrä siis osoittaa mille jäykkyys/iskulujuus-arvoille kyseinen seos on räätälöitävissä kompatibilisaattorin määrää muuttamalla.

30 Vertailun vuoksi on sekoitettu myös binäärisiä seoksia PA6/SEBSgMAH ja PP/SEBSgMAH. Niiden iskulujuus kasvaa kun elastomeerin määrää kasvatetaan, kuva 6b. Todetaan että vastaaviin iskulujuusarvoihin kuin ylläoleva optimaalinen PA/PP/SEBSgMAH-seos voidaan päästä, muttä kuva 6 osoittaa että tällöin menetetään oleellisesti jäykkyydessä.

35 12 94141

Esimerkki 2

Optimaalista seosta, jossa polypropeeni/polyamidi-suhde on 0,25 ja kompatibilisaattorina on 10 % maleiinihappoanhydridillä oksastettua 5 styreeni-etyleeni/butyleeni-styreeni lohkopolymeeria tehtiin vertailun vuoksi kolmella eri extruuderilla. Todettiin että karkean dispersion muodostavan polymeerin hiukkaskokoa voidaan säätää extruusion leikkaus-voimien avulla.

10

Taulukko 3. Ekstruuderien vertailu ruuvin energia- leikkaus- leikkaus- ruuvin pituus/ syöttö voima nopeus leikkaus— 15 Extruuderi halkaisija kWh/kg kPa 1 /s ominaisuudet 1. 2-ruuvi 39.5D 0.19 13 1050 suuri 2. 2-ruuvi 33D 0.16 13 1050 kohtalainen 3. 1-ruuvi 0.05 8 50 pieni 20-------

Extruuderissa 1 saatiin suurimmat ja ekstruuderissa 3 pienimmät leik-kausvoimat. Osoittautui, että tapauksessa 3 pienet leikkausvoimat jättivät polypropeenin isoiksi pisaroiksi, jolloin iskulujuus oli oleelli-*' 25 sesti huonompi.

Taulukko 4, Ekstruuderin vaikutus polypropeenidispersion kokoon 30 leikkausvoima polypropeenini kJ/m2 dispersion koko 1. 61.7 n 0.5μια 2.59.2 n 0.5μπι 35 3. 22.7 suuri ja suuri hajonta

Claims (3)

94141

1. Parannetun iskulujuuden ja jäykkyyden omaava polyamidia ja polypropeenia sisältävä polymeeriseos, joka sisältää kompatibilisaattorina 5 elastomeeristä karboksyylihapolla tai -anhydridillä oksastettua loh-kosekapolymeeriä, joka polyamidi on polyamidi (6) ja elastomeerinen lohkosekapolymeeri on karboksyylihapolla tai -anhydridillä oksastettu styreeni—etyleeni/butyleeni—styreeni—lohkopolymeeri, tunne t tu siitä, että seos on valmistettu sulasekoittamalla polyamidia, polypro— 10 peenia ja elastomeeristä lohkosekapolymeeriä siten, että polypropeenin ja polyamidin painosuhde on välillä 0,1-0,4 ja elastomeerisen loh-kosekapolymeerin määrä on 5-10 % polyamidin ja polypropeenin yhteismäärästä, ja että sulasekoitus on suoritettu leikkausvoimaolosuhteissa, joissa maksimaalinen leikkausjännitys on vähintään 10 kPa, jolloin 15 syntyvässä seoksessa polyamidi muodostaa dispergoidun faasin, jossa keskimääräinen hiukkaskoko on alle 0,1 Mm ja polypropeeni muodostaa dispergoidun faasin, jossa keskimääräinen hiukkaskoko välillä 0,3-1 μηι ja elastomeerinen lohkosekapolymeeri muodostaa jatkuvan faasin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että elastomeerinen lohkosekapolymeeri on styreeni-etyleeni/butyleeni-sty-reeni—lohkosekapolymeeri, joka on oksastettu maleiinihappoanhydridillä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen seos, tunnettu siitä, " 25 että kompatibilisaattorin määrä on välillä 5-10 p-% koko seoksen pai nosta ja että sen kokonaisanhydridipitoisuus on välillä 0,09-0,18 p-%. 94141