FR2919874A1 - METHOD FOR MODIFYING THE PHYSICAL, RHEOLOGICAL AND THERMOMECHANICAL CHARACTERISTICS OF A POLAR THERMOPLASTIC POLYMER - Google Patents
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Abstract
Procédé de modification des caractéristiques rhéologiques d'un polymère thermoplastique polaire, en particulier un PET visant à augmenter sa viscosité à l'état fondu tout en conservant et/ou améliorant ses caractéristiques physiques et thermomécaniques, consistant à faire réagir ledit polymère thermoplastique polaire avec un système bi-composants constitué d'au moins un diisocyanate de fonctionnalité supérieure ou égale à 2 et d'au moins un polyol de fonctionnalité en fonction alcool secondaire supérieure ou égale à 5.A method of modifying the rheological characteristics of a polar thermoplastic polymer, in particular a PET for increasing its melt viscosity while retaining and / or improving its physical and thermomechanical characteristics, of reacting said polar thermoplastic polymer with a bi-component system consisting of at least one diisocyanate of functionality greater than or equal to 2 and at least one functional polyol based on secondary alcohol greater than or equal to 5.
Description
-1- PROCEDE DE MODIFICATION DES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES, RHEOLOGIQUES-1- METHOD FOR MODIFYING THE PHYSICAL AND RHEOLOGICAL CHARACTERISTICS
ET THERMOMECANIQUES D'UN POLYMERE THERMOPLASTIQUE POLAIRE L'invention a pour objet un procédé de modification des caractéristiques rhéologiques d'un polymère thermoplastique polaire visant à modifier sa viscosité à l'état fondu en conservant et/ou en améliorant ses caractéristiques physiques et thermomécaniques. The invention relates to a method for modifying the rheological characteristics of a polar thermoplastic polymer for modifying its viscosity in the molten state while preserving and / or improving its physical and thermomechanical characteristics. SUMMARY OF THE INVENTION
Dans le cas particulier du PET mais de façon non limitative, le procédé de l'invention 10 vise à augmenter la viscosité dudit PET sans modification de ses propriétés mécaniques, en vue de le rendre extrudable. In the particular case of PET, but in a nonlimiting manner, the process of the invention aims to increase the viscosity of said PET without modifying its mechanical properties, in order to make it extrudable.
Dans la suite de la description et dans les revendications, par l'expression polymère thermoplastique polaire , on désigne un polymère présentant des groupements 15 susceptibles de réagir avec des fonctions isocyanates et/ou des fonctions alcools du polyol. In the remainder of the description and in the claims, the term "polar thermoplastic polymer" denotes a polymer having groups capable of reacting with isocyanate functions and / or alcohol functions of the polyol.
Comme déjà dit, l'invention est plus particulièrement décrite en relation avec la modification du PET bien qu'elle concerne la modification de tout type de polymère 20 thermoplastique polaire et en particulier, ceux choisis dans le groupe comprenant le PET, le PET recyclé, le PBT, le PTT, le PETG, la PCL, le PLA, les copolymères à base de polyester tels que les HYTREL et les ARMITREL , les polyamides tels que le PA6, le PA 6.6, le PAl 1 et le PAl2, les copolymères à base de polyamide tels que les PEBAX et les VESTAMID E, les polyuréthanes de type polyester, polyéther, polycarbonate, les 25 POM homo ou copolymère, les polycarbonates, ainsi que les alliages contenant au moins un desdits polymères thermoplastiques polaires. As already stated, the invention is more particularly described in relation to the modification of PET, although it concerns the modification of any type of polar thermoplastic polymer and in particular those selected from the group comprising PET, recycled PET, PBT, PTT, PETG, PCL, PLA, polyester-based copolymers such as HYTREL and ARMITREL, polyamides such as PA6, PA 6.6, PAl 1 and PAl2, copolymers with polyamide base such as PEBAX and VESTAMID E, polyurethanes of polyester, polyether, polycarbonate, homo or copolymer POM, polycarbonates, as well as alloys containing at least one of said polar thermoplastic polymers.
En fonction de la nature du polymère thermoplastique polaire, les modifications physiques et thermomécaniques dudit polymère peuvent être de différente nature. Il s'agit 30 notamment de la cristallinité, cette dernière permettant d'agir sur la résistance mécanique et sur la stabilité dimensionnelle. -2- Ainsi par exemple, l'un des inconvénients majeurs du PET ou PET recyclé réside dans sa faible viscosité à l'état fondu ce qui interdit toute extrusion de profilé épais. Depending on the nature of the polar thermoplastic polymer, the physical and thermomechanical modifications of said polymer may be of different kinds. This is particularly the crystallinity, the latter to act on the mechanical strength and dimensional stability. Thus, for example, one of the major disadvantages of recycled PET or PET is its low melt viscosity which prevents any extrusion of thick profile.
Le problème que se propose de résoudre l'invention est donc de mettre au point un PET qui présente une viscosité améliorée à l'état fondu pour le rendre industriellement extrudable en restant pour autant dans des taux de cristallinité satisfaisant, en pratique entre 20 et 30%. On sait en effet qu'en dessous d'un taux de cristallinité de 20%, le PET perd de sa stabilité dimensionnelle, tandis qu'en dessus d'un taux de cristallinité de 30%, le PET perd de sa résistance mécanique et devient fragile. The problem to be solved by the invention is therefore to develop a PET which has an improved viscosity in the molten state to make it industrially extrudable while remaining in satisfactory crystallinity levels, in practice between 20 and 30 %. It is known that below a crystallinity level of 20%, the PET loses its dimensional stability, whereas above a crystallinity level of 30%, the PET loses its mechanical strength and becomes brittle.
Le Demandeur a constaté que de manière toute à fait surprenante, il était possible d'augmenter la viscosité d'un PET tout en contrôlant le taux de cristallinité, en faisant réagir un système bi-composants spécifique associant un diisocyanate et un polyol possédant une fonctionnalité en fonction alcool secondaire élevée, sur ledit polymère. The Applicant has found that, quite surprisingly, it was possible to increase the viscosity of a PET while controlling the degree of crystallinity, by reacting a specific two-component system combining a diisocyanate and a polyol having a functionality. depending on the high secondary alcohol, on said polymer.
Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de modification des caractéristiques rhéologiques d'un polymère thermoplastique polaire, visant à modifier sa viscosité à l'état fondu tout en conservant et/ou en améliorant ses caractéristiques physiques et thermomécaniques, consistant à faire réagir ledit polymère thermoplastique polaire avec un système bi-composants constitué d'au moins un diisocyanate de fonctionnalité supérieure ou égale à 2 et d'au moins un polyol de fonctionnalité en fonction alcool secondaire supérieure ou égale à 5. More specifically, the subject of the invention is a process for modifying the rheological characteristics of a polar thermoplastic polymer, aimed at modifying its melt viscosity while preserving and / or improving its physical and thermomechanical characteristics, consisting in making reacting said polar thermoplastic polymer with a two-component system consisting of at least one diisocyanate of functionality greater than or equal to 2 and at least one functional polyol based on secondary alcohol greater than or equal to 5.
Dans un mode de réalisation particulier, le polymère thermoplastique polaire est un PET 25 ou un PET recyclé et le procédé vise à augmenter sa viscosité à l'état fondu pour le rendre extrudable. In a particular embodiment, the polar thermoplastic polymer is a PET or a recycled PET and the process aims to increase its melt viscosity to make it extrudable.
S'agissant du diisocyanate, celui-ci présente avantageusement une fonctionnalité comprise entre 2 et 3. Le terme fonctionnalité désigne le rapport entre le nombre de moles 30 de NCO portées par le diisocyanate et le nombre de moles de diisocyanate. As regards the diisocyanate, this advantageously has a functionality of between 2 and 3. The term functionality refers to the ratio between the number of moles of NCO carried by the diisocyanate and the number of moles of diisocyanate.
De préférence, sans que ce soit limitatif, le monomère diisocyanate est choisi dans le groupe comprenant le 2.2' -, 2.4'- et/ou 4.4'-diphénylméthane diisocyanate (MDI), le tri-, 15 -3- tétra-, penta-, hexa-, hepta et/ou octaméthylène diisocyanate, le 2-méthyl-pentaméthylene diisocyanate-1,5, le 2-éthylbutylène diisocyanate-1,4, le pentaméthylène diisocyanate-1,5, le butylène diisocyanate-1,4, le 1-isocyanato-3,3,5-triméthyl-5-isocyanatométhylcyclohexane (IPDI isophorone diisocyanate), le 1,4 - et/ou 1,3-bis (isocyanatométhyl)cyclohexane (HXDI), le 1, 4-cyclohexane diisocyanate, le 1-méthyl-2,4 et/ou -2,6-cyclohexane diisocyanate et/ou 4,4 '-, 2.4 ' - et 2.2 ' û dicyclohéxylméthane diisocyanate, le 1, 5-naphthylène diisocyanate (NDI), le 2.4 - et/ou 2.6 û toluylène diisocyanate (TDI), le 3.3'diméthyl diphényl diisocyanate, le 1,2-diphenyléthane diisocyanate et/ou phénylène diisocyanate. Preferably, without being limiting, the diisocyanate monomer is selected from the group consisting of 2,2 '-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), tri-, -3-tetra-, penta -, hexa-, hepta and / or octamethylene diisocyanate, 2-methyl-pentamethylene diisocyanate-1,5, 2-ethylbutylene diisocyanate-1,4, pentamethylene diisocyanate-1,5, butylene diisocyanate-1,4, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (IPDI isophorone diisocyanate), 1,4- and / or 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (HXDI), 1,4-cyclohexane diisocyanate , 1-methyl-2,4 and / or 2,6-cyclohexane diisocyanate and / or 4,4 '-, 2,4' - and 2,2'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate (NDI), 2.4 - and / or 2.6 - toluylene diisocyanate (TDI), 3,3'-dimethyl diphenyl diisocyanate, 1,2-diphenylethane diisocyanate and / or phenylene diisocyanate.
S'agissant du polyol, celui-ci présente une fonctionnalité en fonction alcool secondaire supérieure à 5, avantageusement supérieure à 10 et de préférence supérieure à 40. Le terme fonctionnalité désigne le rapport entre le nombre de moles de OH secondaires portés par le polyol et le nombre de moles de polyol. De préférence, sans que ce soit limitatif, le polyol est un oligomère ou un polymère choisi dans le groupe des polyphénoxy copolymères du bisphénol A et de l'épichlorohydrine, des homopolymères de diglycidyl éther de bisphénol A (DGEBA), des polyvinyl alcools, des copolymères d'éthylène et de vinyl alcool. 20 La viscosité et le taux de cristallinité sont maîtrisés en jouant sur le rapport pondéral d'une part, des deux constituants du système bi-composants et d'autre part, du polymère, par exemple le PET par rapport au système bi-composants. Les PET modifiés présentent un taux de cristallinité compris entre 20 et 30% et une viscosité intrinsèque (I.V) 25 comprise entre 0.75 et 1.50 dl/g (mesurée à 25 C par rhéométrie capillaire à partir dune solution de PET modifié dans un mélange phénoUdichloro benzène 1:1). With regard to the polyol, it has a secondary alcohol functionality greater than 5, advantageously greater than 10 and preferably greater than 40. The term functionality refers to the ratio between the number of moles of secondary OH carried by the polyol and the number of moles of polyol. Preferably, without being limiting, the polyol is an oligomer or a polymer selected from the group of polyphenoxy copolymers of bisphenol A and epichlorohydrin, homopolymers of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA), polyvinyl alcohols, copolymers of ethylene and vinyl alcohol. The viscosity and the degree of crystallinity are controlled by varying the weight ratio on the one hand, of the two constituents of the two-component system and, on the other hand, of the polymer, for example PET relative to the two-component system. The modified PETs have a degree of crystallinity of between 20 and 30% and an intrinsic viscosity (IV) of between 0.75 and 1.50 dl / g (measured at 25 ° C. by capillary rheometry from a modified PET solution in a phenol dichlorobenzene mixture). 1: 1).
En pratique, le rapport pondéral diisocyanate/polyol est compris entre 0.1 et 5. In practice, the diisocyanate / polyol weight ratio is between 0.1 and 5.
30 Par ailleurs, le système bi-composants représente avantageusement entre à 0.1 et 15% en poids du polymère thermoplastique polaire. -4- L'invention concerne également les polymères thermoplastiques polaires modifiés susceptibles d'être obtenus par le procédé ci-avant décrit. Furthermore, the two-component system advantageously represents between 0.1 and 15% by weight of the polar thermoplastic polymer. The invention also relates to modified polar thermoplastic polymers obtainable by the method described above.
Elle a aussi pour objet un procédé de fabrication de granules ou d'articles moulés à partir 5 d'un polymère thermoplastique polaire modifié selon le procédé ci-avant décrit. It also relates to a process for producing granules or articles molded from a polar thermoplastic polymer modified according to the method described above.
Selon ce procédé, à chaud, on injecte ou on extrude ou on compresse un mélange contenant le polymère thermoplastique polaire, le diisocyanate et le polyol. According to this method, hot, is injected or extruded or compressed a mixture containing the polar thermoplastic polymer, diisocyanate and polyol.
10 Le système bi-composants peut être injecté en même temps que le polymère ou séparément. De même, les constituants du système bicomposants peuvent être injectés ensemble ou séparément. The two-component system can be injected at the same time as the polymer or separately. Similarly, the components of the two-component system can be injected together or separately.
Les granulés transformés peuvent ensuite être éventuellement stockés et retransformés 15 pour la fabrication d'articles moulés et ce, sans modification de viscosité, de taux de cristallinité et de caractéristiques thermomécaniques. The transformed granules can then optionally be stored and repransformed for the manufacture of molded articles without changing viscosity, crystallinity and thermomechanical characteristics.
L'invention se rapporte enfin au système bi-composants constitué d'au moins un diisocyanate de fonctionnalité comprise entre 2 et 3 et d'au moins un polyol possédant 20 une fonctionnalité en fonction alcool secondaire supérieure ou égale à 5, en particulier destiné à être utilisé dans le procédé de modification précédemment décrit. The invention finally relates to the two-component system consisting of at least one diisocyanate having a functionality of between 2 and 3 and at least one polyol having a secondary alcohol functionality of greater than or equal to 5, in particular intended for be used in the previously described modification method.
En pratique, le rapport pondéral diisocyanate/polyol est compris entre 0.1 et 5. In practice, the diisocyanate / polyol weight ratio is between 0.1 and 5.
25 Par ailleurs, le système bi-composants représente avantageusement entre à 0.1 et 15% en poids du polymère thermoplastique polaire. Furthermore, the two-component system advantageously represents between 0.1 and 15% by weight of the polar thermoplastic polymer.
Sans que ce soit limitatif, le monomère diisocyanate est choisi dans le groupe comprenant le 2.2' -, 2.4'- et/ou 4.4'- diphénylméthane diisocyanate (MDI), le tri-, tétra-, 30 penta-, hexa-, hepta et/ou octaméthylène diisocyanate, le 2-méthyl-pentaméthylene diisocyanate-1,5, le 2-éthylbutylène diisocyanate-1,4, le pentaméthylène diisocyanate-1,5, le butylène diisocyanate-1,4, le 1-isocyanato-3,3,5-triméthyl-5-isocyanatométhylcyclohexane (IPDI isophorone diisocyanate), le 1,4 - et/ou 1,3-bis -5-(isocyanatométhyl)cyclohexane (HXDI), le 1, 4-cyclohexane diisocyanate, le 1-méthyl-2,4 et/ou -2,6-cyclohexane diisocyanate et/ou 4,4 '-, 2.4 ' et 2.2 ' ù dicyclohéxylméthane diisocyanate, le 1, 5-naphthylène diisocyanate (NDI), le 2.4 - et/ou 2.6 ù toluylène diisocyanate (TDI), le 3.3'-diméthyl diphényl diisocyanate, le 1,2-diphenyléthane diisocyanate et/ou phénylène diisocyanate. Without being limiting, the diisocyanate monomer is selected from the group consisting of 2,2 '-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta. and / or octamethylene diisocyanate, 2-methyl-pentamethylene diisocyanate-1,5, 2-ethylbutylene diisocyanate-1,4, pentamethylene diisocyanate-1,5, butylene diisocyanate-1,4, 1-isocyanato-3 , 3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (IPDI isophorone diisocyanate), 1,4- and / or 1,3-bis-5- (isocyanatomethyl) cyclohexane (HXDI), 1,4-cyclohexane diisocyanate, 2,4-methyl and / or 2,6-cyclohexane diisocyanate and / or 4,4 '-, 2,4' and 2,2'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate (NDI), 2,4- and / or or 2.6 toluene diisocyanate (TDI), 3,3'-dimethyl diphenyl diisocyanate, 1,2-diphenylethane diisocyanate and / or phenylene diisocyanate.
De même, sans que ce soit limitatif, le polyol oligomère ou polymère est choisi dans le groupe des polyphénoxy copolymères du bisphénol A et de l'épichlorohydrine, des homopolymères de DGEBA, des polyvinyl alcools, des copolymères d'éthylène et de vinyl alcool. Similarly, without being limiting, the oligomeric or polymeric polyol is chosen from the group of polyphenoxy copolymers of bisphenol A and epichlorohydrin, homopolymers of DGEBA, polyvinyl alcohols, copolymers of ethylene and vinyl alcohol.
L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront bien des exemples de réalisation qui suivent à l'appui des figures annexées. The invention and the advantages thereof will emerge from the following examples of embodiments in support of the appended figures.
Les figures 1 et 2 correspondent aux spectres des produits TPM1, TPM2, TPM3, TPM4, TPM5 obtenus par analyse mécanique dynamique (DMA) réalisée à 1 Hz et 5 C/min. La figure 3 correspond aux courbes Contrainte vs. déformation des produits TPM1 et TPM2 obtenues lors d'un essai de traction réalisé à 25 C à la vitesse de 50 mm/min. La figure 4 correspond au spectre du produit TPM6 obtenu par DMA réalisée à 1 Hz et 5 C/min. La figure 5 correspond à la courbe Contrainte vs. déformation du produit TPM6 obtenue lors d'un essai de fraction réalisé à 25 C à la vitesse de 50 mm/min. La figure 6 correspond à la courbe Contrainte vs. déformation du produit TPM7 obtenue lors d'un essai de fraction réalisé à 25 C à la vitesse de 50 mm/min. FIGS. 1 and 2 correspond to the spectra of products TPM1, TPM2, TPM3, TPM4, TPM5 obtained by dynamic mechanical analysis (DMA) carried out at 1 Hz and 5 C / min. Figure 3 corresponds to the curves Constraint vs. deformation of the products TPM1 and TPM2 obtained during a tensile test carried out at 25 C at a speed of 50 mm / min. FIG. 4 corresponds to the spectrum of the product TPM6 obtained by DMA carried out at 1 Hz and 5 C / min. Figure 5 corresponds to the Constraint vs curve. deformation of the product TPM6 obtained during a fraction test carried out at 25 ° C. at a speed of 50 mm / min. Figure 6 corresponds to the Constraint vs curve. deformation of the product TPM7 obtained during a fraction test carried out at 25 C at a speed of 50 mm / min.
La figure 7 correspond aux spectres du produit TPM8 obtenu par DMA réalisée à 1 Hz et 5 C/min.30 EXEMPLES FIG. 7 corresponds to the spectra of the product TPM8 obtained by DMA carried out at 1 Hz and 5 C / min.30 EXAMPLES
Présentation des exemples L'ensemble des matériaux thermoplastiques polaires modifiés (ci après désignés par le terme TPM) présentés ici pour illustrer l'invention, ont été préparés en extrudeuse bi vis (Diamètre 26 / 50D). La régulation en température de l'extrudeuse est assurée par 10 éléments de chauffe distincts (10 zones de chauffe notées Z1 à z 10). Le profil des températures utilisé pour chaque exemple est donné dans le tableau 1 (Températures exprimées en C). Tableau 1 Matière rZ1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 TPM1 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM2 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM3 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM4 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM5 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM6 230 250 250 250 230 230 230 230 230 230 TPM7 190 190 190 190 190 190 190 190 190 190 TPM8 240 280 280 260 260 260 260 260 260 260 Exemples 1 à 5 (TPM1 à TPM5) Ces cinq premiers exemples correspondent à des PET manufacturés et recyclés modifiés 15 par le système bi-composants. Presentation of Examples The set of modified polar thermoplastic materials (hereinafter referred to by the term TPM) presented here to illustrate the invention, were prepared in twin screw extruder (Diameter 26 / 50D). The temperature control of the extruder is provided by 10 separate heating elements (10 heating zones denoted Z1 to z10). The temperature profile used for each example is given in Table 1 (Temperatures expressed in C). Table 1 Material rZ1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 TPM1 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM2 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM3 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM4 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM5 260 280 280 260 260 260 260 260 260 260 TPM6 230 250 250 250 230 230 230 230 230 230 TPM7 190 190 190 190 190 190 190 190 190 TPM8 240 280 280 260 260 260 260 260 260 Examples 1 to 5 (TPM1 to TPM5) These first five examples are manufactured and recycled PETs modified by the two-component system.
Le premier (TMPl) est obtenu à partir de PET EASTAR 9921W modifié en présence de 8 per de PKHH et 4 per de SUPRASEC 1400. Le PKHH est un polyphénoxy copolymère de bisphénol A et d'épichlorohydrine de masse molaire en nombre égale à 20 13000 g/mol. Sa fonctionnalité est d'environ 50. Les fonctions hydroxyles sont des OH secondaires. Le SUPRASEC 1400 est un MDI 4,4' de fonctionnalité égale à 2. The first (TMP1) is obtained from PET EASTAR 9921W modified in the presence of 8 per PKHH and 4 per SUPRASEC 1400. PKHH is a polyphenoxy copolymer of bisphenol A and epichlorohydrin molar mass in a number equal to 13000 g / mol. Its functionality is about 50. The hydroxyl functions are secondary OHs. The SUPRASEC 1400 is a MDI 4,4 'with functionality equal to 2.
Le deuxième (TMP2) est obtenu à partir de PET EASTAR 9921W modifié en présence de 4 per de PKHH et 2.5 per de SUPRASEC 1400. -6- 25 -7- Le troisième (TMP3) est obtenu à partir de PET EASTAR 9921W modifié en présence de 2 per de PKHH et 4 per de SUPRASEC 1400. The second (TMP2) is obtained from PET EASTAR 9921W modified in the presence of 4 per PKHH and 2.5 per SUPRASEC 1400. The third (TMP3) is obtained from PET EASTAR 9921W modified in presence of 2 per PKHH and 4 per SUPRASEC 1400.
Le quatrième (TMP4) est obtenu à partir de déchet de PET modifié en présence de 4 per 5 de PKHH et 2.5 per de SUPRASEC 1400. The fourth (TMP4) is obtained from modified PET waste in the presence of 4% PKHH and 2.5% SUPRASEC 1400.
Le cinquième (TMP5) est obtenu à partir de déchet de PET modifié en présence de 2 per de PKHH et 1.5 per de SUPRASEC 1400. The fifth (TMP5) is obtained from PET waste modified in the presence of 2 per PKHH and 1.5 per SUPRASEC 1400.
10 Pour ces cinq exemples, le PET et polyol sont introduits dans l'extrudeuse ensemble en tête d'extrudeuse (alimentation principale). Le MDI est incorporé en deuxième entrée (située à environ 25D). For these five examples, PET and polyol are introduced into the extruder together at the extruder head (main feed). The MDI is incorporated as a second entrance (located about 25D).
Exemple 6 (TPM6) 15 L'exemple 6 correspond à un TPM à base d'HYTREL, un élastomère polyester. Ce TPM6 est obtenu à partir de HYTREL 5526 modifié en présence de 4 per de PKHH et 2.5 per de SUPRASEC 1400 Example 6 (TPM6) Example 6 corresponds to a TPM based on HYTREL, a polyester elastomer. This TPM6 is obtained from HYTREL 5526 modified in the presence of 4 per PKHH and 2.5 per SUPRASEC 1400
Exemple 7 (TPM7) 20 L'exemple 7 correspond à un TPM à base de polyamide 12 Ce TPM7 est obtenu à partir de GRILAMID L25A NZ modifié en présence de 4 per de PKHH et 2 per de SUPRASEC 1400. Example 7 (TPM7) Example 7 corresponds to a TPM based on polyamide 12 This TPM7 is obtained from GRILAMID L25A NZ modified in the presence of 4 per PKHH and 2 per SUPRASEC 1400.
Exemple 8 (TPM8) 25 L'exemple 8 correspond à un TPM à base de polyacétal copolymère (POM). Ce TPM8 est obtenu à partir de Schulaform 9 modifié en présence de 1 per de PKHH et 2 per de SUPRASEC 1400. Example 8 (TPM8) Example 8 corresponds to a TPM based on polyacetal copolymer (POM). This TPM8 is obtained from Schulaform 9 modified in the presence of 1 per PKHH and 2 per SUPRASEC 1400.
Pour ces trois exemples, le thermoplastique, le polyol et le diisocyanate sont introduits 30 dans l'extrudeuse ensemble en tête d'extrudeuse (alimentation principale). -8- Afin d'évaluer les performances des thermoplastiques modifiés, les granulés ont été mis en forme par moulage par compression ou par moulage par injection. Les conditions de mise en oeuvre sont indiquées dans le tableau 2 ci-dessous. For these three examples, the thermoplastic, polyol and diisocyanate are introduced into the extruder together at the extruder head (main feed). In order to evaluate the performance of the modified thermoplastics, the granules were shaped by compression molding or by injection molding. The conditions of implementation are shown in Table 2 below.
Tableau 2 Moulage par compression Moulage par injection Matière Température ( C) Pression (Bar) Température Température moule matière ( C) ( C) TPM 1 à TPMP5 260 20 260 140 TPM6 230 20 230 70 TPM7 260 20 260 60 TPM8 190 20 190 50 Performances des thermoplastiques modifiés 10 Exemples 1 à 5 Table 2 Compression molding Injection molding Material Temperature (C) Pressure (Bar) Temperature Temperature mold material (C) (C) TPM 1 to TPMP5 260 20 260 140 TPM6 230 20 230 70 TPM7 260 20 260 60 TPM8 190 20 190 50 Performance of the modified thermoplastics Examples 1 to 5
A partir des cinq exemples de PET modifiés par le système bi-composants, le tableau 3 présenté ci dessous montre la possibilité d'ajuster la viscosité du PET, dont les valeurs de MFI (Melt Flow Index) ou d'I.V (viscosité intrinsèque) en donnent une lecture, en 15 contrôlant le taux de cristallinité sans baisser la température de fusion. From the five examples of PET modified by the two-component system, Table 3 presented below shows the possibility of adjusting the viscosity of PET, including the values of MFI (Melt Flow Index) or IV (intrinsic viscosity). give a reading, by controlling the degree of crystallinity without lowering the melting temperature.
Tableau 3 Matériau MFI * (g~10min) Température de Taux de cristallinité I.V** (dl/g) Maté fusion ( C) (%) EASTAR 9921 W 70 252 50 0.75 Déchets de PET 110 - - 0.60 TPM1 12 249 26 1.25 TPM2 22 249 26 0.92 TPM3 <1 246 24 1.57 TPM4 5 245 24 1.15 TPM5 30 249 25 0.9 * Mesurés à 260 C sous une charge de 10 kg ** Mesurés par rhéomètrie capillaire à 25 C à partir de solution du PET dans un mélange phénol/dichloro 20 benzène 1:1 -9- Les propriétés thermomécaniques des PET modifiés sont comparables à celle du PET de référence EASTAR 9921W (cf. spectres présentés figures 1 et 2 obtenus par analyse mécanique dynamique (DMA) réalisée à 1 Hz et 5 C/min). Les modules à l'état caoutchoutique sont maintenus voire augmentés malgré les taux de cristallinité plus faibles (environ 25% pour les PET modifiés au lieu de 50% pour le PET référence). De plus, la température de relaxation mécanique Alpha associée à la transition vitreuse augmente d'environ 15 C (110 C au lieu de 95 C pour le PET de référence). Table 3 MFI Material * (g ~ 10min) IV Crystallinity Rate ** (dl / g) Melt Matte (C) (%) EASTAR 9921 W 70 252 50 0.75 PET Waste 110 - - 0.60 TPM1 12 249 26 1.25 TPM2 22 249 26 0.92 TPM3 <1 246 24 1.57 TPM4 5 245 24 1.15 TPM5 30 249 25 0.9 * Measured at 260 C under a load of 10 kg ** Measured by capillary rheometry at 25 C from solution of PET in a mixture The thermomechanical properties of the modified PETs are comparable to that of the EASTAR 9921W reference PET (see spectra shown in FIGS. 1 and 2 obtained by dynamic mechanical analysis (DMA) carried out at 1 Hz and 5 MHz. C / min). The modules in the rubbery state are maintained or even increased despite the lower crystallinity levels (about 25% for the modified PET instead of 50% for the reference PET). In addition, the mechanical relaxation temperature Alpha associated with the glass transition increases by about 15 C (110 C instead of 95 C for the reference PET).
Enfin l'allongement à la rupture des PET modifiés est considérablement augmenté par rapport au PET de référence testé dans les mêmes conditions (cf. courbes présentées figure 3 obtenues lors d'un essai de fraction réalisé à 25 C à la vitesse de 50 mm/min). Par exemple, les PET 9921W modifiés TPM1 et TPM2 possèdent respectivement des allongements à la rupture de 110% et 310% au lieu de 45% pour le PET 9921W non modifié. Finally, the elongation at break of the modified PET is considerably increased compared to the reference PET tested under the same conditions (see curves shown in FIG. 3 obtained during a fraction test carried out at 25 C at a speed of 50 mm / min). For example, modified 9921W PETs TPM1 and TPM2 have elongations at break of 110% and 310% instead of 45%, respectively, for the unmodified 9921W PET.
Exemple 6Example 6
Comme dans le cas du PET, le système bi-composants permet d'augmenter la viscosité de l'HYTREL 5526 (cf. tableau 4 présenté ci-dessous). Le taux de cristallinité diminue d'environ 17% sans diminution de la température de fusion. As in the case of PET, the two-component system increases the viscosity of HYTREL 5526 (see Table 4 below). The degree of crystallinity decreases by about 17% without decreasing the melting temperature.
Tableau 4 Matériaux HYTREL 5526 TPM 6 Maté MFI (g/l0min) 40 12 Température de fusion ( C) 201 200 Enthalpie de fusion (Fg) 35 29 * Mesurés à 230 C sous une charge de 10 kg 25 Les propriétés thermomécaniques de l'HYTREL 5526 modifié sont comparables à celle du polymère non modifié (cf. spectres DMA réalisés à 1 Hz et 5 C/min présentés figure 4 ). Par contre, la contrainte à la rupture et l'allongement à la rupture de l'HYTREL 5526 30 modifié (37 MPa et 960% d'allongement) sont considérablement augmentés par rapport au polymère non modifié (21 MPa et 680% d'allongement), testé dans les mêmes 5 20 -10- conditions (cf. courbes présentées figure 5 obtenues lors d'un essai de fraction réalisé à 25 C à la vitesse de 50 mm/min). Table 4 Materials HYTREL 5526 TPM 6 Maté MFI (g / l0min) 40 12 Melting temperature (C) 201 200 Melting enthalpy (Fg) 35 29 * Measured at 230 C under a load of 10 kg 25 Thermomechanical properties of the HYTREL 5526 modified are comparable to that of the unmodified polymer (see DMA spectra made at 1 Hz and 5 C / min shown in Figure 4). On the other hand, the breaking stress and elongation at break of the modified HYTREL 5526 (37 MPa and 960% elongation) are considerably increased compared to the unmodified polymer (21 MPa and 680% elongation). ), tested under the same conditions (see curves shown in FIG. 5 obtained during a fraction test carried out at 25 ° C. at a speed of 50 mm / min).
Exemple 7 Contrairement au PET, la modification du PAl2 par le système bi-composants entraîne une fluidification du polymère avec une diminution de la viscosité sans pour autant modifier des propriétés thermiques comme le montre le tableau 5 présenté ci-dessous. EXAMPLE 7 Unlike PET, modification of PAl 2 by the two-component system results in fluidization of the polymer with a decrease in viscosity without changing thermal properties as shown in Table 5 below.
lo La tenue mécanique du PAl2 modifié est considérablement augmentée avec par exemple dans le cas du PAl2 modifié TPM7, un allongement à la rupture de 340% au lieu de 45% pour une contrainte à la rupture équivalente environ égale à 27 MPa (cf. courbes présentées figure 6 obtenues lors d'un essai de traction réalisé à 25 C à la vitesse de 50 mm/min). 15 Tableau 5 Matériaux GRILAMIDeL25ANZ TPM 7 Maté MFI (g/10min) 5 68 Température de fusion ( C) 178 178 Enthalpie de fusion (Fg) 32 30 * Mesurés à 230 C sous une charge de 22 kg Exemple 8 La modification du POM par le système bi-composants entraîne une augmentation de la viscosité du polymère sans modification des propriétés thermiques comme le montre le tableau 6 présenté ci-dessous. Tableau 6 Matériaux Schulaforme'9 TPM 8 Maté MFI (g/l0min) 5.8 3.7 Température de fusion ( C) 164 167 Enthalpie de fusion (Fg) 131 137 25 * Mesurés à 190 C sous une charge de 2.16 kg -11- La modification conduit à une amélioration des propriétés thermomécaniques comme le montre les spectres DMA réalisés à 1 Hz et 5 C/min présentés figure 7. Le module au plateau caoutchoutique est plus stable en température et sa chute est retardée. La température de déflexion sous une charge de 1.8 MPa (HDT A) est décalée de 15 C (130 C au lieu de 115 C). La température de résistance en continu du POM modifié est augmentée. Le TPM8 est capable de tenir en continu à une température de 120 C contre 100 C pour le POM non modifié. The mechanical strength of the modified PAl 2 is considerably increased with, for example, in the case of PAl 2 modified TPM 7, an elongation at break of 340% instead of 45% for an equivalent breaking stress equal to approximately 27 MPa (see curves). shown in Figure 6 obtained in a tensile test performed at 25 C at a speed of 50 mm / min). Table 5 Materials GRILAMIDeL25ANZ TPM 7 MFI Mat (g / 10min) 5 68 Melting Point (C) 178 178 Melting Enthalpy (Fg) 32 30 * Measured at 230 ° C under a load of 22 kg Example 8 Modification of POM by the two-component system causes an increase in the viscosity of the polymer without changing the thermal properties as shown in Table 6 below. Table 6 Materials Schulaforme'9 TPM 8 Maté MFI (g / l0min) 5.8 3.7 Melting temperature (C) 164 167 Melting enthalpy (Fg) 131 137 25 * Measured at 190 C under a load of 2.16 kg -11- The modification leads to an improvement in thermomechanical properties as shown by the DMA spectra produced at 1 Hz and 5 C / min shown in FIG. 7. The module with rubber plateau is more stable in temperature and its fall is delayed. The deflection temperature under a load of 1.8 MPa (HDT A) is shifted by 15 C (130 C instead of 115 C). The continuous resistance temperature of the modified POM is increased. The TPM8 is able to hold continuously at a temperature of 120 C against 100 C for the unmodified POM.
15 20 25 3015 20 25 30
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