ITMI951638A1 - LOW PERMEABILITY POLYOLEFIN COMPONENT - Google Patents
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Abstract
Viene reso disponibile un componente in poliolefina cavo scelto fra tubi e accessori per tubazioni per il trasporto di fluidi non polari, in cui almeno la superficie interna di detto componente viene fluorurata per resistere alla permeazione da parte di fluidi non polari.Viene altresì descritto un metodo per trattare un componente in poliolefina cavo per ridurre la permeazione del componente da parte di fluidi non polari, ove detto metodo comprende la fluorurazione almeno della superficie interna del suddetto componente.A hollow polyolefin component is made available selected from pipes and pipe fittings for the transport of non-polar fluids, wherein at least the internal surface of said component is fluorinated to resist permeation by non-polar fluids. A method is also described for treating a hollow polyolefin component to reduce the permeation of the component by non-polar fluids, wherein said method comprises fluorination at least of the internal surface of the aforementioned component.
Description
DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale DESCRIPTION of the patent for industrial invention
Questa invenzione è relativa a componenti in poliolefina cavi scelti fra tubi e accessori per tubazioni; inoltre l'invenzione è relativa ad un metodo per trattare tali componenti per ridurne la permeabilità a fluidi non polari. This invention relates to hollow polyolefin components selected from pipes and pipe accessories; moreover, the invention relates to a method for treating such components to reduce their permeability to non-polar fluids.
Secondo la presente invenzione, viene fornito un componente in poliolefina cavo scelto fra tubi e accessori per tubazioni che vengono utilizzati per il trasporto di fluidi non polari, detto componente avendo una superficie interna ed una superficie esterna, e almeno la superficie interna di detto componente essendo fluorurata per resistere alla permeazione da parte di fluidi non polari. According to the present invention, a hollow polyolefin component is provided selected from pipes and pipe fittings that are used for the transport of non-polar fluids, said component having an internal surface and an external surface, and at least the internal surface of said component being fluorinated to resist permeation by non-polar fluids.
Tipicamente il materiale poliolefinico è polietilene (PE) di densità adatta, quale ad esempio polietilene ad alta densità (HDPE), polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene lineare a bassa densità (LLDPE), polietilene di peso molecolare altissimo (UHMWPE) oppure loro miscele, polipropilene (PP), copolimeri etilene/propilene, oppure miscele o miscugli di dette poliolefine. In altre parole, la poliolefina può essere scelta fra i polietileni, i polipropileni, i copolimeri di etilene e propilene e miscugli di dette poliolefine. Typically the polyolefin material is polyethylene (PE) of suitable density, such as high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) or their mixtures, polypropylene (PP), ethylene / propylene copolymers, or mixtures or mixtures of said polyolefins. In other words, the polyolefin can be selected from polyethylenes, polypropylenes, copolymers of ethylene and propylene and mixtures of said polyolefins.
I fluidi non polari per il cui trasporto i componenti dell'invenzione sono intesi, comprendono idrocarburi, in particolare benzina o gasolina, i quali idrocarburi possono sussistere sotto forma di liquidi o di vapori. Per accessori per tubazioni, in contrasto al termine tubi, si intendono gomiti, porzioni a T, staffe, giunzioni, incroci e, in senso più generale, le tipologie di accessori per tubazioni che vengono utilizzati insieme con tratti di tubo per creare una condotta oppure un sistema di distribuzione per fluidi, quali ad esempio quelle tubazioni ed accessori che si possono connettere per mezzo di saldatura ad.elettrofusione. The non-polar fluids for the transport of which the components of the invention are intended include hydrocarbons, in particular gasoline or gasoline, which hydrocarbons can exist in the form of liquids or vapors. By pipe accessories, in contrast to the term pipes, we mean elbows, T-portions, brackets, joints, crossings and, more generally, the types of pipe accessories that are used together with pipe sections to create a duct or a distribution system for fluids, such as for example those pipes and accessories that can be connected by means of electrofusion welding.
Convenientemente sia la superficie interna che quella esterna del componente vengono fluorurate, ed ognuna di dette superfici fluorurate può comprendere uno strato avente una concentrazione (densità superficiale) di fluoro di 1 500 μg/cm<2>, preferibilmente 10 - 100 μg/cm<2 >e tipicamente 20 - 60 μg/cm<2 >. Conveniently, both the internal and external surfaces of the component are fluorinated, and each of said fluorinated surfaces can comprise a layer having a fluorine concentration (surface density) of 1 500 μg / cm <2>, preferably 10 - 100 μg / cm < 2> and typically 20 - 60 μg / cm <2>.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione viene reso disponibile un metodo per trattare un componente in poliolefina cavo scelto fra tubi e accessori per tubazioni avente una superficie interna ed una superficie esterna, per ridurre la permeabilità del componente da parte di fluidi non polari, dove questo metodo comprende la fluorurazione di almeno una superficie interna del componente. According to another aspect of the present invention, a method is made available for treating a hollow polyolefin component selected from pipes and pipe fittings having an internal surface and an external surface, to reduce the permeability of the component by non-polar fluids, where this method comprises the fluorination of at least one internal surface of the component.
La poliolefina del componente può essere scelta fra polietileni, polipropileni, copolimeri di etilene e propilene e miscugli di dette poliolefine, la fluorurazione intervenendo sia per la superficie interna che la superficie esterna del componente, per dotare il componente di superfici interna ed esterna in cui ognuna comprende uno strato fluorinato avente una concentrazione di fluoro di 1 - 500 μg/cm<2>. The polyolefin of the component can be chosen from polyethylenes, polypropylenes, copolymers of ethylene and propylene and mixtures of said polyolefins, the fluorination intervening both for the internal surface and the external surface of the component, to provide the component with internal and external surfaces in which each comprises a fluorinated layer having a fluorine concentration of 1 - 500 μg / cm <2>.
Preferibilmente, la fluorurazione avviene esponendo il componente da essere fluorinato ad un'atmosfera contenente fluoro, quale un gas contenente fluoro ad una pressione di 1-500 kPa, preferibilmente 5-150 kPa, ad esempio 30-80 kPa, e ad una temperatura al di sopra dei 0°C, e al di sotto del punto di fusione del materiale del componente, tipicamente 20 - 100 °C, ad esempio 30 - 70 °C. Il gas contenente fluoro può essere lo stesso fluoro (F2), può essere un gas nobile fluorurato quale il XeF2, oppure può essere un fluoroalogeno quale il ClF3, BrF5, IF7 o simile. Il gas contenente fluoro può formare parte di una miscela con altri gas, quali ossidi di zolfo, ossidi di azoto oppure ossidi di carbonio, alogeni, interalogeni, azoto, ossigeno, ozono o loro miscele, quali aria. La proporzione del gas contenente fluoro può costituire dallo 0,1 allo 99,9 % in termini di volume di detta miscela, tipicamente costituendo un 1-30 % del suo volume, ad esempio 10 - 20 %. Miscele gassose particolarmente preferite comprendono quelle che contengono 5-20 % in termini di volume di gas agente di fluorurazione, quale F2 e 5-95 % in termini di volume di azoto quale N2. Preferably, the fluorination takes place by exposing the component to be fluorinated to a fluorine-containing atmosphere, such as a fluorine-containing gas at a pressure of 1-500 kPa, preferably 5-150 kPa, for example 30-80 kPa, and at a temperature at above 0 ° C, and below the melting point of the component material, typically 20 - 100 ° C, for example 30 - 70 ° C. The fluorine-containing gas can be the same fluorine (F2), it can be a fluorinated noble gas such as XeF2, or it can be a fluorohalogen such as ClF3, BrF5, IF7 or the like. The fluorine-containing gas can form part of a mixture with other gases, such as sulfur oxides, nitrogen oxides or carbon oxides, halogens, interhalogens, nitrogen, oxygen, ozone or mixtures thereof, such as air. The proportion of the gas containing fluorine can constitute from 0.1 to 99.9% in terms of volume of said mixture, typically constituting 1-30% of its volume, for example 10 - 20%. Particularly preferred gas mixtures include those which contain 5-20% by volume of fluorinating gas such as F2 and 5-95% by volume of nitrogen such as N2.
In particolare la fluorurazione può comprendere l'esporre ogni superficie del componente che deve essere fluorurata ad-un'atmosfera contenente fluoro comprendente dal 1 al 30 % in termini di volume di fluoro e 5 - 95 % in termini di volume di azoto ad una pressione pari a 5 - 150 kPa e ad una temperatura di 20 - 100 °C. La durata per la quale ha luogo l'esposizione sarà determinata dal grado di fluorurazione superficiale richiesto per il componente. Ci si aspetta che venga impiegata della sperimentazione di routine, per ogni caso particolare, per determinare un insieme ottimale o almeno accettabile di parametri, facendosi riferimento a composizioni di gas di fluorurazione, e a loro pressioni e temperature, per una particolare olefina, in modo tale da ottenere valori desiderati di contentrazione superficiale di fluoro. In particular, fluorination may comprise exposing each surface of the component to be fluorinated to a fluorine-containing atmosphere comprising 1 to 30% by volume of fluorine and 5 to 95% by volume of nitrogen at a pressure equal to 5 - 150 kPa and at a temperature of 20 - 100 ° C. The duration for which the exposure takes place will be determined by the degree of surface fluorination required for the component. It is expected that routine experimentation will be employed, for each particular case, to determine an optimal or at least acceptable set of parameters, referring to compositions of fluorinating gases, and their pressures and temperatures, for a particular olefin, so to obtain desired values of surface fluorine content.
La fluorurazione avrà di solito luogo in un reattore comprendente una camera del vuoto, detto reattore essendo dotato di alimentazione e di uno scarico per i gas, di un controllo della pressione, di un controllo della temperatura e di un controllo della composizione delle miscele di gas ivi presenti. Il metodo verrà tipicamente condotto con modalità discontinua. The fluorination will usually take place in a reactor comprising a vacuum chamber, said reactor being equipped with a gas supply and exhaust, a pressure control, a temperature control and a composition control of the gas mixtures. present there. The method will typically be conducted in a discontinuous manner.
Il metodo può comprendere, prima di esporre il componente all'atmosfera di fluorurazione, la fase di sgrassaggio almeno -della superficie interna del componente e preferibilmente sia la sua superficie interna che di quella esterna. The method may comprise, before exposing the component to the fluorination atmosphere, the degreasing step of at least the internal surface of the component and preferably both its internal and external surfaces.
Agenti di sgrassaggio adatti che possono essere usati per sgrassare le superfici interna o esterna del componente prima della fluorurazione possono essere scelti fra tricloroetilene, acetone, etanolo, metiletilchetone e xilene. Invece di questi, oppure in aggiunta a questi, possono essere utilizzati detergenti solubili in acqua. Una volta ancora si utilizzerà una sperimentazione di routine per determinare quali agenti di sgrassaggio siano compatibili con le superfici del componente, e siano adatti per la presente invenzione. Una combinazione che il depositante ha riscontrato come utile è quella di lavare le suddette superfici con una soluzione acquosa calda di TEEPOL, seguito dallo strofinamento delle superfici lavate con un panno di carta soffice umettato con etanolo puro. Il depositante ha riscontrato che, dopo una tale operazione di sgrassaggio, le superfici si dovrebbero lasciare ad asciugare prima di essere fluorurate. Suitable degreasing agents which can be used to degrease the inner or outer surfaces of the component prior to fluorination can be selected from trichlorethylene, acetone, ethanol, methylethylketone and xylene. Instead of these, or in addition to these, water-soluble detergents can be used. Once again, routine experimentation will be used to determine which degreasing agents are compatible with the surfaces of the component, and are suitable for the present invention. One combination that the depositor found to be useful is to wash the aforementioned surfaces with a hot aqueous solution of TEEPOL, followed by wiping the washed surfaces with a soft paper towel moistened with pure ethanol. The depositor found that after such a degreasing operation the surfaces should be allowed to dry before being fluorinated.
Conseguentemente, l'operazione di sgrassaggio può comprendere l’utilizzo di un liquido di sgrassaggio per rimuovere il grasso dalla superficie da fluorinare, dove il metodo include la fase di asciugamento di tale superficie dopo il suo sgrassaggio, cosicché la fluorurazione della superficie suddetta avviene in condizioni di asciutto . Consequently, the degreasing operation can comprise the use of a degreasing liquid to remove the grease from the surface to be fluorinated, where the method includes the drying step of this surface after its degreasing, so that the fluorination of the aforesaid surface occurs in dry conditions.
L'invenzione si estende ad un componente in poliolefina cavo scelto fra tubi e accessori per tubazioni per il trasporto di fluidi non polari, quando esso venga trattato conformementemente al metodo sopra descritto. The invention extends to a hollow polyolefin component selected from pipes and pipe fittings for the transport of non-polar fluids, when it is treated in accordance with the method described above.
Ci si attende che i tubi e gli accessori per tubazioni in questione siano usati per la costruzione di tubature per il trasporto sfuso di fluidi non polari quali la benzina o la gasolina sotto forma di liquido o di vapore. Tali tubature saranno tipicamente costituite da tratti di tubo, ognuno avente una lunghezza da 1 a 12 metri, un diametro interno di 25 - 500 mm e uno spessore di parete di 2,2 - 55 mm, dove la poliolefina in questione è un polietilene ad alta densità pigmentato, normamente di nero e contenente a scelta i soliti additivi o sostanze modificanti. The pipes and pipe fittings in question are expected to be used in the construction of pipes for the bulk transportation of non-polar fluids such as gasoline or gasoline in the form of liquid or vapor. Such pipes will typically consist of pipe sections, each having a length from 1 to 12 meters, an internal diameter of 25 - 500 mm and a wall thickness of 2.2 - 55 mm, where the polyolefin in question is a polyethylene with high density pigmented, normally black and containing the usual additives or modifying substances.
L'invenzione verrà ora descritta, per mezzo di esempi illustrativi non limitativi, facendo riferimento ai seguenti test condotti dal depositante. La benzina utilizzata per i test aveva un numero di ottano pari a 93, con gradazione estiva da alta altitudine, con piombo e senz'alcool, ottenuta da una stazione di servizio della Engen Petroleum Limited nella provincia Gauteng del Sud Africa. The invention will now be described, by means of non-limiting illustrative examples, with reference to the following tests conducted by the applicant. The gasoline used for the tests had an octane number of 93, with summer gradation from high altitude, with lead and without alcohol, obtained from a petrol station of Engen Petroleum Limited in the Gauteng province of South Africa.
Sono stati condotti test per confrontare le proprietà di permeazione rispetto alla permeazione della benzina liquida, e il rigonfiamento dimensionale del tubo di HDPE non fluorinato (di controllo) con quelle di un tupo in HDPE simile che è stato fluorinato in superficie in conformità con la presente invenzione. Tests were conducted to compare the permeation properties with respect to the permeation of liquid gasoline, and the dimensional swelling of the non-fluorinated (control) HDPE pipe with those of a similar HDPE fabric that was fluorinated on the surface in accordance with this. invention.
Ogni campione era un tubo di HDPE pigmentato di nero a base di GM-5010 (tipo 4, classe 10, Diametro esterno = 110 mm, diametro interno = 89 mm) fornito da Mega Pipe, una divisione di Mega Plastics. La lunghezza totale esposta di ogni tubo era 495 mm e il materilae HDPE GM-5010 è stato ottenuto da Hoechst (Sud Africa) Proprietary Limited. Each sample was a GM-5010 based black pigmented HDPE tube (Type 4, Class 10, Outside diameter = 110mm, inside diameter = 89mm) supplied by Mega Pipe, a division of Mega Plastics. The total exposed length of each tube was 495mm and the GM-5010 HDPE material was obtained from Hoechst (South Africa) Proprietary Limited.
Si è seguita la procedura seguente per fluorinare le superfici interna ed esterna secondo la presente invenzione : The following procedure was followed to fluorinate the internal and external surfaces according to the present invention:
In primo luogo, il tubo è stato sgrassato per (a) lavaggio con una soluzione acquosa calda di detergente TEEPOL ottenuta da Shell Chemical Division (b) strofinamento delle superfici con un panno di carta soffice umettato con etanolo puro. First, the tube was degreased by (a) washing with a warm aqueous solution of TEEPOL detergent obtained from Shell Chemical Division (b) scrubbing the surfaces with a soft paper cloth moistened with pure ethanol.
Dopo aver lasciato il tubo ad asciugare in condizioni di pressione e temperatura atmosferiche per un periodo approssimativo di 24 ore, il tubo è stato montato in un reattore da 12,6 litri che è stato poi sigillato a vuoto. Il reattore è stato successivamente evacuato fino ad una pressione assoluta minore di 0,1 kPa, poi caricato con un carico a 100 kPa di gas azoto secco a pressione atmosferica e una volta ancora evacuato ad una pressione minore di 0,1 kPa. Dopo di ciò, una miscela al 10 % di F2/N2 (cioè una miscela di F2/N2 comprendente il 10 % in termini di volume di F2) è stata caricata nel reattore, che era stato preriscaldato fino a 50°C, ad una pressione assoluta sufficiente a fornire la quantità stechiometrica appropriata di F2 nel reattore. La reazione di fluorurazione è stata lasciata procedere per il periodo di tempo necessario a questa temperatura prima di evacuare il reattore e di rimuovere il tubo. In questo modo, il tubo è stato fluorinato fino ad una concentrazione superficiale desiderata di, ad esempio, 30, 60, 120 o 150 μg F/cm<2 >. Si faceva riferimento al termine trattamento singolo per indicare un trattamento che fornisse una concentrazione di fluoro superficiale pari a 30 μg F/cm<2>, al termine trattamento doppio per indicare un trattamento che fornisse una concentrazione di fluoro superficiale pari a 60 μg F/cm<2>, al termine trattamento quadruplo per indicare un trattamento che fornisse una concentrazione di fluoro superficiale pari a 120 μg F/cm<2 >e al termine trattamento quintuplo per indicare un trattamento che fornisse una concentrazione di fluoro superficiale pari a 150 μg F/cm<2 >. After allowing the tube to dry under atmospheric pressure and temperature conditions for an approximate period of 24 hours, the tube was mounted in a 12.6 liter reactor which was then vacuum sealed. The reactor was subsequently evacuated down to an absolute pressure lower than 0.1 kPa, then loaded with a 100 kPa load of dry nitrogen gas at atmospheric pressure and once again evacuated at a pressure lower than 0.1 kPa. After that, a 10% mixture of F2 / N2 (i.e. a mixture of F2 / N2 comprising 10% by volume of F2) was charged into the reactor, which had been preheated to 50 ° C, at a absolute pressure sufficient to provide the appropriate stoichiometric amount of F2 in the reactor. The fluorination reaction was allowed to proceed for the time required at this temperature before evacuating the reactor and removing the tube. In this way, the tube was fluorinated to a desired surface concentration of, for example, 30, 60, 120 or 150 μg F / cm <2>. Reference was made to the term single treatment to indicate a treatment that provided a surface fluorine concentration equal to 30 μg F / cm <2>, to the term double treatment to indicate a treatment that provided a surface fluorine concentration equal to 60 μg F / cm <2>, at the end quadruple treatment to indicate a treatment that provided a surface fluorine concentration equal to 120 μg F / cm <2> and at the end quintuple treatment to indicate a treatment that provided a surface fluorine concentration equal to 150 μg F / cm <2>.
Per i test di permeazione alla benzina liquida, ognuno dei due tratti di tubo è stato sigillato in corrispondenza di ambedue le estremità filettandone ognuna delle estremità esterne a macchina in modo tale da poter collocare su di esse dei tappi ad avvitamento in alluminio. Inoltre, ogni estremità dei tratti di tubo è stata lavorata a macchina fino ad un raggio di 3 mm per facilitare una tenuta ad alta pressione in corrispondenza delle facce di accoppiamento del tappo metallico e dell'estremità del tubo. Ognuno dei due tratti di tubo (sigillati con tappo ad una loro estremità e preriscaldati fino a 50 °C) è stato riempito fino all'orlo con benzina, anch'esso preriscaldato fino a 50°C. Dopo di ciò, le estremità aperte sono state sigillate e le unità complete sono state collocate in un forno a temperatura costante a 50 ± 1°C. Misure periodiche di perdità di massa sono state successivamente prese per ogni campione. For the liquid gasoline permeation tests, each of the two pipe sections was sealed at both ends by threading each of the external ends by machine so as to be able to place aluminum screw-on caps on them. In addition, each end of the lengths of pipe has been machined up to a radius of 3 mm to facilitate a high pressure seal at the mating faces of the metal plug and the end of the pipe. Each of the two pipe sections (sealed with a cap at one end and preheated to 50 ° C) was filled to the brim with petrol, which was also preheated to 50 ° C. After that, the open ends were sealed and the complete units were placed in a constant temperature oven at 50 ± 1 ° C. Periodic mass loss measurements were subsequently taken for each sample.
Negli esempi seguenti, sono stati ottenuti i risultati che sono illustrati nei disegni allegati, di cui: In the following examples, the results which are illustrated in the attached drawings have been obtained, of which:
figura 1 è un diagramma, per i tubi in HDPE trattati secondo l'invenzione, e per tubi di confronto simili ma non trattati, in cui viene riportata la permeazione in mg/cm<2 >in funzione del tempo espresso in giorni; Figure 1 is a diagram, for HDPE pipes treated according to the invention, and for similar but untreated comparison pipes, in which the permeation is reported in mg / cm <2> as a function of the time expressed in days;
figura 2 è un diagramma, simile a figura 1, per i tubi in HDPE trattati in maniera differente secondo la presente invenzione; Figure 2 is a diagram, similar to Figure 1, for HDPE pipes treated differently according to the present invention;
figura 3 è un diagramma, simile a figura 1, per ulteriori tubi in HDPE trattati e non trattati. Figure 3 is a diagram, similar to Figure 1, for additional treated and untreated HDPE pipes.
ESEMPIO 1 EXAMPLE 1
Due tubi del tipo sopra descritto sono stati sottoposti ad un trattamento di fluorurazione singolo secondo il metodo di trattamento sopra descritto per ottenere una concentrazione superficiale di fluoro pari a 30 μg F/cm<2>, e la permeazione della benzina attraverso di essi è stata testata con il metodo di test sopra descritto, mentre si faceva il confronto con due tubi di controllo che erano identici ma non fluorinati. I risultati sono illustrati in figura 1. Two tubes of the type described above were subjected to a single fluorination treatment according to the treatment method described above to obtain a surface concentration of fluorine equal to 30 μg F / cm <2>, and the permeation of gasoline through them was tested with the test method described above, while comparing two control tubes that were identical but not fluorinated. The results are shown in Figure 1.
ESEMPIO 2 EXAMPLE 2
L'esempio 1 è stato ripetuto con l'eccezione che si è omesso il test di permeazione dei tubi di controllo, e in aggiunta al fatto che i due tubi fluorinati sono stati assoggettati ad un trattamento singolo di fluorurazione, altre due coppie duplicate di tubi sono state testate dopo essere state sottoposte rispettivamente ad un trattamento doppio sufficiente per ottenere una concentrazione superficiale di fluoro pari a 60 μg F/cm<2>, e ad un trattamento quadruplo sufficiente ad ottenere una concentrazione superficiale di fluoro pari a 120 μg F/cm<2>. I risultati sono illustrati in figura 2. Example 1 was repeated with the exception that the permeation test of the control tubes was omitted, and in addition to the fact that the two fluorinated tubes were subjected to a single fluorination treatment, two more duplicate pairs of tubes have been tested after having been subjected respectively to a double treatment sufficient to obtain a surface concentration of fluorine equal to 60 μg F / cm <2>, and to a quadruple treatment sufficient to obtain a surface concentration of fluorine equal to 120 μg F / cm <2>. The results are shown in Figure 2.
ESEMPIO 3 EXAMPLE 3
L'esempio 1 è stato ripetuto, eccezion fatta per il fatto che è stata effettuata una fluorurazione quintupla, sufficiente ad ottenere una concentrazione superficiale di fluoro pari a 150 μg F/cm<2>. I risultati sono illustrati in figura 3. Example 1 was repeated, except for the fact that a fivefold fluorination was carried out, sufficient to obtain a surface concentration of fluorine equal to 150 μg F / cm <2>. The results are shown in figure 3.
I risultati riassunti nelle figure 1-3 sono elencati nelle seguenti tabelle, tabella 1 e tabella 2. In tabella 1 sono elencati i risultati della permeazione media della benzina (in mg di benzina/cm<2>) per un trattamento singolo di fluorurazione (36 minuti), per trattamenti doppi, per trattamenti quadrupli e per controlli su elementi non trattati, mentre la tabella 2 mostra i risultati medi per trattamenti quintupli e per controlli su elementi non trattati. The results summarized in Figures 1-3 are listed in the following tables, Table 1 and Table 2. Table 1 lists the results of the average permeation of petrol (in mg of petrol / cm <2>) for a single fluorination treatment ( 36 minutes), for double treatments, for quadruple treatments and for controls on untreated elements, while table 2 shows the average results for quintuple treatments and for controls on untreated elements.
Tabella 1 Table 1
TABELLA. 2 TABLE. 2
Per quanto riguarda l'esempio 3 si deve notare che, prima di esporlo alla benzina, il tubo aveva un diametro medio esterno di 110 mm. Dopo 95 giorni le dimensioni del diametro dei tubi dell'esempio 3 risultavano come è indicato in tabella 3 qui sotto. As far as example 3 is concerned, it should be noted that, before exposing it to gasoline, the tube had an average external diameter of 110 mm. After 95 days, the dimensions of the diameter of the tubes of Example 3 were as indicated in Table 3 below.
TABELLA 3 TABLE 3
Questi risultati coincidono con quelli che ci si sarebbe attesi dati i dati di permeazione elencati sopra. A questo riguardo si deve notare anche che relativi test condotti su HDPE GM7650 della Hoechst hanno mostrato che esso subisce un aumento dimensionale lineare di circa 8 % a 50 °C quando esso sia interamente saturato con la benzina in questione, in maniea non dissimile da tabella 3, cosicché ci si attende che il HDPE GM5010 della Hoechst di qualità per tubi si comporti a questo riguardo in maniera simile. These results coincide with those that would have been expected given the permeation data listed above. In this regard, it should also be noted that relative tests conducted on Hoechst HDPE GM7650 have shown that it undergoes a linear dimensional increase of about 8% at 50 ° C when it is fully saturated with the gasoline in question, in a manner not unlike the table. 3, so that Hoechst HDPE GM5010 in tube quality is expected to behave in a similar way in this respect.
I dati ottenuti dal depositante per un periodo di test di 6 mesi (184 giorni), ivi inclusi gli esempi 1 e 2, indicano che le velocità di permeazione per tubi di controllo e per tubi del tipo trattato come sopra con trattamenti di fluorurazione singoli, doppi e quadrupli, risultano così come elencate nella tabella 4. The data obtained by the applicant for a test period of 6 months (184 days), including examples 1 and 2, indicate that the permeation rates for control tubes and for tubes of the type treated as above with single fluorination treatments, double and quadruple, are as listed in table 4.
TABELLA.4 TABLE. 4
In tabella 4 sono elencati risultati medi, in primo luogo, per il periodo di test completo di 184 giorni e, in secondo luogo, per la fase di stato stazionario che si raggiunge qualche tempo dopo l'inizio di ogni test, quando l'interno del materiale del tubo in HDPE è diventato completamente saturo di benzina e completamente dilatato. I risultati dello stato stazionario appaiono, naturalmente, essere peggiori dei risultati medi per l'intero periodo, ma sono più realistici per quanto riguarda la permeazione di lungo termine. Nel caso dell'esempio 3, per un periodo di tempo ancora più lungo di 272 giorni, la velocità di permeazione media per un trattamento di fluorurazione quintupla era pari a l,46x10<-2 >mg di benzina/cm<2>/g, e la velocità dello stato stazionario era pari a 2,09x10<-2 >mg di benzina/cm<2 >/g. Questi risultati erano leggermente peggiori rispetto a quelli ottenuti per i tubi con trattamento quadruplo in tabella 4, sebbene si creda che questo derivi da una leggera perdita nel meccanismo di tenuta stagna utilizzato nell'esempio 3. Si dovrebbe ulteriormente tener conto del fatto che svariati fattori possono influenzare le velocità di permeazione, quali: Table 4 lists average results, firstly, for the complete 184-day test period and, secondly, for the steady-state phase which is reached some time after the start of each test, when the internal of the HDPE pipe material became completely saturated with gasoline and fully dilated. The steady-state results appear, of course, to be worse than the average results for the entire period, but are more realistic as far as long-term permeation is concerned. In the case of example 3, for an even longer period of time than 272 days, the average permeation rate for a quintuple fluorination treatment was equal to 1.46x10 <-2> mg of gasoline / cm <2> / g, and the steady state rate was 2.09x10 <-2> mg of gasoline / cm <2> / g. These results were slightly worse than those obtained for the quadruple treated tubes in Table 4, although this is believed to result from a slight leak in the sealing mechanism used in Example 3. It should be further taken into account that several factors can affect permeation rates, such as:
temperatura; temperature;
tipo o qualità della poliolefina; type or quality of the polyolefin;
grado di cristallinità della polieolefina degree of crystallinity of polyolefin
natura molecolare (dimensione, massa e/o forma del fluido permeante) molecular nature (size, mass and / or shape of the permeating fluid)
spessore della parete del tubo; wall thickness of the pipe;
solubilità del fluido permeante nella poliolefina; spessore dello strato che contiene fluoro/densità superficiale (μg F/cm<2>); solubility of the permeating fluid in the polyolefin; thickness of the fluorine-containing layer / surface density (μg F / cm <2>);
caduta di pressione attraverso la parete del tubo; e grado di plasticizzazione della poliolefina. pressure drop across the pipe wall; and degree of plasticization of the polyolefin.
Il depositante non è a conoscenza di standard di performance per quanto riguarda la permeabilità del tubo per il trasporto di benzina in condotte. Si deve notare, comunque, che la presente invenzione diminuisce di una quantità significativa la permeabilità alla benzina dei tubi in HDPE sottoposti a test, così come è chiaro dai risultati degli esempi, nella misura in cui i tubi sottoposti ad esame superano certi standard di performance nazionali ed internazionali richiesti per la bassa permeabilità a benzina in serbatoi di carburante di veicoli e in tubi per erogatori di carburante. Si deve inoltre notare che i test sono stati effettuati a 50 °C, temperatura che è una temperatura ambientale molto alta e sfavorevole. Ci si attendono risultati sostanzialmente migliori a temperature ambiente o di test più basse, ad esempio 30 °C o meno. The depositor is not aware of performance standards regarding the permeability of the pipe for the transport of gasoline in pipelines. It should be noted, however, that the present invention decreases by a significant amount the gasoline permeability of HDPE pipes under test, as is clear from the results of the examples, to the extent that the tested pipes exceed certain performance standards. national and international requirements for low gasoline permeability in vehicle fuel tanks and fuel dispenser pipes. It should also be noted that the tests were carried out at 50 ° C, which is a very high and unfavorable ambient temperature. Substantially better results are expected at lower ambient or test temperatures, such as 30 ° C or less.
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