JP2015093929A - 超高分子量ポリエチレンパウダー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 X線回析法により測定した結晶性散乱積分強度と非晶性散乱積分強度より求めた結晶化度が50%以上60%以下、平均粒径が1μm以上10μm以下であることを特徴とする超高分子量ポリエチレンパウダー。
【選択図】 なし
Description
GPC装置(東ソー(株)製、(商品名)HLC−8121GPC/HT)およびカラム(東ソー(株)製、(商品名)TSKgel GMHhr−H(20)HT)を用い、カラム温度を140℃に設定し、溶離液として1,2,4−トリクロロベンゼンを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mlの濃度で調製し、0.3ml注入して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリスチレン試料を用いて校正した。なお、Mw、Mnは直鎖状ポリエチレン換算の値として求めた。
ウベローデ型粘度計を用い、ODCB(オルトジクロルベンゼン)を溶媒として、135℃において、超高分子量ポリエチレンパウダー濃度0.005wt%〜0.01wt%で測定した。
固有粘度([η](dl/g))と粘度換算分子量(Mv)の下記関係式に基づき算出した。
[η]=5.05×10−4×(Mv)0.693
〜結晶化度の測定〜
X線回析法により得た広角X線回析プロファイルから、非晶に由来する散乱領域と結晶に由来する散乱領域とを分け、全散乱強度に対する結晶散乱強度の比として結晶化度を計算した。装置および条件を以下に記す。
X線:CuKα線、40mA,40kV
走査モード:θ−2θ、連続スキャン
走査速度:1°/min
サンプリング幅:0.05°
走査範囲:15°≦2θ≦30°。
レーザー解析粒度分析計(日機装製、(商品名)マイクロトラックHRA)により測定した。
得られたポリエチレンパウダーの灰分の元素分析により測定した。
(1)有機変性粘土の調製
1リットルのフラスコに工業用アルコール(日本アルコール販売社製、(商品名)エキネンF−3)300ml及び蒸留水300mlを入れ、濃塩酸15.0g及びジオレイルメチルアミン(ライオン株式会社製、(商品名)アーミンM20)64.2g(120mmol)を添加し、45℃に加熱して合成ヘクトライト(Rockwood Additives社製、(商品名)ラポナイトRDS)を100g分散させた後、60℃に昇温させてその温度を保持したまま1時間攪拌した。このスラリーを濾別後、60℃の水600mlで2回洗浄し、85℃の乾燥機内で12時間乾燥させることにより160gの有機変性粘土を得た。この有機変性粘土はジェットミル粉砕して、メジアン径を5μmとした。
温度計と還流管が装着された300mlのフラスコを窒素置換した後に(1)で得られた有機変性粘土25.0gとヘキサンを108ml入れ、次いでジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2−(ジメチルアミノ)−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライドを0.600g、及び20%トリイソブチルアルミニウム142mlを添加して60℃で3時間攪拌した。45℃まで冷却した後に上澄み液を抜き取り、200mlのヘキサンにて2回洗浄後、ヘキサンを200ml加えてポリエチレン製造用触媒の懸濁液を得た(固形重量分:12wt%)。
2リットルのオートクレーブにヘキサンを1.2リットル、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0ml、(2)で得られた触媒懸濁液を230mg(固形分27.6mg相当)加え、60℃に昇温後、分圧が0.40MPaになるようにエチレンを連続的に供給しエチレンのスラリー重合を行った。300分経過後に脱圧し、スラリーを濾別後、乾燥することで145gのエチレン単独重合体を得た。得られたエチレン単独重合体粒子の平均粒径は205μmであった。
(1)有機変性粘土の調製
1リットルのフラスコに工業用アルコール(日本アルコール販売社製、(商品名)エキネンF−3)300ml及び蒸留水300mlを入れ、濃塩酸15.0g及びジメチルベヘニルアミン(ライオン株式会社製、(商品名)アーミンDM22D)42.4g(120mmol)を添加し、45℃に加熱して合成ヘクトライト(Rockwood Additives社製、(商品名)ラポナイトRDS)を100g分散させた後、60℃に昇温させてその温度を保持したまま1時間攪拌した。このスラリーを濾別後、60℃の水600mlで2回洗浄し、85℃の乾燥機内で12時間乾燥させることにより125gの有機変性粘土を得た。この有機変性粘土はジェットミル粉砕して、メジアン径を5μmとした。
温度計と還流管が装着された300mlのフラスコを窒素置換した後に(1)で得られた有機変性粘土25.0gとヘキサンを108ml入れ、次いでジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2−(ジメチルアミノ)−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライドを0.600g、及び20%トリイソブチルアルミニウム142mlを添加して60℃で3時間攪拌した。45℃まで冷却した後に上澄み液を抜き取り、200mlのヘキサンにて2回洗浄後、ヘキサンを200ml加えてポリエチレン製造用触媒の懸濁液を得た(固形重量分:12wt%)。
2リットルのオートクレーブにヘキサンを1.2リットル、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0ml、(2)で得られた触媒懸濁液を230mg(固形分27.6mg相当)加え、60℃に昇温後、分圧が0.40MPaになるようにエチレンを連続的に供給しエチレンのスラリー重合を行った。300分経過後に脱圧し、スラリーを濾別後、乾燥することで150gのエチレン単独重合体を得た。得られたエチレン単独重合体の平均粒径は210μmであった。
製造例1により得られたエチレン単独重合体粒子を連続移送が可能な循環構造とした格子上の凹凸がついた(商品名)ナーリング管(ナルコ岩井製)内を10時間循環し、粒子のパウダー化を行ない、平均粒径6μmの超高分子量ポリエチレンパウダーを得た。
循環時間10時間を24時間とした以外は、実施例1と同様の方法により超高分子量ポリエチレンパウダーを得た。
製造例1で得られたエチレン単独重合体粒子の代りに、製造例2で得られたエチレン単独重合体粒子を用いた以外は、実施例2と同様の方法により超高分子量ポリエチレンパウダーを得た。
製造例1により得られたエチレン単独重合体粒子を1,2,4−トリクロロベンゼンに溶解したところ溶解するまでに3時間を要し、一部に不溶部が見られた(濃度0.5重量%)。得られた粒子の物性を表1に示す。
製造例2により得られたエチレン単独重合体粒子を1,2,4−トリクロロベンゼンに溶解したところ溶解するまでに4時間を要し、一部に不溶部が見られた(濃度0.5重量%)。得られた粒子の物性を表1に示す。
循環時間10時間を3時間とした以外は、実施例1と同様の方法により超高分子量ポリエチレン粒子を得た。
市販品ポリエチレン(三井化学社製 (商品名)ハイゼックスミリオン グレード030S)を1,2,4−トリクロロベンゼンに溶解したところ溶解するまでに4時間を要し、一部に不溶部が見られた(濃度0.5重量%)。得られた粒子の物性を表1に示す。
Claims (3)
- X線回析法により測定した結晶性散乱積分強度と非晶性散乱積分強度より求めた結晶化度が50%以上60%以下、平均粒径が1μm以上10μm以下であることを特徴とする超高分子量ポリエチレンパウダー。
- 固有粘度(η)が15dl/g以上40dl/g以下であることを特徴とする請求項1に記載の超高分子量ポリエチレンパウダー。
- ジルコニウムの含有量が0.05ppm以上10ppm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の超高分子量ポリエチレンパウダー。
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