JP2018529011A - 2つのセグメントを含むポリマーの、ポリマー添加剤としての使用 - Google Patents
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Abstract
[式中、RおよびR1は、同じであっても異なっていてもよく、それぞれ、独立に、アルキルまたはアリール基を表し、Xは、水素であっても、分岐状または直鎖であり得るC1−C20アルキル基であってもよく、ポリマーBに接合した芳香族環置換基は、ポリマーAに接合した芳香族環置換基に対してメタまたはパラの位置にあり、ポリマーAは、メタロセン触媒作用によって生成された非極性ポリマーであり、ポリマーBは、極性モノマーのラジカル触媒作用によって生成されたポリマーである]を有する材料が、特にポリマーの混合物の相溶性を向上ための、ポリマー添加剤として使用される。
Description
大量のポリマーの製造は、ポリマー材料の混合物の溶融加工に基づいており、多くの場合に、材料の均質な混合物を得ることは可能でないか、または非常に困難である。均質性は、最終物品への配合物の加工を可能にするために、また最終物品の中で特性を一様にするためにも、必要である。これは、溶融物として加工されるポリマー材料の混合物の場合に、例えば、溶融状態におけるポリマーの均質な混合物が円滑な加工と均質な内容物を有する物品の製造とに必要とされる、押出(フィルム形成を含めて)、射出成型、回転成型、ブロー成型または熱成形によって加工されるポリマー材料の混合物の場合に、特にそうである。均質は、物品が、物品の全体を通して実質的に一様なポリマー内容物を有することを意味し、一方のポリマーの他方のポリマー内での混和性および分散の両方を含む。
別の具体例においては、ポリマー物品に特定の表面効果を付与ことが、追加的にまたは代替的に望まれ得る。例えば、プラスチックフィルムは、別の表面にラミネートされることがあり、それらは、接着性のまたはシール可能な表面を必要とし得る。追加的にまたは代替的に、それらは、特に包装業界において使用される場合に、印刷可能または塗装可能であると同時に、適切な強さと、おそらくはバリア特性を有することが必要であり得る。
さらなる実施形態において、本発明は、特定の2コンポーネントポリマーを含む、少なくとも2種のポリマー材料を含む組成物を提供する。
さらなる実施形態において、本発明は、本発明の組成物から調製される最終物品を提供する。
本発明は、さらに、ポリマー系から製造されるフィルムなどの物品に、望まれる表面または界面効果を付与するための、特定の2セグメントポリマーの、ポリマー添加剤としての使用を提供する。
ブロックコポリマーが、欧州特許第2684940号に記載されており、少なくとも2つのブロックを含むブロックコポリマーを含み、
i)第1ブロックは、エチレンより高級な1−アルケンコモノマーに由来する1種または複数の構造単位が介在していてもよい、エチレン性構造単位の鎖からなり、
ii)第2ブロックは、スチレン、置換スチレン、不飽和エステル、例えば、ビニルエステル、アクリレートおよびメタクリレートエステル、ならびにジエン化合物から選択される、1種または複数のα,β−不飽和極性モノマーに由来する構造単位の鎖を含み、
ここで、コポリマーの前記第1および第2ブロックは、次の構造連結:
によって末端で接合されている。
ブロックコポリマーは、液体燃料および潤滑剤に有用な添加剤であると記載されている。
a)第1ステップにおいて、エチレンと、任意選択で、エチレンより高級な1種または複数の1−アルケンコモノマーとを、メタロセン触媒系の存在下に重合して、1−アルケンコモノマーに由来するペンダントアルキル基を有していてもよいエチレン性構造単位からなる鎖である第1ポリマーブロックを生成し、反応が、溶液中で、少なくとも50℃の温度で、式(I)の化合物:
b)第2ステップにおいて、中間体(II)を、第1ステップの反応混合物から回収すること;および
c)第3ステップにおいて、中間体(II)を、続いて行われるアニオン重合反応において、その末端2重結合で反応させて、第2ポリマーブロックを生成し、上で定義された構造のジブロックポリマーを生じること;
を含む方法によって調製され得る。
i)ポリマーAは、エチレンより高級な1−アルケンコモノマーが共重合されていてもよい、エチレン性構造単位の鎖からなり、
ii)ポリマーBは、スチレン、置換スチレン、不飽和エステル、例えば、アクリレート、メタクリレートおよびビニルエステル、フマレートエステル、イタコネートエステル、無水マレイン酸、およびジエン化合物、ならびにこれらの誘導体から選択される、1種または複数のα,β−不飽和モノマーから誘導され、ポリマーBは、このような不飽和モノマーとアルケンとの、例えば、C2−C8、好ましくはC2−C6アルケンとの、コポリマーを含んでいてもよい。
a)第1ステップにおいて、エチレンなどのアルケンと、任意選択で、エチレンより高級な1種または複数の1−アルケンコモノマーとを、メタロセン触媒系の存在下に重合して、1−アルケンコモノマーに由来するペンダントアルキル基を有していてもよいエチレン性構造単位からなる鎖であるポリマーAを生成し、反応が、式(I)の化合物:
の存在下に、反応容器において行われ、ここで、反応の間に、化合物(I)が、ポリマーAに末端で組み入れられて、結果として式(II):
b)任意選択の第2ステップにおいて、第1ステップの反応混合物から中間体(II)を回収すること;および
c)第3ステップにおいて、中間体(II)を、続いて行われるラジカル重合反応において、その末端2重結合で、極性モノマー(非極性モノマー(例えばエチレン)と共重合されてもよい)と反応させて、ポリマーBを生成すること;
によって調製され得て、
式中、R、R1およびXは、先に定義された通りである。
任意選択で、ステップa)は、ポリマーAの特徴を制御するために、水素の圧力下に行われてもよい。
添加剤が使用されるポリマー系との相互作用のためにポリマーAが露出したままであるように、ポリマーAが、ポリマーBに末端で接合されていることが重要である。このため、ポリマーAとポリマーBの間の連結が、ポリマーAのポリマー鎖の端部に位置していることが重要である。
本発明において使用される材料は、次のステップ:
a)第1ステップにおいて、アルケン、典型的にはエチレンと、任意選択でエチレンより高級な1種または複数の1−アルケンコモノマーとを、メタロセン触媒系の存在下に重合して、ポリマーAを生成し、反応が、式(I)の化合物:
の存在下に行われ、ここで、反応の間に、化合物(I)が、ポリマーAに末端で組み入れられて、結果として式(II):
b)任意選択で、第2ステップにおいて、第1ステップの反応混合物から中間体(II)を回収すること;および
c)第3ステップにおいて、中間体(II)を、続いて行われるラジカル重合反応において、その末端二重結合で、極性モノマーと反応させて、ポリマーBを生成すること;
を含む方法によって調製され得て、
式中、R、R1およびXは、先に定義された通りである。
i)ポリマーAは、エチレンより高級な1−アルケンコモノマーに由来する1種または複数の構造単位が介在していてもよい、エチレン性構造単位の鎖を含み;
ii)ポリマーBは、スチレン、置換スチレン、不飽和エステル、例えば、アクリレート、メタクリレート、およびビニルエステル、フマレートエステル、イタコネートエステル、無水マレイン酸およびジエン化合物、ならびにこれらの誘導体から選択される、1種または複数のα,β−不飽和モノマーに由来する構造単位の鎖を含み、ポリマーBは、このような不飽和モノマーとアルケンとの、例えば、C2−C8、好ましくはC2−C6アルケンとの、コポリマーを含んでもよく;
ここで、ポリマーAおよびポリマーBは、コポリマーが次の構造:
式中、R、R1およびXは、先に定義された通りであり、ポリマーBに接合した芳香族環置換基は、ポリマーAに接合した芳香族環置換基に対してメタまたはパラの位置にある。
好ましくは、RおよびR1基の各々は、独立に、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基を表す。より好ましくは、RおよびR1は同じであり、最も好ましくは、どちらもメチルである。
好ましくは、ポリマーBに接合した芳香族環置換基は、ポリマーAに接合した芳香族環置換基に対してメタの位置にある。
好ましい一実施形態において、本発明において使用される材料におけるポリマーAは、ポリエチレン鎖からなる。
好ましい一実施形態において、本発明において使用される材料におけるポリマーAは、ポリプロピレン鎖からなる。
好ましい一実施形態において、本発明において使用される材料におけるポリマーAは、エチレン−ポリプロピレンコポリマーからなる。
好ましい別の実施形態において、本発明において使用される材料におけるポリマーAは、エチレン−1−ヘキセンコポリマーからなる。
好ましい別の実施形態において、本発明において使用される材料におけるポリマーAは、エチレン−1−オクテンコポリマーからなる。
望ましい場合、ポリマーAは、生成の後、ポリマーAへの無水マレイン酸などの不飽和モノマーのグラフトによって、いくらかの極性を付与されてもよい。
別の好ましい実施形態において、本発明において使用される材料のポリマーBは、1種または複数のジエン化合物に由来する構造単位の鎖からなる。これらのジエンは、水素化されていない、水素化された、または部分的に水素化されたジエンであり得る。より好ましくは、コポリマーの第2ブロックは、イソプレン、ピペリレンもしくはブタジエン、またはこれらの混合物に由来するホモまたはコポリマー鎖からなる。
別の好ましい実施形態において、本発明において使用される材料のポリマーBは、スチレンまたはその誘導体、例えばアルファメチルスチレン、パラアルキルスチレン、例えばメチルおよびブチルスチレンに由来するスチレン様構造単位の鎖からなる。
このような触媒は、通常、金属ジクロリド/ジアルキル(例えばジベンジル)またはモノ−アルキル−モノ−クロリド化学種(「触媒前駆体」)として合成され、保管される。これは、通常はメチルアルミノキサン(MAO)である助触媒の添加によって溶液中で活性化されるが、これに代えて、Ph3C+B(C6F5)4 -などのホウ素含有化学種と、i−(C4H9)3Alなどのトリアルキルアルミニウム化学種との組合せなどの、非/弱−配位性アニオンが使用されてもよい。
このような触媒の例には、Cp2MCl2、Cp* 2MCl2、EBIMCl2、Flu(Ph2Me)CpMCl2、およびCp(Me)4(Me2Si)NtBuMCl2が含まれ、式中、Mは遷移金属を表す。好ましい触媒は、Mがジルコニウムを表す触媒である。例示的触媒は、助触媒と一緒になったCp2ZrCl2である。
PE−t−DIBの製造
内部冷却コイルを有する250mlのステンレス鋼製パール(Parr)反応器を、真空下に100℃で1時間乾燥し、その後、反応器を最初に50℃に加熱して、カニューレを通して、トルエン(50ml)、1,3−ジイソプロペニルベンゼン(30ml、0.175mol−化合物(I))およびMAO溶液(3ml、1800当量)からなるコモノマー溶液を入れた。反応器を、水素(240kPa)で5分間パージし、その後、エチレン(85kPa)を添加した。一旦エチレンの取り込みが安定化したら、グローブボックスで調製した、メタロセン触媒Cp2ZrCl2(2.5×10-6mol)のトルエン溶液を、過圧アルゴンを用い、注入した。触媒の添加後、温度およびガスの取り込みを、連続的にモニターした。反応温度は、60℃に保った。反応を、15分後に、メタノール(2×10ml)を注意して添加することによって止めた。ポリマー生成物を、攪拌しながら1時間かけてメタノール(600ml)中5%HCl溶液に注ぐことによって、析出させた。生成物を濾過によって回収し、メタノールで洗い、乾燥したら、再びテトラヒドロフラン(200ml)で洗った。ポリマー生成物である、1,3−ジイソプロペニルベンゼンで停止したポリエチレン(PE−t−DIBである化合物(II))を、真空中、70℃で24時間加熱することによって乾燥し、2.655gの収量を得た。
所望の末端官能化構造が得られていることを確認するための、化合物(II)の特性評価は、核磁気共鳴分光法によって行うことができる。
特に、化合物(I)の末端への挿入を確認するために、1H NMR分光法を用いることができる。末端挿入量の決定は、3個のプロトン(図ではAと標識)を有する、ポリエチレン鎖の1つの端部のメチル基と、ステップa)の反応後に残っている、1,3−DIB分子のベンジル基炭素の1個のプロトン(図ではBと標識)に対する分光ピークの比較によって達成される。鎖内に組み入れられた如何なる1,3−DIBも、この炭素のプロトンを有さないであろうから、このプロトンの共鳴は、1,3−DIBの末端挿入を識別するのに役立つ。
使用された方法の利点は、上記の分光的方法によって決定されるように、第1ブロックの高い度合いの末端官能化を確保することにある。方法のステップa)のさらなる例および達成された結果を以下に示す。
それぞれの場合において、反応は、コモノマー化合物(I)による、ポリエチレンまたはポリエチレン/1−アルケン鎖の、本質的に完全な末端官能化を生じ、非常に特異な程度まで化合物(II)を生成した。
所望の場合、化合物IIは、実施例1において示されたようにして、または、ポリマー化学者に知られた他の回収手段によって、単離できる。
方法の第3ステップc)は、ラジカル重合によるポリマーBの生成を含む。次の例は、これが如何に行われ得るかを示す。
1,3−ジイソプロペニルベンゼンで停止したポリエチレン(PE−t−DIB、Mn=3,300、0.20g、6.1×10-5mol)、n−ブチルアクリレート(0.87ml、6.1×10-3mol)および過酸化ベンゾイル(75%、0.20g、6.1×10-4mol)を、撹拌棒を備えた10mlのガラスアンプルに投入した。トルエンで体積を8.2mlにした。アンプルをシールし、凍結−融解による脱気を3回行い、その後、攪拌しながら125℃に128分間加熱した。次いで、アンプルを液体窒素に浸漬することによって、反応混合物を素早く冷却し、次に、攪拌しながらメタノール(200ml)に注いだ。こうして生成した析出物を、放置して沈殿させ、次いで、濾過し、真空下に乾燥した。これにより、5,500のMnを有する0.34gのコポリマーを得た。
ポリマーB−ポリスチレン
n−ブチルアクリレートをスチレン(3.5ml、0.03mol)に置き換え、上記の合成を繰り返した。これにより、15,000のMnを有する1.40gのコポリマーを得た。
ポリエチレン/1−ヘキセン(ポリマーA)−ポリブチルアクリレート(ポリマーB)の合成
1,3−ジイソプロペニルベンゼンで停止したポリエチレン/1−ヘキセン(P(E/H)−t−DIB、Mn=3,900、6.2mol%の1−ヘキセン、0.20g、5.1×10-5mol)、n−ブチルアクリレート(0.74ml、5.1×10-3mol)および過酸化ベンゾイル(75%、0.17g、5.1×10-4mol)を、撹拌棒を備えた10mlのガラスアンプルに投入した。トルエンで体積を8.2mlにした。アンプルをシールし、凍結−融解による脱気を3回行い、その後、攪拌しながら125℃で128分間加熱した。次いで、アンプルを液体窒素に浸漬することによって、反応混合物を素早く冷却し、次に、攪拌しながらメタノール(200ml)に注いだ。こうして生成した析出物を、放置して沈殿させ、次いで、濾過し、真空下に乾燥した。これにより、7,000のMnを有する0.39gのコポリマーを得た。
ポリエチレン/1−ヘキセン(ポリマーA)−ポリスチレン(ポリマーB)の合成
n−ブチルアクリレートをスチレン(2.9ml、0.026mol)に置き換え、上記の合成を繰り返した。これにより、29,000のMnを有する0.69gのコポリマーを得た。
本発明によれば、2コンポーネントコポリマーは、他のポリマー系への添加剤として使用され、それらは、ポリマー系に1つまたは複数の特性を付与するために使用される。多くのポリマー系は2種以上のポリマーのブレンドであり、ポリマー系は、最終物品を製造するために、様々な技術によって、例えば、射出成型、回転成型、熱成型、押出とおそらくはそれに続く延伸、ブロー成型、真空成形、キャスティング、ラミネーションおよび他の類似の方法によって、加工される。
本発明による別の使用は、界面活性を、例えば、ポリマーの熱ラミネートに、および/または印刷可能なもしくは塗装可能な表面を得るのに、さらには、農業用フィルムの表面張力を増して水滴の生成を防ぐために農業用フィルムに、また様々なラップフィルム(cling film)、例えば、家庭用ラップフィルム、移送中の自動車などの材料の保護のために使用されるラップフィルムに、牧草用ラップおよび梱包などの他の農業用フィルムに、必要とされる界面活性を、付与することである。
同様に、本発明の材料は、ポリエチレンワックスなどの高分子量固体ワックスのための硬化剤または柔軟剤として使用でき、使用される材料におけるポリマーAおよびポリマーBは、ワックスに付与される特性に応じて選択され得る。
本発明は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、コンポジット材料およびハイブリッド材料(例えば、Thermoplastic and Thermoplastic Composites, M.Biron, Elsevier, 2007に記載されているものを参照)を含む全てのポリマー類に適用できる。
以下は、材料がポリマー添加剤として使用され得る本発明の例である。
・ポリエチレンを含むポリエチレン類への添加剤。PEをベースとするワックスを含み、硬度および粘度を調節する。
・例えば、表面接着性、抗接着性、摩擦、表面張力などを付与するための、ポリマー(ワックスを含めて)の表面または界面特性の改質。
・ポリマーのための粘度調節剤、成型物品、フィルム、繊維などを含めて、全てのポリマー加工法で、強さ、粘性などを付与する。
・特性向上効果。ポリマーへの添加剤の分散および有効性を向上させること。特性向上剤:(例えば、感覚的および機械的特性、これは、可塑剤としての有効性、または別の可塑剤と併せての有効性を含む)。加工性向上剤(例えば、レオロジー調節剤、滑剤、離型剤など)。長期挙動(例えば、抗酸化剤、抗UV、熱エージング、風化など)。経済的要因(例えば、フィラー、発泡剤、リサイクルされる内容物など)。特殊効果(摩擦、伝導性、トライボロジー、電磁的相互作用の原因となる粒子を分散させることによる電磁的相互作用)。生分解性(このような系の分散を向上させること)。
・混合ストリーム(mixed stream)リサイクリング、ポリオレフィン−極性ポリマーブレンド、例えば、PE−PS、PE−アクリル。
・硬いプラスチックの耐衝撃性改良。熱可塑性エンジニアリング樹脂、例えばPS、ナイロン、ABSなどにおけるエラストマー粒子の分散。
・混合ポリマーの加工。全ての成型用途(これらに限らないが、射出、回転、圧縮、圧縮−トランスファー、スラッシュ(slush)、ブロー、熱成形による成型を含めて)。全ての押出用途(これらに限らないが、パイプおよびチューブ、共押出、フィルム成形、コーティング、ラミネート加工、インフレーションフィルム、結合層、カレンダー加工、溶着など)。全てのキャスティング用途。
・ホットメルト接着剤(HMA)。POベース。EVAベース。
・感圧接着剤(PSA)。SBCベース。アクリルベース。
・水ベース接着剤(WBA)。アクリルベース。
・ビチューメンの改質を含めての、重油フラクションのための添加剤。
・ポリマーの発泡を制御するための添加剤。
・防止系、例えば腐食防止配合物における、粘度および分散の制御のための添加剤。
・粘度および分散を調節し、ワックスコーティングを制御するための、パネル板などの建設材料のための添加剤。
・強化物品、例えばガラス(または、ナイロン、カーボン、アラミドなど)−繊維強化ポリマーなど。
・カーボンベースのコンポジット、例えば、カーボンブラック、グラフェンまたはカーボンナノチューブ(CNT)充填コンポジット。
・「スマート」材料コンポジット、例えば、電磁波と相互作用する材料を含むポリマーコンポジット。
・バイオコンポジット、例えば木材−プラスチックコンポジット。
・ポリマーにおける他の添加剤および着色剤の分散。
ポリマー−溶液のための添加剤:
・植物油のための粘度調節剤。
水ベースポリマー系への添加剤:
・水ベース配合物、例えば、接着剤(発泡性または別の)、コーティング剤および塗料。
結晶調節のための添加剤:
・ワックス(天然または合成)を含めて、エチレンポリマーおよびコポリマーベースの結晶の調節。
・エチレンポリマーおよびコポリマーの結晶の調節。
・例えばポリアミドにおける、極性ポリマーの結晶の調節。
本発明は、非相溶性であることが知られており、現在、リサイクリングにおいて分けられる必要がある、高密度ポリエチレンとポリスチレンのブレンドにおける相溶化剤として使用される化合物の製造を示す、以下のさらなる例を参照することによって例示される。
ポリエチレン/ジイソプロペニルベンゼン中間体の調製
内部冷却コイルを有する250mlのステンレス鋼製圧力反応器を、真空下に100℃で1時間乾燥し、その後、反応器を最初50℃に加熱し、1,3−ジイソプロペニルベンゼン(33ml、0.193mol−化合物I)、メチルアルミノキサン(MAO)溶液(3ml、1800当量)およびトルエンからなるコモノマー溶液(全体積90ml)を入れた。反応器を、水素(552kPa)で10分間パージし、その後、エチレン(138kPa)を添加した。一旦エチレンの取り込みが安定化したら、メタロセン触媒Cp2ZrCl2(2.5×10-6mol)のトルエン溶液を注入した。反応温度は、60℃に保った。反応を、メタノール(2×10ml)を添加することによって、30分後に止めた。ポリマー生成物を、攪拌しながら1時間かけて、メタノール(600ml)中5%HCl溶液に注ぐことによって、析出させた。生成物を濾過によって回収し、メタノールで洗い、乾燥したら、再びテトラヒドロフラン(200ml)で洗った。ポリマー生成物である、1,3−ジイソプロペニルベンゼンで停止したポリエチレン(PE−t−DIBと呼ばれる)を、真空中、70℃で24時間加熱することによって乾燥し、15.6gの収量を得た。これは、12,500kgポリマー/mol[Zr].hに相当する。
所望の末端官能化構造が得られていることを確認するための、PE−t−DIBの特性評価は、核磁気共鳴分光法によって行うことができる。
例えば、NMRスペクトルは、Bruker DPX400およびDPX500分光計で記録でき、この場合、1Hおよび13C NMRスペクトルでは、テトラメチルシランに対する溶媒の共鳴を用い、内部標準とされる。通例のNMRの帰属(ポリマー試料を含む)は、必要である場合、1H−1H(COSY)、13C−1H(HMQC)および13C−1H(HMBC)相関実験によって確認できる。
これらのプロトンに関連する1H NMRピークは、それぞれ、0.92ppmおよび2.70ppmの化学シフトを有する(化学シフトは、5.95ppmの、d2−TCE中の残留溶媒シグナルに対して測定されている)。これらの2つのピークの積分値の比較は、1,3−DIBの末端挿入の量を与える。例えば、示されているスペクトルに見られるように、3:1(A:B)の各ピークの積分値の比は、本質的にそれぞれのポリエチレン鎖が、1,3−DIBからの残基によって末端官能化されていることを示す。
上で調製された、1,3−ジイソプロペニルベンゼンで停止したポリエチレン、およびトルエン(191ml)を、温度計、冷却器およびバブラー(bubbler)を備える1Lの3口丸底フラスコに投入し、アルゴンで30分間パージした。250mlの第2の丸底フラスコに、t−ブチルペルオキシド(4.68g、0.032mol)およびトルエン(60ml)を投入し、アルゴンで30分間パージした。スチレン溶液を103℃に加熱し、過酸化物溶液を、カニューレを通して添加して、反応を開始した。6時間後に、冷却した反応混合物から、アセトンで析出させて、ポリマーを分離し、濾過し、50℃の真空オーブンで乾燥した。収量は75.0グラムで、Mn=67,000であった。
上記のPE−b−PSを、HDPEとポリスチレン(PS)のポリマーブレンドにおける相溶化剤として使用した。HDPE(HTA 002)の供給元は、ExxonMobilであり、PS(製品コード:430102)は、Sigma Aldrichから購入した。ブレンド工程において使用されたポリマーについてのデータ表を表1に示す。
例3で調製された材料を、例3で使用されたものと同じUSPEおよびPSの10:90のブレンドに対する相溶化剤として試験した。材料の走査電子顕微鏡(SEM)写真を、図3および4に示す。SEM分析は、射出成型試料で行った。SEM試料は、引張り試験を行うために使用したものと同じ引張り試験バーを、凍結破砕することによって準備した。引張り試験バーを、液体窒素で5分間冷却し、次いで、ハンマーで打ち砕いた。引張り試験バーの破片を、銀DAG(Agar Scientificから購入したAcheson Silver DAG 1415)で、SEMのアルミニウム製スタブに固着し、スパッターコーターにより金の薄膜(数Å)でコーティングした。SEMは、Zeiss Sigma顕微鏡で行った。
図3および4の写真は、2つの非相溶性ポリマー、すなわちPSおよびPEの混合物(混練りされた材料の凍結破砕によって得られた)の相が一定でないこと(phase inconsistency)、および、本発明による相溶化添加剤を加えることの有益な効果を示す。
図3は、凍結破砕された射出成形試料で撮られた4つのSEM写真であり、高密度ポリエチレン(HDPE)およびポリスチレン(PS)のポリマーブレンドへのPE−b−PS相溶化剤の効果を例示する。
上側左のSEMは、純粋なPS対照を示す。写真は、全てがPSである部分を示す。
上側右の写真は、HDPE/PSの10/90ブレンドを示す。HDPEストランドが、破砕過程中にPSマトリックスから引っ張り出されている。
下側左の写真は、HDPE/PS/PE−b−PSの10/90/1ブレンドを示す。写真は、1%のPE−b−PSコポリマーが本発明に従って添加された時の相溶性の向上を示す。
下側右の写真は、HDPE/PS/PE−b−PSの10/90/5ブレンドを示す。写真は、5%のPE−b−PSコポリマーが本発明に従って添加された時の相溶性の向上を示す。
図4は、ポリスチレンと高密度ポリエチレンの90/10ブレンドの写真である。
上側左の写真は、添加剤なしであり、写真は、全てがPSである部分を示す。
上側右の写真もまた、添加剤なしであり、上側左に示されているものと同じ試料であり、PEリッチである部分を示す。それは、また、この部分内で、PEの分布が非常に変化していることも示す。
下側の写真は、添加剤が加えられたものである。写真は、1%の新規なブロックコポリマーPE−b−PSが添加された時の、より高い一定性および均質な分布を示す。
例4の試験を、同じポリスチレンと高密度ポリエチレンの70/30ブレンドを用いて行った(図5)。図5の写真の右側半分は、2つの非相溶性ポリマー、すなわちPSおよびPEの混合物(混練りされた材料の凍結破砕によって得られた)の相が一定でないことを示す。図5の左側半分の写真は、5%の材料PE−b−PSが本発明に従って添加された時の、より高い一定性を示し、PEがより一様に分布していることを示す。
写真は、2つの非相溶性ポリマー、すなわちPSおよびPEの混合物(混練りされた材料の凍結破砕によって得られた)の相が一定でないことを示す。2つのポリマーの比率は、図4におけるものより低いが、これが一定の相構造になることを一層難しくする。それは、また、PE−b−PS相溶化添加剤を加えることの有益な効果も示す。
右側の写真は、添加剤を含まない試料のものである。写真は、写真の上側および下側で、全てがPSである部分を示し、その間にPEの帯が介在している。相の分布(混ざり)は乏しい。
図内の説明は、SEMで1000倍の倍率で、右側の写真を得るために使用された条件を示す。左側の写真は、同じ条件下であるが400倍の倍率で得られ、このフレームでは、右側の写真と同じスケールになるように、大きさが調節された。
Claims (29)
- 次の構造:
を有する材料の、ポリマーへの添加剤としての使用。 - i)ポリマーAが、エチレンより高級な1−アルケンコモノマーが共重合されていてもよい、エチレン性構造単位の鎖を含み、
ii)ポリマーBが、スチレン、置換スチレン、不飽和エステル、例えば、アクリレート、メタクリレート、およびジエン化合物、およびビニルエステル、フマレートエステル、イタコネートエステル、無水マレイン酸、ならびにこれらの誘導体から選択される、1種または複数のα,β−不飽和モノマーから誘導され、ポリマーBは、このような不飽和モノマーと、アルケンとの、例えば、C2−C8、好ましくはC2−C6アルケンとの、コポリマーを含んでいてもよい、
請求項1に記載の使用。 - ポリマー材料の混合物における相溶化剤としての、または、表面活性/界面活性剤としての、請求項1または2に記載の使用。
- ポリマー材料の混合物が、極性および非極性材料の混合物、または様々な極性のポリマー材料の混合物を含む、請求項3に記載の使用。
- 混合物が、ポリオレフィンと、エステル基含有材料との、例えば、ポリエスエテル、または、オレフィンとビニルアセテートもしくはアクリレートエステルのコポリマーなどのアルケンと不飽和エステルのコポリマーとの、混合物を含む、請求項4に記載の使用。
- 極性コポリマー、例えばオレフィン/不飽和エステルコポリマー、および、炭化水素ブロックコポリマー、例えばスチレンとブタジエンまたはイソプレンのマルチブロックコポリマー(これらは水素化されていることもある)をベースとする接着剤配合物における添加剤としての、請求項4または5に記載の使用。
- ポリマーAが、エチレンより高級な1−アルケンに由来する単位が組み込まれていてもよいポリエチレン様構造単位の骨格鎖を有する、請求項1から6までのいずれか1項に記載の使用。
- i)ポリマーAが、エチレンより高級な1−アルケンコモノマーに由来する1種または複数の構造単位が介在していてもよい、エチレン性構造単位の鎖を含み、
ii)ポリマーBが、スチレン、置換スチレン、不飽和エステル、例えば、アクリレート、メタクリレート、およびビニルエステル、フマレートエステル、イタコネートエステル、無水マレイン酸、およびジエン化合物、ならびにこれらの誘導体から選択される、1種または複数のα,β−不飽和モノマーに由来する構造単位の鎖を含み、ポリマーBは、このような不飽和モノマーとアルケンとの、例えば、C2−C8、好ましくはC2−C6アルケンとの、コポリマーを含んでいてもよく、
ポリマーAおよびポリマーBは、コポリマーが、次の構造:
を有するように、末端で接合されている、
請求項1から7までのいずれか1項に記載の使用。 - RおよびR1が、どちらも、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基である、請求項1から8までのいずれか1項に記載の使用。
- ポリマーBに接合した芳香族環置換基が、ポリマーAに接合した芳香族環置換基に対してメタの位置にある、請求項1から9までのいずれか1項に記載の使用。
- ポリマーBが、スチレン、置換スチレン、アクリレートおよびメタクリレートエステル、ジエン化合物、ビニルエステル、フマレートエステル、イタコネートエステルおよび無水マレイン酸、ならびにこれらの誘導体から選択される、1種または複数のα,β−不飽和モノマーに由来する構造単位の鎖を含み、ポリマーBは、このような不飽和モノマーとアルケンとの、例えば、C2−C8、好ましくはC2−C6アルケンとの、コポリマーを含んでいてもよい、請求項1から10までのいずれか1項に記載の使用。
- ポリオレフィンをベースとするポリマー系の硬度(例えば、針貫入)または剛性(例えば割線弾性係数)を変えるための、請求項1から11までのいずれか1項に記載の使用。
- 1種または複数のポリマーの表面または界面に、表面または界面活性を付与するための、請求項1または2に記載の使用。
- RおよびR1が、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基である、請求項13に記載の使用。
- ポリマーBに接合した芳香族環置換基が、ポリマーAに接合した芳香族環置換基に対してメタの位置にある、請求項13または14に記載の使用。
- ポリマーBが、スチレン、置換スチレン、アクリレートおよびメタクリレートエステル、ジエン化合物、ビニルエステル、フマレートエステル、イタコネートエステル、および無水マレイン酸、ならびにこれらの誘導体から選択される、1種または複数のα,β−不飽和モノマーに由来し、C2−C8アルケンが共重合されていてもよい、構造単位の鎖からなる、請求項13から15までのいずれか1項に記載の使用。
- シール可能、印刷可能または塗装可能な表面を、ポリオレフィンフィルムまたはコーティングに付与するための、請求項13から16までのいずれか1項に記載の使用。
- ポリマーAがポリオレフィンであり、ポリマーBが、スチレンもしくはその誘導体、またはメタクリレートなどのエステルから誘導される、請求項1から17までのいずれか1項に記載の使用。
- 高分子量ワックスのための硬化剤または軟化剤としての(例えば、針貫入によって測定して)、請求項1から18までのいずれか1項に記載の使用。
- シール可能、印刷可能または塗装可能な表面を、ポリオレフィンフィルムまたはコーティングに付与するための、請求項13から19までのいずれか1項に記載の使用。
- ポリマーと、次の構造:
を有する材料とを含む混合物。 - i)ポリマーAが、エチレンより高級な1−アルケンコモノマーと共重合されていてもよい、エチレン性構造単位の鎖を含み、
ii)ポリマーBが、スチレン、置換スチレン、不飽和エステル、例えば、アクリレート、メタクリレート、およびジエン化合物、およびビニルエステル、フマレートエステル、イタコネートエステル、無水マレイン酸、ならびにこれらの誘導体から選択される、1種または複数のα,β−不飽和モノマーから誘導され、ポリマーBは、このような不飽和モノマーとアルケンとの、例えば、C2−C8、好ましくはC2−C6アルケンとの、コポリマーを含んでいてもよい、
請求項21に記載の混合物。 - ポリマーが、ポリマー材料の混合物を含む、請求項21または22に記載の混合物。
- ポリマー材料の混合物が、極性および非極性材料の混合物、または様々な極性のポリマー材料の混合物を含む、請求項23に記載の混合物。
- 混合物が、ポリオレフィンと、エステル基含有材料との、例えば、ポリエスエテル、または、オレフィンとビニルアセテートもしくはアクリレートエステルのコポリマーなどのアルケンと不飽和エステルのコポリマーとの、混合物を含む、請求項24に記載の混合物。
- ポリマーAが、エチレンより高級な1−アルケンに由来する単位が骨格鎖に組み込まれていてもよい、ポリエチレン様構造単位の骨格鎖を有する、請求項21から25までのいずれか1項に記載の混合物。
- ポリマーBに接合した芳香族環置換基が、ポリマーAに接合した芳香族環置換基に対してメタの位置にある、請求項21から26までのいずれか1項に記載の混合物。
- ポリマーが、リサイクルポリマーを含む、請求項21から27までのいずれか1項に記載の混合物。
- 前記ポリマーが、少なくとも2種のリサイクルポリマーを含む、請求項28に記載の混合物。
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