KR102068795B1 - 고분자의 물성을 예측하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고분자의 물성을 예측하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 분자량 분포 곡선을 이용하여 고분자의 장기 안정성을 예측하는 방법에 관한 것이다.

Description

고분자의 물성을 예측하는 방법{METHOD FOR PREDICTING PROPERTY OF POLYMERS}
본 발명은 고분자의 물성을 예측하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 분자량 분포 곡선을 이용하여 고분자의 장기 안정성을 예측하는 방법에 관한 것이다.
대구경 고압 파이프관에 쓰이는 폴리올레핀 수지는 일반적으로 높은 내압 특성 및 우수한 가공성이 요구된다. 높은 내압 특성은 일반적으로 고밀도 영역에서 발현될 수 있는 물성으로서 이는 폴리올레핀 수지 내의 결정화도가 높을수록 강도(Modulus)가 증가하여 고압에 견디는 힘이 증가하기 때문이다.
그러나, 파이프는 일반적으로 최소 50년 동안의 장기 내압 안정성이 보장되어야 하지만, 밀도가 높으면 취성 파괴 모드(Brittle Fracture)에 대한 저항력이 떨어져서, 장기 내압 특성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 분자량이 낮거나 분자량 분포가 좁으면 대구경 파이프는 가공시에 Sagging 현상이 발생하여 가공이 어렵기 때문에, 분자량이 높고 분자량 분포가 매우 넓은 폴리올레핀 수지를 적용하여야 이러한 문제를 해결할 수 있다. 특히, 분자량이 높으면 압출부하가 많이 발생하고, 파이프 외관이 불량하기 때문에 반드시 매우 넓은 분자량 분포가 요구된다.
이러한 문제의 개선을 위해 많은 노력이 진행되고 있으나 제품의 물성 및 가공성을 동시에 만족시키지는 못하는 문제점이 있어 장기 안정성과 가공성 간의 균형이 이루어진 보다 우수한 제품의 제조가 끊임없이 요구되고 있다.
한편 폴리올레핀 수지의 장기 내압 안정성은 풀 노치 크립 테스트(FNCT)에 의해 평가할 수 있는데, 상기 FNCT는 측정에 장시간이 소요되고 측정 오차가 커서 폴리올레핀 수지의 장기 안정성을 단시일 내에 평가하기 어려워, 고압 파이프용 신규 수지의 개발에 있어 허들이 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고분자의 분자량 분포 곡선을 이용하여 고분자의 물성 중 장기 내압 안정성과 관련되어 장기간의 측정 시간을 필요로 하는 물성을 단시간 내에 높은 신뢰도로 평가할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
측정 대상 고분자에 대해 온도 160℃에서 겔투과 크로마토그라피(GPC)를 이용하여 분자량 분포 곡선(이때 분자량(Molecular weight, MW)의 로그값(log MW)을 x축으로 하고, 상기 로그값에 대한 분자량 분포(dwt/dlog MW)를 y축으로 한다)을 측정하는 단계;
상기 분자량 분포 곡선의 x축에서, 3.0과 7.0 사이의 구간을 4등분하여 각 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값을 구하는 단계; 및
상기 적분값으로부터 6.0 MPa, 80℃조건에서 풀 노치 크립 테스트(Full Notch Creep Test; FNCT)에 의해 측정되는 내응력 균열성(단위: 시간)을 예측하는 단계를 포함하는, 고분자의 물성을 예측하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 고분자의 분자량 분포 곡선을 이용하여, 고분자의 물성 중 장기 내압 안정성과 관련되어 장기간의 측정 시간을 필요로 하는 물성을 단시간 내에 높은 신뢰도로 평가할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 고분자의 물성을 예측하기 위해 측정한 분자량 분포 곡선(GPC curve)이다.
도 2는 식 1에 따른 내응력 균열성의 계산값과, FNCT의 실측값과의 관계를 보여주는 그래프이다.
본 발명에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 고분자의 물성을 예측하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 측정 대상 고분자에 대해 온도 160℃에서 겔투과 크로마토그라피(GPC)를 이용하여 분자량 분포 곡선(이때 분자량(Molecular weight, MW)의 로그값(log MW)을 x축으로 하고, 상기 로그값에 대한 분자량 분포(dwt/dlog MW)를 y축으로 한다)을 측정하는 단계;
상기 분자량 분포 곡선의 x축에서, 3.0과 7.0 사이의 구간을 4등분하여 각 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값을 구하는 단계; 및
상기 적분값으로부터 6.0 MPa, 80℃조건에서 풀 노치 크립 테스트(Full Notch Creep Test; FNCT)에 의해 측정되는 내응력 균열성을 예측하는 단계를 포함하는 고분자의 물성을 예측하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 내응력 균열성은 상기 적분값에 대해, 하기 식 1에 따라 예측할 수 있다:
[식 1]
내응력 균열성 = (-271) * A1+ (-318) * A2 + (-459) * A3 + 155 * A4 + 29,586
상기 식 1에서,
A1은 log MW가 3.0 내지 4.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A2는 log MW가 4.0 내지 5.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A3은 log MW가 5.0 내지 6.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A4는 log MW가 6.0 내지 7.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이며,
상기 A1 내지 A4의 적분값은 분자량 분포 곡선 전체의 적분값을 100으로 하였을 때의 상대적인 값을 의미한다.
본 발명에 있어, 상기 측정 대상 고분자는 폴리올레핀일 수 있다. 또한 상기 폴리올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 및 1-에이코센으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 중합한 중합체 또는 공중합체일 수 있다.
상기 폴리올레핀은 메탈로센과 같은 촉매의 존재 하에서 올레핀계 단량체를 에틸렌을 중합하여 얻어지는 수지로 뛰어난 물성으로 여러 분야에서 사용되고 있다.
폴리올레핀의 물성은 여러 측면에서 평가될 수 있다. 예를 들어, 중량 평균 분자량, 수평균 분자량, 분자량 분포, 용융 흐름 지수(MFR, melt flow rate), 용융 유동율비(MFRR, melt flow rate ratio), 밀도(density), 풀 노치 크립 테스트(Full Notch Creep Test; FNCT)등을 측정하여 고분자의 강도, 가공성, 안정성 등의 물리적 특성을 평가하는데 종합적으로 활용될 수 있다.
이 중에서도 내압 난방관, 또는 대구경 고압 파이프 등으로 사용되는 폴리올레핀 수지는 필수적으로 고압 조건에서의 장기 안정성을 갖추어야 할 것이 요구되는데, 이러한 장기 안정성을 평가하기 위해 스웨덴의 Exova사에서 시행하며, ISO 13479에 따른 노치 파이프 테스트(Notch pipe test; NPT)를 표준화된 평가 방법으로 널리 채택하고 있다.
그러나, 상기 노치 파이프 테스트(NPT)는 1 년 이상이 소요되는 등 시간과 비용이 지나치게 많이 소모되는 문제가 있어, 이를 간소화한 방법인 풀 노치 크립 테스트(FNCT)를 고압 파이프의 장기 안정성 평가 방법으로 많이 활용하고 있다.
FNCT는 ISO 16770에 해당하는 방법으로 문헌 M.Fleissner in Kunststoffe 77 (1987), pp. 45 et seq.에 구체적으로 기술되어 있다. 그러나, 상기 FNCT의 측정 역시 약 한 달 이상의 시간이 소요되고, 측정 오차가 비교적 큰 편이어서 고분자 수지의 장기 안정성을 평가, 분석하는데 어려움이 있다.
이에 고분자 수지의 장기 안정성을 평가하는 방법에 대해 본 발명자들의 계속적인 연구 결과, 고분자 수지의 분자량 분포 곡선(GPC curve)의 구간별 적분값과, FNCT에 일정한 상관 관계가 있음을 확인하여 분자량 분포 곡선으로부터 FNCT를 고신뢰도로 단 시일 내에 예측하는 방법을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
즉, 고분자 수지, 특히 폴리올레핀 수지의 분자량 분포 측정을 통해, 상기 고분자 수지를 사용하여 제조한 제품에서 장기 안정성을 미리 예측할 수 있음이 확인되었다.
특히 본 발명에 따른 고분자의 물성을 예측하는 방법은, 고압 파이프 용으로 사용되는 폴리올레핀 수지의 물성 예측에 적합할 수 있다. 예를 들어, 중량 평균 분자량이 10만 내지 100만 g/mol, 또는 10만 내지 80만 g/mol, 또는 10만 내지 50만 g/mol이고, 분자량 분포가 5 내지 30, 또는 10 내지 30, 또는 15 내지 30인 고분자량 및 고분자량 분포(PDI)를 갖는 폴리올레핀 수지에 대해 FNCT를 예측하는 방법으로 유용하게 사용될 수 있다.
상기 식 1에 따라 예측되는 내응력 균열성은, 6.0 MPa와 80℃에서 ISO 16770에 따른 풀 노치 크립 테스트(Full Notch Creep Test; FNCT)로 측정되는 시간(hr)에 상응하는 값일 수 있다.
이하, 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 구현예에 따른 고분자의 물성 예측 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 고분자의 물성을 예측하기 위해 측정한 분자량 분포 곡선(GPC curve)이다.
먼저 측정 대상 고분자에 대해 온도 160℃에서 겔투과 크로마토그라피(GPC)를 이용하여 분자량 분포 곡선(GPC curve)을 구한다. 이때 분자량(Molecular weight, MW)의 로그값(log MW)을 x축으로 하고, 상기 로그값에 대한 분자량 분포(dwt/dlog MW)를 y축으로 한다.
상기 분자량 분포 곡선의 x축, 즉 분자량의 로그값(log MW)에 있어 3.0과 7.0 사이의 구간을 4등분하여 각 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값을 각각 구한다.
상기 분자량 분포 곡선에 있어, log MW가 3.0 내지 7.0을 벗어나는 구간을 포함할 경우, 이를 제외하고 3.0과 7.0 사이의 구간만을 4등분하여 그 적분값을 구한다.
한편, 본 발명에 따른 고분자의 물성 예측 방법은 분자량 분포 곡선에 있어 log MW가 3.0 내지 7.0인 구간에서의 적분값의 합(A1+A2+A3+A4)이 100에 가까울 때, 보다 높은 신뢰성을 가질 수 있다.
도 1을 참고하면, x축의 log MW이 3.0 내지 4.0 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값(A1)을 구한다. 마찬가지로, 4.0 내지 5.0 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값(A2), 5.0 내지 6.0 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값(A3), 6.0 내지 7.0 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값(A4)을 각각 GPC 곡선으로부터 구할 수 있다. 이 때, 상기 A1 내지 A4의 적분값은 분자량 분포 곡선 전체의 적분값을 100으로 하였을 때의 상대적인 값으로 사용한다.
본 발명의 발명자들은 다양한 고분자 수지, 특히 폴리올레핀 수지에 대해 상기와 같이 GPC 곡선으로부터 구한 구간별 상대적 적분값(A1, A2, A3, A4)과, FNCT의 실측값을 비교하여 회귀 분석을 수행한 결과, 구간별 적분값과, 6.0 MPa, 80℃조건에서 풀 노치 크립 테스트(Full Notch Creep Test; FNCT)에 의해 측정되는 내응력 균열성 사이에 다음과 같은 관계식을 도출하였다.
[식 1]
내응력 균열성 = (-271) * A1+ (-318) * A2 + (-459) * A3 + 155 * A4 + 29,586
상기 식 1에서,
A1은 log MW가 3.0 내지 4.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A2는 log MW가 4.0 내지 5.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A3은 log MW가 5.0 내지 6.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A4는 log MW가 6.0 내지 7.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이며,
식 1의 내응력 균열성은 6.0 MPa와 80℃에서 ISO 16770에 따른 풀 노치 크립 테스트(FNCT)로 측정되는 시간(hr)에 상응하는 물성이다.
상기 식 1을 다양한 제조방법에 의해 제조된 다수의 폴리올레핀 수지에 대해 검증한 결과, 식 1에 의해 예측된 또는 계산된 내응력 균열성과, 6.0 MPa와 80℃에서 ISO 16770에 따라 실제로 측정한 풀 노치 크립 테스트(FNCT)로 측정한 시간과의 관계는 R2이 0.8 이상, 또는 0.9 이상으로 신뢰성이 높은 것으로 입증되었다.
상기와 같은 관계식으로부터, 측정이 비교적 쉬운 GPC 곡선으로부터 장시간 측정이 요구되는 FNCT를 높은 신뢰성으로 구할 수 있어, 장기 안정성 평가에 드는 비용과 시간을 크게 절감할 수 있을 것으로 보인다. 특히, 신규로 개발하는 고분자 수지에 대해 FNCT를 단 시일 내에 예측할 수 있으므로 신규 수지의 연구 및 개발에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 발명의 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어서는 안 된다.
<실시예>
실시예 1 내지 6
메탈로센 촉매에 의해 정법에 따라 에틸렌을 중합하여 제조된 것으로, 다양한 분자량 분포 곡선을 나타내며, 밀도가 0.930 내지 0.950 g/cm3의 범위인 폴리에틸렌 수지 6종을 준비하였다.
각 폴리에틸렌의 분자량 분포 곡선으로부터, 해당 폴리에틸렌 수지의 내응력 균열성을 하기 식 1에 의해 계산하였다.
[식 1]
내응력 균열성 = (-271) * A1+ (-318) * A2 + (-459) * A3 + 155 * A4 + 29,586
상기 식 1에서,
A1은 log MW가 3.0 내지 4.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A2는 log MW가 4.0 내지 5.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A3은 log MW가 5.0 내지 6.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A4는 log MW가 6.0 내지 7.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이며, 상기 A1 내지 A4의 적분값은 분자량 분포 곡선 전체의 적분값을 100으로 하였을 때의 상대적인 값을 의미한다.
또한 6.0 MPa와 80℃에서 ISO 16770에 따른 풀 노치 크립 테스트(FNCT)로 측정되는 시간(hr)인 FNCT의 실측값과, 하기 식 1에 따른 내응력 균열성(hr)을 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.
또한, 식 1에 따른 내응력 균열성의 계산값과, FNCT의 실측값과의 관계를 도 2에 나타내었다.
1) 분자량 분포 곡선: 측정 온도 160, 겔투과 크로마토그라피(GPC)를 이용하여 연속적인 분자량 분포를 측정하여 분자량(Molecular weight, MW)의 로그값(log MW)을 x축으로 하고, 상기 log MW에 대한 분자량 분포(dwt/dlog MW)를 y축으로 하여 분자량 분포 곡선을 그렸다.
2) 풀 노치 크립 테스트(Full Notch Creep Test; FNCT): 문헌[M.Fleissner in Kunststoffe 77 (1987), pp. 45 et seq.]에 기술되어 있고, 현재까지 시행되고 있는 ISO 16770에 따라 FNCT를 측정하였다. 80℃에서 6.0 MPa의 장력을 사용한 응력 균열 촉진 매개물인 에틸렌 글리콜에서, 노치(1.6mm/안전 면도날)에 의한 응력 개시 시간의 단축으로 인해 파손 시간이 단축되었다. 시편은 두께 10mm의 압축된 명판으로부터 가로 10mm, 세로 10mm, 길이 90mm 치수의 3개의 시편을 톱질하여 제작하였다. 이러한 목적을 위해 구체적으로 제조된 노치 소자에서 안전 면도날을 사용하여 중앙 노치를 검체에 제공하였다. 노치 깊이는 1.6mm이다.
중량평균분자량
(g/mol)		 분자량 분포 GPC curve의 구간별 적분값 식 1 계산값(hr) FNCT 실측값(hr)
A1 A2 A3 A4
실시예 1 282,228 21.77 16.84771 46.21066 25.3944 10.04293 225.9044 115
실시예 2 366,132 10.91 5.516394 55.77089 25.85677 10.685 143.8318 161
실시예 3 318,468 27.21 23.28312 41.87206 23.68627 8.969476 479.2303 383
실시예 4 327,770 25.36 20.32166 46.56404 21.54408 9.325724 828.2199 512
실시예 5 340,126 22.35 14.12229 50.39516 22.78621 10.24219 861.8676 537
실시예 6 336,559 16.45 11.11483 57.50293 19.56069 9.555881 790.7542 576
상기 표 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 식 1에 따라 계산된 내응력 균열성은 실측한 FNCT값과 비교하여 볼 때 R2=0.9376으로, 매우 신뢰성있는 예측성을 보였다.

Claims (7)

  1. 측정 대상 고분자에 대해 온도 160℃에서 겔투과 크로마토그라피(GPC)를 이용하여 분자량 분포 곡선(이때 분자량(Molecular weight, MW)의 로그값(log MW)을 x축으로 하고, 상기 로그값에 대한 분자량 분포(dwt/dlog MW)를 y축으로 한다)을 측정하는 단계;
    상기 분자량 분포 곡선의 x축에서, 3.0과 7.0 사이의 구간을 4등분하여 각 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값을 구하는 단계; 및
    상기 적분값으로부터 6.0 MPa, 80℃조건에서 풀 노치 크립 테스트(Full Notch Creep Test; FNCT)에 의해 측정되는 내응력 균열성(단위: 시간)을 예측하는 단계를 포함하고,
    상기 측정 대상 고분자는 폴리에틸렌인, 고분자의 물성을 예측하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내응력 균열성은 하기 식 1에 의해 계산하는, 고분자의 물성을 예측하는 방법:
    [식 1]
    내응력 균열성 = (-271) * A1+ (-318) * A2 + (-459) * A3 + 155 * A4 + 29,586
    상기 식 1에서,
    A1은 log MW가 3.0 내지 4.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A2는 log MW가 4.0 내지 5.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A3은 log MW가 5.0 내지 6.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이고, A4는 log MW가 6.0 내지 7.0인 구간에서의 분자량 분포 곡선의 적분값이며,
    상기 A1 내지 A4의 적분값은 분자량 분포 곡선 전체의 적분값을 100으로 하였을 때의 상대적인 값을 의미한다.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌은 중량평균분자량이 10만 내지 100만 g/mol인, 고분자의 물성을 예측하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌은 분자량 분포가 5 내지 30인, 고분자의 물성을 예측하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌은 고압 파이프 용으로 사용되는, 고분자의 물성을 예측하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210125295A (ko) 2020-04-08 2021-10-18 현대자동차주식회사 비정형 다공성 물질의 물성 예측 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102095523B1 (ko) * 2016-11-24 2020-03-31 주식회사 엘지화학 고분자의 물성을 예측하는 방법
CN109001352A (zh) * 2018-08-09 2018-12-14 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 一种用高温凝胶渗透色谱表征聚烯烃材料相对分子量及其分布的方法
KR102577314B1 (ko) * 2018-08-10 2023-09-11 주식회사 엘지화학 수지 조성물, 이의 신뢰성 평가 방법, 이를 포함하는 성형품 및 성형품의 제조 방법
CA3106477A1 (en) * 2019-03-05 2020-09-10 Arc Medical Devices Inc. Method for predicting a molecular weight distribution of a biopolymer blend
KR102653916B1 (ko) * 2019-04-02 2024-04-01 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지의 물성 예측 방법
CN110826142B (zh) * 2019-12-06 2020-06-05 西南石油大学 一种裂缝性地层封堵承压能力的预测方法
EP4332150A1 (en) * 2022-09-05 2024-03-06 Borealis AG Method of blending polyethylene based blends

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008002969A2 (en) 2006-06-27 2008-01-03 Chevron Phillips Chemical Company Lp Method for employing sec-ftir data to predict mechanical properties of polyethylene

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0690189B2 (ja) * 1990-05-31 1994-11-14 株式会社島津製作所 ポリエチレンの分子量分布分析法
JPH11230962A (ja) * 1998-02-10 1999-08-27 Osaka Gas Co Ltd ポリエチレン樹脂製管の耐久性についての迅速な評価方法、及び、管用ポリエチレン樹脂の迅速な良否判定方法
EP1041113A1 (en) * 1999-03-30 2000-10-04 Fina Research S.A. Polyolefins and uses thereof
WO2002040623A2 (en) 2000-11-20 2002-05-23 The Procter & Gamble Company Fabric softening compositions and methods
US7317054B2 (en) 2001-12-14 2008-01-08 Corrugated Polyethleyne Pipe, Ltd. Melt blended high density polyethylene compositions with enhanced properties and method for producing the same
US7514516B2 (en) * 2003-05-27 2009-04-07 Fina Technology, Inc. Measurement and preparation of branched vinyl polymers
WO2008136621A1 (en) 2007-05-02 2008-11-13 Lg Chem, Ltd. Polyolefin and preparation method thereof
US9187627B2 (en) 2008-10-23 2015-11-17 Equistar Chemicals, Lp Polyethylene having faster crystallization rate and improved environmental stress cracking resistance
US20110035193A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 Chevron Phillips Chemical Company Lp System and method for estimating density of a polymer
EP2471077B2 (en) * 2009-08-26 2023-07-19 Borealis AG Cable and polymer composition
ES2394253T3 (es) 2010-01-29 2013-01-30 Borealis Ag Composición de moldeo de polietileno con una relación de craqueo por tensión/rigidez y resistencia al impacto mejoradas
CN102822064B (zh) 2010-04-06 2015-01-14 日本聚乙烯株式会社 容器盖用聚乙烯系树脂成型材料
US8318883B1 (en) 2011-06-08 2012-11-27 Chevron Phillips Chemical Company Lp Polymer compositions for blow molding applications
EP4276118A3 (en) 2013-11-21 2024-01-03 Univation Technologies, LLC Methods for controlling polymer properties
EP2878623B1 (en) 2013-11-28 2018-07-11 Abu Dhabi Polymers Company Limited (Borouge) Multimodal polymer
WO2015101668A1 (en) 2014-01-06 2015-07-09 Ineos Europe Ag Polymer composition for caps and closures
US9273170B2 (en) * 2014-03-12 2016-03-01 Chevron Phillips Chemical Company Lp Polymers with improved toughness and ESCR for large-part blow molding applications
KR101705339B1 (ko) 2014-07-18 2017-02-09 주식회사 엘지화학 에틸렌-1-헥센-1-부텐 3원 공중합체 및 이를 포함하는 필름
KR102097132B1 (ko) * 2016-11-24 2020-04-03 주식회사 엘지화학 폴리에틸렌 수지의 물성 평가 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008002969A2 (en) 2006-06-27 2008-01-03 Chevron Phillips Chemical Company Lp Method for employing sec-ftir data to predict mechanical properties of polyethylene

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LU, X. 등, Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics, 1996.07.30, 34권, 10호, 페이지 1809-1813
Maxwell, A. S. 등, Polymer Engineering and Science, 2008, 48권, 2호, 페이지 360-364

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210125295A (ko) 2020-04-08 2021-10-18 현대자동차주식회사 비정형 다공성 물질의 물성 예측 방법
US11786852B2 (en) 2020-04-08 2023-10-17 Hyundai Motor Company Method for predicting physical properties of amorphous porous material

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