NL9000941A - PROCESS FOR PREPARING A REINFORCED POLYMER MASS INCLUDING FIBRILS OF A CRYSTALLINE POLYETHENE - Google Patents

PROCESS FOR PREPARING A REINFORCED POLYMER MASS INCLUDING FIBRILS OF A CRYSTALLINE POLYETHENE Download PDF

Info

Publication number
NL9000941A
NL9000941A NL9000941A NL9000941A NL9000941A NL 9000941 A NL9000941 A NL 9000941A NL 9000941 A NL9000941 A NL 9000941A NL 9000941 A NL9000941 A NL 9000941A NL 9000941 A NL9000941 A NL 9000941A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
crystalline polyethylene
fibrils
polyethylene
matrix material
crystalline
Prior art date
Application number
NL9000941A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Stamicarbon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stamicarbon filed Critical Stamicarbon
Priority to NL9000941A priority Critical patent/NL9000941A/en
Priority to PCT/NL1991/000061 priority patent/WO1991016374A1/en
Publication of NL9000941A publication Critical patent/NL9000941A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/046Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with synthetic macromolecular fibrous material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/06Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyolefin as constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06Polyethene

Description

Uitvinders: Jozef M.A. Jansen te Geleen Hendrikus Oostra te Susteren Hendrikus J.J. Rutten te MaastrichtInventors: Jozef M.A. Jansen in Geleen Hendrikus Oostra in Susteren Hendrikus J.J. Rutten in Maastricht

WERKWIJZE VOOR HET BEREIDEN VAN EEN VERSTERKTE POLYMEERMASSA, DIE FIBRILLEN VAN EEN KRISTALLIJN POLYETHEEN OMVATMETHOD FOR PREPARING A REINFORCED POLYMER MASS INCLUDING FIBRILS OF A CRYSTALLINE POLYETHENE

De uitvinding betreft een werkwijze voor het bereiden van een versterkte polymeermassa, die fibrillen van een kristallijn polyetheen met een gewichtsgemiddeld molekuulgewicht (Mw) van ten minste 5*10^ kg/kmol omvat, waarbij deeltjes van het kristallijne polyetheen in een matrixmateriaal dat niet mengbaar is met het kristallijne polyetheen worden vervormd tot fibrillen.The invention relates to a process for preparing a reinforced polymer mass comprising fibrils of a crystalline polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of at least 5 * 10 ^ kg / kmol, wherein particles of the crystalline polyethylene in a matrix material are immiscible is deformed into fibrils with the crystalline polyethylene.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit DE-A-2418803. Volgens dit "Offenlegungsschrift" wordt een versterkte polymeermassa verkregen waarin fibrillen van het kristallijne hoogmolekulaire polyetheen de polymeermassa een verhoogde treksterkte bij breuk geven. Bij voorkeur hebben _5 de fibrillen een diameter kleiner dan 5*10 m en een lengte -3 -3 van 2*10 tot 20*10 m. De polymeermassa heeft op macroscopische schaal een homogeen uiterlijk. De polymeermassa kan tot folies, platen, bandjes, profielen en dergelijke verwerkt worden.Such a method is known from DE-A-2418803. According to this "Offenlegungsschrift", a reinforced polymer mass is obtained in which fibrils of the crystalline high-molecular polyethylene give the polymer mass an increased tensile strength at break. Preferably, the fibrils have a diameter of less than 5 * 10 m and a length -3 -3 of 2 * 10 to 20 * 10 m. The polymer mass has a homogeneous appearance on a macroscopic scale. The polymer mass can be processed into films, plates, strips, profiles and the like.

De temperatuur waarbij in de polymeermassa fibrillen worden gevormd ligt in de buurt van het smeltpunt en bij voorkeur iets boven het smeltpunt van het kristallijne polyetheen. Volgens de voorbeelden bedraagt deze temperatuur ongeveer 150°C. Wanneer er geen bijzondere maatregelen worden genomen, treedt na de vorming van de fibrillen relaxatie op, waarbij de fibrillen hun langgerekte vorm verliezen. Als voorbeeld van een dergelijke maatregel wordt genoemd het onder spanning afkoelen van de polymeermassa tot een temperatuur onder het smeltpunt van het kristallijne polyetheen. Een nadeel van deze maatregel is dat ze vraagt om nauwkeurige controle van de verwerkingscondities. Bovendien treedt toch altijd enige relaxatie van de fibrillen op.The temperature at which fibrils are formed in the polymer mass is near the melting point and preferably slightly above the melting point of the crystalline polyethylene. According to the examples, this temperature is about 150 ° C. When no special measures are taken, relaxation occurs after the formation of the fibrils, the fibrils losing their elongated shape. As an example of such a measure, mention is made of cooling the polymer mass under tension to a temperature below the melting point of the crystalline polyethylene. A drawback of this measure is that it requires careful control of the processing conditions. Moreover, there is always some relaxation of the fibrils.

Doel van de uitvinding is derhalve het bereiden van een door fibrillen versterkte polymeermassa, die een grote treksterkte bij breuk heeft, waarbij de vorming van fibrillen op eenvoudig te beheersen wijze plaatsvindt en relaxatie van gevormde fibrillen wordt voorkomen.The object of the invention is therefore to prepare a polymeric mass reinforced by fibrils, which has a high tensile strength at break, wherein the formation of fibrils takes place in an easy to control manner and relaxation of formed fibrils is prevented.

Dit doel wordt bereikt doordat in de werkwijze volgens de uitvinding het kristallijne polyetheen een maximale verstrekgraad heeft van ten minste 20 en de vervorming tot fibrillen plaatsvindt bij een temperatuur beneden het smeltpunt van het kristallijne polyetheen.This object is achieved in that in the method according to the invention the crystalline polyethylene has a maximum degree of stretching of at least 20 and the deformation into fibrils takes place at a temperature below the melting point of the crystalline polyethylene.

Verrassenderwijze hebben polymeermassafs bereid volgens de uitvinding een aanzienlijk hogere treksterkte bij breuk en elasticiteitsmodulus dan de bekende polymeermassa's. De fibrillen in de polymeermassa hebben een treksterkte bij breuk (σ) van ten minste 1 GPa en een modulus (E) van ten minste 20 GPa.Surprisingly, polymer masses prepared according to the invention have a considerably higher tensile strength at break and modulus of elasticity than the known polymer masses. The fibrils in the polymer mass have a tensile breaking strength (σ) of at least 1 GPa and a modulus (E) of at least 20 GPa.

Kristallijn polyetheen met een maximale verstrekgraad van ten minste 20 is op zichzelf reeds bekend bijvoorbeeld uit US-A-4769433. Dit octrooi beschrijft het verstrekken van nooit opgelost of gesmolten geweest zeer hoog molekulair polyetheen ("virgin PE"), dat is bereid door polymerisatie bij relatief lage temperaturen. Dergelijk kristallijn polyetheen met een hoge maximale verstrekgraad heeft een lage verstrengelingsdichtheid ("entanglement density").Crystalline polyethylene with a maximum degree of stretching of at least 20 is already known per se, for example from US-A-4769433. This patent describes the provision of very high molecular weight polyethylene ("virgin PE"), which has never been dissolved or melted, which has been prepared by polymerization at relatively low temperatures. Such a crystalline polyethylene with a high maximum stretching degree has a low entanglement density.

Het "virgin" polyetheen zoals bereid volgens US-a-4769433 kan verder gekarakteriseerd worden door het verschil tussen de initiële smeltenthalpie van een monster en de smeltenthalpie die wordt verkregen als het monster volledig gesmolten en daarna weer gestold is. Het verschil (daling) in smeltenthalpieën bedraagt bij voorkeur ten minste 10% van de initiële smeltenthalpie, in het bijzonder ten minste 20%. Bovendien is de kristalliniteit van het zojuist genoemde polyetheen hoog, ten minste 77%, bij voorkeur meer dan 80%.The "virgin" polyethylene as prepared according to US-a-4769433 can be further characterized by the difference between the initial melting enthalpy of a sample and the melting enthalpy obtained when the sample is completely melted and then solidified again. The difference (decrease) in melting enthalpies is preferably at least 10% of the initial melting enthalpy, especially at least 20%. In addition, the crystallinity of the polyethylene just mentioned is high, at least 77%, preferably more than 80%.

Polyetheen met een hoge maximale verstrekgraad, kan tevens verkregen worden uit polyetheen met normale of lage maximale verstrekgraad via de zogenaamde 'gel route'.Polyethylene with a high maximum degree of stretching can also be obtained from polyethylene with a normal or low maximum degree of stretching via the so-called 'gel route'.

Hierbij wordt het polyetheen met normale of lage maximale verstrekgraad bij verhoogde temperatuur opgelost in een geschikt oplosmiddel, zoals bijvoorbeeld decaline, paraffine-olie of paraffinewas, waarbij na afkoelen het oplosmiddel wordt verwijderd, bijvoorbeeld door verdamping of extractie. Het ontstane materiaal kan worden gemalen, bij voorkeur cryogeen, waarna verdere verwerking in de werkwijze volgens de uitvinding plaats kan vinden. Polyetheen met een hoge maximale verstrekgraad, bereid op deze wijze, behoeft niet altijd te voldoen aan de hierboven gegeven criteria van kristalliniteit en verschil in smeltenthalpieën.Here, the polyethylene of normal or low maximum stretching degree is dissolved at an elevated temperature in a suitable solvent, such as, for example, decalin, paraffin oil or paraffin wax, the solvent being removed after cooling, for example by evaporation or extraction. The resulting material can be ground, preferably cryogenically, after which further processing can take place in the method according to the invention. Polyethylene with a high maximum stretch degree prepared in this manner does not always have to meet the above criteria of crystallinity and difference in melting enthalpies.

De maximale verstrekgraad van het kristallijne polyetheen bedraagt ten minste 20, bij voorkeur ten minste 40 en in het bijzonder ten minste 80.The maximum degree of stretching of the crystalline polyethylene is at least 20, preferably at least 40 and in particular at least 80.

De maximale verstrekgraad wordt als volgt bepaald: Een laag polyetheen-poeder met een dikte van 2 mm wordt in een ronde mal met een diameter van 5 cm gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur onder een gewicht van 50000 kg samengeperst. Daarna wordt de verkregen ronde film bij 130°C gedurende 10 minuten onder een gewicht van 100000 kg in een vlakke pers nageperst. Uit de zo verkregen film wordt een haltervormig proefstuk gestanst met een lengte tussen de schouders van 10 mm. Dit proefstuk wordt in een Zwick 1445 Tensile Tester verstrekt bij een temperatuur van 130°C/ met een snelheid van 10 mm/min totdat breuk in het proefstuk optreedt. De maximale verstrekgraad wordt bepaald als het quotient van de lengte van het deel van het proefstuk tussen de schouders bij het optreden van breuk in het proefstuk en de lengte daarvan voor het verstrekken (10 mm).The maximum degree of stretching is determined as follows: A layer of polyethylene powder with a thickness of 2 mm is pressed in a round mold with a diameter of 5 cm for 5 minutes at room temperature under a weight of 50000 kg. The round film obtained is then pressed in a flat press at 130 ° C for 10 minutes under a weight of 100000 kg. A dumbbell-shaped test piece with a length between the shoulders of 10 mm is punched from the film thus obtained. This test piece is stretched in a Zwick 1445 Tensile Tester at a temperature of 130 ° C / at a rate of 10 mm / min until breakage in the test piece occurs. The maximum degree of stretching is determined as the quotient of the length of the part of the test piece between the shoulders when fracture occurs in the test piece and its length before drawing (10 mm).

Smelttemperaturen Tm en smeltenthalpieën ΔΗ worden bepaald met "differential scanning calorimetry" (DSC) bij een scansnelheid van 5°C/min, en een begintemperatuur van 40°C. De DSC metingen zijn uitgevoerd met een Perkin Elmer DSC-7, aan monsters met een gewicht van 4 * 10~3 g. Ijking van de DSC-metingen vond plaats met Indium (Tm = 156°C en ΔΗ = 28/45 J/g). De smeltenthalpie ΔΗ wordt bepaald uit het oppervlak onder de smeltcurve. Kristalliniteiten (%) worden berekend door de smeltenthalpie ΔΗ van het monster te delen door de smeltenthalpie van 100% kristallijn polymeer. Voor polyetheen wordt aangenomen dat de ΔΗ voor 100 % kristallijn polymeer 293 kj/kg bedraagt.Melting temperatures Tm and melting enthalpies ΔΗ are determined by differential scanning calorimetry (DSC) at a scan rate of 5 ° C / min, and an initial temperature of 40 ° C. The DSC measurements were performed with a Perkin Elmer DSC-7, on samples weighing 4 * 10 ~ 3 g. Calibration of the DSC measurements was done with Indium (Tm = 156 ° C and ΔΗ = 28/45 J / g). The melting enthalpy ΔΗ is determined from the area under the melting curve. Crystallinities (%) are calculated by dividing the melting enthalpy ΔΗ of the sample by the melting enthalpy of 100% crystalline polymer. For polyethylene, the ΔΗ for 100% crystalline polymer is assumed to be 293 kj / kg.

Het gewichtsgemiddeld molecuulgewicht Mw wordt bepaald met de hiervoor bekende methoden zoals Gel Permeatie Chromatografie (GPC) en Lichtverstrooiing. Voor polyetheen met een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht Mw van ten minste 5 5*10 kg/kmol/ wordt Mw berekend uit de Intrinsieke Viscositeit (IV)/ bepaald in decaline bij 135°C. De genoemde gewichtsgemiddeld molecuulgewichten van 0,5 en 1,0*10^ kg/kmol corresponderen met een IV in decaline bij 135°C van 5,1 resp 8,5 dl/g volgens de empirische relatie:The weight average molecular weight Mw is determined by the previously known methods such as Gel Permeation Chromatography (GPC) and Light Scattering. For polyethylene with a weight average molecular weight Mw of at least 5 5 * 10 kg / kmol / Mw is calculated from the Intrinsic Viscosity (IV) / determined in decalin at 135 ° C. The stated weight average molecular weights of 0.5 and 1.0 * 10 ^ kg / kmol correspond to an IV in decalin at 135 ° C of 5.1 and 8.5 dl / g according to the empirical relationship:

Mw= 5,37 x ΙΟ4 [IV]1,37.Mw = 5.37 x [4 [IV] 1.37.

Bij voorkeur ligt het gewichtsgemiddeld molekuulgewicht Mw van het kristallijne polyetheen tussen 1*10^ en 10*10^ kg/kmol.Preferably, the weight average molecular weight Mw of the crystalline polyethylene is between 1 * 10 ^ and 10 * 10 ^ kg / kmol.

Onder kristallijn polyetheen wordt volgens de uitvinding verstaan een homo- of copolymeer van een polyetheen met een DSC-kristalliniteit van ten minste 30%. Bij voorkeur bedraagt de DSC-kristalliniteit ten minste 50%.According to the invention, crystalline polyethylene is understood to mean a homo- or copolymer of a polyethylene with a DSC crystallinity of at least 30%. Preferably, the DSC crystallinity is at least 50%.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt zeer hoog moleculair lineair polyetheen (ultra high molecular weight polyethylene of UHMWPE) toegepast. Onder UHMWPE wordt hier verstaan lineair polyetheen met minder dan 10 zijketens per 1000 koolstofatomen en bij voorkeur met minder dan 3 zijketens per 1000 koolstofatomen of een dergelijk polyetheen dat tevens ondergeschikte hoeveelheden, bij voorkeur minder dan 5 mol%, van een of meer daarmee gecopolymeriseerde andere alkenen, zoals propeen, buteen, penteen, hexeen, 4-methyl-penteen, octeen enz. bevat, welk polyetheen of copolymeer van etheen een gewichtsgemiddeld 5 molecuulgewicht bezit van ten minste 5*10 kg/kmol. Het polyetheen kan verder ondergeschikte hoeveelheden, bij voorkeur ten hoogste 25 gew.%, van een of meer andere polymeren bevatten, in het bijzonder een alkeen-l-polymeer, zoals polypropeen, polybutadieen of een copolymeer van propeen met een ondergeschikte hoeveelheid etheen.The process according to the invention uses very high molecular linear polyethylene (ultra high molecular weight polyethylene or UHMWPE). UHMWPE is here understood to mean linear polyethylene with less than 10 side chains per 1000 carbon atoms and preferably with less than 3 side chains per 1000 carbon atoms or a similar polyethylene which also contains minor amounts, preferably less than 5 mol%, of one or more other copolymerized therewith olefins such as propylene, butene, pentene, hexene, 4-methyl-pentene, octene, etc., which ethylene or ethylene copolymer has a weight average molecular weight of at least 5 * 10 kg / kmol. The polyethylene may further contain minor amounts, preferably up to 25% by weight, of one or more other polymers, in particular an olefin 1 polymer, such as polypropylene, polybutadiene or a copolymer of propylene with a minor amount of ethylene.

Dergelijk UHMWPE kan bijvoorbeeld vervaardigd worden met behulp van een Ziegler- of een Phillips-proces onder toepassing van geschikte katalysatoren en onder bekende polymerisatie-condities.Such UHMWPE can be produced, for example, using a Ziegler or Phillips process using suitable catalysts and under known polymerization conditions.

Het polyetheen kan ook niet-polymere materialen bevatten, zoals oplosmiddelen, wassen en vulstoffen. De hoeveelheid van deze materialen kan tot 60 vol% ten opzichte van het polyetheen bedragen.The polyethylene can also contain non-polymeric materials, such as solvents, waxes and fillers. The amount of these materials can be up to 60% by volume relative to the polyethylene.

Het matrixmateriaal dat volgens de uitvinding wordt toegepast en het kristallijne polyetheen dienen onder de condities, waarbij het kristallijn polymeer wordt vervormd tot fibrillen, op moleculaire schaal niet mengbaar te zijn.The matrix material used in accordance with the invention and the crystalline polyethylene should be immiscible on a molecular scale under the conditions of deforming the crystalline polymer into fibrils.

De verwerkingstemperatuur van het matrixmateriaal dient te liggen onder het smeltpunt van het kristallijne polyetheen. Bij voorkeur wordt het matrixmateriaal zo gekozen dat de hechting tussen het matrixmateriaal en het kristallijne polyetheen goed is. Hiertoe kan een hechtingsverbeteraar aan het matrixmateriaal en/of aan het kristallijne polyetheen worden toegevoegd.The processing temperature of the matrix material should be below the melting point of the crystalline polyethylene. Preferably, the matrix material is selected so that the adhesion between the matrix material and the crystalline polyethylene is good. For this purpose, an adhesion improver can be added to the matrix material and / or to the crystalline polyethylene.

De viscositeit (h) van het matrixmateriaal is in de werkwijze volgens de uitvinding een belangrijke parameter. Afhankelijk van de condities, waaronder de vervorming van het kristallijne polyetheen tot fibrillen plaatsvindt, dient de viscositeit onder verwerkingscondities ten minste een minimale waarde hm^n te bedragen, die wordt bepaald volgens: h · = τ . / y waarbij Tm^n de minimale afschuifspanning voor vervorming tot fibrillen is en y de afschuifsnelheid. De minimale afschuifspanning *rmin hangt af van het toegepaste kristallijne polyetheen. Voor UHMWPE bedraagt deze bij 120 °C ongeveer 20-30*10”^ N/m^. De afschuifsnelheid y is afhankelijk van de apparatuur waarin de vervorming tot fibrillen plaatsvindt en van de instelling van deze apparatuur. De in verschillende apparatuur te bereiken afschuifsnelheden zijn aan de vakman bekend. De afschuifsnelheid y is onder andere afhankelijk van de geometrie van deze apparatuur. In apparatuur waarin hoge afschuifsnelheden voorkomen kan de viscositeit van het matrixmateriaal derhalve kleiner zijn dan in apparatuur waarin de afschuifsnelheden laag blijven.The viscosity (h) of the matrix material is an important parameter in the method according to the invention. Depending on the conditions under which the crystalline polyethylene is deformed into fibrils, the viscosity under processing conditions must be at least a minimum value hm ^ n, which is determined according to: h · = τ. / y where Tm ^ n is the minimum shear stress for deformation to fibrils and y is the shear rate. The minimum shear stress * rmin depends on the crystalline polyethylene used. For UHMWPE at 120 ° C it is about 20-30 * 10 ”^ N / m ^. The shear rate y depends on the equipment in which the deformation to fibrils takes place and on the setting of this equipment. The shear rates to be achieved in different equipment are known to the skilled person. The shear rate y depends, among other things, on the geometry of this equipment. Therefore, in equipment in which high shear rates occur, the viscosity of the matrix material may be less than in equipment in which the shear rates remain low.

Als voorbeelden voor het matrixmateriaal kunnen worden genoemd: polyetheen, polypropeen, geplastificeerd polyvinylchloride of copolymeren op basis van deze polymeren en rubbers; bijzonder geschikt als matrixmateriaal zijn lage dichtheid polyetheen (LDPE), lineair lage dichtheid polyetheen (LLDPE), zeer lage dichtheid polyetheen (VLDPE), etheen-vinylacetaat copolymeren, etheen-propeen-(derde monomeer)-rubbers (EP(D)M-rubbers) en styreen-butadiëen-rubber (SBR).As examples for the matrix material can be mentioned: polyethylene, polypropylene, plasticized polyvinyl chloride or copolymers based on these polymers and rubbers; particularly suitable as matrix materials are low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), very low density polyethylene (VLDPE), ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-propylene (third monomer) rubbers (EP (D) M- rubbers) and styrene-butadiene-rubber (SBR).

In het matrixmateriaal kunnen reactieve stoffen, zoals bijvoorbeeld vulcanisatiemiddelen of 'crosslinking-agents' worden opgenomen. Deze reactieve stoffen hebben bij voorkeur een activeringstemperatuur die boven de verwerkingstemperatuur van het matrixmateriaal ligt. De activeringstemperatuur moet echter beneden het smeltpunt van het kristallijne polyetheen liggen.Reactive substances, such as vulcanizing agents or cross-linking agents, can be included in the matrix material. These reactive substances preferably have an activation temperature above the processing temperature of the matrix material. However, the activation temperature must be below the melting point of the crystalline polyethylene.

De polymeermassafs kunnen in vele toepassingen, die bekend zijn voor versterkte polymeermassa's, gebruikt worden, bijvoorbeeld als constructiemateriaal (vormdelen, platen, profielen, pijpen of slangen) in laminaten of als folies. Zowel stijve als flexibele versterkte polymeermassa's zijn volgens de uitvinding te verkrijgen.The polymeric masses can be used in many applications known for reinforced polymeric masses, for example as construction material (moldings, plates, profiles, pipes or hoses) in laminates or as foils. Both rigid and flexible reinforced polymer masses are available according to the invention.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding is die waarbij het matrixmateriaal, na de vorming van de fibrillen, wordt gescheiden van de fibrillen. Door de keuze van een geschikt matrixmateriaal kunnen de fibrillen hiervan worden gescheiden waarbij losse fibrillen met grote treksterkte en stijfheid worden verkregen. De losse fibrillen kunnen in verschillende toepassingen, als stapelvezels, worden gebruikt. De scheiding van matrixmateriaal en fibrillen kan bijvoorbeeld plaatsvinden door oplossen of smelten van het matrixmateriaal.A special embodiment of the invention is that in which the matrix material, after the formation of the fibrils, is separated from the fibrils. By selecting a suitable matrix material, the fibrils can be separated therefrom, whereby loose fibrils with high tensile strength and stiffness are obtained. The loose fibrils can be used in various applications, such as staple fibers. The separation of matrix material and fibrils can take place, for example, by dissolving or melting the matrix material.

Met fibrillen worden volgens de uitvinding lichamen bedoeld waarvan de lengte (L) groot is ten opzichte van de breedte en de dikte of de diameter (D). De verhouding L/D bedraagt voor een fibril ten minste 4, bijvoorkeur ten minste 10 en in het bijzonder ten minste 25. In een volgens de uitvinding bereide polymeermassa komen fibrillen van verschillende diameter en lengte voor. Gewoonlijk zijn de dimensies van de fibrillen zodanig dat deze een diameter kleiner dan 5*10-^ m en een lengte van 2*10-^ tot 100*10”^ m hebben. Bij voorkeur hebben de fibrillen een diameter -4 -4 kleiner dan 3*10 m, in het bijzonder kleiner dan 1*10 m.According to the invention, fibrils are intended to be bodies whose length (L) is large relative to the width and the thickness or the diameter (D). The L / D ratio for a fibril is at least 4, preferably at least 10, and in particular at least 25. Fibrils of different diameter and length exist in a polymer mass prepared according to the invention. Usually the dimensions of the fibrils are such that they have a diameter less than 5 * 10- ^ m and a length from 2 * 10- ^ to 100 * 10 ”^ m. Preferably, the fibrils have a diameter of -4 -4 less than 3 * 10 m, in particular less than 1 * 10 m.

De deeltjesgrootte van het kristallijne polyetheen, waaruit de fibrillen worden bereid, is van belang voor de dimensies van de fibrillen.The particle size of the crystalline polyethylene from which the fibrils are prepared is important for the dimensions of the fibrils.

De temperatuur Tff, waarbij het kristallijne polyetheen wordt vervormd tot fibrillen dient hoger te zijn dan de verwerkingstemperatuur van het matrixmateriaal, maar lager dan de smelttemperatuur van het kristallijne polyetheen.The temperature Tff at which the crystalline polyethylene is deformed into fibrils should be higher than the processing temperature of the matrix material, but lower than the melting temperature of the crystalline polyethylene.

Het mengen van het kristallijne polyetheen en het matrixmateriaal en de vervorming tot fibrillen kan plaatsvinden in apparatuur geschikt voor het opleggen van afschuifspanningen en het opwekken van rekstroming. Bij voorkeur kunnen in deze apparatuur grote rekspanningen worden opgelegd aan de zich in de apparatuur bevindende polymeermassa. Voorbeelden van dergelijke apparatuur zijn extruders en spuitgietmachines, voorzien van konisch toelopende schroefdelen en of Couette-delen, walsen, en Brabender mengers.The mixing of the crystalline polyethylene and the matrix material and the deformation into fibrils can take place in equipment suitable for applying shear stresses and generating strain flow. Preferably, large tensile stresses can be imposed in this equipment on the polymer mass contained in the equipment. Examples of such equipment are extruders and injection molding machines, provided with conically tapered screw parts and or Couette parts, rollers, and Brabender mixers.

Afhankelijk van de omstandigheden tijdens het vormen van de fibrillen, kunnen met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding anisotrope polymeermassa's worden bereid, die in een bepaalde richting georiënteerd zijn en daardoor in deze richting een grotere treksterkte bij breuk en modulus vertonen dan in andere richtingen.Depending on the conditions during the formation of the fibrils, anisotropic polymer masses can be prepared by the method according to the invention, which are oriented in a certain direction and therefore exhibit a greater tensile strength at break and modulus in this direction than in other directions.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van de volgende uitvoerings-voorbeelden.The invention is explained below with reference to the following exemplary embodiments.

Voorbeeld I:Example I:

Als matrixmateriaal wordt etheen-vinyl-acetaat copolymeer (EVA) gebruikt met een smelt index (bepaald volgens de norm ASTM D1238 bij 190°C en een belasting van 2,16 kg) van 0,2, van het type ELVAXr 670 van de firma DuPont. Kristallijn hoogmoleculair polyetheen wordt bereid volgens voorbeeld 5 van US-A-4769433. Het aldus verkregen kristallijne polyetheen heeft een intrinsieke viscositeit g (I.V.) van 30, en een molecuulgewicht (M ) van 5,6*10 . HetThe matrix material used is ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) with a melt index (determined according to the standard ASTM D1238 at 190 ° C and a load of 2.16 kg) of 0.2, of the type ELVAXr 670 of the company DuPont. Crystalline high molecular weight polyethylene is prepared according to Example 5 of US-A-4769433. The crystalline polyethylene thus obtained has an intrinsic viscosity g (I.V.) of 30, and a molecular weight (M) of 5.6 * 10. It

WW.

smeltpunt bedraagt 142°C. De gemiddelde deeltjesgrootte van het kristallijne polyetheendeeltjes bedraagt 900 //m. De maximale verstrekgraad van het polyetheen bedraagt 100. Met behulp van een wals van het type Collin 150x450 (Walzwerk Dr Collin GmbH) wordt een polymeermassa bereid uit 90 g matrixmateriaal en 10 g kristallijn polyetheen.melting point is 142 ° C. The average particle size of the crystalline polyethylene particles is 900 µm. The maximum degree of stretching of the polyethylene is 100. Using a roller of the Collin 150x450 type (Walzwerk Dr Collin GmbH), a polymer mass is prepared from 90 g of matrix material and 10 g of crystalline polyethylene.

Walsprocedure:Rolling procedure:

Het matrixmateriaal wordt op de wals bij een walstemperatuur van 110°C verwerkt totdat er een walsvel ontstaat. Het toerental van beide rollen van de wals bedraagt 10 omwentelingen per minuut (geen frictie, RPM=10). Na 2 minuten wordt het kristallijne polyetheen gelijkmatig over het walsvel uitgestrooid. Na 1 minuut wachten wordt de omwentelingssnelheid van één van de rollen van de wals verhoogd tot RPM=20. De walsspleet wordt ingesteld op 0,1 mm. Na 3 minuten walsen wordt de wals gestopt en wordt de ontstane polymeermassa van de wals genomen.The matrix material is processed on the roller at a rolling temperature of 110 ° C until a roller sheet is formed. The speed of both rollers of the roller is 10 revolutions per minute (no friction, RPM = 10). After 2 minutes, the crystalline polyethylene is spread evenly over the roll sheet. After 1 minute of waiting, the revolution speed of one of the rollers of the roller is increased to RPM = 20. The roll gap is adjusted to 0.1 mm. After 3 minutes of rolling, the roller is stopped and the resulting polymer mass is taken from the roller.

Persen:Presses:

Van de na de walsprocedure ontstane polymeermassa wordt 22 g bij een temperatuur van 90°C en onder een gewicht van 1000 kg gedurende 30 s voorgeperst in een mal voor acht plaatjes van 150 x 50 x 3,2 mm. De hoeveelheid (22 g) wordt berekend uit het totaalvolume van de mal en de dichtheid van de polymeermassa, waarbij een overmaat van 5% wordt aangehouden. Hierna wordt de polymeermassa bij een temperatuur van 120°C en onder een gewicht van 50000 kg gedurende 7 minuten in de stalen mal geperst tot een dikte van 3,2 mm geperst, waarna de vormgegeven polymeermassa wordt gekoeld met een snelheid van 40°C/minuut.Of the polymer mass obtained after the rolling procedure, 22 g are pressed for 30 s at a temperature of 90 ° C and under a weight of 1000 kg in a mold for eight plates of 150 x 50 x 3.2 mm. The amount (22 g) is calculated from the total volume of the mold and the density of the polymer mass, maintaining an excess of 5%. After this, the polymer mass is pressed at a temperature of 120 ° C and under a weight of 50000 kg for 7 minutes into the steel mold to a thickness of 3.2 mm, after which the shaped polymer mass is cooled at a speed of 40 ° C / minute.

Het bepalen van de treksterkte bij breuk (σ), de modulus (E) en de rek bij breuk (ε) van de polymeermassa vindt plaats volgens norm ISO 37 type 2, aan een proefstaaf met een dikte van 3,2 mm, bij een treksnelheid van 20*10"^ m/minuut.The tensile strength at break (σ), the modulus (E) and the elongation at break (ε) of the polymer mass are determined in accordance with standard ISO 37 type 2, on a test rod with a thickness of 3.2 mm, at a drawing speed of 20 * 10 "^ m / minute.

Uit de polymeermassa wordt een vezel met een lengte van ongeveer 40 mm genomen, waarvan de treksterkte wordt bepaald met behulp van een trekbank van het type Zwick 1445. Een vezel met een lengte van 40 mm wordt ingeklemd in de klem van de trekbank over een inklemlengte (gauge length) van 20 mm. De treksnelheid wordt ingesteld op 0,5 maal de inklemlengte per minuut. De doorsnede van de vezel wordt berekend uit gemeten waarden voor de lengte en de dichtheid van de vezel. De eigenschappen van de polymeermassa zijn gegeven in tabel 1.A fiber with a length of approximately 40 mm is taken from the polymer mass, the tensile strength of which is determined using a Zwick 1445 tensile testing machine. A fiber with a length of 40 mm is clamped in the clamp of the tensile testing machine over a clamping length (gauge length) of 20 mm. The drawing speed is set at 0.5 times the clamping length per minute. The diameter of the fiber is calculated from measured values for the length and density of the fiber. The properties of the polymer mass are given in Table 1.

Wanneer het matrixmateriaal zonder kristallijn polyetheen wordt verwerkt als hierboven beschreven, wordt een materiaal verkregen met een treksterkte bij breuk σ van 20 MPa, een modulus E van 52 MPa en een rek bij breuk ε van 928%.When the matrix material without crystalline polyethylene is processed as described above, a material with a tensile strength at break σ of 20 MPa, a modulus E of 52 MPa and an elongation at break ε of 928% is obtained.

Voorbeeld II:Example II:

Als in voorbeeld I wordt een polymeermassa bereid, maar nu uit 80 g matrixmateriaal en 20 g kristallijn polyetheen. De resultaten staan in tabel 1.As in Example 1, a polymer mass is prepared, but now from 80 g of matrix material and 20 g of crystalline polyethylene. The results are shown in Table 1.

Voorbeeld III:Example III:

Als in voorbeeld I wordt een polymeermassa bereid/ maar nu uit 70 g matrixmateriaal en 30 g kristallijn polyetheen. De resultaten staan in tabel 1.As in Example 1, a polymer mass is prepared, but now from 70 g of matrix material and 30 g of crystalline polyethylene. The results are shown in Table 1.

Voorbeeld IV:Example IV:

Als in voorbeeld I wordt een polymeermassa bereid, maar nu uit 60 g matrixmateriaal en 40 g kristallijn polyetheen. De resultaten staan in tabel 1.As in Example 1, a polymer mass is prepared, but now from 60 g of matrix material and 40 g of crystalline polyethylene. The results are shown in Table 1.

Tabel 1Table 1

Resultaten van voorbeelden I-IV: Invloed van de hoeveelheid UHMWPE (matrixmateriaal is EVA, walstemperatuur 110°C)Results of Examples I-IV: Influence of the amount of UHMWPE (matrix material is EVA, roll temperature 110 ° C)

Voor- Hoeveelh. Fibril- Fibrillen Polymeermassa beeld UHMWPE vorming σ E σ E ε (gew.%) (GPa) (GPa) (MPa) (MPa) (%) I 10 ja 1,8 31 10 80 140 II 20 ja 1,0 21 12 132 47 III 30 ja 1,5 31 12 130 39 IV 40 ja 1,3 20 17 184 27Pre- Qty. Fibril- Fibrils Polymer mass image UHMWPE formation σ E σ E ε (wt.%) (GPa) (GPa) (MPa) (MPa) (%) I 10 yes 1,8 31 10 80 140 II 20 yes 1,0 21 12 132 47 III 30 yes 1.5 31 12 130 39 IV 40 yes 1.3 20 17 184 27

Voorbeelden V, VI, en vergelijkende voorbeelden A en B:Examples V, VI, and comparative examples A and B:

In de voorbeelden V, VI, en vergelijkende voorbeelden A en B wordt de invloed van de verwerkingstemperatuur op de eigenschappen van de verkregen polymeermassa nagegaan. Als in voorbeeld I wordt een polymeermassa bereid maar nu uit 80 g matrixmateriaal en 20 g kristallijn polyetheen. De walstemperatuur wordt voor de verschillende voorbeelden gevarieerd van 120-150°C. De resultaten zijn weergegeven in tabel 2.In Examples V, VI, and Comparative Examples A and B, the influence of the processing temperature on the properties of the obtained polymer mass is investigated. As in Example 1, a polymer mass is prepared, but now from 80 g of matrix material and 20 g of crystalline polyethylene. The rolling temperature is varied from 120-150 ° C for the various examples. The results are shown in Table 2.

Uit deze serie voorbeelden blijkt dat wanneer hoogverstrekbaar UHMWPE wordt verwerkt boven zijn smeltpunt, er geen fibrilvorming optreedt.This series of examples shows that when highly stretchable UHMWPE is processed above its melting point, no fibril formation occurs.

Tabel 2:Table 2:

Resultaten van voorbeelden V en VI en vergelijkende voorbeelden A en B: Invloed van walstemperatuur (matrixmateriaal is EVA; hoeveelheid UHMWPE 20 gew.%).Results of Examples V and VI and Comparative Examples A and B: Influence of rolling temperature (matrix material is EVA; amount of UHMWPE 20% by weight).

Voor- TWals Fibril- Fibrillen Polymeermassa beeld vorming σ E σ E ε (°C) (GPa) (GPa) (MPa) (MPa) (%) V 120 ja 1,9 23 11 153 54 VI 130 ja 1,7 26 12 165 54 A 140 nee 7 60 129 B 150 nee 7 62 74Pre- TWals Fibril- Fibrils Polymer mass imaging σ E σ E ε (° C) (GPa) (GPa) (MPa) (MPa) (%) V 120 yes 1.9 23 11 153 54 VI 130 yes 1.7 26 12 165 54 A 140 no 7 60 129 B 150 no 7 62 74

In de vergelijkende voorbeelden C tot en met G wordt de invloed van de soort kristallijne polyetheen op de eigenschappen van de verkregen polymeermassa nagegaan. Het blijkt dat wanneer UHMWPE wordt toegepast met een maximale verstrekgraad kleiner dan 20, onder het smeltpunt geen fibrilvorming optreedt en boven het smeltpunt (voorbeeld G) relaxatie van gevormde fibrillen optreedt, waardoor uiteindelijk geen fibrillen in de polymeermassa aanwezig zijn.In comparative examples C to G the influence of the type of crystalline polyethylene on the properties of the polymer mass obtained is investigated. It appears that when UHMWPE is used with a maximum draw degree less than 20, no fibril formation occurs below the melting point and relaxation of formed fibrils occurs above the melting point (example G), so that ultimately no fibrils are present in the polymer mass.

Vergelijkend Voorbeeld C:Comparative Example C:

Als in voorbeeld I wordt een polymeermassa bereid, echter uitgaande van 80 g etheenvinylacetaat type Elvaxr 670 als matrixmateriaal en 20 g kristallijn polyetheen type Stamylan UH510 van de firma DSM. Dit kristallijn polyetheen heeft een maximale verstrekgraad van 1. Het smeltpunt bedraagt 140°C. De walstemperatuur is 120°C. De resultaten staan in tabel 3.As in Example 1, a polymer mass is prepared, but starting from 80 g ethylene vinyl acetate type Elvaxr 670 as matrix material and 20 g crystalline polyethylene type Stamylan UH510 from DSM. This crystalline polyethylene has a maximum degree of stretching of 1. The melting point is 140 ° C. The shore temperature is 120 ° C. The results are shown in Table 3.

Vergelijkend Voorbeeld D;Comparative Example D;

Als in voorbeeld I wordt een polymeermassa bereid, echter uitgaande van 80 g Etheenvinylacetaat type Elvaxr 670 als matrixmateriaal en 20 g kristallijn polyetheen type HIFAX 1900r van de firma Hercules. Dit kristallijn polyetheen heeft een maximale verstrekgraad van 16. Het smeltpunt bedraagt 142°C. De walstemperatuur is 120°C. De resultaten staan in tabel 3.As in Example 1, a polymer mass is prepared, but starting from 80 g ethylene vinyl acetate type Elvaxr 670 as matrix material and 20 g crystalline polyethylene type HIFAX 1900r from Hercules. This crystalline polyethylene has a maximum degree of stretching of 16. The melting point is 142 ° C. The shore temperature is 120 ° C. The results are shown in Table 3.

Vergelijkend Voorbeeld E:Comparative Example E:

Als in voorbeeld D wordt een polymeermassa bereid, echter wordt aan het kristallijne polyetheen van type HIFAX 1900 20 gewichtsprocent decaline berekend t.o.v. het kristallijne polyetheen toegevoegd. De walstemperatuur is 120°C. De resultaten staan in tabel 3.As in Example D, a polymer mass is prepared, however, 20 weight percent decalin calculated to the crystalline polyethylene is added to the crystalline polyethylene of type HIFAX 1900. The shore temperature is 120 ° C. The results are shown in Table 3.

Vergelijkend Voorbeeld F:Comparative Example F:

Een polymeermassa wordt bereid als in voorbeeld E, echter bedraagt de walstemperatuur 130°C. De resultaten staan in tabel 3.A polymer mass is prepared as in Example E, however, the roll temperature is 130 ° C. The results are shown in Table 3.

Vergelijkend Voorbeeld G:Comparative Example G:

Als in voorbeeld I wordt een polymeermassa bereid, echter uitgaande van 80 g Etheenvinylacetaat type Elvaxr 670 als matrixmateriaal en 20 g kristallijn polyetheen type Stamylan UH210 van de firma DSM. Dit kristallijn polyetheen heeft een maximale verstrekgraad van 1. Het smeltpunt bedraagt 142°C. De walstemperatuur is 150°C. De resultaten staan in tabel 3.As in Example 1, a polymer mass is prepared, however, starting from 80 g of ethylene vinyl acetate type Elvaxr 670 as matrix material and 20 g of crystalline polyethylene type Stamylan UH210 from DSM. This crystalline polyethylene has a maximum degree of stretching of 1. The melting point is 142 ° C. The shore temperature is 150 ° C. The results are shown in Table 3.

Tabel 3.Table 3.

Resultaten van vergelijkende voorbeelden C-G: Invloed van soort UHMWPE. (* = met 20 gew.% decaline)Results of Comparative Examples C-G: Influence of UHMWPE type. (* = with 20% w / w decalin)

Voor- Soort Twals F^r^··*· Polymeermassa beeld UHMWPE (°C) vorming σ E ε (MPa) (MPa) (%) C UH510 120 nee 7,4 64 575 D HIFAX1900 120 nee 6,5 64 414 E HIFAX1900* 120 nee 6,6 54 369 F HIFAX1900* 130 nee 7,7 57 . 424 G UH210 150 nee 9,5 54 483Pre-type Twals F ^ r ^ ·· * · Polymer mass image UHMWPE (° C) formation σ E ε (MPa) (MPa) (%) C UH510 120 no 7.4 64 575 D HIFAX1900 120 no 6.5 64 414 E HIFAX1900 * 120 no 6.6 54 369 F HIFAX1900 * 130 no 7.7 57. 424 G UH210 150 no 9.5 54 483

Voorbeelden VII-IX:Examples VII-IX:

In de voorbeelden VII tot en met IX wordt als matrixmateriaal LDPE gebruikt met een dichtheid van 0,921 3 kg/m van het type Stamylan 2101 TN04 van de firma DSM. Als in voorbeeld I wordt een polymeermassa bereid, echter uitgaande van 80 g LDPE als matrixmateriaal en 20 g kristallijn polyetheen van het type uit voorbeeld I. In de voorbeelden VII tot en met IX wordt de walstemperatuur gevarieerd. De resultaten staan in tabel 4.In Examples VII to IX, the matrix material used is LDPE with a density of 0.921 kg / m of the type Stamylan 2101 TN04 from DSM. As in Example I, a polymer mass is prepared, however, starting from 80 g LDPE as matrix material and 20 g crystalline polyethylene of the type from Example I. In Examples VII to IX, the rolling temperature is varied. The results are shown in Table 4.

Wanneer het LDPE matrixmateriaal zonder kristallijn polyetheen wordt verwerkt als hierboven beschreven, wordt een materiaal verkregen met een treksterkte bij breuk (σ) van 12 MPa, een modulus (E) van 121 MPa en een rek bij breuk (ε) van 915%.When the LDPE matrix material without crystalline polyethylene is processed as described above, a material with a tensile strength at break (σ) of 12 MPa, a modulus (E) of 121 MPa and an elongation at break (ε) of 915% is obtained.

Tabel 4Table 4

Resultaten van voorbeelden VII-IX: Invloed van de walstemperatuur (Matrixmateriaal= LDPE; 20 gew.% UHMWPE)Results of Examples VII-IX: Influence of the rolling temperature (Matrix material = LDPE; 20 wt.% UHMWPE)

Voor- Twals Fibril- Fibrillen Polymeermassa beeld vorming σ E σ E ε (°c) (GPa) (GPa) (MPa) (MPa) (%) VII 130 ja 0,7 13 10,2 252 31 VIII 120 ja 1,2 25 19,6 335 27 IX 110 ja 1,2 24 7,9 94 92Pre-Twins Fibril- Fibrils Polymer mass imaging σ E σ E ε (° c) (GPa) (GPa) (MPa) (MPa) (%) VII 130 yes 0.7 13 10.2 252 31 VIII 120 yes 1, 2 25 19.6 335 27 IX 110 yes 1.2 24 7.9 94 92

De voorbeelden X,XI en de vergelijkende voorbeelden H,J en K hebben betrekking op mengsels waarin het matrixmateriaal een rubber is. De resultaten staan in tabel 5.Examples X, XI and Comparative Examples H, J and K relate to mixtures in which the matrix material is a rubber. The results are shown in Table 5.

Voorbeeld X: (A) Via een meedraaiende dubbelschroefsextruder wordt een suspensie van 15 gew.% UHMWPE van het type HB 312 van de firma Himont, met een gewichtsgemiddeld molekuulgewicht van 1,5x10^ kg/kmol in decaline bij ongeveer 180°C omgezet in een homogene oplossing. De oplossing wordt als vlakke plaat met een dikte van 1,0 mm geëxtrudeerd en afgekoeld tot zich een gel vormt. Na het verdampen van de decaline wordt de ontstane plaat gemalen tot een fijn poeder met een gemiddelde deeltjesgrootte van 900 //m. Het verkregen poeder van kristallijn polyetheen heeft een een maximale verstrekgraad van 43.Example X: (A) Via a rotating twin-screw extruder, a suspension of 15 wt.% UHMWPE of the type HB 312 from Himont, with a weight average molecular weight of 1.5x10 ^ kg / kmol in decalin, is converted at about 180 ° C into a homogeneous solution. The solution is extruded as a 1.0 mm thick flat sheet and cooled to form a gel. After evaporation of the decalin, the resulting plate is ground into a fine powder with an average particle size of 900 µm. The crystalline polyethylene powder obtained has a maximum draw ratio of 43.

(B) Van het volgens bovenstaande wijze verkregen poeder wordt 10 gew.% toegevoegd aan een etheen-propeen-dieen-rubber (EPDM) compound van het type Keltan 512x50 van de firma DSM. Van deze compound wordt een mengsel volgens ISO 4097-1980(E) bereid, dat vervolgens gedurende 5 minuten bij 120°C gewalst wordt volgens de walsprocedure als beschreven in voorbeeld I, waarbij UHMWPE-vezels ontstaan. Na het walsen wordt 1 gew. deel vulcanisatiemiddel van het type Rhenocure AT van de firma Rheinau GmbH snel gemengd met 272 gew. delen van de compound, waarna deze gedurende 30 minuten wordt gevulcaniseerd bij 120°C.(B) 10% by weight of the powder obtained in the above manner is added to an ethylene-propylene-diene-rubber (EPDM) compound of the Keltan 512x50 type from DSM. A mixture according to ISO 4097-1980 (E) is prepared from this compound, which is then rolled for 5 minutes at 120 ° C according to the rolling procedure as described in Example I, whereby UHMWPE fibers are formed. After rolling 1 wt. part of Rhenocure AT vulcanizing agent from Rheinau GmbH quickly mixed with 272 wt. parts of the compound, after which it is vulcanized for 30 minutes at 120 ° C.

Voorbeeld XI:Example XI:

Als in voorbeeld X wordt een compound bereid die 20 gew.% UHMWPE in EPDM bevat.As in Example X, a compound containing 20 wt% UHMWPE in EPDM is prepared.

Vergelijkend Voorbeeld H;Comparative Example H;

Als in voorbeeld X onder (B) wordt een compound bereid direkt uitgaande van UHMWPE van het type HB 312 van de firma Himont, zonder voorbewerking via een oplossing. Het UHMWPE heeft een maximale verstrekgraad van 1.As in Example X under (B), a compound is prepared directly from UHMWPE of the type HB 312 from Himont, without pretreatment via a solution. The UHMWPE has a maximum degree of stretching of 1.

Vergelijkend Voorbeeld J:Comparative Example J:

Als in voorbeeld X wordt een compound bereid, echter vindt vulcanisatie plaats bij 160°C.As in Example X, a compound is prepared, however vulcanization takes place at 160 ° C.

Vergelijkend Voorbeeld K;Comparative Example K;

Als in voorbeeld X onder (B) wordt een compound bereid, echter zonder UHMWPE.As in Example X under (B), a compound is prepared, but without UHMWPE.

Tabel 5Table 5

Resultaten van voorbeelden X en XI en vergelijkende voorbeelden H,J en K (matrixmateriaal is etheen-propeen-dieen-rubber):Results of Examples X and XI and Comparative Examples H, J and K (matrix material is ethylene propylene diene rubber):

Voor- Via Hoeveelh.Vulcanisatie PolymeermassaFor- Via Quantity Vulcanization Polymer Mass

beeld oplossing UHHWPE temperatuur σ Eimage solution UHHWPE temperature σ E

(gew.%) (°C) (MPa) (MPa) X ja 10 120 78 5,4 XI ja 20 120 95 7,2 H nee 10 120 45 3,1 J ja 10 160 50 7,8 K - 0 120 42 1,9(wt%) (° C) (MPa) (MPa) X yes 10 120 78 5.4 XI yes 20 120 95 7.2 H no 10 120 45 3.1 Y yes 10 160 50 7.8 K - 0 120 42 1.9

Uit de resultaten volgt dat via oplossing verwerkt polyetheen, met een maximale verstrekgraad van 43, een grote verbetering geeft van de treksterkte bij breuk en E-modulus. Wanneer de polymeermassa bij een temperatuur van 160°C, dat wil zeggen boven het smeltpunt van het polyetheen, wordt gevulcaniseerd, blijft de treksterkte bij breuk veel lager.From the results it follows that polyethylene processed with solution, with a maximum degree of stretching of 43, gives a great improvement in the tensile strength at break and E-modulus. When the polymer mass is vulcanized at a temperature of 160 ° C, i.e. above the melting point of the polyethylene, the tensile strength at break remains much lower.

Claims (11)

1. Werkwijze voor het bereiden van een versterkte polymeermassa, die fibrillen van een kristallijn polyetheen met een gewichtsgemiddeld molekuulgewicht Mw 5 van ten minste 5* 10 kg/kmol omvat, waarbij deeltjes van het kristallijne polyetheen, in een matrixmateriaal dat niet mengbaar is met het kristallijne polyetheen, worden vervormd tot fibrillen, met het kenmerk, dat het kristallijne polyetheen een maximale verstrekgraad heeft van ten minste 20 en de vervorming tot fibrillen plaatsvindt bij een temperatuur beneden het smeltpunt van het kristallijne polyetheen.A method for preparing a reinforced polymer mass comprising fibrils of a crystalline polyethylene having a weight average molecular weight Mw 5 of at least 5 * 10 kg / kmol, wherein particles of the crystalline polyethylene, in a matrix material that is immiscible with the crystalline polyethylene, are deformed into fibrils, characterized in that the crystalline polyethylene has a maximum draw degree of at least 20 and the deformation into fibrils takes place at a temperature below the melting point of the crystalline polyethylene. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het kristallijne polyetheen een gewichtsgemiddeld molekuulgewicht Mw heeft van 1*106 tot 10*10 kg/kmol.Process according to claim 1, characterized in that the crystalline polyethylene has a weight average molecular weight Mw of 1 * 106 to 10 * 10 kg / kmol. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het kristallijne polyetheen een maximale verstrekgraad heeft van ten minste 40.Process according to claim 1 or 2, characterized in that the crystalline polyethylene has a maximum degree of stretching of at least 40. 4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het kristallijne polyetheen een maximale verstrekgraad heeft van ten minste 80.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the crystalline polyethylene has a maximum degree of stretching of at least 80. 5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het kristallijne polyetheen een DSC-smelttemperatuur heeft van ten minste 140 °C.A method according to any one of claims 1-4, characterized in that the crystalline polyethylene has a DSC melting temperature of at least 140 ° C. 6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het kristallijne polyetheen een kristalliniteit heeft van ten minste 80%.Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the crystalline polyethylene has a crystallinity of at least 80%. 7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat dat het matrixmateriaal bestaat uit een thermoplastische rubber.A method according to any one of claims 1-6, characterized in that the matrix material consists of a thermoplastic rubber. 8. Werkwijze volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat dat het matrixmateriaal bestaat uit een lage dichtheid polyetheen (LDPE).A method according to any one of claims 1-6, characterized in that the matrix material consists of a low density polyethylene (LDPE). 9. Versterkte polymeermassa verkrijgbaar met de werkwijze volgens een der conclusies 1-8.Reinforced polymer mass obtainable by the method according to any one of claims 1-8. 10. Fibrillen verkrijgbaar met de werkwijze volgens een der conclusies 1-8, na afscheiding van het matrixmateriaal.Fibrils obtainable by the method according to any one of claims 1-8, after separation of the matrix material. 11. Werkwijze of voorwerp zoals in hoofdzaak beschreven in de beschrijving en/of de voorbeelden. UITTREKSEL De uitvinding betreft een werkwijze voor het bereiden van een versterkte polymeermassa, die fibrillen van een kristallijn polyetheen met een gewichtsgemiddeld 5 molekuulgewicht (Mw) van ten minste 5*10 kg/kmol omvat, waarbij deeltjes van het kristallijne polyetheen in een matrixmateriaal dat niet mengbaar is met het kristallijne polyetheen worden vervormd tot fibrillen, waarbij het kristallijne polyetheen een maximale verstrekgraad heeft van ten minste 20 en de vervorming tot fibrillen plaatsvindt bij een temperatuur beneden het smeltpunt van het kristallijne polyetheen. Daarnaast betreft de uitvinding versterkte polymeermassa's verkrijgbaar volgens deze werkwijze.11. Method or object as substantially described in the description and / or the examples. EXTRACT The invention relates to a process for preparing a reinforced polymer mass comprising fibrils of a crystalline polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of at least 5 * 10 kg / kmol, wherein particles of the crystalline polyethylene in a matrix material that do not miscible with the crystalline polyethylene are deformed into fibrils, the crystalline polyethylene having a maximum draw degree of at least 20 and the deformation into fibrils occurring at a temperature below the melting point of the crystalline polyethylene. In addition, the invention relates to reinforced polymer masses obtainable by this method.
NL9000941A 1990-04-20 1990-04-20 PROCESS FOR PREPARING A REINFORCED POLYMER MASS INCLUDING FIBRILS OF A CRYSTALLINE POLYETHENE NL9000941A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000941A NL9000941A (en) 1990-04-20 1990-04-20 PROCESS FOR PREPARING A REINFORCED POLYMER MASS INCLUDING FIBRILS OF A CRYSTALLINE POLYETHENE
PCT/NL1991/000061 WO1991016374A1 (en) 1990-04-20 1991-04-16 Method for the preparation of a reinforced polymer composition which contains fibrils of a crystalline polyolefin

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000941A NL9000941A (en) 1990-04-20 1990-04-20 PROCESS FOR PREPARING A REINFORCED POLYMER MASS INCLUDING FIBRILS OF A CRYSTALLINE POLYETHENE
NL9000941 1990-04-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9000941A true NL9000941A (en) 1991-11-18

Family

ID=19856968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9000941A NL9000941A (en) 1990-04-20 1990-04-20 PROCESS FOR PREPARING A REINFORCED POLYMER MASS INCLUDING FIBRILS OF A CRYSTALLINE POLYETHENE

Country Status (2)

Country Link
NL (1) NL9000941A (en)
WO (1) WO1991016374A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5460884A (en) * 1994-08-25 1995-10-24 Kimberly-Clark Corporation Soft and strong thermoplastic polymer fibers and nonwoven fabric made therefrom
US6994904B2 (en) * 2001-05-02 2006-02-07 3M Innovative Properties Company Pressure sensitive adhesive fibers with a reinforcing material

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3382305A (en) * 1954-10-29 1968-05-07 Du Pont Process for preparing oriented microfibers
FR2226438B1 (en) * 1973-04-20 1977-02-18 Kleber Colombes
GB1576181A (en) * 1977-04-12 1980-10-01 Ube Industries Process for producing fibre-reinforced elastic articles
AU7241381A (en) * 1980-07-02 1982-01-07 Bxl Plastics Limited Package of impregnated film
FR2534592B1 (en) * 1982-10-14 1986-01-24 Charbonnages Ste Chimique PROCESS FOR MANUFACTURING MATRIX THERMOPLASTIC COMPOSITES WITH MATRIX AND POLYMERIC FIBRILLARY REINFORCING PHASE
DE3783109T2 (en) * 1986-09-19 1993-06-09 Dow Chemical Co TWO-COMPONENT FIBERS MADE OF POLYPROPYLENE AND POLYETHYLENE.
DE3888947T2 (en) * 1987-12-28 1994-11-03 Teijin Ltd Process for making molded articles from a fully aromatic polyamide resin composition.

Also Published As

Publication number Publication date
WO1991016374A1 (en) 1991-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6068936A (en) Polyolefin film containing cycloolefin polymer, process for the production thereof, and the use thereof
Huneault et al. Morphology and properties of compatibilized polylactide/thermoplastic starch blends
RU2469850C2 (en) Polyethylene film with high tension strength and high crushing energy in tension
KR890000466B1 (en) Linear low density ethylene hydro-carbon composition for extrusion coating
RU2757914C2 (en) Multimodal polyethylene film
JPH09501717A (en) Polyolefin blends and their solid state processing
EP0351189A2 (en) Ethylene-alpha-olefin copolymer and films obtained therefrom
CN1017788B (en) Process for extrusion
KR20000068063A (en) High Density Polyethylene Films With Improved Barrier
TWI259195B (en) Adhesive tape backing
CA2305336A1 (en) Polypropylene composition useful for making solid state oriented film
WO2006119901A1 (en) Transparent easy tearable film
KR910009691B1 (en) The preparation of ultra stretchable polymer material
WO2012170526A1 (en) Improved resin compositions for extrusion coating
CA1289287C (en) Ethylene polymer compounds, their preparation and their use for the production of industrial articles
EP0048227B1 (en) Stretched thermoplastic material based on polyethylene and a process for its production
JP3703846B2 (en) LLDPE-based stretchable multilayer film
Oliani et al. Morphological characterization of branched PP under stretching
Krajenta et al. Deformation of disentangled polypropylene crystalline grains into nanofibers
Tan et al. Crystallization of carbon fibre reinforced polypropylene
JPWO2003004539A1 (en) Polyethylene resin, method for producing the same, and inflation film based thereon
NL9000941A (en) PROCESS FOR PREPARING A REINFORCED POLYMER MASS INCLUDING FIBRILS OF A CRYSTALLINE POLYETHENE
CA2081918A1 (en) Crosslinked oriented high molecular weight polyethylene and a process for preparing articles from such polyethylene
WO2002090082A1 (en) Polyolefin sheet
Semperger et al. The effect of titanium dioxide on the moisture absorption of polyamide 6 prepared by T-RTM

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed