PL211265B1 - Sposób otrzymywania kompozytu polimerów termoplastycznych - Google Patents
Sposób otrzymywania kompozytu polimerów termoplastycznychInfo
- Publication number
- PL211265B1 PL211265B1 PL386585A PL38658508A PL211265B1 PL 211265 B1 PL211265 B1 PL 211265B1 PL 386585 A PL386585 A PL 386585A PL 38658508 A PL38658508 A PL 38658508A PL 211265 B1 PL211265 B1 PL 211265B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- composite
- aluminosilicate
- ethylene
- modified
- molecular weight
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 24
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 22
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 18
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 14
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 7
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004156 Azodicarbonamide Substances 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N azodicarbonamide Chemical compound NC(=O)\N=N\C(N)=O XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N 0.000 claims description 5
- 235000019399 azodicarbonamide Nutrition 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 5
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002530 phenolic antioxidant Substances 0.000 claims description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 12
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 11
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 10
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 8
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 8
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 8
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 5
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 239000012802 nanoclay Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 3
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 2
- 229920001179 medium density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004701 medium-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLDFSDCBQJUWFG-UHFFFAOYSA-N 2-(methylamino)-1,2-diphenylethanol Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(NC)C(O)C1=CC=CC=C1 BLDFSDCBQJUWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006055 Durethan® Polymers 0.000 description 1
- 241000871495 Heeria argentea Species 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001872 inorganic gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- JZMJDSHXVKJFKW-UHFFFAOYSA-M methyl sulfate(1-) Chemical compound COS([O-])(=O)=O JZMJDSHXVKJFKW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 description 1
- 239000008208 nanofoam Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 125000001117 oleyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])/C([H])=C([H])\C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000003385 sodium Chemical class 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003866 tertiary ammonium salts Chemical group 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211265 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 386585 (51) Int.Cl.
C08L 23/04 (2006.01) C08K 3/34 (2006.01) C08K 13/02 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 24.11.2008 C08J 3/20 (2006.01)
C08J 5/10 (2006.01) (54) Sposób otrzymywania kompozytu polimerów termoplastycznych
| (43) Zgłoszenie ogłoszono: 07.06.2010 BUP 12/10 | (73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT CIĘŻKIEJ SYNTEZY ORGANICZNEJ BLACHOWNIA, Kędzierzyn-Koźle, PL |
| (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2012 WUP 04/12 | (72) Twórca(y) wynalazku: STANISŁAW KUDŁA, Kędzierzyn-Koźle, PL WALDEMAR LIPIŃSKI, Kędzierzyn-Koźle, PL RYSZARD SZULC, Kędzierzyn-Koźle, PL |
PL 211 265 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kompozytu polimerów termoplastycznych na bazie polimerów termoplastycznych i glinokrzemianów warstwowych stosowany do produkcji wyrobów mających szerokie zastosowanie w przemyśle specjalistycznych tworzyw sztucznych.
Glinokrzemiany warstwowe są minerałami występującymi powszechnie w skorupie ziemskiej, w szeregu różnych odmianach różniących się budową i składem chemicznym. Od dawna miały one zastosowanie praktyczne, jednak ich rola wzrosła niepomiernie w ostatnich kilku latach ze względu na gwałtowny rozwój tak zwanej nanotechnologii, w szczególności badań dotyczących syntezy i zastosowania nanokompozytów polimerowych. Nanokompozyty polimerowe są to takie kompozyty, w których choć jeden składnik ma wymiary na poziomie nanometrów - z reguły od 1 do kilkuset nanometrów. Nanokompozyty polimerowe wytwarza się na bazie polimerów zarówno termoplastycznych jak i termoutwardzalnych, takich jak na przykład żywice epoksydowe, poliuretany, polisiloksany, poliamidy, poliolefiny, polistyren i jego kopolimery, poli(tereftalan etylenu) czy poli(metakrylan metylu).
Drugim, obok polimeru, składnikiem kompozytów są substancje nieorganiczne, przede wszystkim różnego rodzaju krzemiany warstwowe, głównie montmorylonit, krzemionka, ale również fulereny oraz rurki fulerenowe, tak zwane nanorurki, metale, tlenki metali, rozmaite związki nieorganiczne oraz gazy w tak zwanych nanopiankach polimerowych. Główny przedstawiciel glinokrzemianów warstwowych, montmorylonit, jest zbudowany z trójwarstwowych pakietów składających się z jednej warstwy o strukturze oktaedrycznej zamkniętej między dwiema warstwami tetraedrycznymi. Pomiędzy warstwami znajdują się kationy metali - głównie sodu. W zależności od struktury pakietów wyróżnia się na przykład montmorylonit dioktaedryczny albo trioktaedryczny - saponit, a w zależności od rodzaju obecnego kationu - montmorylonit sodowy, wapniowy lub potasowy. Ogólny jego wzór chemiczny to: Al4Si8O20(OH)4 x nH2O. Odległość pakietów w strukturach montmorylonitu zależy od rodzaju kationu; wzrasta ona po nasyceniu wodą, a zwłaszcza kationami organicznymi. Tak zbudowany montmorylonit jest hydrofilowy, co ogranicza jego kompatybilność z większością masowo stosowanych polimerów; dla jego użycia w procesach wytwarzania nanokompozytów zachodzi zatem konieczność jego hydrofobizacji, W chwili obecnej producenci oferują bardzo szeroką gamę nanocząstek przeznaczonych do wytwarzania nanokompozytów. Największym dostawcą nanoglinek przeznaczonych specjalnie do syntezy nanokompozytów tworzyw sztucznych jest amerykańska firma Nanocor Inc., będąca własnością korporacji AMCOL International. Firma ta rozpoczęła w roku 1998 sprzedaż nanoglinek pod nazwą handlową Nanomer. Obecnie oferuje ona trzy główne kategorie produktów: wyżej wspomniane nanoglinki, koncentraty nanoglinek oraz gotowe nanokompozyty, przy czym zarówno koncentraty jak i gotowe nanokompozyty są produkowane i sprzedawane przez firmy partnerskie: PolyOne Corporation koncentraty Nanoblend; Mitsubishi Gas Chemical Corp. - nanokompozyty Imperm o własnościach barierowych, przeznaczone do wytwarzania opakowań (butelki na soki i piwo, folie wielowarstwowe, powlekane kartony papierowe, rury, zbiorniki na paliwo i inne chemikalia); Bayer Corp. - nanokompozyt Durethan KU2-2601 oparty na nylonie 6, przeznaczony do wytwarzania folii i powlekania papieru; Honeywell Polymers - nanokompozyty Aegis (odmiana NS - oparta na nylonie 6, przeznaczona również do wytwarzania folii i powlekania papieru oraz jej wersja o większej zawartości nanoglinki przeznaczona do zastosowań konstrukcyjnych, a także odmiana OX przeznaczona do produkcji butelek na piwo). Produkty Nanomer (nanoglinki) wytwarzane są w szeregu odmianach, przy czym przeznaczone są one głównie do stosowania łącznie z nylonem 6 i 6.6 oraz z tworzywami termoutwardzalnymi (żywice epoksydowe). Dostępna jest również jedna odmiana kompozytu polipropylenu, o nazwie handlowej Polypro N.6H, zawierająca 6 cg/g nanoglinki Nanomer. Firma PolyOne Corporation oferuje mieszanki i koncentraty Nanoblend. Mieszanki Nanoblend są to produkty gotowe do użycia (formowania - głównie metodą wtryskową). Mogą być stosowane w wielu kierunkach: jako części samochodów, sprzętu AGD, w przemyśle opakowań, do wyrobu rur i przewodów, mebli biurowych. Dostępne są dwie odmiany mieszanek Nanoblend: LST 5501 i LST 5571. Mają one gęstość 0,95 g/cm3, wytrzymałość na rozciąganie, odpowiednio: 39 i 30 MPa i udarność według testu Izoda z karbem: 27 i 374 J/m. Firma PolyOne Corporation oferuje pięć odmian koncentratów Nanoblend MB; 1001, 1201, 2001, 2101 i 2201. Mogą one zastąpić substancje stosowane do tej pory dla uzyskania efektu wzmocnienia polimeru, takie jak napełniacze mineralne czy włókna szklane, umożliwiają również zmniejszenie ilości dodawanych uniepalniaczy. Zawierają około 40 cg/g nanoglinki; resztę stanowi polimer bazowy, którym jest polipropylen (1001, 1201) bądź polietylen (2001, 2101, 2201). Mogą być stosowane do wytwarzania tworzyw przeznaczonych do formowania metodą wtrysku, wytłaczania i wytłaczania zrozdmuchem.
PL 211 265 B1
Zaleca się ich dodatek rzędu 10-20 cg/g. Innym znaczącym producentem nanoglinek, które mogą znaleźć zastosowanie w tworzywach poliolefinowych jest również amerykańska firma Southern Clay Products, będąca częścią firmy Rockwood Specialties, Inc. Firma ta wytwarza modyfikowany montmorylonit pod nazwą handlową Cloisite. Są to białawe proszki o uziarnieniu: 10% poniżej 2 μm, 50% poniżej 6 μm i 90% poniżej 13 μm:
- Cloisite Na+ - montmorylonit naturalny, niemodyfikowany, o zdolności jonowymiennej 92,6 meq/100g glinki,
- Cloisite 10A - montmorylonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (chlorek 2M-B-HT) użytą w ilości 125 meq/100 g glinki,
- Cloisite 15A - montmorylonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (chlorek 2M-2HT) użytą w ilości 125 meq/100 g glinki,
- Cloisite 20A - montmorylonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (chlorek 2M-2HT) użytą w ilości 95 meq/100 g glinki,
- Cloisite 25A - montmorylonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (siarczan metylowy 2M-HT-TL8) użytą w ilości 95 meq/100 g glinki, produkt dostępny jedynie w USA,
- Cloisite 30B - montmorylonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (chlorek M-T-2EtOT), użytą w ilości 90 meq/100 g glinki, produkt niedostępny w Unii Europejskiej,
- Cloisite 93A - montmorylonit modyfikowany Ill-rzędową solą amoniową (wodorosiarczan M-2HT) użytą w ilości 90 meq/100 g glinki; produkt niedostępny w Unii Europejskiej.
Każdorazowo 1 meq = 1 mmol.
Zgodnie z oznakowaniem producenta symbole użyte do określenia budowy chemicznej modyfikatora odpowiadają podstawnikom znajdującym się przy atomie azotu: M - grupa metylowa, B - grupa benzylowa, HT - uwodorniona grupa łojowa (~65% C18, ~30% C16, ~5% C14), TL8 - grupa 2-etyloheksylowa, T - grupa łojowa, EtOT - grupa 2-hydroksyetylowa.
Spośród europejskich producentów nanoglinek mogących znaleźć zastosowanie przy produkcji nanokompozytów poliolefinowych wymienić należy włoską firmę Laviosa Chimica Mineraria S.p.A., produkującą glinki o nazwie handlowej Dellite:
- Dellite LVF - montmorylonit naturalny, niemodyfikowany, o zdolności jonowymiennej 105 meq/100 g glinki,
- Dellite HPS - montmorylonit naturalny, niemodyfikowany, o zdolności jonowymiennej 128 meq/100 g glinki,
- Dellite 67G - montmorylonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (2M-2HT),
- Dellite 72T - montmorylonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (2M-2HT),
- Dellite 43B - montmorylonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (2M-B-HT),
- Dellite 26C - montmorylonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (M-2EtOT-OL).
OL oznacza grupę oleilową. Zalecana wielkość dodatku nanoglinki Dellite wynosi 1-5 cg/g. Również niemiecka firma Sϋd-Chemie AG prowadzi sprzedaż modyfikowanych glinek o nazwie handlowej Nanofil (2, 5, 15 i 32). Są to bentonity modyfikowane IV-rzędowymi aminami: dimetylodialklowymi - Nanofil 5 i 15 lub dimetylobenzyloalkilowymi - Nanofil 2 i 32. Ostatnio firma ta donosiła o opracowaniu produktów nowej generacji, na przykład Nanofil SE3000, który szczególnie nadaje się do stosowania w uniepalnionych tworzywach bezalogenowych, przydatnych dla przemysłu kablowego. W Polsce prace badawczo-rozwojowe związane z przemysłową produkcją modyfikowanych glinek tego typu koncentrują się wokół Zakładów Górniczo-Metalowych Zębiec S.A. W ich wyniku opracowano doświadczalne partie produktów o nazwie handlowej NanoBent.
Celem wynalazku było opracowanie sposobu otrzymywania kompozytów na bazie polimerów termoplastycznych oraz glinokrzemianów warstwowych, przeznaczonych do produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych o szczególnie korzystnych właściwościach mechanicznych.
W czasie prowadzenia prac badawczych dotyczących sposobu otrzymywania kompozytów termoplastycznych poliolefin i glinokrzemianów warstwowych nieoczekiwanie stwierdzono, że łączne wprowadzenie do dwóch wyżej podanych składników niewielkiej ilości poroforu oraz poliolefiny małocząsteczkowej powoduje uzyskanie kompozytu o właściwościach wytrzymałościowych korzystniejszych, niż właściwości kompozytu niezawierającego łącznego dodatku poroforu oraz poliolefiny małocząsteczkowej. Efekt ten nie został do tej pory opisany w literaturze a jego mechanizm nie jest znany. Przypuszczać można, że w podwyższonej temperaturze przetwórstwa tworzyw poliolefinowych porofor ulega rozkładowi z wydzieleniem produktów gazowych, które w wyniku ekspansji objętościowej powodują zwiększenie intensywności procesu rozsuwania warstewek glinokrzemianu, co przyczynia się do
PL 211 265 B1 zwiększenia stopnia homogeniczności kompozytu. Obecność poliolefiny małocząsteczkowej może wpływać na zmniejszenie lepkości stopu polimerowego, dzięki czemu proces ekspansji objętościowej nanopęcherzyków gazu tworzących się w wyniku rozkładu poroforu jest znacznie ułatwiony.
Sposób według wynalazku polega na tym, że sporządza się mieszaninę złożoną z:
77,0-99,5 cg/g homopolimeru etylenu bądź kopolimeru etylenu z propylenem, butenem, heksenem, oktenem, octanem winylu, styrenem bądź monomerem akrylowym, w którym etylen stanowi co najmniej 30% merów i którego wskaźnik szybkości płynięcia oznaczony w temperaturze 190°C pod obciążeniem 2,16 kg wynosi nie więcej niż 50 g/10 minut,
0,5-15,0 cg/g glinokrzemianu warstwowego w formie soli sodowej, wapniowej lub potasowej bądź modyfikowanego dowolną IV-rzędową solą amoniową o wielkości ziarna poniżej 2 mm, azodikarbonamidu w ilości 0,1-25% w stosunku do masy glinokrzemianu warstwowego, wosku polietylenowego o średniej masie cząsteczkowej mniejszej niż 30% średniej masy cząsteczkowej polimeru stanowiącego główny składnik kompozytu, w ilości 0,1% do 25% w stosunku do masy glinokrzemianu,
0,1-1 cg/g przeciwutleniacza fenolowego, po czym mieszaninę tę homogenizuje się w temperaturze 100-200°C przez 1-60 minut.
Do otrzymywania kompozytu sposobem według wynalazku stosuje się homopolimer etylenu bądź kopolimer etylenu z innym monomerem, w którym etylen stanowi co najmniej 30% merów i którego wskaźnik szybkości płynięcia, oznaczony w temperaturze 190°C pod obciążeniem 2,16 kg, wynosi nie więcej niż 50 g/10 minut. W roli tej może być użyta dowolna odmiana polietylenu małej, średniej bądź dużej gęstości, oznaczana w obrocie handlowym symbolami takimi jak: LDPE, MDPE, HDPE. Użyty może być również dowolny termoplastyczny kopolimer etylenu z innymi monomerami, w szczególności kopolimery z α-olefinami C4-C8, oznaczane jako LLDPE, z octanem winylu, oznaczane jako EVA, a także z innymi monomerami, takimi jak propylen, styren czy monomery akrylowe. Ważne jest, aby ten polimer miał odpowiednio wysoką masę cząsteczkową, co umożliwi jego wykorzystanie do wytwarzania wyrobów formowanych. Jako miarę masy cząsteczkowej homopolimeru etylenu bądź kopolimeru etylenu z innym monomerem przyjęto wielkość wskaźnika szybkości płynięcia, zgodnie z normą PN-EN ISO 1133 (procedura A). Do otrzymywania kompozytu sposobem według wynalazku można stosować dowolny glinokrzemian warstwowy, zarówno pochodzenia naturalnego jak i syntetycznego, niemodyfikowany bądź modyfikowany dowolnym związkiem chemicznym. Ważne jest, aby glinokrzemian miał budowę warstwową i mógł ulegać procesom interkalacji oraz eksfoliacji. Przez określenie interkalacja rozumie się możliwość penetracji molekuł związków chemicznych, modyfikatorów, pomiędzy warstwy glinokrzemianu, której towarzyszy odsunięcie od siebie warstewek minerału na stosunkowo niewielką odległość, przy zachowaniu warstwowej struktury minerału. Eksfoliacja jest procesem zmian idących dalej, powodujących całkowity zanik oddziaływań między poszczególnymi warstewkami minerału, w rezultacie którego poszczególne warstewki zostają całkowicie izolowane od siebie przez molekuły otaczającego je środowiska - w przypadku kompozytów polimerowych przez makrocząsteczki tak zwanej matrycy polimerowej. Do otrzymywania kompozytu sposobem według wynalazku stosuje się porofor, czyli substancję ulegającą rozkładowi termicznemu w podwyższonej temperaturze wyższej niż 100°C z wydzieleniem dużej ilości produktów gazowych, takich jak N2 i CO2, będący dowolną substancją chemiczną ulegającą rozkładowi termicznemu w podwyższonej temperaturze, około 100°C, z wydzieleniem produktów gazowych takich jak azot, tlenek i dwutlenek węgla i inne. Korzystne jest, aby porofor charakteryzował się wysokim stopniem konwersji masy do produktów gazowych, oraz aby wśród produktów rozkładu nie znajdowała się para wodna. Najkorzystniejszy w tej roli jest azodikarbonamid o wzorze chemicznym H2N-CO-N=N-CO-NH2. Jest to substancja łatwo dostępna, wytwarzana w różnych odmianach i od lat stosowana w przemyśle przetwórstwa tworzyw sztucznych do wytwarzania spienionych odmian tworzyw, tak zwanych pianek. W roli małocząsteczkowego polimeru użytego do modyfikacji glinokrzemianu stosować można dowolny polimer o budowie chemicznej zbliżonej do budowy chemicznej polimeru, który stanowić będzie główny składnik kompozytu. Ważne jest, aby średnia masa cząsteczkowa polimeru małocząsteczkowego była mniejsza niż około 30% średniej masy cząsteczkowej polimeru, stanowiącego główny składnik kompozytu. Dla przykładu, kompozyty poliolefinowe zawierać mogą woski poliolefinowe, modyfikowane woski poliolefinowe, matocząsteczkowy polibuten, poliizobuten, małocząsteczkowy polibutadien z końcowymi grupami hydroksylowymi. Nie jest wymagane, aby polimer małocząsteczkowy miał w swej cząsteczce grupy polarne. Ilości poroforu oraz polimeru małocząsteczkowego mogą być różne, w zależności od założonego
PL 211 265 B1 stopnia modyfikacji. W praktyce mogą one mieścić się w zakresie od 0,1% do 25% każdej substancji, w przeliczeniu na masę glinokrzemianu. Najlepiej, jeż eli proporcja masowa mię dzy poroforem a polimerem małocząsteczkowym wynosi od 1:50 do 50:1.
P r z y k ł a d 1
W walcarce laboratoryjnej umieszcza się :
- 85% cg/g polietylenu małej gęstości, LDPE, o wskaźniku szybkości płynięcia 2,0 g/10 minut,
- 10 cg/g montmorylonitu modyfikowanego IV-rzędową solą amoniową,
- 2,2 cg/g azodikarbonamidu,
- 2,2 cg/g modyfikowanego wosku polietylenowego o nazwie handlowej WP2,
- 0,6 cg/g przeciwutleniacza o nazwie handlowej lrganox 1010.
Całość homogenizuje się przez 10 minut w temperaturze 130°C.
Tak otrzymany kompozyt po procesie walcowania poddaje się prasowaniu przy użyciu prasy hydraulicznej. Z otrzymanych wyprasek wycina się kształtki do badań właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu.
P r z y k ł a d 2 - porównawczy
W walcarce laboratoryjnej umieszcza się:
- 87,2 cg/g polietylenu małej gęstości, LDPE, o wskaźniku szybkości płynięcia 2,0 g/10 minut,
- 10 cg/g montmorylonitu modyfikowanego IV-rzędową solą amoniową,
- 2,2 cg/g modyfikowanego wosku polietylenowego,
- 0,6 cg/g przeciwutleniacza o nazwie handlowej lrganox 1010.
Całość homogenizuje się przez 10 minut w temperaturze 130°C.
P r z y k ł a d 3 - porównawczy
W walcarce laboratoryjnej umieszcza się:
- 85 cg/g polietylenu małej gęstości, LDPE, o wskaźniku szybkości płynięcia 2,0 g/10 min,
- 10 cg/g montmorylonitu modyfikowanego IV-rzędową solą amoniową,
- 2,2 cg/g azodikarbonamidu,
- 2,2 cg/g polietylenu wysokiej gęstości, HDPE,
- 0,6 cg/g przeciwutleniacza o nazwie handlowej lrganox 1010.
Całość homogenizuje się przez 10 minut w temperaturze 130°C.
Tabela przedstawia wyniki oznaczeń właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu przeprowadzonych dla kompozytów o składzie jak w przykładach 1-3
| Kompozyt | Właściwości wytrzymałościowe przy rozciąganiu | |||
| Maksymalne naprężenie rozciągające MPa | Naprężenie przy zerwaniu MPa | Wydłużenie względne przy zerwaniu % | Granica plastyczności MPa | |
| 1 | 14,4 | 13,8 | 500 | 11,4 |
| 2 - porównawczy | 11,9 | 10,1 | 350 | 9,9 |
| 3 - porównawczy | 10,6 | 9,8 | 295 | 9,4 |
Jak wynika z danych zawartych w tabeli, kompozyt otrzymany sposobem według wynalazku wykazuje zdecydowanie korzystniejsze właściwości wytrzymałościowe. Wszystkie parametry oznaczone dla tego tworzywa są o kilkadziesiąt procent większe niż parametry tworzyw otrzymanych w przykładach porównawczych. Oznacza to, że wyroby wykonane z tworzywa otrzymanego sposobem według wynalazku, na przykład rury, torby, folie czy dowolne inne kształty, będą mogły przenosić większe obciążenia mechaniczne bez zniszczenia. Poprawę tych parametrów można prawdopodobnie przypisać większemu stopniowi delaminacji i eksfoliacji warstewek użytego glinokrzemianu.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentoweSposób otrzymywania kompozytu polimerów termoplastycznych przy użyciu typowych metod przetwórczych takich jak walcowanie, mieszanie w mieszalniku periodycznym bądź mieszanie w mieszalniku o działaniu ciągłym typu wytłaczarki jedno- bądź dwuślimakowej, znamienny tym, że sporządza się mieszaninę złożoną z:77,0-99,5 cg/g homopolimeru etylenu bądź kopolimeru etylenu z propylenem, butenem, heksenem, oktenem, octanem winylu, styrenem bądź monomerem akrylowym, w którym etylen stanowi co najmniej 30% merów i którego wskaźnik szybkości płynięcia oznaczony w temperaturze 190°C pod obciążeniem 2,16 kg wynosi nie więcej niż 50 g/10 minut, 0,5-15,0 cg/g glinokrzemianu warstwowego w formie soli sodowej, wapniowej lub potasowej bądź modyfikowanego dowolną IV-rzędową solą amoniową o wielkości ziarna poniżej 2 mm, azodikarbonamidu w ilości 0,1-25% w stosunku do masy glinokrzemianu warstwowego, wosku polietylenowego o średniej masie cząsteczkowej mniejszej niż 30% średniej masy cząsteczkowej polimeru stanowiącego główny składnik kompozytu, w ilości 0,1% do 25% w stosunku do masy glinokrzemianu, 0,1 -1 cg/g przeciwutleniacza fenolowego, po czym mieszaninę tę homogenizuje się w temperaturze 100-200°C przez 1-60 minut.Departament Wydawnictw UP RP
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL386585A PL211265B1 (pl) | 2008-11-24 | 2008-11-24 | Sposób otrzymywania kompozytu polimerów termoplastycznych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL386585A PL211265B1 (pl) | 2008-11-24 | 2008-11-24 | Sposób otrzymywania kompozytu polimerów termoplastycznych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL386585A1 PL386585A1 (pl) | 2010-06-07 |
| PL211265B1 true PL211265B1 (pl) | 2012-04-30 |
Family
ID=42990383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL386585A PL211265B1 (pl) | 2008-11-24 | 2008-11-24 | Sposób otrzymywania kompozytu polimerów termoplastycznych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL211265B1 (pl) |
-
2008
- 2008-11-24 PL PL386585A patent/PL211265B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL386585A1 (pl) | 2010-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guo et al. | Flame retarding effects of nanoclay on wood–fiber composites | |
| de Abreu et al. | Development of new polyolefin films with nanoclays for application in food packaging | |
| CN101784587B (zh) | 包含聚烯烃、聚(羟基羧酸)和纳米粘土的树脂组合物 | |
| JP5796072B2 (ja) | ポリマー複合体フォーム | |
| Hetzer et al. | Wood/polymer/nanoclay composites, environmentally friendly sustainable technology: A review | |
| Lee et al. | Thermal, mechanical and morphological properties of polypropylene/clay/wood flour nanocomposites | |
| EP3099733B1 (en) | Nanocomposite packaging film | |
| Istrate et al. | Structure and properties of clay/recycled plastic composites | |
| Lee et al. | The effects of clay dispersion on the mechanical, physical, and flame‐retarding properties of wood fiber/polyethylene/clay nanocomposites | |
| JP2016500396A (ja) | ポリマーフォーム | |
| Majeed et al. | Mechanical and Oxygen Barrier Properties of LDPE/MMT/MAPE and LDPE/MMT/EVA Nanocomposite Films: A Comparison Study. | |
| EP3246359A1 (en) | Method of producing halogen-free flame retardant polymer composites | |
| US9279046B2 (en) | Nanocomposites and nanocomposite foams and methods and products related to same | |
| US20240150561A1 (en) | Resin composition and molded product | |
| US11161945B2 (en) | Polymeric additive for improving polymer environmental stress cracking resistance properties | |
| Chuayjuljit et al. | Preparation and properties of PVC/EVA/organomodified montmorillonite nanocomposites | |
| Dasan | Nanoclay/polymer composites: recent developments and future prospects | |
| PL211265B1 (pl) | Sposób otrzymywania kompozytu polimerów termoplastycznych | |
| PL211263B1 (pl) | Kompozyt polimerów termoplastycznych | |
| Lee | Foaming of wood flour/polyolefin/layered silicate composites | |
| Coskunses et al. | Preparation and characterization of low density polyethylene/ethylene methyl acrylate glycidyl methacrylate/organoclay nanocomposites | |
| PL213782B1 (pl) | Sposób modyfikacji glinokrzemianów warstwowych | |
| JPWO2018062200A1 (ja) | 樹脂組成物、マスターバッチペレット並びに樹脂組成物成形体及びその製造方法 | |
| JP2002030181A (ja) | 発泡用ポリオレフィン系樹脂組成物 | |
| Quigley et al. | Improved mechanical properties of organoclay/nylon 6 nanocomposites prepared via a supercritical carbon dioxide‐aided, melt blending method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20131124 |