PL221502B1 - Polimerowe nanokompozyty włókniste i sposób ich otrzymywania - Google Patents
Polimerowe nanokompozyty włókniste i sposób ich otrzymywaniaInfo
- Publication number
- PL221502B1 PL221502B1 PL390607A PL39060710A PL221502B1 PL 221502 B1 PL221502 B1 PL 221502B1 PL 390607 A PL390607 A PL 390607A PL 39060710 A PL39060710 A PL 39060710A PL 221502 B1 PL221502 B1 PL 221502B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- tetrafluoroethylene
- poly
- composition
- thermoplastic
- weight
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 29
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- -1 poly(tetrafluoroethylene) Polymers 0.000 claims abstract description 134
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 109
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 73
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 49
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 51
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 43
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 31
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 18
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 18
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 16
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 15
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 claims description 4
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 claims description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 abstract 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 abstract 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 abstract 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 abstract 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 19
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 19
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 11
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 7
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 3
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSRJKNPTNIJEKV-UHFFFAOYSA-N Guaifenesin Chemical compound COC1=CC=CC=C1OCC(O)CO HSRJKNPTNIJEKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 235000019256 formaldehyde Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
- B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
- B29C70/14—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat oriented
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
- B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/04—Polymers of ethylene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2059/00—Use of polyacetals, e.g. POM, i.e. polyoxymethylene or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
- B29K2105/122—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles microfibres or nanofibers
- B29K2105/124—Nanofibers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Polimerowe nanokompozyty włókniste, charakteryzują się tym, że jako tworzywo termoplastyczne zawierają polimer, wybrany z grupy obejmującej poliolefiny, poliacetale, polimery winylowe, poliamidy lub poliestry, ewentualnie ze znanymi dodatkami oraz poli(tetrafluoroetylen), o zawartości fazy krystalicznej powyżej 50% wagowych, o temperaturze topnienia wyższej lub równej 330°C, w postaci pojedynczych włókien o rozmiarach poprzecznych w zakresie od 10 do 500 nanometrów w ilości od 0,1% wagowych do 15% wagowych. Sposób otrzymywania nanokompozytów włóknistych, poprzez modyfikację właściwości tworzyw termoplastycznych lub kompozycji zawierających tworzywa termoplastyczne polega na tym, że do tworzywa termoplastycznego wybranego z grupy obejmującej poliolefiny, poliacetale, polimery winylowe, poliamidy lub poliestry, ewentualnie ze znanymi dodatkami, przed jego obróbką dodaje się poli(tetrafluoroetylen) o zawartości fazy krystalicznej powyżej 50% wagowych, o temperaturze topnienia wyższej lub równej 330°C, w postaci cząstek o rozmiarach, korzystnie w zakresie od 100 nm do 2 mm, w ilości od 0,1% wagowych do 15% wagowych, po czym uzyskaną w ten sposób kompozycję poddaje się działaniu sił ścinających, korzystnie przetwarzaniu, polegającym na mieszaniu składników przy dużych szybkościach ścinania, aż do uzyskania przekształcenia poli(tetrafluoroetylenu) w pojedyncze włókna, po czym ewentualnie przetwarza się uzyskany nanokompozyt metodą wytłaczania, wtrysku lub termoformowania.
Description
Przedmiotem wynalazku są nanokompozyty oparte o tworzywa termoplastyczne zawierające nanowłókna poli(tetrafluoroetylenu) oraz sposób ich otrzymywania, poprzez modyfikację właściwości tworzyw termoplastycznych lub kompozycji zawierających tworzywa termoplastyczne. Termin tworzywa termoplastyczne dotyczy materiałów polimerowych, które ogrzane do odpowiedniej temperatury przechodzą w stan stopiony a ochłodzone ulegają ponownemu zestaleniu. Polimerowe tworzywa termoplastyczne stosuje się do wytwarzania szerokiej gamy produktów.
Właściwości tworzyw termoplastycznych można modyfikować poprzez napełnianie. Właściwości kompozytów zależą od zawartości i rodzaju użytego napełniacza, a także od kształtu ziaren napełni acza oraz wzajemnych oddziaływań pomiędzy nim a polimerem. Napełniacze dzieli się na proszkowe, mające postać sferyczną, płatkową lub krótkich włókien ciętych oraz ciągłe, zwane również włóknist ymi, jednokierunkowymi. Udział napełniaczy proszkowych lub ciągłych w tworzywach termoplastyc znych lub kompozycjach zawierających tworzywa termoplastyczne wynosi najczęściej od 5 do 60% obj.
Powszechnie stosowanymi napełniaczami są różnorodne związki chemiczne (talk, kreda, minerały wulkaniczne, proszki metali i inne [R.N. Rothon, Minerał Filters In Thermoplastics: Filier Manufacture and Characterisation, Adv. Polym. Sci., 139, 67-107 (1999)], włókna węglowe, szklane lub polimerowe (PP, PE, PA, PET, PBT) oraz napełniacze naturalne (celuloza, mączka drzewna itp.) [C. KIason, J. Kubat, H.-E. Stromvall, The Efficiency of Cellulosic Fillers In Common Thermoplastics. Part 1. Filling without Processing Aids or Coupling Agents, Int. J. Polym. Mater., 10, 159-187 (1984)] cząstki napełniacza z małym współczynnikiem kształtu (kulki czy bryłki) przyczyniają się do wzrostu modułu sprężystości, ale generalnie nie zwiększają wytrzymałości, natomiast cząstki takie jak włókna czy płytki (o rozwiniętej powierzchni) powodują równoczesny wzrost sztywności i wytrzymałości kompozytu. Ponadto, do tworzyw dodaje się również środki zarodkujące krystalizację.
Obecność środka zarodkującego z reguły przyśpiesza krystalizację z jednoczesnym podwyższeniem temperatury krystalizacji, co umożliwia skrócenie czasu wytwarzania produktu. Znane są liczne środki zarodkujące krystalizację tworzyw termoplastycznych. W zgłoszeniu patentowym nr P-383599 (24.10.2007) opisano zarodkowanie szeregu polimerów przez dodanie cząstek poli(tetrafluoroetylenu). Znany jest również fakt, że krystalizacja izotaktycznego polipropylenu jest zarodkowana przez włókna poli(tetrafluoroetylenu) [C. Wang, L.M. Hwang, Transcrystallization of PTFE Fiber/PP Composites (I) Crystallization Kinetics and Morphology, J. Polym. Sci. Part B: Polym Phys. 34, 47-56, (1996), C. Wang C., C.R. Liu, Transcrystallization of polypropylene composites: nucleating ability of fibers, Polymer 40, 289-298 (1999)]. Pokazano również, że kontakt polipropylenu izotaktycznego z warstwą poli(tetrafluoroetylenu) powoduje wzrost warstwy transkrystalicznej przy powierzchni kontaktu [D.R. Fitchmun, S. Newman, Surface Crystallization of Polypropylene, J. Polym. Sci. Part A-2, 8, 1545-1564 (1970), K. Gadzinowska, E. Piórkowska, Influence of sample thickness and surface nucleation on iPP crystallization kinetics in DSC measurements, Polimery, 48, 790-799 (2003)].
Znane są metody otrzymywania włókien poli(tetrafluoroetylenu) z proszku poli(tetrafluoroetylenu) w złożu fluidalnym [Patent US6187238], przez wytłaczanie mieszaniny dyspersji proszku poli(tetrafluoroetylenu) w wodzie i roztworu eteru celulozy, zgrzewanie, rozciąganie i wygrzewanie [Patent US7498079] lub przez wytłaczanie pasty zawierającej proszek poli(tetrafluoroetylenu) i substancję ułatwiającą wytłaczanie, wygrzewanie i rozciąganie [Patent US5686033].
Znane są kompozycje termoplastycznych elastomerów, w których rolę modyfikatora pełni rozwłókniony poli(tetrafluoroetylen) i disiarczek molibdenu (MoS2), przy czym zawartość poli(tetrafluoroetylenu) i disiarczku molibdenu w kompozycji wynosi od 2 do 12% wagowych (patent US5418270), przy czym na 1 część wagową disiarczku molibdenu przypada od 3 do 6 części wagowych poli(tetrafluoroetylenu). Ponadto, korzystne jest zmieszanie cząstek disiarczku molibdenu z cząstkami poli(tetrafluoroetylenu) przed dodaniem do elastomeru, aby związać je wskutek oddziaływań elektrostatycznych. Obecność disiarczku molibdenu ułatwia uzyskanie równomiernej dyspersji włókien.
Znana jest również modyfikacja tworzyw termoplastycznych poprzez dodanie termoplastycznego elastomeru zawierającego rozwłókniony poli(tetrafluoroetylen) i disiarczek molibdenu (Patent US5645603).
Ponadto, zaobserwowano [D.W. van der Meer, D. Milazzo, A. Sanguinetti, G.J. Vansco, Oriented Crystallization and Mechanical Properties of Polypropylene Nucleated on Fibrillated Polytetrafluoroethylene Scaffolds, Polym. Eng. Sci., 45, 458-468 (2005)], że proszek poli(tetrafluoroetylenu), dodany
PL 221 502 B1 do izotaktycznego polipropylenu w ilości od 1 do 6% wagowych może ulegać częściowemu rozwłóknianiu podczas mieszania z tym polimerem. Wskutek tego powstaje sieć włókien, tworzących wiązki lub pęczki nano-włókien, przy czym średnica pojedynczych nano-włókien wynosi 20-30 nm, a współczynnik kształtu przynajmniej 25. Poli(tetrafluoroetylen) w tej postaci zarodkuje krystalizację izotaktycznego polipropylenu, a modyfikacja właściwości mechanicznych wynika z zarodkowania polipropylenu na poli(tetrafluoroetylenie). Wiadomo też, [K. Bernland, P. Smith, Nucleating Polymer Crystallization with Poly(tetrafluoroethylene) Nanofibrils, J. Appl. Polym. Sci., 114, 281-287 (2009)], że podczas mieszania polimerów: poli(tlenku metylenu) i poliamidu 12, z 1% wagowych proszku poli(tetrafluoroetylenu), oraz mieszania izotaktycznego polipropylenu i polietylenu dużej gęstości z ilością proszku poli(tetrafluoroetylenu) od 0.001 do 2% wagowych, część poli(tetrafluoroetylenu) ulega przekształceniu we włókna o średnicy poniżej 1 ąm, które zarodkują krystalizację polimerów. W kompozytach pozostaje jednak dużo cząstek poli(tetrafluoroetylenu), o rozmiarach sięgających 5 ąm, które nie zostały przekształcone we włókna.
Nanokompozyty polimerowe charakteryzują się tym, że cząstki napełniaczy mają rozmiary nanometrowe. Wskutek dużej powierzchni oddziaływań między nano-cząstkami napełniacza i polimeru można uzyskać pożądaną modyfikację właściwości przy niewielkich, rzędu kilku %, zawartościach nanonapełniacza w kompozycie. [K. Friedrich, S. Fakirov, Z. Zhang, Polymer Composites. From Nanoto Macro-Scale. Springer, 2005]. Do modyfikacji polimerów stosuje się często warstwowe glinokrzemiany, które podczas mieszania z polimerem ulegają rozwarstwieniu na płytki o grubości 1 nm. Warunkiem uzyskania poprawy właściwości, jest rozwarstwienie płytek i ich odpowiednie zdyspergowanie w polimerze, co wymaga modyfikacji chemicznej napełniacza, stosowania kompatybilizatorów i odpowiednich metod mieszania. Niezależnie od rodzaju nano-napełniacza i kształtu jego cząstek konieczne jest także uzyskanie dobrej dyspersji nano-cząstek, gdyż obecność aglomeratów prowadzi do pogorszenia właściwości mechanicznych. Im większa jest zawartość nanonapełniacza tym trudniejsze jest uzyskanie dobrej dyspersji nanocząstek.
Polimerowe nanokompozyty włókniste, według wynalazku charakteryzują się tym, że jako tworzywo termoplastyczne zawierają polimer wybrany z grupy obejmującej poliolefiny lub polistyren, ewentualnie ze znanymi dodatkami, oraz poli(tetrafluoroetylen), zawierający powyżej 50% wagowych fazy krystalicznej, o temperaturze topnienia wyższej lub równej 330°C, w postaci pojedynczych włókien o rozmiarze poprzecznym w zakresie od 10 do 500 nanometrów, nietworzących wiązek lub aglomeratów, w ilości od 3% wagowych do 5% wagowych.
Sposób otrzymywania nanokompozytów włóknistych, poprzez modyfikację właściwości tworzyw termoplastycznych lub kompozycji zawierających tworzywa termoplastyczne, według wynalazku, polega na tym, że do tworzywa termoplastycznego wybranego z grupy obejmującej poliolefiny i polistyren, ewentualnie ze znanymi dodatkami, przed jego obróbką, dodaje się poli(tetrafluoroetylen) zawierający powyżej 50% wagowych fazy krystalicznej w postaci pojedynczych włókien o temperaturze topnienia wyższej lub równej 330°C, w postaci cząstek o rozmiarach korzystnie w zakresie od 100 nm do 2 mm, po czym uzyskaną w ten sposób kompozycję miesza się w temperaturze wyższej niż temperatura topnienia tworzywa termoplastycznego, poddając kompozycję działaniu sił ścinających, korzystnie przy dużych szybkościach ścinania, aż do uzyskania przekształcenia poli(tetrafluoroetylenu) w pojedyncze włókna w postaci cząstek o rozmiarze poprzecznym w zakresie od 10 do 500 nanometrów, nie tworzących wiązek lub aglomeratów, w ilości od 3% wagowych do 5% wagowych, po czym ewentualnie przetwarza się uzyskany nanokompozyt metodą wytłaczania, wtrysku lub termoformowania.
Podczas przetwarzania kompozycji cząstki poli(tetrafluoroetylenu) zostają poddane działaniu sił ścinających i ulegają przekształceniu w pojedyncze włókna o rozmiarach poprzecznych w zakresie od 10 do 500 nanometrów wzmacniające tworzywo bez etapu stapiania. Istotne jest, aby poli(tetrafluoroetylen) uległ przekształceniu w pojedyncze nano-włókna, rozproszone w matrycy polimerowej. Aby uzyskać kompozycję o dobrych właściwościach należy mieszać składniki przy dużych szybkościach ścinania, i uzyskiwać odkształcenia cząstek poli(tetrafluoroetylenu) rzędu od 100 do 10 000 razy.
W sposobie według wynalazku, jako tworzywo termoplastyczne stosuje się polimer wybrany z grupy poliolefin i polistyrenu.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, proszek poli(tetrafluoroetylenu) dodaje się do tworzywa termoplastycznego lub kompozycji zawierającej tworzywa termoplastyczne ze znanymi dodatkami: przed zmieszaniem z dodatkami, w trakcie mieszania z dodatkami lub po zmieszaniu z dodatkami.
PL 221 502 B1
W sposobie według wynalazku, korzystnie, proszek poli(tetrafluoroetylenu) rozdrabnia się wstępnie przed dodaniem do tworzywa termoplastycznego lub kompozycji zawierającej tworzywo termoplastyczne.
W sposobie według wynalazku, korzystnie jako dodatek stosuje się inne tworzywo termoplastyczne.
W sposobie według wynalazku, korzystnie jako dodatek stosuje się związek chemiczny o małej masie cząsteczkowej wybrany z grupy zawierającej pigmenty, stabilizatory, antyutleniacze i uniepalniacze.
W sposobie według wynalazku, korzystnie jako dodatek stosuje się napełniacz ziarnisty lub włóknisty.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, cząstki poli(tetrafluoroetylenu) dodawane są do tworzywa termoplastycznego lub kompozycji tworzywa termoplastycznego ze znanymi dodatkami w postaci proszku.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, stosuje się cząstki poli(tetrafluoroetylenu) pokryte substancją zapobiegającą ich aglomeracji.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, powierzchnię cząstek poli(tetrafluoroetylenu) uprzednio modyfikuje się chemicznie w celu zapobieżenia ich aglomeracji, korzystnie w wyładowaniu koronowym.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, stosuje się cząstki poli(tetrafluoroetylenu) w postaci zawiesiny w cieczy.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, stosuje się zawiesinę cząstek poli(tetrafluoroetylenu) zawierającą surfaktant stabilizujący zawiesinę.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, mieszanie prowadzi się za pomocą wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, poli(tetrafluoroetylen) podaje się do stopionego polimeru.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, nanokompozyt - modyfikowane tworzywo termoplastyczne lub kompozycję zawierającą tworzywo termoplastyczne, granuluje się.
W sposobie według wynalazku, korzystnie, nanokompozyt - modyfikowane tworzywo termoplastyczne lub kompozycję zawierającą tworzywo termoplastyczne, przetwarza się metodą wytłaczania, wtrysku lub termoformowania.
Nieoczekiwanie, okazało się, że podczas przetwarzania kompozycji tworzyw termoplastycznych według wynalazku, cząstki poli(tetrafluoroetylenu) pod wpływem sił ścinających ulegają przekształc eniu w praktycznie pojedyncze włókna o rozmiarach poprzecznych w zakresie od 10 do 500 nanom etrów wzmacniające tworzywo, bez etapu stapiania.
Nieoczekiwanie, okazało się, że sposobem według wynalazku, dzięki modyfikacji polimerowych tworzyw termoplastycznych lub kompozycji zawierających tworzywa termoplastyczne, możliwe jest otrzymywanie nanowłókien poli(tetrafluoroetylenu) bezpośrednio podczas mieszania cząstek poli(tetrafluoroetylenu) z tworzywem termoplastycznym lub z kompozycją zawierającą tworzywo termoplastyczne, bez konieczności dodawania cząstek substancji nieorganicznej.
Zaletą sposobu modyfikacji polimerowych tworzyw termoplastycznych lub kompozycji zawierających tworzywa termoplastyczne, według wynalazku, jest możliwość wytworzenia tworzyw o zwiększonej wytrzymałości, wykazujących podwyższoną temperaturę krystalizacji.
Zaletą sposobu według wynalazku jest także nierozpuszczalność poli(tetrafluoroetylenu) w innych polimerach, hydrofobowość, stabilność termiczna do 450°C oraz odporność chemiczna na reakcje z dodatkami stosowanymi do polimerów, co zapewnia stabilność składu kompozycji zarówno podczas przetwarzania jak i podczas eksploatacji końcowego wyrobu.
Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na podstawie zamieszczonych poniżej przykładów wyk onania.
P r z y k ł a d I
Do sporządzenia kompozycji użyto polipropylen Novolen 1100H, o gęstości 0.91 g/cm , wskaźniku płynięcia 2.4 g/10 min (2.16 kg, 230°C), dostarczony przez firmę BASF z Niemiec. Wykorzystano również zawiesinę wodną cząstek poli(tetrafluoroetylenu) o rozmiarach 0.05-0.5 ąm, o zawartości wagowej poli(tetrafluoroetylenu) 60% wag. produkcji Polysciences, Inc., z USA, o nazwie handlowej Teflon 30B. Ponadto, użyto zawiesinę wodną cząstek poli(tetrafluoroetylenu) o średnim rozmiarze 160 nm produkcji firmy Dyneon, z USA, o nazwie handlowej Dyneon TF 5032R. Polipropylen został stopiony
PL 221 502 B1 w mieszalniku Brabender. Zawiesina cząstek poli(tetrafluoroetylenu) została dodana do stopionego polipropylenu, w ilości odpowiedniej aby uzyskać zawartość 5 części wagowych poli(tetrafluoroetylenu) na 100 części wagowych kompozycji. Woda natychmiast wyparowała a cząstki poli(tetrafluoroetylenu) były mieszane z polipropylenem w temperaturze 200°C przez 15 min. przy szybkości 80 obrotów/min. Czysty polipropylen Novolen 1100H homogenizowano poprzez mieszanie w mieszalniku Brabender przez 15 min, w temperaturze 200°C, aby nadać mu historię termomechaniczną taką samą jaką otrzymała kompozycja z poli(tetrafluoroetylenem).
Badania morfologii kompozycji przeprowadzono metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) za pomocą aparatu JEOL 5500LV. Na fig, 1 przedstawiono mikrofotografię przełomu kompozycji.
Mikrofotografia SEM kompozycji, ilustruje, że podczas mieszania polipropylenu z wodną zawiesiną poli(tetrafluoroetylenu) o nazwie Teflon 30B otrzymano włókna poli(tetrafluoroetylenu) o rozmiarach poprzecznych od 100 do 250 nm.
Badania krystalizacji kompozycji przeprowadzono metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC) za pomocą aparatu TA Instruments 2920. Próbki, o masie 10 mg, ogrzewano do temperatury 220°C, wygrzewano w tej temperaturze przez 3 min. a następnie ochłodzono ze stałą szybkością 10°C/min do temperatury pokojowej. Temperatury maksimów egzoterm krystalizacji badanych materiałów zostały zebrane w Tabeli 1 .
T a b e l a 1
Temperatury maksimów egzoterm krystalizacji czystego polipropylenu Novolen 1100H oraz jego kompozycji z zawiesiną wodną Teflon 30B oraz TF 5032R.
| Materiał | Tc (°C) |
| czysty polipropylen PP | 117.6 |
| kompozycja PP z Teflonem 30B | 128.3 |
| kompozycja PP z TF 5032R | 127.3 |
Porównanie temperatur krystalizacji polipropylenu wskazuje, że obecność nanowłókien poli(tetrafluoroetylenu) podwyższa temperaturę krystalizacji materiału podczas ochładzania.
P r z y k ł a d II
Do sporządzenia kompozycji użyto polipropylen Malen-P B200, o gęstości 0,91 g/cm , wskaźniku płynięcia 0.6 g/10 min (2.16 kg, 230°C), dostarczony przez firmę Basell Orlen Polyolefins Sp. z o.o, z Płocka. Wykorzystano również proszek poli(tetrafluoroetylenu) o średnim rozmiarze cząstek 28 ąm produkcji firmy DuPont, z USA, o nazwie handlowej Teflon PTFE 7C. Polipropylen został stopiony w mieszalniku Brabender. Proszek poli(tetrafluoroetylenu) został wstępnie rozdrobniony w homogenizatorze w temperaturze ciekłego azotu, a następnie dodany do stopionego polipropylenu, w ilości odpowiedniej aby uzyskać zawartość 5% wagowych poli(tetrafluoroetylenu) w kompozycji.
Cząstki poli(tetrafluoroetylenu) były mieszane z polipropylenem w temperaturze 20 0°C przez 15 min. przy szybkości 120 obrotów/min. Czysty polipropylen Malen-P B200 homogenizowano poprzez mieszanie w mieszalniku Brabender przez 15 min. w temperaturze 200°C, aby nadać mu historię termomechaniczną taką samą jak miała kompozycja z poli(tetrafluoroetylenem).
Badania struktury kompozycji Malen-P B200 z proszkiem Teflon PTFE 7C przeprowadzono metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) za pomocą aparatu JEOL 5500LV. Na fig. 2 przedstawiono mikrofotografię przełomu kompozycji.
Mikrofotografia SEM kompozycji, ilustruje, że podczas mieszania polipropylenu z proszkiem poli(tetrafluoroetylenu) otrzymano włókna poli(tetrafluoroetylenu) o rozmiarach poprzecznych od 30 do 150 nm.
Badania wytrzymałości stopionej kompozycji Malen-P B200 z proszkiem Teflon PTFE 7C w stanie stopionym przeprowadzono metodą jednoosiowego rozciągania za pomocą aparatu ARES 2KFRTN1 z przystawką EVF. Jednoosiowe rozciąganie wykonano odpowiednio w temperaturze 180 i 200°C z szybkością ścinania 0.1 s- . Krzywe zależności siła rozciągająca-czas dla czystego polipropylenu Malen-P B200 oraz jego kompozycji z proszkiem Teflon PTFE 7C na fig. 3.
Otrzymane wyniki wyraźnie wskazują, że obecność włókien poli(tetrafluoroetylenu) w kompozycji powoduje znaczny wzrost siły rozciągającej (stanowiącej miarę wytrzymałości stopionego polimeru) w stosunku do czystego polipropylenu. W przypadku pomiarów przeprowadzonych w temperaturze 180°C
PL 221 502 B1 wytrzymałość stopu dla kompozycji Malen-P B200 z proszkiem Teflon PTFE 7C wzrosła aż sześciokrotnie (F = 26.3 g) w porównaniu z polipropylenem (F = 4.4 g).
Badania udarności kompozycji przeprowadzono metodą Izoda z użyciem młota wahadłowego dostarczającego 5.5 J energii (Resil 5.5, CEAST S.p.A., Pianezza TO, Italy).
Udarność czystego polipropylenu i kompozycji Malen-P B200 z proszkiem Teflon PTFE 7C wyniosła odpowiednio 3.9 kJ/m oraz 4.8 kJ/m , Z przeprowadzonych badan wynika, że dodatek poli(tetrafluoroetylenu) powoduje wzrost udarności o około 20% w porównaniu do czystego polipropylenu.
P r z y k ł a d III
Do sporządzenia kompozycji użyto polipropylen Malen-P B200 oraz proszek Teflon PTFE 7C opisane w Przykładzie II, a ponadto proszek poli(tetrafluoroetylenu) produkcji firmy Kirowo-Chepieck, z Rosji, o nazwie handlowej Fluoroplast-4 RB (Reactor Bead). Kompozycje polipropylenu z poli(tetrafluoroetylenem) wykonano metodą opisaną w Przykładzie II.
Badania krystalizacji kompozycji przeprowadzono metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC) za pomocą aparatu TA Instruments 2920. Próbki, o masie 10 mg, ogrzewano do temperatury 220°C, wygrzewano w tej temperaturze przez 3 min. a następnie ochłodzono ze stałą szybkością 10°C/min do temperatury pokojowej. Temperatury maksimów egzoterm krystalizacji badanych materiałów zostały zebrane w Tabeli 2.
T a b e l a 2
| Materiał | Tc (°C) |
| czysty polipropylen PP | 116.6 |
| kompozycja PP z PTFE 7C | 127.8 |
| kompozycja PP z PTFE F4-RB | 128.0 |
Otrzymane wyniki wyraźnie wskazują, że kompozycje polipropylenu z poli(tetrafluoroetylenem) krystalizują podczas chłodzenia w wyższej temperaturze niż polipropylen bez nanowłókien poli(tetrafluoroetylenu).
P r z y k ł a d IV
Do sporządzenia kompozycji użyto polietylen małej gęstości LDPE Lupolen 1810D, o gęstości 0.92 g/cm , o wskaźniku płynięcia w granicach 0.1-0.3 g/10 min (2.16 kg, 230°C), dostarczony przez firmę Lyondell Basell z Holandii. Wykorzystano również proszek poli(tetrafluoroetylenu) Teflon PTFE 7C opisany w Przykładzie II. Polietylen małej gęstości został stopiony w mieszalniku Brabender. Proszek poli(tetrafluoroetylenu) został wstępnie rozdrobniony w homogenizatorze w temperaturze ciekłego azotu, a następnie dodany do stopionego polietylenu niskiej gęstości, w ilości odpowiedniej aby uzyskać zawartość 3% wagowych poli(tetrafluoroetylenu) w kompozycji. Cząstki poli(tetrafluoroetylenu) były mieszane z polietylenem małej gęstości w temperaturze 170°C przez 15 min. przy szybkości 120 obrotów/min. Czysty polietylen niskiej gęstości Lupolen 1810D homogenizowano poprzez mieszanie w mieszalniku Brabender przez 15 min. w temperaturze 170°C, aby nadać mu historię termomechaniczną taką samą jak miała kompozycja z poli(tetrafluoroetylenem). Badania wytrzymałości kompozycji w stanie stopionym przeprowadzono metodą jednoosiowego rozciągania za pomocą aparatu ARES 2KFRTN1 z przystawką EVF. Jednoosiowe rozciąganie wykonano w temperaturze 170°C z szybkością ścinania 0.1 s- . Krzywe zależności siła - czas przedstawiono na fig. 4.
Z przeprowadzonych badan wynika, że obecność nanowłókien poli(tetrafluoroetylenu) powoduje trzykrotny wzrost wytrzymałości kompozycji w stanie stopionym w porównaniu do czystego polietylenu małej gęstości.
P r z y k ł a d V
Do sporządzenia kompozycji użyto polistyren ataktyczny PS o średnim wagowo ciężarze cząsteczkowym MW=220 000 g/mol. Wykorzystano również proszek poli(tetrafluoroetylenu) Teflon PTFE 7C opisany w Przykładzie II. Polistyren został stopiony w mieszalniku Brabender. Proszek poli(tetrafluoroetylenu) został wstępnie rozdrobniony w homogenizatorze w temperaturze ciekłego azotu, a następnie dodany do stopionego polistyrenu, w ilości odpowiedniej aby uzyskać zawartość poli(tetrafluoroetylenu) w kompozycji 3% wag. Cząstki poli(tetrafluoroetylenu) były mieszane z polist yrenem w temperaturze 170°C przez 15 min. przy szybkości 120 obrotów/min. Czysty polistyren homogenizowano poprzez mieszanie w mieszalniku Brabender przez 15 min. w temperaturze 170°C, aby
PL 221 502 B1 nadać mu historię termomechaniczną taką samą jak miała kompozycja z poli(tetrafluoroetylenem). Badania wytrzymałości kompozycji w stanie stopionym przeprowadzono metodą jednoosiowego rozciągania za pomocą aparatu ARES 2KFRTN1 z przystawką EVF. Jednoosiowe rozciąganie wykonano w temperaturze 170°C z szybkością ścinania 0.1 s- . Krzywe zależności siła - czas przedstawiono na fig. 5.
Z przeprowadzonych badań wynika, że obecność włókien poli(tetrafluoroetylenu) powoduje trzykrotny wzrost wytrzymałości kompozycji w stanie stopionym w porównaniu z czystym polistyrenem.
P r z y k ł a d VI
Do sporządzenia kompozycji użyto polipropylen Malen-P B200, o gęstości 0.91 g/cm , wskaźniku płynięcia 0.6 g/10 min (2.16 kg, 230°C), dostarczony przez firmę Basell Orlen Polyolefins Sp. z o.o. z Płocka. Wykorzystano również proszek poli(tetrafluoroetylenu) o średnim rozmiarze cząstek 28 ąm produkcji firmy DuPont, z USA, o nazwie handlowej Teflon PTFE 7C, jak opisano w Przykładzie II. Proszek poli(tetrafluoroetylenu) został wstępnie rozdrobniony w homogenizatorze w temperaturze ciekłego azotu, a następnie dodany do stopionego polipropylenu, w ilości odpowiedniej aby uzyskać zawartość 5% wag. poli(tetrafluoroetylenu) w kompozycji. Czysty polipropylen poddano takiej samej procedurze. Cząstki poli(tetrafluoroetylenu) zostały wstępnie zmieszane z polipropylenem. Z mieszaniny oraz z czystego polipropylenu wykonano folie o grubości 1 mm metodą prasowania w 200°C.
Stopione próbki poddawano odkształceniom ścinającym z szybkością ścinania 4 s- do zadanych wartości odkształcenia w różnych temperaturach za pomocą aparatu ARES 2KFRTN1 w układzie płytka-płytka mierząc lepkość materiału oraz pobierając próbki do badań morfologicznych wykonywanych za pomocą mikroskopu elektronowego skaningowego. Zależność logarytmu lepkości od odkształcenia przedstawiono na fig. 6.
Po początkowym spadku lepkości ze wzrostem odkształcenia następuje jej stabilizacja. Jak wynika z badań morfologii pobranych próbek, w tym obszarze odkształceń aż do odkształcenia 4000-5000 następuje silne odkształcanie cząstek poli(tetrafluoroetylenu) i tworzenie nanowłókien. Szybkość i wydajność tworzenia nanowłókien w obszarze odkształceń do 5000 jest tym większa im jest niższa temperatura. Dla tego zakresu temperatur i lepkości polipropylenu dalszy wzrost odkształcenia pow yżej 5000 skutkuje ponownym spadkiem lepkości wynikającym ze zrywania nanowłókien, co potwierdzają badania struktury metodą mikroskopii elektronowej pobranych próbek.
Claims (16)
1. Polimerowe nanokompozyty włókniste, znamienne tym, że jako tworzywo termoplastyczne zawierają polimer wybrany z grupy obejmującej poliolefiny i polistyren, ewentualnie ze znanymi dodatkami, oraz poli(tetrafluoroetylen), o zawartości fazy krystalicznej powyżej 50% wagowych, o temperaturze topnienia wyższej lub równej 330°C, w postaci pojedynczych włókien o rozmiarze poprzecznym w zakresie od 10 do 500 nanometrów, nietworzących wiązek lub aglomeratów w ilości od 3% wagowych do 5% wagowych.
2. Sposób wytwarzania polimerowych nanokompozytów włóknistych, znamienny tym, że do tworzywa termoplastycznego wybranego z grupy obejmującej poliolefiny i polistyren, ewentualnie ze znanymi dodatkami, przed jego obróbką, dodaje się poli(tetrafluoroetylenu) o stopniu krystaliczności powyżej 50% o temperaturze topnienia wyższej lub równej 330°C, w postaci cząstek o rozmiarach, korzystnie w zakresie od 100 nm do 2 mm, w ilości od 3% wagowych do 5% wagowych, po czym uz yskaną w ten sposób kompozycję poddaje się działaniu sił ścinających, korzystnie przetwarzaniu polegającym na mieszaniu składników przy dużych szybkościach ścinania, aż do uzyskania przekształcenia krystalicznego poli(tetrafluoroetylenu) w pojedyncze włókna, o rozmiarze poprzecznym w zakresie od 10 do 500 nanometrów, nietworzących wiązek lub aglomeratów, po czym ewentualnie przetwarza się uzyskany nanokompozyt metodą wytłaczania, wtrysku lub termoformowania .
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że proszek poli(tetrafluoroetylenu) dodaje się do tworzywa termoplastycznego lub kompozycji zawierającej tworzywa termoplastyczne ze znanymi dodatkami: przed zmieszaniem z dodatkami, w trakcie mieszania z dodatkami lub po zmieszaniu z dodatkami.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że proszek poli(tetrafluoroetylenu) rozdrabnia się wstępnie przed dodaniem do tworzywa termoplastycznego lub kompozycji zawierającej tworzywa termoplastyczne ze znanymi dodatkami.
PL 221 502 B1
5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako dodatek stosuje się inne tworzywo termoplastyczne.
6. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako dodatek stosuje się związek chemiczny o małej masie cząsteczkowej wybrany z grupy zawierającej pigmenty, stabilizatory, antyutleniacze i uniepalniacze.
7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako dodatek stosuje się napełniacz ziarnisty lub włóknisty.
8. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że do tworzywa termoplastycznego lub kompozycji tworzywa termoplastycznego ze znanymi dodatkami dodawane są cząstki poli(tetrafluoroetylenu) w postaci proszku.
9. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że cząstki poli(tetrafluoroetylenu) są pokryte substancją zapobiegającą ich aglomeracji.
10. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że powierzchnia cząstek poli(tetrafluoroetylenu) jest modyfikowana chemicznie w celu zapobieżenia ich aglomeracji.
11. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że cząstki poli(tetrafluoroetylenu) dodaje się w postaci zawiesiny w cieczy.
12. Sposób według zastrz. 2 albo 12, znamienny tym, że zawiesina cząstek poli(tetrafluoroetylenu) zawiera surfaktant stabilizujący zawiesinę.
13. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że mieszanie prowadzi się za pomocą wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej.
14. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że poli(tetrafluoroetylen) dodaje się do stopionego polimeru.
15. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że modyfikowane tworzywo termoplastyczne lub kompozycję zawierającą tworzywo termoplastyczne po zmieszaniu granuluje się.
16. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że modyfikowane tworzywo termoplastyczne lub kompozycję zawierającą tworzywo termoplastyczne przetwarza się metodą wtrysku, wytłaczania lub termoformowania.
PL 221 502 B1
Rysunki fig. 1. Mikrofotografia SEM przełomu kompozycji polipropylenu Novolen 1100H z zawiesiną wodną Teflon 30B.
fig. 2. Mikrofotografia SEM przełomu kompozycji polipropylenu Malen-P B200 z proszkiem Teflon PTFE 7C.
PL 221 502 B1
PL 221 502 B1 fig, 5. Krzywe zależności siła rozciągająca-czas dla czystego polistyrenu ataktycznego PS oraz jego kompozycji z proszkiem Teflon PTFE 7C.
2000
4000
6000
8000
10000 odkształcenie fig, 6. Zależność logarytmu lepkości od odkształcenia dla czystego polipropylenu Malen-P B200 oraz jego kompozycji z proszkiem Teflon PTFE 7C.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL390607A PL221502B1 (pl) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Polimerowe nanokompozyty włókniste i sposób ich otrzymywania |
| EP11460010.9A EP2428597B1 (en) | 2010-03-04 | 2011-03-04 | All-polymer fibrillar nanocomposites and method for manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL390607A PL221502B1 (pl) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Polimerowe nanokompozyty włókniste i sposób ich otrzymywania |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL390607A1 PL390607A1 (pl) | 2011-09-12 |
| PL221502B1 true PL221502B1 (pl) | 2016-04-29 |
Family
ID=44675089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL390607A PL221502B1 (pl) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Polimerowe nanokompozyty włókniste i sposób ich otrzymywania |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2428597B1 (pl) |
| PL (1) | PL221502B1 (pl) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107406635A (zh) | 2015-03-16 | 2017-11-28 | 沙特基础工业全球技术公司 | 原纤化聚合物组合物及其制造方法 |
| SK8509Y1 (sk) * | 2018-04-06 | 2019-08-05 | Bjv Res S R O | Syntetické vlákno s prímesou prírodného materiálu a spôsob jeho výroby |
| CN113789035B (zh) * | 2021-09-06 | 2023-07-11 | 北京工商大学 | 一种取向的pbt微纳孔泡沫材料及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US383599A (en) | 1888-05-29 | Covering | ||
| US5418270A (en) | 1994-04-12 | 1995-05-23 | Alphaflex Industries, Inc. | Modified thermoplastic elastomeric compositions |
| JP3077534B2 (ja) | 1994-05-31 | 2000-08-14 | 日立電線株式会社 | ポリテトラフルオロエチレンの高強度繊維及びその製造方法 |
| US6187238B1 (en) | 1995-06-02 | 2001-02-13 | Magdeburger Energie-Und Umwelttechnik Gmbh | Method for physically converting PTFE particles to fibers |
| US5645603A (en) * | 1995-07-25 | 1997-07-08 | Peters; William E. | Method of enhancing physical properties of non-elastomeric thermoplastic materials and resulting compositions |
| US6162851A (en) * | 1996-07-22 | 2000-12-19 | Icc Industries Inc. | Flame retardant polyolefins for molding applications |
| US7498079B1 (en) | 2007-06-13 | 2009-03-03 | Toray Fluorofibers (America), Inc. | Thermally stable polytetrafluoroethylene fiber and method of making same |
-
2010
- 2010-03-04 PL PL390607A patent/PL221502B1/pl unknown
-
2011
- 2011-03-04 EP EP11460010.9A patent/EP2428597B1/en not_active Not-in-force
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2428597A3 (en) | 2012-06-06 |
| EP2428597B1 (en) | 2015-06-24 |
| EP2428597A2 (en) | 2012-03-14 |
| PL390607A1 (pl) | 2011-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Iyer et al. | Cellulose nanocrystal/polyolefin biocomposites prepared by solid-state shear pulverization: Superior dispersion leading to synergistic property enhancements | |
| Fuad et al. | Polypropylene/calcium carbonate nanocomposites--effects of processing techniques and maleated polypropylene compatibiliser. | |
| Lotti et al. | Rheological, mechanical and transport properties of blown films of high density polyethylene nanocomposites | |
| US8648132B2 (en) | Nanocomposite method of manufacture | |
| EP3022255B1 (en) | Nanofibril-polymer composites | |
| US10808109B2 (en) | Highly filled polymeric concentrates | |
| SK11762002A3 (sk) | Plnivové predzmesi na použitie v termoplastoch | |
| Rajesh et al. | Effect of injection molding parameters on nanofillers dispersion in masterbatch based PP-clay nanocomposites | |
| Buasri et al. | Thermal and mechanical properties of modified CaCO3/PP nanocomposites | |
| Lee et al. | Optimization of dispersion of nanosilica particles in a PP matrix and their effect on foaming | |
| Cooper et al. | Hybrid green bionanocomposites of bio-based poly (butylene succinate) reinforced with pyrolyzed perennial grass microparticles and graphene nanoplatelets | |
| PL221502B1 (pl) | Polimerowe nanokompozyty włókniste i sposób ich otrzymywania | |
| TW201726368A (zh) | 高衝擊強度聚丙烯複合物 | |
| Saiz-Arroyo et al. | Improving the structure and physical properties of LDPE foams using silica nanoparticles as an additive | |
| Hasook et al. | Preparation of nanocomposites by melt compounding polylactic acid/polyamide 12/organoclay at different screw rotating speeds using a twin screw extruder | |
| Leng et al. | Thermal properties of microsilica and nanosilica filled polypropylene composite with epoxy as dispersing aid | |
| Jankong et al. | Preparation of polypropylene/hydrophobic silica nanocomposites | |
| KR20170112980A (ko) | 충격강도가 우수한 전기전도성 고분자 복합체, 전기전도성 수지 조성물 및 그 제조방법 | |
| Srisawat et al. | Characterizations of fibers produced from polypropylene/silica composite | |
| CN112063047A (zh) | 一种加工助剂用阻隔组合物 | |
| JPH10265630A (ja) | 強化ポリプロピレン組成物 | |
| Liu et al. | A novel approach in preparing polymer/nano-CaCO 3 composites | |
| EP3620489B1 (en) | Electrically conductive resin composition and preparation method thereof | |
| Gupta et al. | Morphological and mechanical characterisation of HDPE-EVA nanocomposites | |
| JP2002537431A (ja) | 強化、高モジュラスポリアミド |