TR201807807T4 - Nanokompozitin hazırlanması için proses. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş, bir poliolefin bileşimi ve nanokompozitin toplam ağırlığına göre ağırlıkça en az % 0.001 nanoparçacık içeren bir nanokompozit hazırlamak için bir prosesle ilgilidir, bahsedilen proses aşağıdaki adımları içerir: (a) nanoparçacıkların, poliolefin bileşiminin ve bir dağıtıcının karıştırılması; ve (b) daha sonra, nanokompozit elde etmek için dağıtıcının uzaklaştırılması; burada dağıtıcı sıvı CO2 veya süperkritik CO2 içerir.

Description

TARIFNAME NANOKOMPOZITIN HAZIRLANMASI IÇIN PROSES Bulusun Alani Mevcut bulus, bir nanokompozitin hazirlanmasi için bir isleme iliskindir.

Bulusun Arka Plani Nanoparçaciklar, ilginç ve siklikla beklenmedik özellikler sunar çünkü özellikleri, yigin hacminden çok parçaciklarin yüzeyinin bir sonucudur. Örnegin, nanoparçaciklar, düsük konsantrasyonlarda bile sasirtici mekanik, optik ve elektriksel özellikler gösterebilirler. Nanoparçaciklarin özellikleri polimer bilimi, özellikle polimer takviyesi için ilgi çekicidir. Dikkatler, özellikle karbon nanotüpleri (CNT'ler) üzerinde yogunlasmistir.

Polimer takviyesinde önemli bir faktör, polimerdeki nanopartiküllerin dagilimidir. Nanoparçaciklarin ve özellikle karbon nanotüplerin ideal olarak polimere esit olarak dagitilmasi ve her bir nanopartikülün polimerle ayri ayri kaplanmasi gerektigine inanilmaktadir, böylece nanopartiküllere verimli bir yük aktarimi saglanabilir.

Homojenligin olmamasi, yani nanopaçaciklarin esit olmayan dagilimi, zayif noktalara ve stresin düzensiz bir sekilde dagilmasina neden olarak, sonuçta mekanik özelliklerde sadece marjinal artislara yol açabilir.

Dispersiyondaki zorluklar nedeniyle, nanoparçaciklarin dahil edilmesiyle polimerin mekanik özelliklerini büyük ölçüde iyilestirme umutlari henüz gerçeklesmemistir. Bu nedenle, polimerlerdeki nanoparçaciklarin dagilimini iyilestirme ihtiyaci devam etmektedir. Polimerlerde ve poliolefinlerde, özellikle in-situ polimerizasyonda iyi bir CNT dispersiyonu elde etmek için ve bir uyumlastiricinin kullanimi için literatürde birkaç süreç sunulmustur. alümina fosfat gibi daha klasik desteklerin yerini alarak, katalizör destegi olarak kullanilir. Katalizörün CNT-destegi üzerine emprenye edilmesinden veya depolanmasindan sonra, desteklenen katalizör daha sonra bir polimerizasyon reaktörüne yerlestirilebilir. Polimerizasyonun sonunda, katalizör kalintilari (CNT'ler içeren) polimer natrisinde iyi dagilmis olabilir. Bu yaklasimin temel bir dezavantaji, CNT-destekli katalizörün bir endüstriyel polimerizasyon reaktörüne yerlestirilmesi gerekliligidir. Gerçekten de, CNT-poliolefin üretiminin sonunda, reaktörün tamamen temizlenmesi gerekli olabilir. Bu temizlik, güvenlik nedenlerinden dolayi (CNT toksisitesindeki belirsizlikler nedeniyle, bir sonraki poliolefin üretiminde CNT'lerin kontaminasyonu olmamalidir) ve ürün, kalitesi nedenleriyle (CNT'nin, reaktördeki herhangi bir kalinti izi bir sonraki çalismada hazirlanan polimerin önemli ölçüde renk degisimini indükleyebilir) siddetli olabilir.

Bir uyumlulastiricinin kullanimi: Çok sayida ürünün CNT - polimer karisimlari için ilgi çekici uyumlastiricilar oldugu bilinmektedir. Ne yazik ki, etkili uyumlastiricilar oldukça pahali ürünlere karsilik gelebilir. CNT / uyumlastirici / polimerin nihai maliyeti, böyle bir uyumlastiricinin varligi nedeniyle önemli ölçüde artabilir.

Bu durum, nanoparçaciklarin gelismis dispersiyonuna sahip nanokompozitlere ihtiyaci korur. Ayrica, nanoparçaciklarin gelismis dispersiyonu ile nanokompozitler elde etmek için islemlerin saglanmasi ihtiyaci devam eder.

Bulusun Özeti Bu nedenle mevcut bulusun bir amaci, nanoparçaciklarin gelistirilmis ve / veya daha kararli bir dispersiyonuna sahip bir nanokompozit hazirlamak için bir islem saglamaktir.

Bulus sahipleri, bunlarin hazirlanmasina yönelik bu amaca mevcut islemle ulasilabilecegini kesfetmislerdir. bulus sahipleri, sasirtici bir sekilde, uygun dagiticiyi seçmek suretiyle, standart ekstrüzyon islemlerini kullanarak iyi bir nano parçacik dispersiyonunun kolayca elde edilebilecegini bulmuslardir.

Birinci yöne göre, bulus, bir poliolefin bilesimi ve nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az % 0.001 nanoparçacik içeren bir nanokompozit hazirlamak için bir islem temin eder, bahsedilen islem asagidaki asamalari içerir: l.(a) nanoparçaciklarin, poliolefin bilesiminin ve bir 2.(b) daha sonra, nanokompozit elde etmek için dagiticinin uzaklastirilmasi; burada dagitici, süper kritik C02 ihtiva eder.

Tercihen, bulus nano-kompozitin hazirlanmasi için bir yöntem saglar, bahsedilen nanokompozit bir poliolefin bilesimi ve nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az % 0.001 nanoparçaciklar içerir, burada nanoparçaciklar karbon nanoparçaciklardan, silikon nanoparçaciklardan veya SiC nanoparçaciklarindan seçilir, bahsedilen islem asagidaki asamalari içerir: l.(a) nanoparçaciklarin, poliolefin bilesiminin ve bir 2.(b) daha sonra, nanokompozit elde etmek için dagiticinin uzaklastirilmasi; burada dagitici, süper kritik C02 ihtiva eder.

Ikinci bir yöne göre, bulus nanoparçaciklar içeren bir dagitici saglar, tercihen burada nanoparçaciklar karbon nanotüpler, bir poliolefin bilesimi ve bir dagiticidir, burada dagitici sivi C02 veya süperkritik COz içerir.

Tercihen, bulus nanoparçaciklar içeren bir dagitici saglar, burada nanoparçaciklar karbon nanoparçacciklari, silikon nanoparçaciklari veya SiC nanoparçaciklarindan seçilir, tercihen burada nanoparçaciklar karbon nanotüpleri, bir poliolefin bilesimi ve bir dagiticidir, burada dagitici süperkritik COz içerir.

Tercihen, bu bulus karbon nanoparçaciklari, bir poliolefin bilesimi ve bir dagitici içeren bilesim saglar, burada dagitici süperkritik C02 içerir.

Bagimsiz ve bagimli istemler, bulusun özel ve tercih edilen özelliklerini ortaya koymaktadir. Bagimli istemlerden elde edilen özellikler, uygun oldugunda bagimsiz veya diger bagimli istemlerin özellikleri ile birlestirilebilir.

Asagidaki pasajlarda, bulusun farkli yönleri daha ayrintili olarak tanimlanmaktadir. Bu sekilde tanimlanan her yön, aksi açikça belirtilmedikçe baska herhangi bir yön veya yönler ile birlestirilebilir. Özellikle, tercihi edileni veya avantajli olarak belirtilen herhangi bir özellik, tercih edilen veya avantajli olarak belirtilen herhangi bir baska özellik veya özellikler ile birlestirilebilir.

Sekillerin Kisa Açiklamasi Sekil 1, agirlikça 6 l karbon nanotüp ve krom katalizörü varliginda hazirlanan (poliolefin bilesimi JJ ve süperkritik CO2 varliginda ekstrüde edilen monomodal polietilen içeren bir nanokompoziti gösteren bir fotografi temsil eder.

Sekil 2, agirlikça % 1 karbon nanotüp ve krom katalizörü varliginda hazirlanan (poliolefin bilesimi JJ ve süperkritik COz olmadan ekstrüde edilen monomodal polietilen içeren bir nanokompoziti gösteren bir fotografi temsil eder.

Sekil 3, mevcut bulusta kullanimi için uygun. bir ekstrüderin (100) sinirlayici olmayan bir örnegini sematik olarak gösterir.

Bulusun ayrintili açiklamasi Bulusun mevcut nanokompozitleri tarif edilmeden önce, bu bulusun tarif edilmeden belirli nanokompozitlerle sinirli olmadigi anlasilmalidir, çünkü bu tür nanokompozitler elbette degisebilir. Ayrica, burada kullanilan terminolojinin sinirlandirici olmasinin amaçlanmadigi anlasilmalidir, çünkü mevcut bulusun kapsami sadece ekteki istemlerle sinirlandirilacaktir.

Burada kullanildigi sekliyle, “bir” gibi tekil formlar, baglam açikça aksi belirtilmedikçe hem tekil hem de çogul referanslari içerir. Örnek olarak, “bir nanoparçacik" bir nanoparçacik veya birden fazla nanoparçacik anlamina gelir.

Burada kullanilan “kapsayan", “kapsar” ve “-den meydana gelir” terimleri “ihtiva eden”, “ihtive eder” ve “içeren” ve “içerir terimleri ile es anlamlidir ve kapsayici veya açik uçludurlar ve ilave, belirtilmeyen üyeleri, elemanlari veya yöntem adimlarini hariç tutmazlar. Burada kullanildigi sekliyle Nümerik araliklarin uç noktalara göre okunmasi, bütün tamsayilari ve uygun olan yerlerde, bu aralik içinde yer alan bölümleri (örnegin 1 ila 5, örnegin bir dizi ögeye atifta bulunularak l, 2, 3, 4'ü içerebilir ve ayrica örnegin, ölçümlere atifta bulunuldugunda 1.5, 2, 2.75 ve 3.80'i içerebilir) içerir. Son noktalarin okunmasi ayrica uç nokta degerlerini de içerir (ör. 1.0'dan 5.0'a kadar hem 1.0 hem de .0'1 içerir). Burada belirtilen herhangi bir sayisal aralik, burada yer alan tüm alt araliklari kapsamayi amaçlamaktadir.

Bu tarifnamede belirtilen tüm referanslar, bütünlügü içinde referans olarak buraya dahil edilmistir. Özellikle, burada referans verilen tüm referanslarin ögretileri referans olarak dahil edilmistir. Birinci yöne göre, bulus, bir poliolefin bilesimi ve nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az % 0.001 nanoparçacik içeren bir nanokompozit hazirlamak için bir islem temin eder, bahsedilen islem asagidaki asamalari içerir: 1.(a) nanoparçaciklarin, poliolefin bilesiminin ve bir 2.(b) daha sonra, nanokompozit elde etmek için dagiticinin uzaklastirilmasi; burada dagitici, süper kritik C02 ihtiva eder.

Tercihen dagitici, süper kritik COz ihtiva eder.

Tercih edilen bir düzenlemede, nanoparçaciklar karbon nanoparçaciklar, silikon nanoparçaciklar veya SiC nanoparçaciklar arasindan seçilir. Bir düzenlemede, nanoparçaciklar karbon nanoparçaciklaridir. Bir düzenlemede, nanoparçaciklar Si nanoparçaciklaridir. Bir düzenlemede, nanoparçaciklar SiC nanoparçaciklaridir.

Tercih edilen bir düzenlemede, bulus nano-kompozitin hazirlanmasi için bir yöntem saglar, bahsedilen nanokompozit bir` poliolefin bilesimi ve nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az 6 0.001 nanoparçaciklar içerir, burada nanoparçaciklar karbon nanoparçaciklardan, silikon nanoparçaciklardan veya SiC nanoparçaciklarindan seçilir, bahsedilen islem asagidaki asamalari içerir: l.(a) nanoparçaciklarin, poliolefin bilesiminin ve bir 2.(b) daha sonra, nanokompozit elde etmek için dagiticinin uzaklastirilmasi; burada dagitici, süper kritik C02 ihtiva eder.

Bir düzenlemede, proses asagidaki adimlari içerir: l.(a) nanoparçaciklarin, poliolefin bilesiminin ve süperkritik COz'nin karistirilmasi; ve 2.(b) daha sonra, nanokompozit elde etmek için superkritik COz'nin uzaklastirilmasi; burada nanokompozit bir poliolefin bilesimi ve karbon nanoparçaciklarindan, silikon nanoparçaciklarindan veya SiC nanoparçaciklarindan seçilen, nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az 6 0.001 nanoparçacik içerir.

Bazi düzenlemelerde, bulusa göre hazirlanan nanokompozit bir poliolefin bilesiminden ve nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az % 0.001 nanoparçacik içerir. Bazi düzenlemelerde, bulusa göre hazirlanan nanokompozit bir poliolefin bilesiminden ve karbon nanoparçaciklarindan, silikon nanoparçaciklarindan veya SiC nanoparçaciklarindan seçilen, nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az nanokompozitin tüm bilesenlerinin agirlik yüzdelerinin toplaminin 6 100 oldugu anlasilmalidir Burada kullanildigi sekliyle "nanokompozit" terimi, nanoparçaciklarin ve bir veya daha fazla polimerin, özellikle bir veya daha fazla poliolefinin bir harmanini belirtmek için kullanilir. Bulusa göre hazirlanan nanokompozit için uygun karisimlar, fiziksel karisimlar veya kimyasal karisimlar olabilir.

Bu bulusun islemi, basit oldugu ve örnegin uyumlastiricilar gibi ilave bilesikler gerektirmedigi için özellikle avantajlidir. Dolayisiyla, mevcut bulusun nanokompozitini hazirlama islemi tercihen bir uyumlastiricinin yoklugu ile karakterize edilir. Baska bir deyisle, bu bulusun nanokompozitini hazirlamak için tercih edilen proses, poliolefin bilesiminde nanoparçaciklari homojen bir sekilde dagitmak için uyumlastiricilarin kullanilmamasi ile karakterize edilir.

Tüm beklentilerin aksine, yukarida tanimlandigi gibi bir poliolefin bilesiminde homojen bir nanoparçacik dispersiyonu elde etmek için uyumlastiricilarin kullanilmasinin gerekli olmadigi bulunmustur. Sasirtici bir sekilde, bu bulusun bir nanokompozitini hazirlamak için. mevcut proses, poliolefinler gibi polar olmayan polimerler için çok iyi sonuçlar vermistir.

Tercihen edilen bir düzenlemede dagitici, süper kritik C02 ihtiva eder. Burada kullanildigi sekliyle, “süper kritik CO2” kritik sicaklik ( ve kritik basinçtaki (72.9 atm / veya bu degerlerin üzerindeki karbon dioksit anlamina gelmektedir.

Alternatif bir düzenlemede, dagitici sivi COz ihtiva eder.

Tercih edilen bir düzenlemede dagitici (a) adiminda nanoparçaciklarin ve poliolefin bilesiminin toplam agirligina göre agirlikça % 1 ila % lO, tercihen agirlikça% 2 ila % 6, tercihen agirlikça % 3 ila % 4 araliginda bulunur.

Tercih edilen bir düzenlemede sivi COz veya süperkritik COZ (a) adiminda nanoparçaciklarin ve poliolefin bilesiminin toplam agirligina göre agirlikça % 1 ila % 10, tercihen agirlikça% 2 ila % 6, tercihen agirlikça % 3 ila % 4 araliginda bulunur.

Tercih edilen bir düzenlemede sivi C02 veya süperkritik C02 (a) adiminda dagiticinin toplam agirligina göre agirlikça 6 0.1 ila % 100, tercihen agirlikça 6 1 ila % 99, tercihen agirlikça Tercih edilen bir düzenlemede, dagitici ayrica tetrahidrofuran, aseton, N-metilpirolidon, 1,2-diklorobenzen, l,4-diklorobenzen, 1,2,4-triklorobenzen, siklopentanon, siklopropil metil keton, 2,3-dimetil penton, gliserol, asetofenon, pirol, sikloheksanon, akrilik asit, ve bunlarin karisimlarini içeren gruptan seçilen bir çözücü içerir.

Tercihen, dagitici ayrica tetrahidrofuran, aseton, N- metilpirolidon ve bunlarin karisimlarini içeren gruptan seçilen bir çözücü içerir. (a) adiminda nanoparçaciklarin dispersiyona orani, nanoparçaciklarin ve dagiticinin dogasi dahil olmak üzere bir dizi faktöre bagli olarak degisebilir. Tercihen, nanoparçaciklar dagiticinin toplam agirligina göre dagitici içinde agirlikça en az % O.l, daha tercihen agirlikça en az % 0.2, daha da tercihen agirlikça en az % 0.5 ve en çok tercihen agirlikça en az % 1 oraninda bulunur. Belirli bir üst sinir olmamakla birlikte, nanoparçaciklarin dagiticinin toplam agirligina göre dagitici içinde, en fazla agirlikça % 5, daha tercihen agirlikça en fazla '6 4, daha tercihen agirlikça en fazla 5 3, en çok tercihen agirlikça en fazla 6 2 oraninda yer almasi tercih edilir.

Tercih edilen bir düzenlemede, (a) adimi, bir nanoparçacik dispersiyonunun hazirlanmasi için bir dagitici içinde nanoparçaciklarin dagitilmasi ve nanoparçacik dispersiyonunun bir poliolefin bilesimi ile karistirilmasi adimlarini içerir.

Daha çok tercihen (a) adimi, bir nanoparçacik dispersiyonunun hazirlanmasi için bir nanpoparçaciklarin bir süperkritik COz içinde dagitilmasini ve nanoparçacik dispersiyonunun bir poliolefin bilesimi ile karistirilmasini içerir.

Nanoparçaciklarin dagitici içindeki dagilma isleminin mekanik dalgalar vasitasiyla kavitasyon ile yapilmasi tercih edilir.

Tercihen, bu mekanik dalgalar ultrason kullanilarak üretilir.

Tercih edilen bir düzenlemede, (a) adimi, ultrason kullanilarak dagiticidaki nanoparçaciklarin dagitilmasini içerir. Tercihen, ultrason frekansi 16 kHz ila 5 MHZ arasindadir. En çok tercih edileni, ultrason frekansinin 20 kHz ila 100 kHz arasinda olmasidir. Tercihen, toplam ultrason enerjisi lO-3 J / g dagitici / g nanoparçacik lO6 J / g dagitici / g nanoparçacik araligindadir. En çok tercihen edileni, toplam ultrason enerjisinin lO *3 J / g dagitici / g nanoparçacik 10 6 J / g dagitici / g nanoparçacik araliginda olmasidir. Toplam ultrason enerjisi ya dispersiyona tek bir adimda ya da bir dizi adimda verilebilir, bu durumda toplam ultrason enerjisi, her bir adimda saglanan ultrason enerjilerinin toplamini ifade eder. Mevcut bulusta herhangi bir ultrason teçhizati kullanilabilirken, bunun dogrudan dispersiyon içine sokulabilen bir ultrason probu olmasi tercih edilir. Dispersiyonun maruz kalmasi gereken zaman, kullanilan ultrason ekipmaninin performansinin yani sira dispersiyonun toplam agirligina baglidir ve basit laboratuvar deneylerinden kolaylikla belirlenebilir.

Bu bulusa uygun olarak bir dagitici içinde nanoparçaciklarin dagitilmasi, önceki teknige ait dispersiyonlara kiyasla gelistirilmis stabilite ile karakterize edilen bir nanoparçacik dispersiyonu ile sonuçlanir. Örnegin, ksilen içinde çok-duvarli karbon nanotuplerin (10 - 20 nm çapinda 5 - 15 um çapinda) 0.2 mg / ml dispersiyonu, bahsedilen dispersiyon 10 dakika süreyle ultrasonikasyona tabi tutulmus, 25 dakika sonra karbon nanotüplerin tamamen çökeldigi görülmüstür (8. Liang et al., elde edilen dispersiyonlar, karbon nanotüpleri tamamen ayrilmadan birkaç saat hatta günler boyunca muhafaza edilebilir.

Mevcut bulusun islemi, nanopartiküllerin, bir dagiticinin ve bir poliolefin bilesiminin karistirilmasi asamasini içerir.

Burada kullanildigi gibi, bu asama ayrica bir karistirma asamasi olarak da anilir. Örnegin nanoparçaciklar, dagitici ve poliolefin bilesimi karistirilabilir. Tercihen, söz konusu poliolefin bilesimi, örnegin bir toz formunda veya granül formunda oldugu gibi kati formdadir. Bahsedilen harmanlama, teknikte uzman kisilerce bilinen herhangi bir yöntemle yapilabilir. Örnegin, poliolefin bilesimi, nanoparçaciklar ve dagitici, bir karistiriciya dahil edilebilir ve daha sonra birlikte iyice karistirilabilir.

Alternatif olarak, nanoparçaciklar, dagitici ve poliolefin bilesimi, poliolefin bilesimi üzerine nanoparçaciklar ve dagitici maddenin püskürtülmesiyle birlestirilebilir.

Püskürtme, örnegin poliolefin bilesimini, nanoparçaciklari ve dagiticiyi poliolefin bilesimine uygulayan bir püskürtme memesinin altindan geçen, hareketli bir bant üzerine yerlestirmek suretiyle gerçeklestirilebilir. Söz konusu püskürtme örnegin ortam sicakliginda ve basinçta gerçeklestirilebilir. Bununla birlikte, bahsedilen püskürtmenin, dagiticinin çikarilmasini kolaylastirmak için düsük basinçta veya yüksek sicaklikta gerçeklestirilmesi tercih edilir. Düsük basinç ile, basincin, ortam basincindan daha düsük oldugu, örnegin 0.9 bar veya daha düsük oldugu kastedilmektedir. Yüksek sicaklikla, dagitici, püskürtme memesinin nanoparçaciklar tarafindan tikanmasini önlemek üzere, ilgili sicaklik ve basinç kosullari altinda püskürtme memesinde dogrudan buharlasmamasi kosuluyla, sicakligin en az ° C olmasi anlamina gelir.

Alternatif olarak, nanoparçaciklar, dagitici ve poliolefin bilesimi, örnegin bir ekstrüderde, tercihen çift Vidali bir ekstrüderde, ayni anda dagiticinin en azindan bir kisminin buharlastirma yoluyla uzaklastirilmasiyla eriyik ekstrüzyonla birlestirilebilir.

Uygun bir ekstrüderin sinirlayici olmayan. bir örnegi, Sekil 3'de sematik olarak gösterilmektedir. Ekstrüder (lOO), istege bagli olarak nano parçaciklar ile karistirilan poliolefinin beslenmesi için uygun olan bir hazneyi (1), ve istege göre bunun içinde dagilmis nanoparçaciklar ile sivi C02 veya süperkritik CO2 içeren dagiticinin verilmesi için uygun olan bir besleme hattini (2) ihtiva eder. Ekstrüder (100) bir vakum pompasina (3) çalisir sekilde baglanir. Ekstrüderin (lOO) ucu, bir kalip (4) ile donatilmistir.

Tercihen, nanokompozitler eriyik sicakliginin üzerinde bir sicaklikta islenir, yani eriyik halinde islenirler. Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, (a) adimi ayrica poliolefin bilesiminin ve nanoparçaciklarin ve dagiticinin adi geçen nanokompozitin erime sicakliginin üzerindeki bir sicaklikta islenmesini içerir. Burada kullanildigi gibi, bu asama ayrica bir eriyik isleme asamasi olarak adlandirilir.

Nanokompozitin erime sicakligi örnegin diferansiyel taramali kalorimetre (DSC) ile belirlenebilir. DSC bir Perkin-Elmer Pyris (l) ekipmani ile gerçeklestirilebilir. Tipik bir DSC deneyinde, örnek, nanokompoziti tamamen eritmek ve termomekanik geçmisini gidermek için ilk önce 20 ° (3 / dk hizinda 200 ° C'ye isitilir. Numune 13 dakika boyunca 200 ° C'de tutulur. Daha sonra numune -40 ° C'ye 20 ° C / dk hizinda sogutulur ve tekrar 20 ° C / dak'da 200 ° C'de isitilir.

Eriyik sicakligi, ikinci isitma asamasi sirasinda ölçülür ve maksimum erime zirvesine karsilik gelir. Isitma ve sogutma oranini kalibre etmek için kullanilan standart Indium'dur.

Genel olarak, nanokompozitin eriyik sicakliginin, poliolefin bilesimininkiyle büyük ölçüde ayni olacagi belirtilmektedir.

Bahsedilen eriyik-isleme asamasi örnegin bir peletlestirme, yani nano-kompozitin eriyik-ekstrüde edilmesiyle pelet üretimi Olabilir ya da eriyik-isleme asamasi elyaf ekstrüzyonu, film ekstrüzyonu, levha ekstrüzyonu, boru ekstrüzyonu, üflemeli kaliplama, rotokaliplama, slush kaliplama, enjeksiyon kaliplama, enjeksiyon-streç üflemeli kaliplama ve ekstrüzyon- termoformlamayi içeren gruptan seçilen bir islem olabilir. En çok tercih edileni, eriyik isleme asamasinin, peletleme, elyaf ekstrüzyonu, film ekstrüzyonu, tabaka ekstrüzyonu ve rotokaliplamayi içeren gruptan seçilen bir islem olmasidir.

Mevcut bulus tercihen ekstrüzyon ile ilgilidir. Tercih edilen bir düzenlemede, karistirma asamasi, bir ekstrüder içinde poliolefin bilesiminin, nanoparçaciklarin ve dagiticinin ekstrüzyonunu içerir. Burada kullanildigi sekliyle poliolefin reçinesinin bir "poliolefin ürününe" veya peletlestirmeden sonra "peletlere" dönüstürülmesi islemini ifade eder. Islem tercihen bir ekstrüderdeki bir veya daha fazla döner vida, bir kalip ve ekstrüde edilmis filamanlarin peletlere kesilmesi için araçlar dahil olmak üzere seri olarak baglanmis birkaç ekipmani içerir.

Tercihen, poliolefin reçinesi, bir valf, tercihen bir besleme vidasi veya döner bir valf yoluyla ekstrüde etme aygitina beslenir ve - bir akis ölçeri - ekstrüzyon aparatinin en az bir besleme bölgesine iletilir. Tercihen, ekstrüzyon aparatina havanin girmesini önlemek ve böylece poliolefin bozunmasini sinirlamak için besleme bölgesinde azot bulunur.

Ekstrüdere beslendikten sonra, poliolefin reçinesi tercihen ekstrüderin döner Vidasi ile birlikte tasinir. Ekstrüderde yüksek kesme kuvvetleri bulunur ve ürün sicakligi artar.

Poliolefin ürünü, istege bagli olarak katki maddelerinin varliginda erir ve homojenlestirilir ve karistirilir.

Ekstrüder, bir veya daha fazla isitma aracina, örnegin ekstrüder varillerini veya bir sicak yag ünitesini isitmak için bir cekete sahip olabilir. Ekstrüderdeki vida, üzerine poliolefin ürününün geçtigi araç olabilir. Vidanin sekli, vidanin rpm cinsinden ifade edilen dönme hizi ile birlikte, ürünün hareket ettigi hiz ve ekstrüderde elde edilen basinç belirlenebilir. Vidali karistiricidaki Vida, bir motor, tercihen bir elektrik motoru ile çalistirilabilir.

Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, ekstrüder 10 ila Örnegin 50 ila 200 rpm, örnegin lOO rpm'lik hiza sahiptir.

Tercih edilen bir düzenlemede, ekstrüder bir ters tasima elemani içeren bir Vida içerir. Bir ters tasima elemani, basincin arttirildigi ekstrüderin içinde bir bölge olusturabilir. Tercihen, CO 2 süperkritik kosullarina ulasmak için basinç arttirilir. Tercih edilen bir düzenlemede, vida profili yogurma bloklarini, sikistirma bölgelerini, saglak (normal) ve solak (ters) Vida elemanlarini içerir. Bu elemanlar Leistritz'de ticari olarak temin edilebilir. Bunun avantaji, ters elemanlar sayesinde vidanin içinde "tipalar" yaratilmasidir. Bu, basincin süperkritik CO 2 için uygun degere yükselmesine izin verir. Süperkritik C02 'varligi sayesinde, polimerin Viskozitesi önemli ölçüde azaltilir, ki bu polimere zarar 'verdiginden süphelenilen çok sayida yogurma bölgesinin kullanimi olmadan iyi bir karistirma ve kaliptan çekme islemi Eritilmis ve homojenlestirilmis poliolefin ürünü, ekstrüderin ucunda, tercihen bir elektrik motoruyla çalistirilan bir pompa tarafindan pompalanabilir ve basinçli hale getirilebilir.

Tercihen eritilmis poliolefin ürünü, safsizliklari uzaklastirmak ve jel miktarini azaltmak için bir filtre vasitasiyla filtrelenir. Tercihen ürün daha sonra bir peletleyicide saglanan bir kaliptan, tercihen bir kalip plakasindan itilir. Bir düzenlemede, poliolefin, çok sayida ince serit olarak kalip plakasindan çikar, bunlar daha sonra pelet sogutma suyuna verilir ve su altinda peletlestiricideki döner biçaklarla kesilir. Parçaciklar su ile sogutulabilir ve örnegin paketleme bölümü gibi baska islem bölümlerine tasinan peletleri olusturabilir.

Tercihen, nanokompozitler, nanokompozitin bozunma sicakliginin altinda bir sicaklikta islenir. Burada kullanildigi sekliyle, nanokompozidin bozunma sicakligi, poliolefin bilesiminin bozunma sicakligina esittir. Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, sicaklik 150 ° C ila 300 ° C, tercihen 150 ° C ila 250 ° C, daha tercihen 190 ° C ila 210 ° C'dir. Bir ekstrüderde tercih edilen bir sicaklik profili asagidaki Bulusa göre islem, nanokompoziti elde etmek için dagiticinin çikarilmasi adimini içerir. Karistirma asamasinin tamamlanmasindan sonra, dagitici, nanokompozit elde etmek için uzaklastirilir. Dagiticinin uzaklastirilmasi, teknikte uzman kisilerce bilinen herhangi bir yöntemle yapilabilir. Örnegin, dagitici, filtrasyon yoluyla. veya dagiticiyi buharlastirarak nanoparçaciklar ve poliolefin bilesimi karisimindan ayrilabilir. Dispersiyonun, muhtemelen indirgenmis basinç altinda, buharlastirma yoluyla uzaklastirilmasi tercih edilir.

Tercih edilen bir düzenlemede, dagitici bir vakum pompasi tarafindan havalandirilir. Alternatif olarak, dagiticinin, Örnegin havalandirmali bir ekstrüderde nanokompozitin eriyik halinde islenmesiyle uzaklastirilmasi da mümkündür.

Tercihen, dagitici, bir vakum pompasi kullanilarak uzaklastirilir ve yeniden enjekte edilmek üzere sisteme geri döndürülür. Tercihen, sivi C02 veya süperkritik CO2, bir vakum pompasi kullanilarak uzaklastirilir ve tekrar enjekte edilmek üzere sisteme geri döndürülür. Daha çok tercih, süper kritik 002 bir vakum pompasi kullanilarak uzaklastirilir ve tekrar enjekte edilmek üzere sisteme geri döndürülür.

Bulusa göre hazirlanan nanokompozit, bir poliolefin bilesimini Bulusa göre poliolefin bilesimi bir veya daha fazla poliolefin içerir. Burada kullanildigi sekliyle "olefin polimer" ve Bulusun bir düzenlemesinde, nanokompozit, nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az % 50 poliolefin içerir.

Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, nanokompozit, nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az % 80 poliolefin içerir. Bulusun daha çok tercih edilen bir düzenlemesinde, nanokompozit. nanokompozitin. toplani agirligina göre agirlikça en az 6 90 poliolefin içerir.

Mevcut bulusta kullanilan poliolefinler herhangi bir olefin homopolimeri veya bir olefin ve bir veya daha fazla komonomerin herhangi bir kopolimeri olabilir. Poliolefinler, ataktik, sindiyotaktik veya izotaktik olabilir. Olefin, örnegin etilen, propilen, l-büten, l-penten, l-heksen, 4- metil-l-penten veya l-okten olabilir, fakat ayni zamanda örnegin siklopenten, sikloheksen, siklookten veya norbornen gibi sikloolefinler olabilir. Komonomer, olefinden farklidir ve olefin ile kopolimerizasyon için uygun olacak sekilde seçilmistir. Komonomer ayrica yukarida tanimlandigi gibi bir olefin de olabilir. Uygun komonomerlerin baska örnekleri vinil asetat ÜhC-C(=O)O-CH=CH2) ya cia vinil alkoldür ("HO-CH=CH2", stabil degildir ve polimerlesme egilimi tasir). Mevcut bulusta kullanilmaya uygun olefin kopolimer örnekleri, propilen ve etilenin rastgele kopolimerleri, propilen ve l-büten rastgele kopolimerleri, propilen ve etilenin heterofazik kopolimerleri, etilen-buten kopolimerleri, etilen-heksen kopolimerleri, etilen-okten kopolimerleri, etilen ve vinil asetat (EVA) kopolimerleri, etilen ve vinil alkolün kopolimerleridir Mevcut bulusta kullanim için en çok tercih edilen poliolefinler, bir olefin ve bir veya daha fazla komonomerin olefin homopolimerleri ve kopolimerleridir, burada adi geçen olefin ve sözü edilen bir veya daha fazla komonomer farklidir ve burada adi geçen olefin etilen veya propilendir. veya propilen monomerleriyle polimerize edilmek için uygun olan olefin komonomerlerine karsilik gelir. Komonomerler alifatik Cy4ho alfa olefinleri içerir ancak bunlarla sinirli degildir. Uygun alifatik Cz-Cm alfa olefinlerin örnekleri etilen, propilen, l-büten, 4-metil-l-penten, l-heksen, l- okten, l-desen, l-dodeken, l-tetradeken, 1-heksadeken, 1- oktadeken ve l-eikoseni içerir. Bir düzenlemede, komonomer vinil asetattir.

Burada kullanildigi sekliyle "ko-polimer" terimi, ayni polimer zincirinde iki farkli tipte monomerin baglanmasiyla elde edilen bir polimeri ifade eder. Burada kullanildigi sekliyle (tercihen etilen) monomerlerini baglayarak yapilan bir polimere karsilik gelir. Komonomer miktari, poliolefin agirligina göre agirlikça 6 0 ila % 12 olabilir, daha tercihen agirlikça % 0 ila % 9 ve en çok tercihen agirlikça % 0 ila % 7 olabilir. Bir kopolimer, randoni veya blok (heterofazik) bir kopolimer olabilir. Tercihen, kopolimer random bir kopolimerdir. Bu tür olefin homopolimeri ve olefin ve bir veya daha fazla komonomerin kopolimerleri polar olmayan polimerlerdir. Bu bulusta kullanim için tercih edilen poliolefinler, propilen ve etilen polimerleridir.

Tercihen, poliolefin, polietilen ve polipropilen homo- ve kopolimerlerden seçilir. Tercihen, poliolefin, polietilen veya polipropilendir veya bunlarin bir kopolimeridir. Tercihen, poliolefin, polietilendir.

Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, poliolefin bilesimi, poliolefin bilesiminin toplam agirligina göre agirlikça en az poliolefin bilesiminin toplam agirligina göre agirlikça en az tercihen agirlikça en az -6 80 poliolefin, tercihen agirlikça en az % 90 poliolefin, tercihen en az % 95, tercihen agirlikça en az% 99 poliolefin içerir. Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, poliolefin bilesimi, poliolefin bilesiminin toplam agirligina göre agirlikça en az % 50 polietilen içerir. Tercihen, poliolefin bilesimi, poliolefin bilesiminin toplam agirligina göre agirlikça en az % 60 polietilen, tercihen agirlikça en az 6 70 polietilen, tercihen agirlikça en az 6 80 polietilen, tercihen agirlikça en az 6 90 polietilen, örnegin agirlikça en az -6 95 polietilen, örnegin agirlikça en az 6 99 oraninda polietilen içerir.

Poliolefin bilesimi, 190 C'lik bir sicaklikta viskoz veya sivi olabilir. Asagidaki poliolefin bilesimlerinin Viskozitesi n 1 rad / s frekansinda ve 190 C sicaklikta Reolojik Dinamik Analiz ile ölçülebilir. Rheometrics'den bir reolojik dinamik analiz cihazi (RDA) 700, 25 mm'lik bir plaka çapi ve 2 mm +/- 0.2 mm plakalar arasi bosluk kullanilarak ASTM D4440'a göre ölçülebilir. Reolojik ölçümler 190 ° C'de azot altinda ve % 10 susta gerçeklestirilmistir. Tercihen, Viskozite en az 10 000 Pa.s'dir.

Tercih edilen bir düzenlemede, poliolefinin Yüksek Yük Erime Indeksi (HLMI) en fazla 25 g / 10 dk, tercihen en fazla 20 g / dk, tercihen en fazla 15 g / 10 dk, tercihen en fazla 10 g / 10, tercihen en fazla 8 (g / 10 dk'dir, Yüksek Yük. Erime Indeksi (HLMI), 190 ° C'lik bir sicaklik ve 21.6 kg'lik bir yük kullanilarak ASTM D-1238 prosedürü ile ölçülmüstür.

Tercih edilen bir düzenlemede, polietilenin Yüksek Yük Erime Indeksi (HLMI) en fazla 25 g / 10 dakika, örnegin en fazla 20 g / 10 dakika, örnegin en fazla 15 g / 10 dakika, tercihen en fazla 10 g / 10 dakika, tercihen en fazla 8 g / 10 dakikadir, Yüksek Yük Erime Indeksi (HLMI), 190 ° C'lik bir sicaklik ve 21.6 kg'lik bir yük kullanilarak ISO 1133 kosullu G prosedürü ile ölçülmüstür.

Bir düzenlemede, ISO 1183 standardina göre belirlendigi üzere, g/cm3 arasinda bir yogunluga sahiptir.

Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, poliolefin, en az 60 Da'lik agirlikça ortalama molekül agirligina (MW) sahiptir.

Moleküler agirliklar, test yöntemlerinde asagida açiklandigi gibi Boyut Dislama Kromatografisi (SEC) ile belirlenebilir.

Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, poliolefin, en az 8, tercihen en az 10, tercihen en az 15 olan bir polidispersite indeksine sahiptir.

Polidispersite indeksi test yöntemlerinde, burada asagida tarif edildigi gibi Boyut Dislama Kromatografisi (SEC) ile belirlenen agirliga dayali ortalama molekül agirliginin Mw, sayisal molekül agirligina Mn orani ile tanimlanir.

Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, poliolefin, en az 0.65, tercihen en az 0.8, tercihen en az 0.9'luk bir uzun zincir dallanma indeksine gmm sahiptir. Burada kullanilan sekliyle uzun Zincirli dallanma (LCB) indeksi gmo, asagidaki formüle göre reoloji ile elde edilebilir Burada MW poliolefinin kDa ile ifade edilen agirlikça ortalama molekül agirligi ve o poliolefinin g/cm3 cinsinden ifade edilen yogunlugudur.

Polietilen gibi poliolefin, teknikte bilinen herhangi bir katalizör varliginda hazirlanabilir. Burada kullanildigi sekliyle "katalizör" terimi, reaksiyonda tüketilmeksizin bir polimerizasyon reaksiyonunun hizinda bir degisime neden olan bir maddeyi belirtir. Mevcut bulusta, özellikle etilenin polietilene polimerizasyonu için uygun olan katalizörler için geçerlidir. Bu katalizörler, etilen polimerizasyon katalizörleri veya polimerizasyon katalizörleri olarak adlandirilacaktir. Bulusun tercih. edilen bir düzenlemesinde, poliolefin bilesimi, bir Ziegler-Natta katalizörü, bir metalosen katalizörü ve bir krom katalizörü içeren gruptan seçilen bir katalizör varliginda hazirlanmis bir poliolefin içerir; tercihen bir krom. katalizörü varliginda hazirlanir.

Bir düzenlemede, katalizör bir Ziegler-Natta katalizörüdür.

Bir düzenlemede, katalizör bir metalosen katalizörüdür. bir silika veya alüminyun1 destek. üzerinde birikmesiyle elde edilen katalizörleri ifade etmektedir. Krom katalizörlerin açiklayici örnekleri bunlarla sinirli olmamak üzere CrSi02 veya CrAlxh`ü içerir.

Burada kullanilan "Ziegler-Natta katalizör" ya da "ZN katalizörü" MD& genel formülüne sahiptir, burada MH elementlerin periyodik tablosundan grup IV ila VII arasindan seçilen bir geçis metali bilesigidir, burada X halojen, ve burada V, metalin valansidir. Tercihen M1, bir grup IV, Grup V veya Grup VI metali, daha çok tercihen. titanyum, kroni veya vanadyum ve en çok tercihen titanyumdur. Tercihen X, klor veya bromdur ve en çok tercihen klordur. Geçis metali bilesiklerinin açiklayici örnekleri, bunlarla sinirli olmamakla birlikte TiCl3 ve TiCl4'ü içerir. Bulusta kullanim için uygun ZN katalizörleri , buraya referans olarak dahil edilen Bazi düzenlemelerde, poliolefin, küçük Ziegler-Natta katalizör parçaciklarinin varliginda üretilen bir poliolefindir.

Poliolefin, en fazla 15 um, tercihen en fazla 13 um, tercihen en fazlalO um, tercihen en fazla 8 um, tercihen en fazla 5 um olan bir ortalama parçacik büyüklügüne (DSO) sahip bir Ziegler-Natta katalizörü varliginda üretilebilir. D50, parçaciklarin hacminin yüzde 50'sinin D50'den daha küçük bir boyuta sahip oldugu parçacik boyutu olarak tanimlanir. DSO, katalizörü siklohekzan içinde süspansiyon haline getirdikten sonra bir Malvern tipi analizörde lazer kirinim analizi ile ölçülebilir. Uygun Malvern sistemleri Malvern 2000, Malvern 2600 ve Malvern 3600 serilerini içerir. Malvern MasterSizer, uygun optik araçlar kullanilarak, Mie teorisinin uygulanmasiyla, D50'yi örnegin 8 um'den düsük ortalama parçacik büyüklükleri için araligin alt ucuna dogru daha dogru bir sekilde ölçebildigi için faydali olabilir. liganda baglanmis metal atomlarindan olusan herhangi bir geçis metali kompleksini tarif etmek için kullanilir. Metalosen katalizörleri, titanyum, zirkonyum, hafniyum, Vb. gibi periyodik tablonun Grup 4 geçis metallerinin bilesikleridir ve bir metal bilesigi ve bir veya iki grup siklo-pentadienil, indenil, fluorenilden veya bunlarin türevlerinden olusan ligandlarla koordineli bir yapiya sahiptir. Polietilenin polimerizasyonunda metalosen katalizörlerinin kullanilmasi çesitli avantajlara sahiptir. Metalosenlerin anahtari, kompleksin yapisidir. Metallosenin yapisi ve geometrisi, istenen polimere bagli olarak üreticinin özel ihtiyacina göre uyarlanmak üzere degistirilebilir. Metalosenler, polimerin dallanma ve nwleküler agirlik dagiliminin daha fazla kontrol edilmesini saglayan tek bir metal bölgesinden olusur.

Monomerler, metal ile büyüyen polimer zinciri arasina sokulur.

Bir' düzenlemede, metalosen katalizörü genel formül (I) veya (II) yapisina sahiptir: Rl(Ar)2MQ2 (II) burada formül (I) 'e uygun metalosenler köprülü olmayan metalosenler ve formül (II)'ye uygun metalosenler köprülü metalosenlerdir; burada söz konusu formül (1) ya da (II) yapisina metalosen M'ye bagli iki Ar'ye sahiptir, ki bunlar birbirleriyle ayni veya farkli olabilir; burada Ar aromatik bir halka, grup veya bölgedir ve burada her bir Ar bagimsiz olarak siklopentadienil, indenil, tetrahidroindenil veya fluorenilden olusan gruptan seçilir, burada adi geçen gruplarin her biri istege bagli olarak bagimsiz olarak halojenler, bir hidrosilil, Rz'nin 1 ila 20 karbon atomuna sahip bir hidrokarbil oldugu bir SiR%- hidrokarbil ve 1 ila 20 karbon atomuna sahip olan bir hidrokarbil grubundan seçilen bir veya daha fazla sübstitüent ile ikame edilebilir, burada söz konusu hidrokarbil istege bagli olarak B, si, 8, 0, F, Cl ve P'den meydana gelen gruptan seçilen bir veya daha fazla atom içerir; burada M, titanyum, zirkonyum, hafniyum ve vanadyumdan olusan gruptan seçilen bir geçis metalidir ve tercihen zirkonyumdur, burada her bir` Q bagimsiz olarak halojen, 1 ila 20 karbon atomuna sahip bir hidrokarboksi ve 1 ila 20 karbon atomuna sahip bir hidrokarbilden olusan gruptan seçilir ve burada adi geçen hidrokarbil istege bagli olarak B, si, 8, 0, F, Cl ve P'yi içeren gruptan seçilen bir veya daha fazla atom içerir; burada R1, iki Ar grubunu birlestiren bir iki degerlikli grup veya bölgedir ve bir C 1-Cx) alkilen, bir germanyum, bir silikon, bir siloksan, bir alkilfosfin ve bir aminden olusan gruptan seçilir ve burada söz konusu Rl istege bagli olarak her biri bagimsiz olarak halojenler, bir hidrosilil, R3'ün 1 ila 20 karbon atomuna sahip olan bir hidrokarbil oldugu bir SiR3 , ve l ila 20 karbon atomuna sahip olan bir hidrokarbil 3 grubundan meydana gelen gruptan seçilen bir veya daha fazla sübstitüentle sübstitüe edilir, burada söz konusu hidrokarbil istege bagli olarak B, Si, S, 0, F, Cl ve P'den meydana gelen gruptan seçilen bir veya daha fazla atom içerir.

Bu tarifnamede kullanildigi haliyle, "1 ila 20 karbon atomuna sahip olan hidrokarbil" dogrusal veya dallanmis bir Ci-Cu alkil; C3-Cm) sikloalkil; Co-Czo aril; C7-Cm) alkilaril, C7-C20 arilalkil, ya da bunlarin herhangi bir kombinasyonunu içeren gruptan seçilen bir bölgeyi ifade eder. Örnek hidrokarbil gruplari, metil, etil, propil, bütil, amil, izoamil, heksil, izobütil, heptil, oktil, nonil, desil, setil, 2-etilheksil ve fenildir. Örnek niteligindeki halojen atomlari arasinda klor, brom, flor ve iyodu içerir ve bu halojen atomlarindan flor ve klor tercih edilir. formülüne sahip bir radikali ifade eder, burada Ra 1 ila 20 karbon atomuna sahip hidrokarbildir. Tercih edilen hidrokarboksi gruplari, alkoksi gruplaridir. Burada kullanildigi sekliyle "alkoksi" veya "alkiloksi" -O-Rb formülüne sahip bir radikali ifade eder, burada Rh alkildir.

Uygun alkoksi gruplarinin sinirlayici olmayan örnekleri arasinda metoksi, etoksi, propoksi, izopropoksi, bütoksi, izobütoksi, sek-butoksi, tert-butoksi, pentiloksi, amiloksi, heksiloksi, heptiloksi ve oktiloksi bulunur. Tercih edilen hidrokarboksi gruplari, metoksi, etoksi, propoksi, butoksi ve amiloksidir.

Burada kullanildigi sekliyle "alkil" terimi, kendisi veya baska bir sübstitüentin parçasi olarak, 1 veya daha fazla karbon atomuna, örnegin 1 ila 20 karbon atomuna, örnegin 1 ila 12 karbon atomu, örnegin 1 ila 6 karbon atomu, örnegin 1 ila 4 karbon atomu, örnegin 2 ila 3 karbon atomuna sahip olan tek karbon-karbon baglari ile birlestirilen düz veya dalli bir doymus hidrokarbon radikal grubunu ifade eder. Burada bir alt- yazi bir karbon atomunu izleyerek kullanildiginda, alt yazi, adlandirilan grubun içerebilecegi karbon atomlarinin sayisini ifade eder. Böylece, örnegin, Ciqz alkil, 1 ila 12 karbon atomlu bir alkil anlamina gelir. Clüz alkil gruplarinin örnekleri, metil, etil, propil, izopropil, butil, izobütil, sek -butil, tert -butil, pentil ve bunun zincir izomerleri, heksil ve zincir izomerleri, heptil ve zincir izomerleri, oktil ve bunun zincir izomerleri, nonil ve zincir izomerleri, desil ve zincir izomerleri, undesil ve bunun zincir izomerleri, dodesil ve bunun zincir izomerleridir.

Burada kullanildigi sekliyle " Caqo sikloalkil" terimi, kendisi veya baska bir sübstitüentin parçasi olarak, 3 ila 20 karbon atomu içeren doymus veya kismen doymus bir siklik alkil radikaline karsilik gelir. Cygosikloalkilin örnekleri arasinda siklopropil, siklobutil, siklopentil, sikloheksil, sikloheptil ve siklooktil bulunur.

Burada kullanildigi sekliyle " Csao aril" terimi, kendi basina veya baska bir sübstitüentin parçasi olarak, tek bir halkali (yani fenil) veya birbirine kaynasmis çoklu aromatik halkalara (örnegin naftalen) sahip olan veya kovalent baglanan çoklu doymamis, aromatik bir hidrokarbil grubu anlamina gelir, tipik olarak 6 ila 20 karbon atomu içerir; burada en az bir halka aromatiktir. Cano aril örnekleri arasinda fenil, naftil, indanil, bifenil veya 1,2,3,4-tetrahidro-naftil bulunur.

Bir grup veya bir grubun parçasi olarak "arilalkil" terimi, burada tanimlandigi gibi bir alkili belirtir, burada bir veya daha fazla hidrojen atomu, burada tanimlandigi gibi bir aril ile degistirilir. Arilalkil radikallerinin örnekleri arasinda benzil, fenetil, dibenzilmetil, metilfenilmetil, 3- (2-naftil) -butil ve benzeri yer alir.

Burada kullanildigi sekliyle "alkilaril" terimi, kendisi veya baska bir sübstitüentin parçasi olarak, burada tanimlanan bir aril grubuna deginmektedir, burada bir veya daha fazla hidrojen atomu, burada tanimlandigi gibi bir alkille ikame Metalosen katalizörlerinin örnekleri arasinda, bunlarla sinirli olmamak üzere bis (siklopentadienil) zirkonyum diklorür (Cp2ZrCl2), bis (siklopentadienil) titanyuni diklorür MXnTiClz), bis (siklopentadienil) hafniyum diklorür (CpzHfClm zirkonyum diklorür ve bis (n-butil-siklopentadienil) zirkonyum diklorür, etilenbis (4,5,6,7-tetrahidro-l-indenil) zirkonyum diklorür, etilenbis (l-indenil ) zirkonyum diklorür, dimetilsilenilen bis (2-metil-4-fenil-inden-l-il) zirkonyum diklorür, difenilmetilen (siklopentadienil) (fluoren-9-il) zirkonyum diklorür ve dimetilmetilen [l- (4-tert-bütil- 2- metil-siklopentadienil)] (fluoren-9-il) zirkonyum diklorür yer Metalosen katalizörleri, bir kati destek üzerinde saglanabilir. Destek, geleneksel metalosen katalizörünün bilesenlerinden herhangi biri ile kimyasal olarak tepkimeye girmeyen, organik veya inorganik bir inert kati olabilir. Bu bulusun desteklenmis katalizörü için uygun destek malzemeleri arasinda, silika, alümina, magnezyum oksit, titanyum oksit, toryum oksit gibi kati inorganik oksitler ve ayni zamanda silika-magnezya ve silika-alümina karisik oksitleri gibi silikanin karisik oksitleri ve bir veya daha fazla Grup 2 veya 13 metal oksidi bulunur. Silika, alümina ve karisik Silika oksitleri ve bir veya daha fazla Grup 2 veya 13 metal oksit tercih edilen destek malzemesidir. Bu tür karisik oksitlerin tercih edilen örnekleri silika-alüminalardir. En çok tercih edilen silikadir. Silika granül, aglomere, füme veya baska bir formda olabilir. Destek tercihen bir Silika bilesigidir.

Tercih edilen bir düzenlemede, metalosen katalizörü bir kati destek, tercihen bir Silika destegi üzerinde saglanir. Bir düzenlemede, poliolefinin hazirlanmasi için kullanilan katalizör, bir gözenekli silis destegi üzerine baglanan bir metalosen ve bir alümoksan içeren, desteklenmis bir metalosen- alümoksan katalizörüdür.

Bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, poliolefin bilesimi, tercihen bir hav formunda bir hav, toz veya pelet formundadir.

Burada kullanildigi haliyle, "hav" terimi, tozun her bir tanesinin çekirdegindeki sert katalizör parçacigi ile bir döngü reaktöründe hazirlanan poliolefin malzemesini ifade eder. Burada kullanildigi sekliyle "reçine" terimi, hem reaktörde hem de daha sonra eritilmis ve / veya peletlenmis poliolefinde hazirlanan havlari kapsamaktadir.

Burada kullanildigi sekliyle "poliolefin ürünü" veya ekstrüder ekipmani ile reçinenin karistirilmasi ve homojenlestirilmesi yoluyla hazirlanan poliolefin malzemesi olarak tanimlanir. Tercihen, poliolefin parçaciklari, en fazla 2 mm, daha tercihen en fazla 1 mm, daha tercihen en fazla 100 um olan bir ortalama çapa (D50) sahiptir.

D50, parçaciklarin hacminin yüzde 50'sinin D50'den daha küçük bir boyuta sahip oldugu parçacik boyutu olarak tanimlanir.

Parçaciklarin ortalama boyutu tercihen parçacik eleme ile degerlendirilir. Alternatif olarak, boyut, tercihen bir Camsizer ile optik ölçümler kullanilarak ölçülebilir. Burada kullanildigi sekliyle "poliolefin tozu" terimi, ögütülmüs poliolefin havini veya ögütülmüs poliolefin peletlerini ifade Bulusa göre hazirlanan nanokompozit, nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az '6 0.001 nanoparçacik içerir. Örnegin, bu bulusta hazirlanan nanokompozit, nanoparçaciklari, nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az 6 0.005, daha tercihen en az 6 0.01 ve en çok tercihen en az 6 0.05 oraninda içerebilir.

Bulusun bazi düzenlemelerinde nanokompozit, nanoparçaciklari, nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça 6 0.001 ila 6 oraninda, tercihen agirlikça % 0.002 ila % 20, tercihen arasinda içerir.

Tercihen, nanoparçaciklar dagiticinin toplam, agirligina göre dagitici içinde agirlikça en az 6 20, daha tercihen agirlikça en az % 15, daha da tercihen agirlikça en az 6 10 ve en çok tercihen agirlikça en az % 5 oraninda bulunur. Bazi düzenlemelerde, bu bulusta hazirlanan nanokompozit, nanokompozitin toplam agirligina göre karbon nanoparçaciklari, silikon nanoparçaciklari veya SiC nanoparçaciklari arasindan seçilen nanoparçaciklari agirlikça en fazla % 20, daha tercihen agirlikça en fazla 6 15, daha da tercihen en fazla 6 ve en çok tercihen en fazla 6 5 oraninda içerir.

Mevcut bulusta kullanilan nanoparçaciklar, genellikle 1 nm ila 500 nm arasinda bir boyuta sahip olacak sekilde karakterize edilebilir. Örnegin, nanotüpler söz konusu oldugunda, bu boyut tanimi sadece iki boyut ile sinirlanabilir, yani üçüncü boyut bu sinirlarin disinda olabilir. Tercihen, nanoparçaciklar asagidakileri içeren gruptan seçilir: karbon nanoparçaciklar, silikon nanoparçaciklar ve SiC nanoparçaciklar. Bir düzenlemede, nanoparçaciklar nanotüpler, nano lifler, karbon siyahi, nanografen, nanografit ve bunlarin karisimlarini içeren gruptan seçilir. Bir düzenlemede, nanoparçaciklar karbon-, silikon- veya SiC-nanotüpler, - nanofiberler, - nanografen, -nanografit, karbon siyahi ve bunlarin harmanlarini içeren gruptan seçilir. Tercihen, nanopartiküller nanotüpler, nano elyaflar, karbon siyahi ve bunlarin karisimlarini içeren gruptan seçilir. Daha çok tercih edilenler nanotüpler, nano lifler ve bunlarin harmanlaridir.

En çok tercih edilenler nanotüplerdir.

Bulusta kullanilacak uygun nanotüpler, sekil olarak silindirik olabilir ve bir örnegi Buckminster fulleren (Cm) olan fullerenler ile yapisal olarak iliskili olabilir. Uygun nanotüpler uçlarinda açik veya kapakli olabilir. Uç kapak örnegin bir Buckminster tipi fulleren yarim küre olabilir.

Mevcut bulusta yapilan nanotüpler, karbon (karbon nanotüpler veya CNTS) veya silikon (silikon nanotüpler) veya SiC nanotüpler gibi bunlarin karisimlari gibi elementlerin periyodik tablosunun 14. grubunun elemanlarindan veya boron veya alüminyumun azot veya fosfor ile bir kombinasyonu gibi elementlerin periyodik tablosunun grup IIIA ve VA elemanlarinin bir kombinasyonundan (bkz. Uluslararasi Saf 've Uygulamali Kimya Birligi (IUPAC) Elementlerin Periyodik Tablosu) yapilabilir. Uygun nanotüpler ayrica karbondan ve elementlerin. periyodik tablosunun 13, 14 ve 15. gruplarinin elemanlarinin bir kombinasyonundan da yapilabilir. Uygun nanotüpler ayrica silikondan ve elementlerin periyodik tablosunun 13, 14 ve 15. gruplarinin elemanlarindan olusan bir kombinasyondan da yapilabilir. Alternatif olarak, uygun nanotüpler ayrica tungsten disülfür nano borucuklar, titanyum dioksit nanotüpler, molibden disulfid nano borucuklar, bakir nanotüpler, bizmut nanotüpler, seryum dioksit nanotüpler, çinko oksit nanotüpler ve bunlarin karisimlarini içeren gruptan seçilebilir. Tercih edilen bir düzenlemede, nanoparçaciklar karbon nanotüpler, silikon nanotüpler veya SiC nanotüpler arasindan seçilir.

Tercihen, mevcut bulusta kullanilan nanotüpler karbondan yapilir, yani toplam agirliklarinin % 90'indan fazlasi, daha tercihen % 95'inden fazlasi, daha da tercihen % 99'undan fazlasi ve en çok tercihen % 99.9'undan fazlasi karbondan olusur; bu tür nanotüpler genellikle "karbon nanotüpler" (CNT) olarak adlandirilir. Bulusun tercih edilen bir düzenlemesine göre, nanoparçaciklar karbon nanotüplerdir. Bununla birlikte, az miktarda baska atomlar da mevcut olabilir.

Mevcut bulusta kullanilacak uygun karbon nanotüpler, teknikte bilinen herhangi bir yöntemle hazirlanabilir. Katalitik Karbon Buhar Biriktirme (CCVD) olarak adlandirilan bir teknik olan hidrokarbonlarin katalizör ayrismasi ile hazirlanabilirler.

Karbon nanotüplerin hazirlanmasi için diger yöntemler arasinda ark-desarj yöntemi, hidrokarbonlarin plazma ayrismasi ya da seçilmis oksidatif kosullar altinda seçilmis poliolefinin pirolizi yer alir. Baslangiç hidrokarbonlari, asetilen, etilen, bütan, propan, etan, metan veya herhangi bir baska gaz halinde veya uçucu karbon içeren bilesik olabilir. Varsa, katalizör saf veya desteklenmis formda kullanilir. Bir destegin varligi, katalizörlerin seçiciligini büyük ölçüde gelistirir, ancak piroliz sirasinda hazirlanan kurum ve amorf karbonun yani sira, karbon nanotüplerini destek parçaciklari ile kirletir. Aritma, bu yan ürünleri ve safsizliklari giderebilir. Bu, asagidaki iki adimda gerçeklestirilebilir: l) destek parçaciklarinin çözünmesi, tipik olarak destegin dogasina bagli olan uygun bir ajan ile gerçeklestirilir ve 2) tipik olarak ya oksidasyon ya da indirgeme islemlerine dayanan pirolitik karbon bileseninin uzaklastirilmasi.

Nanotüpler, tek duvarli nanotüpler (SWNT) ve çok duvarli nanotüpler (MWNT), yani tek bir duvar ve birden fazla duvara sahip olan nanotüplere sahip olan nanotüpler olarak mevcut olabilir. Tek duvarli nanotüplerde, bir atom kalinliginda bir atom tabakasi, örnegin bir atom kalinliginda grafit (ayni zamanda grafen olarak da adlandirilir) bir silindir olusturmak için sorunsuz bir sekilde haddelenir. Çok duvarli nanotüpler, es merkezli olarak düzenlenmis çok sayida silindirden olusur. Çok duvarli bir nanotüp içindeki düzenleme, daha küçük bir bebegin ortaya çikmasi için daha büyük bir bebegin açildigi Matruska Rus bebek modeli ile tarif edilebilir. Bir düzenlemede, nanoparçaciklar karbon nanotüpler, tercihen çok duvarli karbon nanotüpler, daha tercihen ortalama olarak 5 ila duvari olan çok duvarli karbon nanotüplerdir.

Nanotüpler, tek duvarli mi yoksa çok duvarli mi olduklarina bakilmaksizin, dis çaplari veya uzunluklari veya her ikisi tarafindan karakterize edilebilirler.

Tek duvarli nanotüpler tercihen en az 0.5 nm, daha tercihen en az 1 nm ve en çok tercihen en az 2 nm dis çapla karakterize edilir. Tercihen dis çaplari en fazla 50 nm, daha tercihen en fazla 30 nm ve en çok tercihen en fazla 10 nm'dir. Tercihen, tek duvarli nanotüplerin uzunlugu en az 0.1 um, daha tercihen en az 1 um, hatta daha tercihen en az 10 um'dir. Tercihen, uzunluklari en fazla 50 mm, daha tercihen en fazla 25 mm'dir. Çok duvarli nanotüpler tercihen en az 1 nm, daha tercihen en az 2 nm, 4 nm, 6 nm veya 8 nm ve en çok tercihen en az 10 nm dis çapla karakterize edilir. Tercih edilen dis çap en fazla 100 nm, daha tercihen en fazla 40 nm ve en çok tercihen en fazla 20 nm'dir. En çok tercih edileni, dis çapin 10 nm ila 20 nm arasinda olmasidir. Çok duvarli nanotüplerin tercih edilen uzunlugu en az 50 nm, daha tercihen en az 75 nm, hatta daha tercihen en az 100 nm'dir. Tercih edilen uzunluk en fala 20 um'dir. En çok tercih edilen uzunluk, 100 nm ila 10 um arasindadir. Bir düzenlemede, çok duvarli karbon nanotüpler, nm ila 20 nm arasinda bir ortalama dis çapa veya 100 nm ila um araliginda ortalama bir uzunluga veya her ikisine birden sahiptir. Tercih, edilen› bir' düzenlemede, karbon nanotüplerin çapi ~ 10 nm ve uzunlugu en az 1 um, daha tercihen 10 um'dir.

Ticari olarak temin edilebilen çok duvarli karbon nanotüplerin sinirlayici olmayan örnekleri, Arkoc'dan temin edilebilen Graphistrength m 100 ve Nanocyl'den temin edilebilen Nanocyl m NC 7000'dir.

Bir düzenlemede, nanoparçaciklar nanofiberlerdir. Mevcut bulusta kullanima uygun nanfiberler tercihen en az 1 nm, daha tercihen en az 2 nm ve en çok tercihen en az 5 nm dis çapa sahiptir. Tercihen dis çaplari en fazla 500 nm, daha tercihen en fazla 300 nm. ve en çok tercihen en fazla 100 nm'dir.

Uzunluklari 10 um ila bir kaç santimetreye kadar degisebilir.

Tercihen, bu bulusta kullanilan nanofiberler, karbon nanofiberlerdir, yani nanofiberin toplam agirligina göre agirlikça en az 5% 50 karbon içerirler. Tercihen, bu bulusta kullanilan uygun nanofiberler, poliolefinler, poliamidler, polistirenler ya da poliesterlerin yani sira poliüretanlar, polikarbonatlar, poliakrilonitril, polivinil alkol, polimetakrilat, polietilen oksit, polivinilklorür` ya da bunlarin herhangi bir karisimini içerir.

Bu bulus için uygun nanofiberler, örnegin bir eriyikten egrilen ya da çözeltiden egrilen lifin çekilmesi, sablon sentezi, faz ayrilmasi, kendiliginden bir araya gelme, bir poliolefin çözeltisinin elektrospinlenmesi ya da bir poliolefin eriyiginin elektrospinlenmesi gibi herhangi bir Bir düzenlemede, nanoparçaciklar karbon siyahi nanoparçaciklaridir. Karbon siyahi, sivi veya gaz halindeki hidrokarbonlarin eksik yanmasi veya termal bozunmasi yoluyla elde edilen mikrokristal, ince dagilmis karbon parçaciklarindan olusur. Karbon siyahi parçaciklari, 5 nm ila 500 nm araligindaki bir çap ile karakterize edilir, ancak bunlar büyük bir aglomera olusturma egilimi gösterirler.

Karbon siyahi, toplani agirligina göre % 96 ila % 99 karbon içerir, geri kalani ise hidrojen, azot, oksijen, kükürt veya bunlarin herhangi bir kombinasyonudur. Karbon siyahinin yüzey özellikleri, yüzeyinde bulunan hidroksil, karboksil veya karbonil gruplari gibi oksijen içeren fonksiyonel gruplar tarafindan domine edilebilir.

Bir düzenlemede, nanoparçaciklar nanografendir. Genel olarak ve nanografeni de içeren grafen, tek bir tabaka halinde olabilir` veya bazi düzenlemelerde oldugu gibi 1 ila 20 um, özellikle 1 ila 15 um'lik bir ortalama parçacik. boyutlu ve nano ölçekli boyutlarda 50 nm'ye esit veya daha küçük, özellikle 25 nm'ye esit veya daha küçük ve daha spesifik olarak 10 nm'ye esit veya daha küçük nano ölçekli boyutlara sahip olan bir ortalama kalinlikta (en küçük) hem mikro hem de nano ölçekli boyutlara sahip birkaç tabakadan olusan bir yigin olabilir. Örnek bir nanografen, 1 ila 5 um'lik ve özellikle 2 ila 4 üm'lik bir ortalama parçacik boyutuna sahip olabilir.

Nanografen dahil olmak. üzere grafen, nanografitin soyulmasi veya bir nanografen seridi olusturmak üzere bir nanotüpün hazirlanabilir. Grafen veya nanografen olusturmak için soyulma, grafit, interkalar grafit ve nanografit gibi bir grafit kaynaginin soyulmasi ile gerçeklestirilebilir. Örneksel soyulma yöntemleri arasinda, bunlarla sinirli olmamakla birlikte, florlama, asit interkalasyonu, asit interkalasyonu ve ardindan termal sok islemi ve benzerleri veya bunlarin en az birini içeren bir kombinasyon bulunmaktadir. Nanografitin soyulmasi, soyulmamis nanografitten daha az katmana sahip bir nanografen saglar. Nanografitin soyulmasinin, tek bir molekül kalinliginda tek bir tabaka halinde veya nispeten az sayida tabakanin katmanli bir yigini olarak nanografen saglayabildigi takdir edilecektir. Bir düzenlemede, soyulmus nanografen, 50'den az tek katmanli tabakaya, özellikle 20'den az tek katmanli tabakaya, özellikle lO'dan az tek katmanli tabakaya ve daha spesifik olarak 5'ten az tek katmanli tabakaya sahiptir. Bir düzenlemede, nanografen, yaklasik 100: l'den daha büyük veya buna esit bir aralikta, örnegin yaklasik 1000: l'e esit olan bir en boy oranina sahiptir. Bir düzenlemede, nanografen yaklasik 40 m2 / gram'lik bir azot yüzey adsorpsiyon alanina esit veya daha büyük bir yüzey alanina sahiptir. Örnegin, yüzey alani yaklasik 100 m2 / gr'lik azot yüzey adsorpsiyon alanina esit veya bundan büyüktür. Bir düzenlemede, nanografen genisletilmistir.

Bir düzenlemede, nanoparçaciklar nanografittir. Nanografit, asitle islenmis dogal grafitten firinda yüksek sicaklik genlesmesi veya neme doygun dogal grafitten mikrodalga isitma genlesmesi ile çok katmanli hale getirilebilir. Bir düzenlemede, nanografit, 100 nm'den daha az bir kalinliga sahip en az bir boyuta sahip olan çok katmanli bir nanografittir. Bazi örnek uygulamalarda, grafit nanografit parçaciklarini toz haline getirmek için hava jetli ögütme gibi mekanik olarak islenebilir. Parçaciklarin toz haline getirilmesi, nanografit pullarinin ve parçaciklarin diger boyutlarinin, 20 mikrondan daha az olmasini, büyük olasilikla mikrondan daha az olmasini saglar.

Nanoparçaciklar nanokompozit içinde nanoparçacik agregatlari olusturabilir. Tercihen, nanokompozit içindeki her bir nanoparçacik agregasinin boyutu en fazla 100 um, tercihen en fazla. 75 um, tercihen. en fazla 50 um'dir. Bir düzenlemede, nanokompozit içindeki her nanoparçacik agregasinin boyutu en fazla 40 um, tercihen en fazla 30 pm, tercihen en fazla 20 um, tercihen en fazla 10 um'dir.

Nanoparçaciklarin büyüklügü, geçirimli elektron mikroskobu (TEM) veya izole nanoparçaciklarin görsellestirilmesini saglayan optik mikroskopi ile ölçülebilir. Tercihen, kompozit arasinda bir kesit genisligi olan ve bir mikrotom ile arastirilan mikrotom bölümlerine kesilir. Bu, CNT'nin daha büyük kümelerinin degerlendirilmesine izin verir ve boyutlarinin bir göstergesidir.

Poliolefin bilesimindeki nanopartiküllerin dagilma derecesi, nanokompozitin (molar) absorsiyonlamasi kullanilarak degerlendirilebilir.

Burada kullanildigi sekliyle "molar absorpsiyon katsayisi", bir kimyasal türün belirli bir dalga boyunda isigi ne kadar absorbe ettigini ifade eder. Farkli disiplinlerin, absorbansin Napieriyen veya dekadik olup olmadigi, yani dogal veya yaygin logaritma yoluyla iletim ile ilgili olarak tanimlandigi farkli konvansiyonlari vardir. Burada kullanildigi sekliyle, molar emilim, dekadiktir.

Bir nanokompozitin niteliksel olarak tanimlanmasi, nanokompozitin absorpsiyon spektrumunun bilinen maddelerin spektrumlari ile karsilastirilmasiyla elde edilebilir. Bilinen bir madde, bir veya daha fazla dalga boyunda absorbansin ölçülmesi ve miktar konsantrasyonunu hesaplamak için Beer- Lambert yasasi ve molar absorbtivitenin kullanilmasiyla belirlenebilir. Konsantrasyonlar ayrica bir analitik fonksiyondan veya bir analitik kalibrasyon egrisinden de belirlenebilir.

Bulusun bir uygulamasina göre, 800 nm dalga boyunda A nanokompozitin absorptivitesi s, numunenin cm kalinligi basina ve nanoparçaciklarin 6 agirligi basina en az 250'dir, burada agirlikça % nanokompozitin toplam agirligina göre hesaplanir, burada absorptivite Lambert-Beer denklemi A= lCe kullanilarak hesaplanir, burada 2x absorbanstir, I cni cinsinden. numunenin kalinligidir ve C, nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça % nanoparçacik konsantrasyonudur. Bulusun bir düzenlemesine göre, nanoparçacik içermeyen nanokompozitle karsilastirildiginda nano-kompozitin 800 nm dalga boyunda A molar absorbtivite farki As, numunenin cm kalinligi basina ve nanoparçaciklarin agirlikça %'si basina en az 75'dir, burada agirlikça 6 nanokompozitin toplam agirligina göre hesaplanir, burada absorbtivite Lambert-Beer denklemi A: lc: kullanilarak hesaplaniry burada 2& absorbanstir, II cni cinsinden numunenin kalinligidir ve C, nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça s nanoparçacik konsantrasyonudur.

Bir nanokompozitin absorbtivitesini ölçme yöntemi, asagida tarif edildigi gibi gerçeklestirilebilir. Bir nanokompozit dilimi ince bir kesitte, tercihen 40 um ila 100 um arasinda bir kalinlikta kesilir. Ince bölüm iki mikroskobik slayt arasinda eritilir ve daha sonra sikistirma altinda preslenir.

Sicaklik, nanokompozitin erime noktasinin üstünde, tercihen 200 ila 250 ° C arasinda, tercihen 220 ° C'dir. Örnek manuel olarak sikistirilabilir. Dilimin kalinligi ölçülür. Dilim daha sonra bir spektrofotometre içine konur ve numune üzerinde 800 nm dalga boyuna sahip bir isik demeti gönderilir. Absorbans kaydedilir ve Lambert-Beer denklemi takip edilerek (molar) absorptivite hesaplanir.

Bir düzenlemede, bulusta hazirlanan nanokompozit, bir antioksidan, bir anti asit, bir UV emici, bir antistatik ajan, bir isik stabilize edici ajan, bir asit tutucu, bir kayganlastirici, bir nükleasyon / arindirici madde, bir renklendirici veya bir peroksiti içeren gruptan seçilen bir veya daha fazla katki maddesi içerir. Uygun katki maddelerine genel bir bakis, burada bütünlügü içinde referans olarak yer alan Plastics Additives Handbook, ed. H. Zweifel, 5th edition, 2001, Hanser Publishers belgesinde bulunabilir.

Bulus ayrica burada tarif edildigi gibi bir nanokompozitin hazirlanmasini da kapsar; burada nanokompozit, nanokompozitin toplam agirligina göre, en az bir katki maddesini agirlikça % 0 ila % 10 oraninda içerir. Tercih edilen bir düzenlemede, söz konusu nanokompozit nanokompozitin toplam agirligina göre katki maddesini agirlikça 6 5'den daha az içerir, örnegin nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça % O.l ila % 3 katki maddesi içerir.

Tercihen edilen bir düzenlemede nanokompozit bir antioksidan ihtiva eder. Uygun antioksidanlar, örnegin, pentaeritritol tetrakis [3- (3 ', 5'-di-tert-bütil-4'-hidroksifenil) propionat] gibi fenolik antioksidanlar (burada Irganox 1010 olarak anilir), tris (2,4) -ditert-butilfenil) fosfit (burada bütil-4-metilfenol, dibutilhidroksifenilpropiyonik asit stearil ester, 3,5-di-tert-butil- 4-hidroksihidrosinnamik asit, 2,2'-metilenbis (6-tert-butil-4-metil-fenol), heksametilen bis [3- (3,5-di-tert-butil-4-hidroksifenil) propiyonatJ, benzenpropanamid, N, N'-l,6-heksandiil bis [3,5- bis (l,l-dimetiletil) -4-hidroksi] (Antioksidan 1098), Dietil 3.5-Di-Tert-Bütil-4-Hidroksibenzil Fosfonat, Kalsiyum bis Trietilen glikol bis (3-tert-butil-4-hidroksi-5-metilfenil) propiyonat (Antioksidan 245), 6,6'-di -tert-butil-4,4'- butilidenedi-m-kresol, 3,9-bis (2- (3- (3-tert-bütil-4- hidroksi-S-metilfenil) propiyoniloksi-l,l-dimetiletil) - tris (3,5-di-tert-butil-4-hidroksibenzil) benzen, l,l,3-tris (2-metil- 4-hidroksi-5-tert-butilfenil) bütan, (2,4,6-triokso- l,3,5-triazin-l,3,5 (2H, 4H, GH) -triil) trietilen tris [3- ( 3,5-di-tert-bütil-4-hidroksifenil) propiyonat], tris (3,5-di- tert-butil-4-hidroksibenzil) izosiyanürat, Tris (4-tert-butil- 3-hidroksi-2,6 -dimetilbenzil) izosiyanürat, etilen bis [3,3- bis (3-tert-butil-4-hidroksifenil) bütirat] ve 2,6-bis [[3- (l,l-dimetiletil) -2-hidroksi-5 -metilfenil] oktahidro-4,7- metano-l H-indenil] -4-metil-fenolü içerir. Uygun antioksidanlar, örnegin, 4,4'-Tiyo-bis (6-tert-butil-m-metil fenol) (Antioksidan 300) gibi ikili islevsellige sahip fenolik antioksidanlar, 2,2'-Sülfandiylbis (6-tert-t) butil-4-metilfenol) (Antioksidan 2246-8), 2-Metil-4,6-bis (oktilsülfanilmetil) fenol, tiodietilen bis [3- (3,5-di-tert-butil-4-hidroksifenil) propiyonat], 2,6-di-tert-butil-4- (4,6-bis (oktiltiyo) -1,3,5-triazin-2-ilamino) fenol, N- (4-hidroksifenil) stearamid, bis (1,2) 2,6,6-pentametil-4- piperidil) [[3,5-bis (1,1-dimetiletil) -4-hidroksifenil] metil] butilmalonat, 2,4-di-tert-butilfenil 3,5-di -tert-butil-4- hidroksibenzoat, heksadesil 3,5-di-tert-butil-4-hidroksi-benzoat, 2- (1,1-dimetiletil) -6 - [[3- (l,l-dimetiletil) - 2-hidroksi-5- metilfenil] metil] -4-metilfenil akrilat ve Cas nr. 128961-68- 2(Sumilizer GS) içerir. Uygun antioksidanlar, örnegin, N-fenil-Z- naftilamin, poli (1,2-dihidro-2,2,4-trimetil-kinolin), N-izopropil- N'-fenil-p-fenilendiamin, N-Fenil-l-naftilamin, CAS nr. 68411-46- l (Antioxidant 5057), ve 4,4-bis (alfa, alfa-dimetilbenzil) difenilamini (Antioksidan KY 405) gibi aminik antioksidanlari da içerir. Tercih edilen bir düzenlemede, antioksidan pentaeritritol tetrakis [3- (3 ', 5'-di-tert-butil-4'- hidroksifenil) propiyonat] (burada Irganox 1010 olarak anilir), tris (2,4- ditert-bütilfenil) fosfit (burada Irgafos 168 olarak anilir) veya bunlarin bir karisimindan seçilir.

Mevcut bulus, ayni zamanda yukarida tanimlandigi gibi nanoparçaciklarin dispersiyonlarini ve yukarida tanimlandigi gibi bir dagitici saglar. Tercihen, bulus nanoparçaciklar içeren bir dagitici saglar, tercihen burada nanoparçaciklar karbon nanotüpler, bir poliolefin bilesimi ve bir dagiticidir, burada dagitici sivi CO2 veya süperkritik COz içerir, tercihen burada nanoparçaciklar en az 2 saat dispersiyon halinde kalir.

Tercih edilen bir düzenlemede, bulus nanoparçaciklar içeren bir dagitici saglar, burada nanoparçaciklar karbon nanoparçacciklari, silikon nanoparçaciklari veya SiC nanoparçaciklarindan seçilir, tercihen burada nanoparçaciklar karbon nanotüpleri, bir poliolefin bilesimi ve bir dagiticidir, burada dagitici süperkritik C02 içerir, tercihen burada nanoparçaciklar en az 2 saat dispersiyon halinde kalir.

Tercihen, mevcut bulusun dispersiyonlari en az 2 saat veya 4 saat veya 6 saat, daha tercihen en az 12 saat, daha da tercihen en az 24 saat, daha da tercihen en az 2 gün boyunca, en çok tercihen en az 7 gün dispersiyon halinde kalir. dagiticindan ayrilmadigi ve dagiticinin en fazla % 20'sinin berrak süpernatant dagitici olarak mevcut oldugu kastedilmektedir.

Bulusa ait nanokompozitler nanokompozitlerde nanoparçaciklarin mükemmel bir dagilimi ile karakterize edilir. Mevcut bulus sahipleri, mevcut nanokompozitlerin 100 pm'nin üzerinde nanopartikül agregatlari içermedigini göstermistir. Bulusun nanokompozitleri, nanoparçaciklarin homojen dagilimina yol açarken, esnek islem kosullari altinda kolaylikla üretilebilir. Yöntem, kolay karistirma ve isleme kolayligi gibi avantajlar saglar.

Mevcut bulusun avantajlari, asagidaki örneklerle açiklanmaktadir. Örnekler Test yöntemleri: Nanoparçacik dagiliminin belirlenmesi geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ile yapilabilir: Nanokompozit numuneler standart kosullar altinda hazirlanmistir. Bu nanokompozit numunelerden ortalama 130 nm kalinliga sahip mikrotom dilimleri kriyojenik kosullar altinda kesilmistir. Yaklasik 1 mm X 1 mm'lik bir alan daha sonra aglomere edilmis nanoparçaciklarin varligi için optik olarak kontrol edilmistir.

Nanokompozit içinde nanoparçaciklarin dagilimi ISO 18553:2002 standardina göre belirlenmistir. Bir jilet yardimiyla ekstrüzyondan sonra bir nanokompozit dilimi kesilmistir. Ince bölüni iki Inikroskobik slayt arasinda eritilir` ve daha sonra sikistirma altinda preslenmistir. Dilimin kalinligi 40 ;un ve 100 um arasinda, tercihen 60 um arasinda olmustur. 5 mm X 5 mm'lik bir alan daha sonra aglomere edilmis nanoparçaciklarin varligi için optik olarak kontrol edilmistir. Kullanilan mikroskop Leica SX objektif` ve Leica DFC495 kamera ile bir Leica DMLP'dir.

Poliolefin bilesimlerinin yogunlugu, ISO 1183'e göre hidrostatik denge ile ölçülmüstür.

Polietilen için, HLMI, 190 ° C'lik bir sicaklik ve 21.6 kg'lik bir yük ile 180 1133 kosullu G prosedürü kullanilarak belirlenmistir.

Polietilen için, MIZ, 190 ° C'lik bir sicaklik ve 2.16 kg'lik bir yük ile ISO 1133 kosul D prosedürü kullanilarak belirlenmistir.

Polipropilen için, M12, 230 ° C'lik bir sicaklik ve 2.16 kg'lik bir yük ile 150 1133 durumu M'nin prosedürü kullanilarak belirlenmistir.

Poliolefin bilesimlerinin Viskozitesi n 1 rad / s frekansinda ve 190 ° C sicaklikta Reolojik Dinamik Analiz ile Rheometrics'den bir reolojik dinamik analiz cihazi (RDA) 700, mm'lik bir plaka çapi ve 2 mm +/- 0.2 mm plakalar arasi bosluk kullanilarak ASTM D4440'a göre ölçülmüstür. Reolojik ölçümler 190 ° C'de azot altinda ve 10 susta gerçeklestirilmistir.

Moleküler agirliklar (agirlikça ortalama ve sayica ortalama), yüksek sicaklikta ( ile belirlenir. Bir 10 mg polipropilen veya polietilen numunesi, 1 saat boyunca 10 ml triklorobenzen (teknik kalite) içinde 160 ° C'de çözündürülür. WATERS'dan Alliance GPCV 2000 için analitik kosullar sunlardir: 0 Otomatik numune hazirlama ve enjektör sicakligi: 160°C o Kolon sicakligi: 145°C i Dedektör sicakligi: 160°C o Kolon seti: 2 Shodex AT-806MS ve 1 Styragel HT6E o Akis hizi: 1 ml / dk . Dedektör: Infrared dedektör (2800-3000 cm-l) . Kalibrasyon: Dar polistiren standartlari (ticari olarak temin edilebilir) Polipropilen için hesaplama Mark-Houwink iliskisine dayanmaktadir (logm (Mm›) = logw (Mm) - O.25323); MH› = 1000'de düsük molekül agirlikli uçta kesilir.

Polietilen hesaplamasi Mark-Houwink iliskisine dayanmaktadir dm = 0.76): MM = 1000'de düsük molekül agirlikli uçta kesilir.

Moleküler agirlik dagilimi (MWD) (polidispersite) daha sonra Mw / Mn olarak hesaplanir.

Numune hazirlama ortalama aglomerat büyüklügüne, % 90'dan fazla bir karbon içerigine, ortalama 5 - 15 duvar sayisina, 10 - 15 nm'lik bir ortalama dis çapa ve 0.1 - 10 um'lik bir uzunluga sahip bütün örnekler çok duvarli karbon nanotüpleri NANOCYL NC 7000 ile gerçeklestirilmistir. Tüm örnekler nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça 6 1 karbon nanotüp içerir. Örneklerde kullanilan antioksidan karisim 2 kisim Irgafos 168 ve 1 kisim Irganox lOlO'dan olusur. Örnegin 1, nanokompozit asagidaki prosedür izlenerek olusturulmustur: 10 g karbon nanotüp tozu tartilmis ve bir plastik torba içinde 990 g poliolefin havina (poliolefin bilesimi l) eklenmistir. Karbon nanotüpler ve poliolefin hav, plastik torbada fiziksel olarak karistirilmis ve karisima 2500 ppm antioksidan karisimi eklenmistir. Karisim daha sonra bir hazne içine aktarilmis ve bir Leistritz ZSE 18HPe çift Vidali ekstrüder (sicaklik = 220 ° C, Vida hizi = 200 rpm) kullanilarak eriyik halinde ekstrüde edilmistir. Ekstrüderin verimi 2 kg / saattir. Ekstrüder, Leistritz'den 18 mm'lik bir Vida çapi D, 720 mm'lik bir Vida uzunlugu L, dolayisiyla 40'lik bir L / D orani olan bir çift Vidadir. Karbon dioksit, bir' pozitif yer degistirmeli siringa pompasi (Teledyne ISCO 26OD) kullanilarak ekstrüderin içine enjekte edilmistir.

Siringa hacmi ve CO2 akisi ekstrüderin içinde agirlikça % 4'lük bir C02 konsantrasyona ulasmak üzere seçilmistir. Böyle bir konsantrasyon karbon nanotüpler ve poliolefin haVin ]_ kg'lik karisimi için 40 g'(Xh'e karsilik gelir. Bu su sekilde elde edilmistirw COz'nin hacim kütlesi 0.47 g/cm3'tür. COz, 260 ml'lik maksimum. hacme ve 107 ml / dk'lik maksimum. çiktiya sahip bir siringa kullanilarak enjekte edilmistir. Agirlikça olarak ya da 2.84 ml / dk olarak ayarlanmistir. Ekstrüder içinde, COz'nin enjekte edildigi bölgenin uzunlugu 10 D'ye tekabül eder, burada D Vida çapidir. Bu örnekte kullanilan, bir poliolefin beslemeyi (1), bir dagitici beslemeyi (2), bir vakum pompasini (3), bir kalibi (4) içeren uygun bir ekstrüderin bir örnegi Sekil 3'de gösterilmistir. Vida profili, tasima, yogurma, karistirma ve ters tasima elemanlarini gösterir. Bu ikinci elemanlar ekstrüder içinde bir bölge olusturmak amaciyla seçilmistir, burada basinç C02 süper kritik sartlara ulasmak için arttirilir (= 220 ° C T'de, basinç tercihen 125 barin üzerindedir). Bu ters aktarma elemanlari ayni zamanda COg'nin sizmasini önler. Eritilmis polietilenin karbon nanotüpler ile verimli bir sekilde karistirilmasi için, tersine aktarma elemanlari arasinda yogurma ve karistirma elemanlari yerlestirilmistir.

Ekstrüderin çikisinda, C02 bir vakum pompasi kullanilarak bosaltilmis ve nanokompozit seridi bir su banyosu kullanilarak oda sicakligina kadar sogutulmustur. Serit daha sonra bir Pell-Tec peletleyici kullanilarak peletler halinde kesilmistir. ölçüldügü üzere 51 g / lO dakikalik bir yüksek yük eriyik akis indeksine sahip bir krom katalizörü varliginda hazirlanmis bir monomodal polietilen homopolimerinin ticari olarak temin edilebilen (TOTAL PETROCHEMICALS) bir havini içerir.

Poliolefin bilesimi 1, ISO 1183'e göre ölçüldügü üzere 0.962 g / cm3'lük bir yogunluga, 8000 Pa.s'lik bir viskoziteye n, 110 kDa'lik bir agirlikça ortalama molekül agirligina Mw ve 8'lik bir molekül agirligi dagilimina MWD sahiptir.

Sekil 14 poliolefin bilesimi ]_ ve süperkritik C02 varliginda ekstrüde edilen karbon nanotüpleri agirlikça % 1 olarak ihtiva eden bir nanokompozitin optik bir mikroskop görüntüsünü vermektedir. En büyük nanopartikül agregati, 40 üm'lik bir boyuta sahiptir.

Karsilastirmali örnek 2 Karsilastirmali Örnek 2 için, nanokompozit asagidaki prosedür izlenerek olusturulmustur: 10 g karbon nanotüp tozu tartilmis ve bir plastik torba içinde 990 g poliolefin havina eklenmistir. Karbon nanotüpler ve poliolefin hav, plastik torbada fiziksel olarak karistirilmis ve karisima 2500 ppm antioksidan karisimi eklenmistir. Karisim daha sonra bir hazne içine aktarilmis ve bir Leistritz ZSE l8HPe çift Vidali ekstrüder (sicaklik = 220 ° C, Vida hizi = 200 rpm) kullanilarak eriyik halinde ekstrüde edilmistir. Ekstrüderin çikisinda, nanokompozit bir su banyosu kullanilarak oda sicakligina kadar sogutulmus ve son olarak bir Pell-Tec peletleyici kullanilarak pelet haline getirilmistir.

Sekil 2, örnek l'e göre poliolefin bilesimi 1 ve yukarida tarif edildigi gibi süperkritik COz olmadan ekstrüde edilen karbon nanotüpleri agirlikça % 1 olarak ihtiva eden bir nanokompozitin optik bir mikroskop görüntüsünü vermektedir. En büyük nanopartikül agregati, 564 pm'lik bir boyuta sahiptir. Örneklerin sonuçlari, bu bulusun nanokompozit materyallerinin, karsilastirmali örneklerle karsilastirildiginda çok daha iyi homojenlik ve dagilim gösterdigini açikça göstermektedir.

Claims (15)

ISTEMLER

1. Bir poliolefin bilesimi ve nanokompozitin toplam agirligina göre agirlikça en az % 0.001 nanoparçaciklar` içeren, burada nanoparçaciklar karbon nanoparçaciklardan, silikon nanoparçaciklardan veya SiC nanoparçaciklarindan seçilir, bir nanokompozitin hazirlanmasi için bir proses olup, özelligi; söz konusu prosesin asagidaki adimlari içermesidir: (a) nanoparçaciklarin, poliolefin bilesiminin ve bir (b) daha sonra, nanokompozit elde etmek için dagiticinin uzaklastirilmasi; burada dagitici, süper kritik CO2 ihtiva eder.

2. Istem l'e göre proses olup, özelligi; (a) adiminin ayrica poliolefin bilesiminin ve nanoparçaciklarin ve dagiticinin söz konusu nanokompozitin erime sicakliginin üzerindeki bir sicaklikta islenmesini içermesidir.

3. Isteni 1 veya Z'ye göre proses olup, özelligi; karistirma asamasinin, bir ekstrüder içinde poliolefin bilesiminin, nanoparçaciklarin ve dagiticinin ekstrüzyonunu içermesidir.

4. Istem 3'e göre proses olup, özelligi; ekstrüderin bir ters tasima elemanini içeren bir Vidayi içermesidir.

5. Istem 1 ila 4'e göre proses olup, özelligi; (a) adiminin, bir nanoparçacik dispersiyonunun hazirlanmasi için bir dagitici içinde nanoparçaciklarin dagitilmasi ve nanoparçacik dispersiyonunun bir poliolefin bilesimi ile karistirilmasi adimlarini içermesidir.

6. Istem 5'e göre proses olup, özelligi; (a) adiminin, ultrason kullanilarak dagiticidaki nanoparçaciklarin dagitilmasini içermesidir.

7. Isteni 1 ila 6'ya göre proses olup, özelligi; dagiticinin ayrica tetrahidrofuran, aseton, N-metilpirolidon, 1,2- diklorobenzen, l,4-diklorobenzen, l,2,4-triklorobenzen, siklopentanon, siklopropil metil keton, 2,3-dimetil penton, gliserol, asetofenon, pirol, sikloheksanon, akrilik asit, ve bunlarin karisimlarini içeren gruptan seçilen bir çözücü içermesidir.

8. Istem 1 ila 7'ye göre proses olup, özelligi; sivi C02 veya süperkritik COz'nin (a) adiminda nanoparçaciklarin ve poliolefin bilesiminin toplam agirligina göre agirlikça 6 1 ila % lO, tercihen agirlikça% 2 ila % 6, tercihen agirlikça 6 3 ila % 4 araliginda bulunmasidir.

9. Istem 1 ila 8'e göre proses olup, özelligi; poliolefin bilesiminin, poliolefin bilesiminin toplam agirligina göre agirlikça en az 6 50 poliolefin içermesidir.

10. Isteni 1 ila 9'a göre proses olup, özelligi; poliolefin bilesiminin, bir Ziegler-Natta katalizörü, bir metalosen katalizörü ve bir krom katalizörü içeren gruptan seçilen bir katalizör varliginda hazirlanmis bir poliolefin içermesi; tercihen bir krom katalizörü varliginda hazirlanmasidir.

11. Istem 1 ila lO'a göre proses olup, özelligi; poliolefinin polietilen ve polipropilen homo- ve kopolimerlerinden seçilmesidir.

12. Istem 1 ila ll'e göre proses olup, özelligi; nanoparçaciklarin nanotüpler, nano elyaflar, karbon siyahi, nanografen, nanografit ve bunlarin harmanlarini içeren gruptan seçilmesi, tercihen nanopartiküllerin nanotüpler olmasidir.

13. Istem l2'ye göre proses olup, özelligi; nanoparçaciklarin karbon nanotüpler, silikon nanotüpler veya SiC nanotüpler; tercihen karbon nanotüpler, tercihen çok duvarli karbon nanotüpler, daha tercihen 5 ila 15 duvar arasinda ortalamaya sahip çok duvarli karbon nanotüpler olmasidir.

14. Bir dispersiyon olup, Özelligi; burada› nanoparçaciklarin karbon nanoparçaciklari, silikon nanoparçaciklari veya SiC nanoparçaciklarindan seçilmesi, bir poliolefin bilesimi ve bir dagitici içermesi, dagiticinin süperkritik C02 ihtiva etmesidir.

15. Istem l4'e göre dispersiyon olup, özelligi; nanoparçaciklarin karbon nanotüpleri olmasidir.