聚合物组合物,包括它们的用途和制备方法

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聚合物组合物,包括它们的用途和制备方法

时间:2019-12-12本站浏览次数:144

       

聚合物组合物,包括它们的用途和制备方法

本发明提供了聚合物组合物及其制备方法和使用这种组合物的方法。所述聚合物组合物包含至少一种是包括由丙烯衍生的单元的聚合物的组分,和至少一种是苯乙烯类嵌段共聚物的组分。所述聚合物组合物被发现具有希望的弹性性能,同时表现出有益的可加工性。可加工性与弹性性能的独特组合导致所述聚合物组合物可用于各种用途,例如薄膜、纤维、织物和无纺布、片材、模制体、挤出成型体、热成型物体和所有由这样的应用材料制成的产品。

在一个实施方案中,可通过热退火和/或机械取向提高本发明薄膜的机械性能,如弹性回复和应力松驰。

特别地,实施例42-57证实了在具有不同SBC组分的聚合物组合物中稳定的弹性性能的保持。

使用如下试验方法和程序来进行此后所描述的各种聚合物组合物的实验评价。

混合聚合物组分和添加剂 这里描述的组合物可通过提供聚合物组分的紧密混合物的任何程序来制备。一般地,所述方法的第一步是使用设备混合聚合物组分及任选的添加剂,如加工油、填料、着色剂、抗氧化剂、成核剂和流动改进剂,所述设备例如是但不限于:用于将组分在一起熔融挤压的Carver挤压机(press),密闭式混合机如用于将组分进行溶液或熔融混合的Banbury混合机或Brabender混合机,和用于连续混合方法的设备,包括单和双螺旋挤出机、静态混合机、冲击混合机,以及设计用来以紧密接触的方式分散各组分的其它机器和方法。聚合物组分的完全混合由所述组合物的形态上的均一性指示。这类程序是众所周知的。

在其中需要对聚合物组分进行交联的实施方案中,下一步是将化学硫化剂如过氧化物或硫化合物与所述紧密混合物混合,然后将包括化学硫化剂的所述紧密混合物制造成最终形状的制品并升温一定长度的时间,以允许所述交联进行。在另一个实施方案中,下一步是将所述紧密混合物制造成最终形状的制品,然后使所述成型的混合物经受外部硫化剂如高能辐射的作用,以允许所述PPU交联。

所述硫化可进行至不同程度。首先,聚合物链可以被引入到其它链中,形成长链支链。这些聚合物对剪切更敏感并且更易于加工。这些性能可通过测定在不同剪切条件下的粘度比来得到。对多数应用来说,聚合物在硫化后应保持能够热塑性流动。硫化可提供改进的自拉伸变形的恢复、改进的应力松驰和防止模塑或挤出产物的形状损失及增加制品的工作温度。交联度可以改变,并且可以通过测定在沸腾二甲苯中不溶物的重量%来测量,在一个实施方案中,所述交联度可在约10重量%至约90重量%之间变化。继续硫化可导致凝胶,并最终导致由广泛交联导致的聚合物固定。

在一个实施方案中,包括由丙烯衍生的单元的聚合物与苯乙烯类嵌段共聚物的总重量占所述聚合物组合物的约50重量%至约100重量%。在另一个实施方案中,包括由丙烯衍生的单元的第一组分聚合物与第二组分苯乙烯类嵌段共聚物的总重量占所述聚合物组合物的约50重量%至约90重量%。在再一个实施方案中,包括由丙烯衍生的单元的聚合物与苯乙烯类嵌段共聚物的总重量占所述聚合物组合物的约60重量%至约80重量%。

注射成型方法的一个实施方案如下所述。将成形的层压物放置在注射成型工具中。关闭模具并将基材材料注入到模具中。所述基材材料在一个实施方案中具有200°C至300°C的熔体温度,在另一个实施方案中具有215°C至250°C的熔体温度,并且以2至10秒的注入速度注射到模具中。在注射以后,所述材料被在预定的时间和压力下压紧(packed)或保持,以使部件在尺寸和外观上正确。典型的时间为5至25秒,压力为l,380kPa至10,400kPa。将模具冷却到10°C至70°C,以冷却所述基材。所述温度取决于所需的光泽和所需的外观。取决于部件的厚度,典型的冷却时间为10至30秒。最后,打开模具,并将所述成形的复合材料制品取出。

载荷损失定义为加载和卸载循环的50%应变下应力降低的百分比。

PPULPPU2和PPU3是乙烯-丙烯无规共聚物,其具有表1中所示重量百分比的由乙烯衍生的单元,和余量的由丙烯衍生的单元,并可使用如下方法制备。使用己烷作溶剂在9升连续流搅拌釜反应器中进行连续聚合。充满液体的反应器具有9分钟的停留时间,并且压力保持在700kPa。将己烷、乙烯和丙烯的混合进料预冷却至约-30°C以除去聚合热。将在甲苯中的催化剂/活化剂溶液和在己烷中的清除剂分别连续地加入到反应器中以引发聚合。根据目标分子量,将反应器温度保持在35至50°C。根据聚合速率改变进料温度,以保持恒定的反应器温度。聚合速率在0.5Kg/小时至4Kg/小时的范围内。将30Kg/小时的己烷与717g/小时的乙烯和5.14Kg/小时的丙烯混合并加入到反应器中。以0.0135g/小时的速率引入聚合催化剂,即用四(五氟苯基)硼酸N',N'-二甲基苯胺鐺盐以1:1的摩尔比活化的二甲基•二甲基甲硅烷基桥联二茚基合铪。向反应器中引入三异丁基铝的稀溶液作为催化剂中止剂的清除剂:对于该聚合来说,每摩尔催化剂约111摩尔的清除剂的速率是适当的。在稳定聚合五倍停留时间后,收集在该聚合中生产的聚合物的代表性样品。从顶部取出聚合物溶液,然后进行水蒸气蒸馏以分离聚合物。聚合速率被测定为3.7Kg/小时。在该聚合中生产的聚合物具有14%的乙烯含量和13.1的ML(1+4)125°C,并具有全同立构丙烯序列。

在本发明中可使用一个或多个串连或并连的反应器。所述催化剂组分和活化剂可以以溶液或浆液的形式分开输送到反应器,或者在马上进入反应器之前再线活化,或者被预活化并以活化的溶液或浆液形式泵送到反应器。聚合以单一反应器操作来进行,其中单体、共聚单体、催化剂/活化剂、清除剂和任选的改性剂被连续添加到单一反应器中;或者聚合以串连反应器操作来进行,其中上述组分被添加到串连连接的两个或更多个反应器的每一个中。可将催化剂组分添加到串连的第一反应器中,或者添加到这两个反应器中,其中一种组分添加到第一反应器中而另一种组分添加到其它反应器中。

所述聚合物组合物包括至少两种聚合物组分,所述组分包括具有由丙烯衍生的单元的聚合物和苯乙烯类嵌段共聚物。具有由丙烯衍生的单元的聚合物是具有有限结晶度的弹性体,其由聚合物的全同立构丙烯序列的控制分裂来生成。苯乙烯类嵌段共聚物组分可选自任何已知的苯乙烯类嵌段共聚物,如直链、自由基、和星形支化的苯乙烯类嵌段共聚物。

在一个实施方案中,这里描述的聚合物组合物包含约1重量%至约70重量%的FPC。在另一个实施方案中,这里描述的聚合物组合物包含约5重量%至约60重量%的FPC。在第三个实施方案中,这里描述的聚合物组合物包含约10重量%至约40重量%的??(:。在另一个实施方案中,所述聚合物组合物可以包含约1重量%至约35重量%的密度为约0.85至约0.94的乙烯共聚物。当然,所述的任何上限可与任何下限组合,获得选择的亚范围。

在一个实施方案中,TPC包括丙烯与至少一种共聚单体的无规共聚物,所述共聚单体选自乙烯和C4-C12α-烯烃中的一种或多种。在某些实施方案中,共聚单体的量在上限为15重量%,或13重量%,或11重量%,或9重量%,或8重量%,或6重量%,下限为2重量%的范围内,基于TPC的总重量计。在一个实施方案中,TPC包含约2重量%至约10重量%的共聚单体单元。

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