RU2858478C2 - Polyolefin composition containing polypropylene homopolymer, polypropylene block copolymer and recycled plastic material - Google Patents
Polyolefin composition containing polypropylene homopolymer, polypropylene block copolymer and recycled plastic materialInfo
- Publication number
- RU2858478C2 RU2858478C2 RU2025111121A RU2025111121A RU2858478C2 RU 2858478 C2 RU2858478 C2 RU 2858478C2 RU 2025111121 A RU2025111121 A RU 2025111121A RU 2025111121 A RU2025111121 A RU 2025111121A RU 2858478 C2 RU2858478 C2 RU 2858478C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- range
- polyolefin composition
- mpa
- polypropylene
- mixture
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к полиолефиновой композиции, содержащей, по меньшей мере, один гомополимер полипропилена, по меньшей мере, один блок-сополимер полипропилена и материал переработанного пластика, а также к изделию, содержащему такую полиолефиновую композицию.The invention relates to a polyolefin composition containing at least one polypropylene homopolymer, at least one polypropylene block copolymer and a recycled plastic material, as well as to an article containing such a polyolefin composition.
ОписаниеDescription
Полиолефины, особенно полиэтилен и полипропилен, все чаще и в больших количествах используют в широком спектре областей применения, включая упаковку для пищевых продуктов и других товаров, волокна, компоненты автомобилей и большой ряд промышленных изделий. Материалы на основе полиэтилена создают особую проблему, так как эти материалы широко используются в упаковке. Учитывая огромное количество накопленных отходов по сравнению с количеством отходов, возвращаемых обратно в переработку, все еще имеется большой потенциал для разумного повторного использования потоков пластиковых отходов и для механической переработки пластиковых отходов.Polyolefins, particularly polyethylene and polypropylene, are increasingly used in large quantities across a wide range of applications, including food and other packaging, fibers, automotive components, and a wide range of industrial products. Polyethylene-based materials pose a particular challenge, as they are widely used in packaging. Given the enormous amount of accumulated waste compared to the amount of waste returned for recycling, there is still significant potential for intelligent reuse of plastic waste streams and mechanical recycling of plastic waste.
Как правило, переработанные объемы полипропилена, находящиеся на рынке, представляют собой смеси как полипропилена (ПП (PP)), так и полиэтилена (ПЭ (PE)), что особенно актуально в случае потоков пост-потребительских отходов. Кроме того, коммерческие рециклаты из источников пост-потребительских отходов обычно подвержены перекрестному загрязнению неполиолефиновыми материалами, такими как полиэтилентерефталат, полиамид, полистирол, или неполимерными веществами, такими как древесина, бумага, стекло или алюминий. Эти перекрестные загрязнения сильно ограничивают области конечного применения потоков рециркуляции, так что не остается никаких рентабельных областей конечного применения. Полиолефиновые переработанные материалы, особенно из потоков пост-потребительских отходов, представляют собой смесь ПЭ и ПП. Чем выше качество рециклата, тем он менее доступен и тем он дороже.Typically, recycled polypropylene volumes on the market are blends of both polypropylene (PP) and polyethylene (PE), which is especially relevant for post-consumer waste streams. Furthermore, commercial recyclates from post-consumer waste sources are typically subject to cross-contamination with non-polyolefin materials such as polyethylene terephthalate, polyamide, and polystyrene, or non-polymer substances such as wood, paper, glass, or aluminum. This cross-contamination severely limits the end-use areas of recycled streams, leaving no viable end-use areas. Polyolefin recyclates, especially from post-consumer waste streams, are blends of PE and PP. The higher the quality of the recyclate, the less available and the more expensive it is.
Потребители, заказывающие рециклаты, требуют такого же соотношения жесткости и ударной прочности, как и у первичных материалов. Это также справедливо в случае армированных стекловолокном компаундов для конструкционных изделий. Проблема качества вторичных материалов в сравнении с первичным материалом в какой-то степени можно решить за счет армирования рециклатов, где частицы армирующего материала физически связывают разнородные области (ПП и ПЭ).Consumers ordering recycled materials require the same stiffness and impact resistance ratio as virgin materials. This also applies to glass fiber-reinforced compounds for structural products. The quality issue of recycled materials compared to virgin materials can be addressed to some extent by reinforcing recycled materials, where particles of reinforcing material physically bind dissimilar regions (PP and PE).
Изучены композиции, содержащие первичные полимеры (то есть, полимеры, использовавшиеся первый раз) и переработанные смешанные пластики.Composites containing virgin polymers (i.e. polymers used for the first time) and recycled mixed plastics were studied.
В документе WO 2014167493 A1 описан способ получения смеси полиолефинов, включающий стадию (a) смешения друг с другом основной полимерной смеси MB и полимерной смеси MPR, причем указанная смесь MPR получена в результате переработки пост-потребительских пластиковых материалов.Document WO 2014167493 A1 describes a method for producing a polyolefin blend comprising the step of (a) mixing together a base polymer blend MB and a polymer blend MPR, wherein said MPR blend is obtained by recycling post-consumer plastic materials.
Также излучены переработанные смешанные пластики, армированные стекловолокном (СВ (GF)). Например, переработанный ПП или ПП/ПЭ смеси были армированы СВ или гибридным СВ с другими наполнителями.Recycled mixed plastics reinforced with glass fibers (GF) were also emitted. For example, recycled PP or PP/PE blends were reinforced with GF or hybrid GF with other fillers.
В документе EP 2845876 B1 описана композиция, включающая две или более смол и стекловолокно, содержащая: смесь смол, содержащую отходы полиэтилена (ПЭ) и отходы полипропилена (ПП); длинное стекловолокно с длиной 10 мм или больше; и смолу на основе каучука, причем композиция содержит, из расчета на 100 масс.ч. смеси смол, 3-30 масс.ч. длинного стекловолокна, 10-50 масс.ч. смолы на основе каучука и 10-35 масс.ч. ПЭНП (LDPE).Document EP 2845876 B1 describes a composition comprising two or more resins and glass fibre, comprising: a resin mixture comprising polyethylene (PE) waste and polypropylene (PP) waste; long glass fibre with a length of 10 mm or more; and a rubber-based resin, wherein the composition comprises, based on 100 parts by weight of the resin mixture, 3-30 parts by weight of long glass fibre, 10-50 parts by weight of rubber-based resin and 10-35 parts by weight of LDPE.
В документе EP 3406662 A1 описаны композитные изделия из структурно армированного пластика, полученные с использованием переработанных отходов стеклянных волокон и переработанных полимерных соединений, а также способ их получения. Армированное композитное изделие содержит: переработанное стекловолокно, собранное из потоков отходов и функционирующее как наполнитель, причем переработанное стекловолокно составляет 30-70% от общей массы армированного композитного изделия; краситель в количестве 1-2% от общей массы армированного композитного изделия; и переработанную смолу, собранную из потоков отходов и по существу пропитывающую переработанное стекловолокно черным красителем и химическим связующим. Переработанная смола содержит, по меньшей мере, одну смолу из числа полиэтилена высокой плотности (ПЭВП (HDPE)), полипропилена (ПП) или смолы инженерного класса.Document EP 3406662 A1 describes structurally reinforced plastic composite articles obtained using recycled waste glass fibers and recycled polymer compounds, as well as a method for producing the same. The reinforced composite article comprises: recycled glass fibers collected from waste streams and functioning as a filler, wherein the recycled glass fibers constitute 30-70% of the total weight of the reinforced composite article; a colorant in an amount of 1-2% of the total weight of the reinforced composite article; and a recycled resin collected from waste streams and substantially impregnating the recycled glass fibers with a black colorant and a chemical binder. The recycled resin comprises at least one resin from high-density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), or an engineering-grade resin.
Документ WO 2018086959 A1 относится к полиолефиновой композиции, содержащей стекловолоконный наполнитель, а также к изделию, содержащему первичные гомополимеры и сополимеры, 5-30% масс. стекловолоконного наполнителя и компатибилизатор.Document WO 2018086959 A1 relates to a polyolefin composition containing a glass fiber filler, as well as to an article containing primary homopolymers and copolymers, 5-30% by weight of glass fiber filler and a compatibilizer.
В публикациях Bajracharya et al. («Experimental and theoretical studies on the properties of injection moulded glass fibre reinforced mixed plastics composites». Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2016, 84: 393-405) и Bajracharya et al («Durability characteristics and property prediction of glass fibre reinforced mixed plastics composites». Composites Part B: Engineering, 2017, 116: 16-29) описано использование ПЭ/ПП рециклата в форме хлопьев от компании Repeat Plastics (Replas) Pty (Австралия), который собран из пост-потребительских и пост-индустриальных пластиковых отходов. Рециклат имеет модуль упругости при растяжении 906 МПа. Они армированы 10, 20 и 30% СВ (длина 4,0 мм и диаметр 13,7 мкм). Максимальный модуль упругости при растяжении 3068 МПа был достигнут с 30% СВ.Bajracharya et al. (“Experimental and theoretical studies on the properties of injection molded glass fiber reinforced mixed plastics composites.” Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2016, 84: 393–405) and Bajracharya et al. (“Durability characteristics and property prediction of glass fiber reinforced mixed plastics composites.” Composites Part B: Engineering, 2017, 116: 16–29) described the use of PE/PP recyclate in flake form from Repeat Plastics (Replas) Pty (Australia), which is collected from post-consumer and post-industrial plastic waste. The recyclate has a tensile modulus of 906 MPa. They are reinforced with 10, 20, and 30% CF (4.0 mm length and 13.7 μm diameter). The maximum tensile modulus of 3068 MPa was achieved with 30% CF.
Таким образом, есть примеры армированных рециклатов с хорошим модулем упругости при растяжении и одновременно с хорошей ударной прочностью. Однако было бы полезно разработать полиолефиновые композиции, обладающие свойствами, аналогичными свойствам первичных полимеров, но которые содержат также пост-потребительский рециклат (PCR), чтобы получить конечные решения, экономически более благоприятные с точки зрения выбросов CO2.Thus, there are examples of reinforced recyclates with good tensile modulus and simultaneously good impact strength. However, it would be useful to develop polyolefin composites with properties similar to those of virgin polymers but also containing post-consumer recyclates (PCR) to achieve end solutions that are more cost-effective in terms of CO2 emissions.
Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в разработке полиолефиновой композиции, содержащей смесь полиолефинового материала, извлеченного из отходов пластикового материала, и первичного полимера, с улучшенным балансом жесткости и ударной прочности и высокой прочностью при растяжении.Thus, the aim of the present invention is to develop a polyolefin composition comprising a mixture of a polyolefin material recovered from waste plastic material and a virgin polymer, with an improved balance of stiffness and impact strength and high tensile strength.
Эта цель достигается за счет разработки полиолефиновой композиции, содержащей:This goal is achieved by developing a polyolefin composition containing:
a) 5-30% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции), по меньшей мере, одного гомополимера полипропилена,a) 5-30% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of at least one polypropylene homopolymer,
b) 1-15% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции), по меньшей мере, одного блок-сополимера полипропилена,b) 1-15% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of at least one polypropylene block copolymer,
c) 20-50% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции) смеси полипропиленов смешанных пластиков из переработанного материала, имеющейc) 20-50% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of a mixture of polypropylene mixed plastics from recycled material having
(i) содержание кристаллической фракции (CF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, в интервале от 85,0 до 95,0% масс., и(i) a crystalline fraction (CF) content, determined according to CRYSTEX QC analysis, in the range from 85.0 to 95.0% by weight, and
(ii) содержание растворимой фракции (SF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, в интервале от 5,0 до 15,0% масс., при этом(ii) a soluble fraction (SF) content, determined according to CRYSTEX QC analysis, in the range from 5.0 to 15.0% by weight, wherein
(iii) указанная кристаллическая фракция (CF) имеет содержание пропилена (C3(CF)), определенное с помощью ИК-Фурье спектроскопии, откалиброванной с помощью количественной 13C-ЯМР спектроскопии, в интервале от 93,0 до 99,0% масс., и при этом(iii) said crystalline fraction (CF) has a propylene content (C3(CF)) determined by FTIR spectroscopy calibrated by quantitative 13 C-NMR spectroscopy in the range from 93.0 to 99.0 wt.%, and wherein
(iv) указанная кристаллическая фракция (CF) имеет содержание этилена (C2(CF)), определенное с помощью ИК-Фурье спектроскопии, откалиброванной с помощью количественной 13C-ЯМР спектроскопии, в интервале от 1,0 до 6,0% масс.; и(iv) said crystalline fraction (CF) has an ethylene content (C2(CF)), determined by FTIR spectroscopy calibrated by quantitative 13C -NMR spectroscopy, in the range from 1.0 to 6.0 wt.%; and
(v) указанная растворимая фракция (SF) имеет характеристическую вязкость (IV(SF)) в интервале от 1,0 до 2,0 дл/г, и при этом(v) said soluble fraction (SF) has an intrinsic viscosity (IV(SF)) in the range from 1.0 to 2.0 dl/g, and
(vi) смесь полипропиленов смешанных пластиков имеет цветовое пространство CIELAB (L*a*b*)(vi) a mixture of polypropylene mixed plastics has a CIELAB color space (L*a*b*)
- L* от 30 до 97,0, в частности, от 50 до 97,0;- L* from 30 to 97.0, in particular from 50 to 97.0;
- a* от -10,0 до 16,0, в частности, от -8 до <10,0;- a* from -10.0 to 16.0, in particular from -8 to <10.0;
- b* от -5,0 до 25,0, в частности, от -2 до 22,0;- b* from -5.0 to 25.0, in particular from -2 to 22.0;
d) 35-55% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции) стеклянных волокон;d) 35-55% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of glass fibers;
и необязательно другие добавки, причем сумма всех ингредиентов всегда составляет в итоге 100% масс., причем полиолефиновая композиция имеетand optionally other additives, with the sum of all ingredients always amounting to 100% by weight, and the polyolefin composition having
- модуль упругости при растяжении при 23°C, по меньшей мере, 7000 МПа (ISO 527-2),- tensile modulus at 23°C of at least 7000 MPa (ISO 527-2),
- растягивающее напряжение при пределе текучести при 23°C, по меньшей мере, 90 МПа (ISO 527-2), и- a tensile stress at yield at 23°C of at least 90 MPa (ISO 527-2), and
- ударную прочность (ISO179-1, по Шарпи 1eA +23°C), по меньшей мере, 8,5 кДж/м2.- impact strength (ISO179-1, Charpy 1eA +23°C) of at least 8.5 kJ/ m2 .
Соответственно, рециклат полипропилена высокого качества смешивают с первичным гомополимером полипропилена, первичным блок-сополимером полипропилена и стекловолокном с получением полиолефиновой композиции с прекрасными механическими свойствами, в частности, с прекрасными прочностью при растяжении и жесткостью при растяжении, сохраняя при этом свойства конечной композиции, которые сравнимым со свойствами первичных полимеров.Accordingly, high-quality polypropylene recyclate is mixed with virgin polypropylene homopolymer, virgin polypropylene block copolymer and glass fiber to obtain a polyolefin composition with excellent mechanical properties, in particular, with excellent tensile strength and tensile stiffness, while maintaining the properties of the final composition, which are comparable to the properties of virgin polymers.
Данный рециклат, содержащий композицию, отличается высоким модулем упругости при растяжении в сочетании с высоким растягивающим напряжением. Эффективность комбинации разных типов полимеров и рециклатов с армированием стекловолокном трудно предсказать. В частности, трудно предсказать модуль упругости при растяжении и растягивающее напряжение вследствие взаимодействия между разными компонентами. Кроме того, рециклат полиолефинов, как правило, загрязнен полярными полимерами (например, ПА, ПЭТ) или другими не-ПО, такими как ПС, или наполнителями и т.д., что затрудняет очевидный расчет конечных механических характеристик.This recycled composite boasts a high tensile modulus combined with high tensile stress. The effectiveness of combining different types of polymers and glass fiber-reinforced recycled composites is difficult to predict. In particular, the tensile modulus and tensile stress are difficult to predict due to the interactions between the different components. Furthermore, polyolefin recycled composites are typically contaminated with polar polymers (e.g., PA, PET) or other non-PO polymers such as PS, or fillers, etc., making it difficult to predict the final mechanical properties.
Термин «первичный» означает вновь произведенные материалы и/или изделия до первого применения и не подвергавшиеся переработке. В случае, если происхождение полимера прямо не указано, полимер является «первичным» полимером.The term "virgin" refers to newly produced materials and/or products prior to first use and not subjected to reprocessing. If the origin of a polymer is not explicitly stated, the polymer is considered "virgin."
Применительно к настоящему описанию и последующей формуле изобретения термин «переработанный» используют для обозначения того, что материал извлечен из пост-потребительских отходов и/или пост-индустриальных отходов. В данном случае пост-потребительские отходы относятся к объектам, прошедшим, по меньшей мере, первый цикл использования потребителем (или жизненный цикл), то есть, уже отслужившим свое первичное назначение и прошедшим через руки потребителя; пост-индустриальные отходы относятся к производственному лому, который обычно не попадает к потребителю. По настоящему изобретению «переработанные полимеры» могут также содержать до 17% масс., предпочтительно до 3% масс., более предпочтительно до 1% масс. и даже более предпочтительно до 0,1% масс., из расчета на общую массу переработанного полимера, других компонентов, берущих начало от первого применения. Тип и количество этих компонентов влияют на физические свойства переработанного полимера. Приведенные ниже физические свойства относятся к основному компоненту переработанного полимера.For the purposes of the present description and the following claims, the term "recycled" is used to indicate that the material is derived from post-consumer waste and/or post-industrial waste. In this case, post-consumer waste refers to objects that have undergone at least the first cycle of use by a consumer (or life cycle), that is, have already served their primary purpose and passed through the hands of a consumer; post-industrial waste refers to manufacturing scrap that does not typically reach a consumer. According to the present invention, "recycled polymers" may also contain up to 17% by weight, preferably up to 3% by weight, more preferably up to 1% by weight, and even more preferably up to 0.1% by weight, based on the total weight of the recycled polymer, of other components originating from the first use. The type and amount of these components influence the physical properties of the recycled polymer. The physical properties given below relate to the main component of the recycled polymer.
Смешанные пластики определяют как наличие небольших количеств соединений, обычно не встречающихся в смесях первичного полипропилена, таких как полистиролы, полиамиды, полиэфиры, древесина, бумага, лимонен, альдегиды, кетоны, жирные кислоты, металлы и/или продукты длительного разложения стабилизаторов. Смеси первичного полипропилена означают смеси, которые берут начало непосредственно в процессе производства при отсутствии промежуточного применения. По определению «смешанные пластики» могут быть приравнены к обнаруживаемым количествам полистирола, и/или полиамида-6, и/или лимонена, и/или жирных кислот.Mixed plastics are defined as the presence of small amounts of compounds not typically found in virgin polypropylene blends, such as polystyrenes, polyamides, polyesters, wood, paper, limonene, aldehydes, ketones, fatty acids, metals, and/or long-term degradation products of stabilizers. Virgin polypropylene blends are defined as blends that originate directly during the manufacturing process, without intermediate use. By definition, "mixed plastics" can be equated to detectable amounts of polystyrene and/or polyamide-6 and/or limonene and/or fatty acids.
Общее количество всех первичных гомополимеров полипропилена, используемых в данной полиолефиновой композиции, в соответствии с изобретением находится в интервале 5-30% масс., предпочтительно 8-25% масс., более предпочтительно 9-22% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции).The total amount of all primary polypropylene homopolymers used in the polyolefin composition according to the invention is in the range of 5-30% by weight, preferably 8-25% by weight, more preferably 9-22% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition).
Общее количество всех первичных блок-сополимеров полипропилена, используемых в данной полиолефиновой композиции, в соответствии с изобретением находится в интервале 1-15% масс., предпочтительно 3-10% масс., более предпочтительно 4-8% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции).The total amount of all primary polypropylene block copolymers used in the polyolefin composition according to the invention is in the range of 1-15% by weight, preferably 3-10% by weight, more preferably 4-8% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition).
Количество смеси полипропиленов смешанных пластиков, которая предпочтительно извлечена из отходов пластиковых материалов, полученных из пост-потребительских и/или пост-индустриальных отходов, используемой в данной полиолефиновой композиции, в соответствии с изобретением находится в интервале 20-50% масс., предпочтительно 25-45% масс., более предпочтительно 30-42% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции).The amount of the polypropylene-mixed plastics mixture, which is preferably recovered from waste plastic materials obtained from post-consumer and/or post-industrial waste, used in this polyolefin composition, according to the invention, is in the range of 20-50% by weight, preferably 25-45% by weight, more preferably 30-42% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition).
Количество стекловолокна, используемого в данной полиолефиновой композиции, в соответствии с изобретением находится в интервале 35-55% масс., предпочтительно 38-50% масс., более предпочтительно 38-45% масс., (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции).The amount of glass fiber used in the polyolefin composition according to the invention is in the range of 35-55% by weight, preferably 38-50% by weight, more preferably 38-45% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition).
Следует понимать, что другие добавки также могут быть включены в полиолефиновую композицию, и сумма всех ингредиентов всегда составляет в итоге 100% масс. в каждом из описанных здесь вариантов осуществления.It should be understood that other additives may also be included in the polyolefin composition, and the sum of all ingredients always adds up to 100% by weight in each of the embodiments described herein.
В соответствии с вариантом осуществления данная полиолефиновая композиция содержитAccording to an embodiment, the polyolefin composition comprises
a) 8-28% масс., более предпочтительно 9-22% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции), по меньшей мере, одного гомополимера полипропилена,a) 8-28% by weight, more preferably 9-22% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition), of at least one polypropylene homopolymer,
b) 3-10% масс., более предпочтительно 4-8% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции), по меньшей мере, одного блок-сополимера полипропилена,b) 3-10% by weight, more preferably 4-8% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition), of at least one polypropylene block copolymer,
c) 25-45% масс., более предпочтительно 30-42% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции) смеси полипропиленов смешанных пластиков;c) 25-45% by weight, more preferably 30-42% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of a mixture of polypropylenes and mixed plastics;
d) 38-50% масс., предпочтительно 38-45% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции) стекловолокон;d) 38-50% by weight, preferably 38-45% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of glass fibers;
и необязательно другие добавки, причем сумма всех ингредиентов составляет в итоге 100% масс.and optionally other additives, with the sum of all ingredients ultimately adding up to 100% by weight.
В одном варианте данная полиолефиновая композиция также характеризуется показателем текучести расплава MFR2 (ISO 1133, 2,16 кг, 230°C), по меньшей мере, 3,0 г/10 мин, предпочтительно, по меньшей мере, 3,5 г/10 мин, более предпочтительно, по меньшей мере, 4,0 г/10 мин, в частности, в интервале между 3,0 и 15 г/10 мин, предпочтительно в интервале между 3,5 и 10 г/10 мин, более предпочтительно между 4,0 и 10 г/10 мин.In one embodiment, the polyolefin composition is also characterized by a melt flow rate MFR 2 (ISO 1133, 2.16 kg, 230°C) of at least 3.0 g/10 min, preferably at least 3.5 g/10 min, more preferably at least 4.0 g/10 min, in particular in the range between 3.0 and 15 g/10 min, preferably in the range between 3.5 and 10 g/10 min, more preferably between 4.0 and 10 g/10 min.
В другом варианте данная полиолефиновая композиция характеризуется модулем упругости при растяжении (ISO 527-2), по меньшей мере, 8000 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 8500 МПа, более предпочтительно, по меньшей мере, 9000 МПа, например, в интервале между 8000 и 15000 МПа, более конкретно в интервале между 8000 и 10000 МПа.In another embodiment, the polyolefin composition has a tensile modulus (ISO 527-2) of at least 8000 MPa, preferably at least 8500 MPa, more preferably at least 9000 MPa, such as in the range between 8000 and 15000 MPa, more particularly in the range between 8000 and 10000 MPa.
В дополнительном варианте данная полиолефиновая композиция имеет растягивающее напряжение при пределе текучести при 23°C (50 мм/мин, ISO 527-2), по меньшей мере, 95 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 100 МПа, более предпочтительно, по меньшей мере, 105 МПа, например, в интервале между 90 и 200 МПа, более конкретно, в интервале между 100 и 150 МПа.In a further embodiment, the polyolefin composition has a tensile stress at yield at 23°C (50 mm/min, ISO 527-2) of at least 95 MPa, preferably at least 100 MPa, more preferably at least 105 MPa, for example in the range between 90 and 200 MPa, more particularly in the range between 100 and 150 MPa.
В еще одном варианте осуществления данная полиолефиновая композиция имеет растягивающее напряжение при разрыве при 23°C (50 мм/мин, ISO 527-2), по меньшей мере, 90 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 95 МПа, более предпочтительно, по меньшей мере, 100 МПа, даже более предпочтительно, по меньшей мере, 105 МПа, например, в интервале между 90 и 200 МПа, более конкретно в интервале между 100 и 150 МПа.In another embodiment, the polyolefin composition has a tensile strength at break at 23°C (50 mm/min, ISO 527-2) of at least 90 MPa, preferably at least 95 MPa, more preferably at least 100 MPa, even more preferably at least 105 MPa, for example in the range between 90 and 200 MPa, more particularly in the range between 100 and 150 MPa.
В еще одном другом варианте осуществления данная полиолефиновая композиция имеет ударную прочность (ISO179-1, Шарпи 1eA +23°C), по меньшей мере, 9,0 кДж/м2, предпочтительно, по меньшей мере, 9,5 кДж/м2, например, в интервале между 9,0 и 15,0 кДж/м2, более конкретно в интервале между 9,5 и 13,0 кДж/м2, даже более конкретно в интервале между 10 и 12,0 кДж/м2.In yet another embodiment, the polyolefin composition has an impact strength (ISO179-1, Charpy 1eA +23°C) of at least 9.0 kJ/ m2 , preferably at least 9.5 kJ/ m2 , such as in the range between 9.0 and 15.0 kJ/ m2 , more particularly in the range between 9.5 and 13.0 kJ/ m2 , even more particularly in the range between 10 and 12.0 kJ/ m2 .
Полипропиленовые первичные гомополимерыPolypropylene primary homopolymers
В варианте осуществления данной полиолефиновой композиции можно использовать более одного первичного гомополимера полипропилена. Однако предпочтительно использовать один первичный гомополимер полипропилена.In an embodiment of this polyolefin composition, more than one primary polypropylene homopolymer can be used. However, it is preferable to use a single primary polypropylene homopolymer.
Таким образом, в варианте осуществления данная полиолефиновая композиция может содержатьThus, in an embodiment, the polyolefin composition may comprise
a1) по меньшей мере, один первый гомополимер полипропилена;a1) at least one first polypropylene homopolymer;
a2) по меньшей мере, один второй гомополимер полипропилена;a2) at least one second polypropylene homopolymer;
причем, по меньшей мере, один первый гомополимер полипропилена и, по меньшей мере, один второй гомополимер полипропилена отличаются друг от друга по их показателю текучести расплава MFR2 (230°C, нагрузка 2,16 кг, измерен по стандарту ISO 1133). wherein at least one first polypropylene homopolymer and at least one second polypropylene homopolymer differ from each other in their melt flow rate MFR 2 (230°C, 2.16 kg load, measured according to ISO 1133).
Таким образом, данная полиолефиновая композиция может содержать два первичных гомополимера полипропилена с разными показателями текучести расплава. Это позволяет легко регулировать показатель текучести расплава конечной полиолефиновой композиции.Thus, this polyolefin composition can contain two primary polypropylene homopolymers with different melt flow indices. This allows for easy adjustment of the melt flow index of the final polyolefin composition.
Гомополимер полипропилена, используемый в качестве первичных гомополимеров в данной полиолефиновой композиции, выбирают из группы, включающейThe polypropylene homopolymer used as the primary homopolymers in the polyolefin composition is selected from the group comprising
- гомополимер полипропилена (ППГ-1), имеющий показатель текучести расплава MFR2 (230°C, 2,16 кг, измерен по стандарту ISO 1133) в интервале от 5 до 15 г/10 мин, предпочтительно от 5 до 10 г/10 мин, более предпочтительно 8 г/10 мин; и/или - a polypropylene homopolymer (PPG-1) having a melt flow rate MFR 2 (230°C, 2.16 kg, measured according to ISO 1133) in the range of 5 to 15 g/10 min, preferably 5 to 10 g/10 min, more preferably 8 g/10 min; and/or
- гомополимер полипропилена (ППГ-2), имеющий показатель текучести расплава MFR2 (230°C, 2,16 кг, измерен по стандарту ISO 1133) в интервале от 10 до 30 г/10 мин, предпочтительно от 15 до 25 г/10 мин, более предпочтительно 20 г/10 мин.- a polypropylene homopolymer (PPG-2) having a melt flow rate MFR 2 (230°C, 2.16 kg, measured according to ISO 1133) in the range of 10 to 30 g/10 min, preferably 15 to 25 g/10 min, more preferably 20 g/10 min.
Свойства и особенности разных гомополимеров полипропилена, которые могут быть использованы в данной полиолефиновой композиции, описаны ниже.The properties and characteristics of the various polypropylene homopolymers that can be used in this polyolefin composition are described below.
Гомополимер полипропилена (ППГ-1)Polypropylene homopolymer (PPG-1)
По меньшей мере, один гомополимер полиэтилена (ППГ-1) имеет показатель текучести расплава MFR2 (230°C, 2,16 кг, измерен по стандарту ISO 1133) в интервале от 5 до 15 г/10 мин, предпочтительно от 5 до 10 г/10 мин, более предпочтительно 8 г/10 мин; и модуль упругости при растяжении (ISO 178) выше чем 800 МПа, предпочтительно выше чем 1000 МПа, более предпочтительно выше чем 1300 MPaAt least one polyethylene homopolymer (PPG-1) has a melt flow rate MFR 2 (230°C, 2.16 kg, measured according to ISO 1133) in the range of 5 to 15 g/10 min, preferably 5 to 10 g/10 min, more preferably 8 g/10 min; and a tensile modulus (ISO 178) higher than 800 MPa, preferably higher than 1000 MPa, more preferably higher than 1300 MPa
Гомополимер полипропилена (ППГ-1) имеет температуру плавления, по меньшей мере, 150°C; предпочтительно, по меньшей мере, 158°C, предпочтительно в интервале от 158 до 167°C, например, 162°C. Гомополимер полипропилена (ППГ-1) может иметь модуль упругости при изгибе, измеренный по стандарту ISO 178, по меньшей мере, 500 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 1000 МПа, предпочтительно в интервале от 1200 до 2000 МПа, например, 1400 МПа.The polypropylene homopolymer (PPG-1) has a melting point of at least 150°C; preferably at least 158°C, preferably in the range from 158 to 167°C, for example 162°C. The polypropylene homopolymer (PPG-1) can have a flexural modulus, measured according to ISO 178, of at least 500 MPa, preferably at least 1000 MPa, preferably in the range from 1200 to 2000 MPa, for example 1400 MPa.
Предпочтительный материал для гомополимера полипропилена (ППГ-1) среди прочего коммерчески доступен от компании Borealis AG (Австрия) под названием HD601CF. Альтернативными подходящими материалами являются высококристаллические гомополимеры полипропилена, описанные, например, в документе WO 03/031174 A2.A preferred material for polypropylene homopolymer (PPG-1) is commercially available from Borealis AG (Austria) under the name HD601CF. Alternative suitable materials include highly crystalline polypropylene homopolymers, such as those described in WO 03/031174 A2.
Гомополимер полипропилена (ППГ-2)Polypropylene homopolymer (PPG-2)
По меньшей мере, один гомополимер полиэтилена (ППГ-2) имеет показатель текучести расплава MFR2 (230°C, 2,16 кг, измерен по стандарту ISO 1133) в интервале от 10 до 30 г/10 мин, предпочтительно от 15 до 25 г/10 мин, предпочтительно 20 г/10 мин; и модуль упругости при растяжении (ISO 527-2) выше чем 1800 МПа, предпочтительно выше чем 2000 МПа, наиболее предпочтительно 2200 МПа.At least one polyethylene homopolymer (PPG-2) has a melt flow rate MFR 2 (230°C, 2.16 kg, measured according to ISO 1133) in the range from 10 to 30 g/10 min, preferably from 15 to 25 g/10 min, preferably 20 g/10 min; and a tensile modulus (ISO 527-2) higher than 1800 MPa, preferably higher than 2000 MPa, most preferably 2200 MPa.
Гомополимер полипропилена (ППГ-2) состоит по существу, то есть, из более чем 99,7% масс., еще более предпочтительно, по меньшей мере, из 99,8% масс., пропиленовых звеньев в пересчете на массу гомополимера полипропилена (ППГ-2). В предпочтительном варианте осуществления только пропиленовые звенья могут быть обнаружены в гомополимере полипропилена (ППГ-2).The polypropylene homopolymer (PPG-2) consists essentially of, i.e., more than 99.7% by weight, even more preferably at least 99.8% by weight, propylene units, based on the weight of the polypropylene homopolymer (PPG-2). In a preferred embodiment, only propylene units can be found in the polypropylene homopolymer (PPG-2).
Следует отметить, что гомополимер полипропилена (ППГ-2) отличается низким количеством фракции, растворимой в холодном ксилоле (XCS). Гомополимер полипропилена (ППГ-2) может иметь содержание растворимой в холодном ксилоле фракции (XCS) не больше чем 4,0% масс., предпочтительно не больше чем 3,0% масс., более предпочтительно не больше чем 2,5% масс., например, в интервале от 0,1 до 4,0% масс., предпочтительно в интервале от 0,1 до 3,0% масс., более предпочтительно в интервале от 0,1 до 2,5% масс., в пересчете на массу гомополимера полипропилена (ППГ-2).It should be noted that the polypropylene homopolymer (PPG-2) is characterized by a low amount of cold xylene soluble fraction (XCS). The polypropylene homopolymer (PPG-2) can have a content of cold xylene soluble fraction (XCS) of no more than 4.0% by weight, preferably no more than 3.0% by weight, more preferably no more than 2.5% by weight, for example, in the range of 0.1 to 4.0% by weight, preferably in the range of 0.1 to 3.0% by weight, more preferably in the range of 0.1 to 2.5% by weight, based on the weight of the polypropylene homopolymer (PPG-2).
Гомополимер полипропилена (ППГ-2) может иметь температуру тепловой деформации (HDT), измеренную по стандарту ISO 75-2, по меньшей мере, 90°C, предпочтительно, по меньшей мере, 100°C, более предпочтительно, по меньшей мере, 115°C, например, в интервале от 90 до 160°C, предпочтительно в интервале от 100 до 150°C, более предпочтительно от 115 до 130°C.The polypropylene homopolymer (PPG-2) may have a heat distortion temperature (HDT), measured according to ISO 75-2, of at least 90°C, preferably at least 100°C, more preferably at least 115°C, for example in the range of 90 to 160°C, preferably in the range of 100 to 150°C, more preferably from 115 to 130°C.
Гомополимер полипропилена (ППГ-2) может иметь ударную прочность по Шарпи, измеренную по стандарту ISO 179-1eA при 23°C, по меньшей мере, 1,0 кДж/м2, предпочтительно, по меньшей мере, 2,0 кДж/м2, например, в интервале от 1,0 до 10 кДж/м2, предпочтительно в интервале от 2,0 до 5,0 кДж/м2, например, 2,5 кДж/м2. Гомополимер полипропилена (ППГ-2) может иметь модуль упругости при изгибе, измеренный по стандарту ISO 178, по меньшей мере, 500 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 1500 МПа, например, в интервале от 500 до 3500 МПа, предпочтительно в интервале от 1500 до 2500 МПа, например, 2000 МПа.The polypropylene homopolymer (PPG-2) may have a Charpy impact strength measured according to ISO 179-1eA at 23°C of at least 1.0 kJ/ m2 , preferably at least 2.0 kJ/ m2 , such as in the range of 1.0 to 10 kJ/ m2 , preferably in the range of 2.0 to 5.0 kJ/ m2 , such as 2.5 kJ/ m2 . The polypropylene homopolymer (PPG-2) may have a flexural modulus measured according to ISO 178 of at least 500 MPa, preferably at least 1500 MPa, such as in the range of 500 to 3500 MPa, preferably in the range of 1500 to 2500 MPa, such as 2000 MPa.
Гомополимер полипропилена (ППГ-2) может содержать зародышеобразователь, который предпочтительно представляет собой полимерный зародышеобразователь, более предпочтительно альфа-зародышеобразователь, например, полимерный альфа-зародышеобразователь. Содержание альфа-зародышеобразователя гомополимера полипропилена (ППГ-2) предпочтительно составляет до 5,0% масс. В предпочтительном варианте гомополимер полипропилена (ППГ-2) содержит не больше чем 3000 ч/млн, более предпочтительно от 1 до 2000 ч/млн альфа-зародышеобразователя.The polypropylene homopolymer (PPG-2) may contain a nucleating agent, which is preferably a polymeric nucleating agent, more preferably an alpha-nucleating agent, such as a polymeric alpha-nucleating agent. The alpha-nucleating agent content of the polypropylene homopolymer (PPG-2) is preferably up to 5.0% by weight. In a preferred embodiment, the polypropylene homopolymer (PPG-2) contains no more than 3000 ppm, more preferably from 1 to 2000 ppm, of the alpha-nucleating agent.
Гомополимер полипропилена (ППГ-2) известен в данной области техники, и, например, коммерчески доступен от компании Borealis AG под названием HF955MO. Использование PPH-2 предпочтительно.Polypropylene homopolymer (PPH-2) is known in the art and is commercially available from Borealis AG under the name HF955MO. PPH-2 is preferred.
Первичные блок-сополимеры полипропиленаPrimary block copolymers of polypropylene
Свойства и особенности первичного блок-сополимера полипропилена, который может быть использован в настоящей полиолефиновой композиции, описаны ниже.The properties and features of the primary polypropylene block copolymer that can be used in the present polyolefin composition are described below.
Блок-сополимер полипропилена (ПБС-1)Polypropylene block copolymer (PBS-1)
В варианте осуществления, по меньшей мере, один блок-сополимер полипропилена (ПБС-1) имеет показатель текучести расплава (230°C, 2,16 кг), по меньшей мере, 0,10 г/10 мин, предпочтительно, по меньшей мере, 0,20 г/10 мин, например, в интервале между 0,20 и 2,0 г/10 мин, более конкретно в интервале между 0,20 и 1,5 г/10 мин, например, 0,20-0,32 г/10 мин.In an embodiment, at least one polypropylene block copolymer (PBS-1) has a melt flow rate (230°C, 2.16 kg) of at least 0.10 g/10 min, preferably at least 0.20 g/10 min, such as in the range between 0.20 and 2.0 g/10 min, more particularly in the range between 0.20 and 1.5 g/10 min, such as 0.20-0.32 g/10 min.
Блок-сополимер полипропилена (ПБС-1) может иметь ударную вязкость по Шарпи с надрезом (NIS), измеренную по стандарту ISO 179-1 eA при 23°C, по меньшей мере, 40 кДж/м2, предпочтительно, по меньшей мере, 50 кДж/м2, например, в интервале от 40 до 60 кДж/м2, предпочтительно в интервале от 45 до 55 кДж/м2, например, 50 кДж/м2. Блок-сополимер полипропилена (ПБС-1) может иметь растягивающее напряжение при пределе текучести, измеренное по стандарту ISO 527-2, по меньшей мере, 25 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 30 МПа, например, в интервале от 25 до 45 МПа, предпочтительно в интервале от 30 до 35 МПа, например, 31 МПа. Плотность может находиться в интервале от 800 до 1000 кг/м3, предпочтительно в интервале от 850 до 950 кг/м3, например, 900 кг/м3.The polypropylene block copolymer (PBS-1) may have a Charpy notched impact strength (NIS), measured according to ISO 179-1 eA at 23°C, of at least 40 kJ/ m2 , preferably at least 50 kJ/ m2 , for example in the range of 40 to 60 kJ/ m2 , preferably in the range of 45 to 55 kJ/ m2 , for example 50 kJ/ m2 . The polypropylene block copolymer (PBS-1) may have a tensile stress at yield, measured according to ISO 527-2, of at least 25 MPa, preferably at least 30 MPa, for example in the range of 25 to 45 MPa, preferably in the range of 30 to 35 MPa, for example 31 MPa. The density may be in the range of 800 to 1000 kg/ m3 , preferably in the range of 850 to 950 kg/ m3 , for example 900 kg/ m3 .
Блок-сополимер полипропилена (ПБС-1) известен в данной области техники и, например, коммерчески доступен от компании Borealis AG как BA212E.Polypropylene block copolymer (PBS-1) is known in the art and is, for example, commercially available from Borealis AG as BA212E.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков из переработанного материалаA blend of polypropylene mixed plastics from recycled material
Смесь полипропиленов смешанных пластиков получают из потока переработанных отходов из пост-потребительского пластикового мусора.Mixed plastic polypropylene blend is derived from the recycled waste stream of post-consumer plastic waste.
Несколько возможных видов сырья из городских систем сбора мусора коммерчески доступны и позволяют поставлять пост-потребительский пластиковый мусор. В зависимости от участия потребителя чистота этого сырья будет отличаться, на что обычно указывает система сбора. Также после стадии b) может быть проведена проверка промежуточного продукта на наличие вероятно очень старых («древних») изделий из бесцветного/натурального пластика. Проводить сортировку позволяет изменение цвета (например, выраженное пожелтение) и/или заметные царапины на преимущественно бесцветных/натуральных пластиковых изделиях. Такая стадия позволяет избавиться от так называемых веществ, вызывающих очень большую озабоченность. Эти вещества, например, Pb, Hg, полибромированные дифениловые эфиры и им подобные, уже довольно давно запрещены, но все еще присутствуют в реальном мире, поскольку потребители обычно накапливают изделия из пластика, например, в виде пластиковых игрушек, на протяжении долгих лет и в конечном итоге выбрасывают их в системы сбора отходов. Дополнительной стадии проверки может способствовать контрольный анализ на наличие указанных веществ, вызывающих повышенную озабоченность.Several possible feedstocks from municipal waste collection systems are commercially available and can be used to supply post-consumer plastic waste. Depending on consumer participation, the purity of this feedstock will vary, as typically indicated by the collection system. After step b), the intermediate product can also be tested for potentially very old ("ancient") clear/natural plastic items. Sorting is facilitated by color changes (e.g., pronounced yellowing) and/or visible scratches on predominantly clear/natural plastic items. This step eliminates so-called substances of very high concern. These substances, such as Pb, Hg, polybrominated diphenyl ethers, and the like, have long been banned, but are still present in the real world, as consumers typically accumulate plastic items, such as plastic toys, over many years and eventually discard them in waste collection systems. A follow-up analysis for these substances of very high concern can facilitate this additional screening step.
Контроль и оценка запаха возможны несколькими способами. Их обзор представлен, например, Demets, Ruben и др. в публикации «Development and application of an analytical method to quantify odour removal in plastic waste recycling processes», Resources, Conservation and Recycling 161 (2020):104907, которая включена в данный документ посредством ссылки.Odor monitoring and assessment are possible in several ways. A review of these is presented, for example, by Demets, Ruben, et al. in their publication "Development and application of an analytical method to quantify odor removal in plastic waste recycling processes," Resources, Conservation and Recycling 161 (2020):104907, which is incorporated herein by reference.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков, как правило, имеет показатель текучести расплава (ISO1133, 2,16 кг, 230°C) от 2,0 до 50 г/10 мин. На показатель текучести расплава можно влиять путем разделения потоков пост-потребительских пластиковых отходов, например, но без ограничения: образующихся в результате применения расширенных схем ответственности производителя, таких как немецкая DSD, или в результате сортировки твердых бытовых отходов на большое количество предварительно отсортированных фракций и повторного их объединения надлежащим образом. В качестве дополнительного способа изменения показателя текучести расплава конечной смеси полипропиленов смешанных пластиков на заключительном этапе гранулирования могут быть введены пероксиды. Обычно MFR лежит в интервале от 2,0 до 50 г/10 мин, предпочтительно от 5,0 до 40 г/10 мин, более предпочтительно от 10 до 30 г/10 мин, и наиболее предпочтительно от 15 до 25 г/10 мин. Такой интервал значений MFR особенно подходят для смеси полипропиленов смешанных пластиков, не подвергавшейся висбрекингу. Висбрекинг позволяет повысить MFR до 30 г/10 мин или до 40 г/10 мин.The polypropylene blend plastics mixture typically has a melt flow rate (ISO1133, 2.16 kg, 230°C) of 2.0 to 50 g/10 min. The melt flow rate can be influenced by separating post-consumer plastic waste streams, such as, but not limited to, those generated by extended producer responsibility schemes such as the German DSD, or by sorting municipal solid waste into a large number of pre-sorted fractions and recombining them in an appropriate manner. As an additional method for modifying the melt flow rate of the final polypropylene blend plastics mixture, peroxides can be added at the final granulation step. Typically, the MFR is in the range of 2.0 to 50 g/10 min, preferably 5.0 to 40 g/10 min, more preferably 10 to 30 g/10 min, and most preferably 15 to 25 g/10 min. This MFR range is particularly suitable for non-visbroken polypropylene blends of mixed plastics. Visbreaking can increase the MFR to 30 g/10 min or 40 g/10 min.
Как правило, качество переработки можно оценить по наличию одного или нескольких из следующих веществ:As a rule, the quality of processing can be assessed by the presence of one or more of the following substances:
а) полистиролa) polystyrene
b) полиамид-6b) polyamide-6
c) лимонен, который определяют с использованием твердофазной микроэкстракции (HS-SPME-GC-MS)c) limonene, which is determined using solid-phase microextraction (HS-SPME-GC-MS)
d) жирные кислоты, которые определяют с использованием твердофазной микроэкстракции (HS-SPME-GC-MS).d) fatty acids, which are determined using solid-phase microextraction (HS-SPME-GC-MS).
Наличие означает пределы обнаружения. Предел обнаружения лимонена и жирных кислот при твердофазной микроэкстракции (HS-SPME-GC-MS) составляет менее 0,1 ч/млн, то есть, следы этих веществ позволяют легко определить качество переработки.Presence refers to detection limits. The detection limit of limonene and fatty acids in solid-phase microextraction (HS-SPME-GC-MS) is less than 0.1 ppm, meaning traces of these substances allow for easy determination of processing quality.
Предпочтительны следующие количестваThe following quantities are preferred
a) полистирол: от 0 до 2,0% масс.; более предпочтительно от 0 до 0,5% масс;a) polystyrene: from 0 to 2.0% by weight; more preferably from 0 to 0.5% by weight;
b) полиамид-6: от 0 до 1,5% масс.; более предпочтительно от 0 до 0,5% масс;b) polyamide 6: from 0 to 1.5% by weight; more preferably from 0 to 0.5% by weight;
c) лимонен, определяемый с использованием твердофазной микроэкстракции (HS-SPME-GC-MS): от 0,1 до 50 ч/млн;c) limonene determined using solid phase microextraction (HS-SPME-GC-MS): from 0.1 to 50 ppm;
d) жирные кислоты, определяемые с использованием твердофазной микроэкстракции (HS-SPME-GC-MS): от 0,1 до 200 ч/млн, более предпочтительно 50 ч/млн.d) fatty acids determined using solid phase microextraction (HS-SPME-GC-MS): from 0.1 to 200 ppm, more preferably 50 ppm.
Само собой разумеется, что количество a), b), c) и d) должно быть как можно меньшим. В особо предпочтительном варианте полипропиленовая смесь не содержит полистирол и полиамид, что означает, что содержание обоих полимеров находится ниже предела обнаружения.It goes without saying that the amounts of a), b), c), and d) should be as low as possible. In a particularly preferred embodiment, the polypropylene blend does not contain polystyrene or polyamide, meaning that the content of both polymers is below the detection limit.
Можно использовать различные смеси полипропиленов смешанных пластиков.Various mixtures of polypropylene mixed plastics can be used.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A1)Mixture of polypropylene mixed plastics (Mixture A1)
В одном варианте осуществления смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A1) имеетIn one embodiment, the polypropylene blend of mixed plastics (Blend A1) has
(i) содержание кристаллической фракции (CF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, в интервале от 86,0 до 94,0% масс., более предпочтительно от 90,0 до 94,0% масс., и(i) a crystalline fraction (CF) content, determined according to CRYSTEX QC analysis, in the range of 86.0 to 94.0 wt.%, more preferably 90.0 to 94.0 wt.%, and
(ii) содержание растворимой фракции (SF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, в интервале от 6,0 до 14,0% масс., более предпочтительно от 6,0 до 10,0% масс., при этом(ii) a soluble fraction (SF) content, determined according to CRYSTEX QC analysis, in the range of from 6.0 to 14.0 wt.%, more preferably from 6.0 to 10.0 wt.%, wherein
(iii) указанная кристаллическая фракция (CF) имеет содержание пропилена (C3(CF)), определенное с помощью ИК-Фурье спектроскопии, откалиброванной с помощью количественной 13C-ЯМР спектроскопии, в интервале от 93,0 до 99,0% масс., предпочтительно от 95,0 до 98,0% масс.; при этом(iii) said crystalline fraction (CF) has a propylene content (C3(CF)), determined by FTIR spectroscopy calibrated by quantitative 13 C-NMR spectroscopy, in the range from 93.0 to 99.0 wt.%, preferably from 95.0 to 98.0 wt.%; wherein
(iv) указанная кристаллическая фракция (CF) имеет содержание этилена (C2(CF)), определенное с помощью ИК-Фурье спектроскопии, откалиброванной с помощью количественной 13C-ЯМР спектроскопии, в интервале от 1 до 7% масс., более предпочтительно от 2,0 до 5,0% масс., даже более предпочтительно от 2,5 до 3,5% масс.; и(iv) said crystalline fraction (CF) has an ethylene content (C2(CF)), determined by FTIR spectroscopy calibrated by quantitative 13 C-NMR spectroscopy, in the range of from 1 to 7% by weight, more preferably from 2.0 to 5.0% by weight, even more preferably from 2.5 to 3.5% by weight; and
(v) указанная растворимая фракция (SF) имеет характеристическую вязкость (IV(SF)) в интервале от 1,2 до ниже 1,8 дл/г, предпочтительно от 1,40 до 1,70 дл/г;(v) said soluble fraction (SF) has an intrinsic viscosity (IV(SF)) in the range from 1.2 to below 1.8 dl/g, preferably from 1.40 to 1.70 dl/g;
причемand
(vi) смесь полипропиленов смешанных пластиков имеет цветовое пространство CIELAB (L*a*b*)(vi) a mixture of polypropylene mixed plastics has a CIELAB color space (L*a*b*)
- L* от 40 до 85, предпочтительно от 50 до 75;- L* from 40 to 85, preferably from 50 to 75;
- a* от -8,00 до 10, более предпочтительно от -5,0 до 0,0;- a* from -8.00 to 10, more preferably from -5.0 to 0.0;
- b* от 0,0 до ниже 10,0, более предпочтительно от 0,0 до ниже 5,00.- b* from 0.0 to below 10.0, more preferably from 0.0 to below 5.00.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A1) предпочтительно имеет показатель текучести расплава MFR2 (ISO 1133, 2,16 кг, 230°C), по меньшей мере, 10,0 г/10 мин, предпочтительно, по меньшей мере, 12,0 г/10 мин, более предпочтительно, по меньшей мере, 14,0 г/10 мин, например, в интервале между 10,0 и 30,0 г/10 мин, предпочтительно между 12,0 и 25,0 г/10 мин, более предпочтительно между 14,0 и 20,0 г/10 мин.The polypropylene blend of mixed plastics (Blend A1) preferably has a melt flow rate MFR 2 (ISO 1133, 2.16 kg, 230°C) of at least 10.0 g/10 min, preferably at least 12.0 g/10 min, more preferably at least 14.0 g/10 min, for example in the range between 10.0 and 30.0 g/10 min, preferably between 12.0 and 25.0 g/10 min, more preferably between 14.0 and 20.0 g/10 min.
Содержание кристаллической фракции (CF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, в смеси A1 предпочтительно находится в интервале от 90,0 до 94,0% масс., и содержание растворимой фракции (SF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, находится в интервале от 6,0 до 10,0% масс.The content of the crystalline fraction (CF), determined according to the CRYSTEX QC analysis, in the mixture A1 is preferably in the range of 90.0 to 94.0% by weight, and the content of the soluble fraction (SF), determined according to the CRYSTEX QC analysis, is in the range of 6.0 to 10.0% by weight.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A1) предпочтительно имеет растворимую фракцию (SF), полученную с помощью анализа CRYSTEX QC, с содержанием этилена (C2(SF)), определенным с помощью ИК-Фурье спектроскопии, откалиброванной с помощью количественной 13C-ЯМР спектроскопии, в интервале от 20,0 до 30,0% масс., более предпочтительно от 20,0 до 28,0% масс., даже более предпочтительно от 22,0 до 26,0% масс. и наиболее предпочтительно от 23,0 до 25,0% масс.The polypropylene blend of mixed plastics (Blend A1) preferably has a soluble fraction (SF), obtained by CRYSTEX QC analysis, with an ethylene content (C2(SF)), determined by FTIR spectroscopy calibrated by quantitative 13 C-NMR spectroscopy, in the range of 20.0 to 30.0 wt.%, more preferably from 20.0 to 28.0 wt.%, even more preferably from 22.0 to 26.0 wt.% and most preferably from 23.0 to 25.0 wt.%.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь-A1) предпочтительно характеризуется запахом (VDA270-B3) 5,0 или ниже, предпочтительно 4,7 или ниже, более предпочтительно 4,0 или ниже, например 3,5.The polypropylene blend of mixed plastics (Blend-A1) is preferably characterized by an odor (VDA270-B3) of 5.0 or lower, preferably 4.7 or lower, more preferably 4.0 or lower, such as 3.5.
В другом аспекте смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A1) имеет колебательный сдвиг большой амплитуды - Фактор нелинейности (LAOS-NLF) (190°C; 1000%) выше чем 2,6, гдеIn another aspect, the polypropylene blend of mixed plastics (Blend A1) has a large amplitude oscillatory shift - Non-linearity factor (LAOS-NLF) (190°C; 1000%) greater than 2.6, where
LAOS-NLF= ,LAOS-NLF= ,
причемand
G 1’ представляет собой коэффициент Фурье первого порядка; G 1 ' is the first order Fourier coefficient;
G 3’ представляет собой коэффициент Фурье третьего порядка. G 3 ' is the third order Fourier coefficient.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь-A1) имеет модуль упругости при растяжении (ISO 527-2 при скорости траверсы 1 мм/мин; 23°C) при использовании отлитых под давлением образцов для испытания, которые описаны в стандарте EN ISO 1873-2 (форма «собачей кости», толщина 4 мм), по меньшей мере, 1300 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 1330 МПа, например, 1440 МПа.The polypropylene blend of mixed plastics (Blend-A1) has a tensile modulus of elasticity (ISO 527-2 at a crosshead speed of 1 mm/min; 23°C) using injection moulded test specimens as described in EN ISO 1873-2 (dog bone shape, 4 mm thick) of at least 1300 MPa, preferably at least 1330 MPa, for example 1440 MPa.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A1), как оказывается, обладает технологичностью, отражаемой коэффициентом разжижения при сдвиге (STF), представляющим собой отношение eta 0,05 и eta 300, выше 9,0, предпочтительно выше 10,0. The polypropylene blend of mixed plastics (Blend A1) is found to have processability, as reflected by the shear thinning factor (STF), which is the ratio of eta 0.05 and eta 300, above 9.0, preferably above 10.0.
Ударная вязкость по Шарпи с надрезом (без инструментов, ISO 179-1 при +23°C) смеси полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A1) предпочтительно составляет выше чем 4,5 кДж/м2, более предпочтительно выше чем 5,0 кДж/м2, наиболее предпочтительно от выше чем 5,4 кДж/м2, например, 6,9 кДж/м2.The Charpy notched impact strength (without tools, ISO 179-1 at +23°C) of the polypropylene blend plastics (Blend A1) is preferably higher than 4.5 kJ/ m2 , more preferably higher than 5.0 kJ/ m2 , most preferably higher than 5.4 kJ/ m2 , such as 6.9 kJ/ m2 .
Способ получения смеси A1 полипропиленов смешанных пластиков включает следующие стадии:The method for producing a mixture of polypropylene mixed plastics A1 includes the following stages:
a) получение потока рециркуляции предшественника смешанного пластика (А);a) obtaining a recirculation stream of mixed plastic precursor (A);
b) просеивание потока рециркуляции предшественника смешанного пластика (A) с созданием потока рециркуляции просеянного смешанного пластика (B), содержащего только изделия с наибольшим размером в интервале от 30 до 400 мм;b) screening the recirculation stream of mixed plastic precursor (A) to create a recirculation stream of screened mixed plastic (B) containing only the largest size products in the range from 30 to 400 mm;
c) сортировка потока рециркуляции просеянного смешанного пластика (B) с помощью одного или нескольких оптических сортировщиков, где поток рециркуляции просеянного смешанного пластика (B) сортируют, по меньшей мере, по цвету и необязательно также по типу полиолефина и/или форме изделия, в результате чего получают один или несколько потоков рециркуляции отсортированных полиолефинов одного цвета (C) и поток рециркуляции отсортированных полиолефинов смешанного цвета (CM), где каждый из одного или нескольких потоков рециркуляции отсортированных полиолефинов одного цвета (C) и поток рециркуляции отсортированных полиолефинов смешанного цвета (CM) подвергают по отдельности стадиям d) и далее;c) sorting the recirculation stream of screened mixed plastic (B) using one or more optical sorters, where the recirculation stream of screened mixed plastic (B) is sorted at least by colour and optionally also by type of polyolefin and/or shape of the article, as a result of which one or more recirculation streams of sorted polyolefins of a single colour (C) and a recirculation stream of sorted polyolefins of a mixed colour (CM) are obtained, where each of the one or more recirculation streams of sorted polyolefins of a single colour (C) and the recirculation stream of sorted polyolefins of a mixed colour (CM) are subjected separately to steps d) and further;
d) измельчение потока рециркуляции отсортированных полиолефинов (C или CM) с получением потока рециркуляции хлопьевидного полиолефина (D);d) crushing the recycle stream of sorted polyolefins (C or CM) to obtain a recycle stream of flake polyolefin (D);
e) промывка потока рециркуляции хлопьевидного полиолефина (D) первым водным промывочным раствором (W1) без подачи тепловой энергии, с получением в результате первого потока рециркуляции суспендированных полиолефинов (E);e) washing the recirculation stream of flake polyolefin (D) with a first aqueous washing solution (W1) without supplying thermal energy, thereby obtaining a first recirculation stream of suspended polyolefins (E);
f) удаление, по меньшей мере, части первого водного промывочного раствора (W1), предпочтительно по существу всего первого водного промывочного раствора (W1), из первого потока рециркуляции суспендированных полиолефинов (E) с получением первого потока рециркуляции промытых полиолефинов (F);f) removing at least a portion of the first aqueous wash solution (W1), preferably substantially all of the first aqueous wash solution (W1), from the first recycle stream of suspended polyolefins (E) to obtain a first recycle stream of washed polyolefins (F);
g) промывка первого потока рециркуляции промытых полиолефинов (F) вторым водным промывочным раствором (W2) с получением в результате второго потока рециркуляции суспендированных полиолефинов (G), при этом во второй поток рециркуляции суспендированных полиолефинов (G) вводят достаточное количество тепловой энергии для получения температуры в интервале от 65 до 95°C во время промывки;g) washing the first recirculation stream of washed polyolefins (F) with a second aqueous washing solution (W2) to thereby obtain a second recirculation stream of suspended polyolefins (G), wherein a sufficient amount of thermal energy is introduced into the second recirculation stream of suspended polyolefins (G) to obtain a temperature in the range of from 65 to 95°C during washing;
h) удаление второго водного промывочного раствора (W2) и любого материала, не плавающего на поверхности второго водного промывочного раствора, из второго потока рециркуляции суспендированных полиолефинов (G) с получением второго потока рециркуляции промытых полиолефинов (H);h) removing the second aqueous wash solution (W2) and any material not floating on the surface of the second aqueous wash solution from the second suspended polyolefin recycle stream (G) to obtain a second washed polyolefin recycle stream (H);
i) сушка второго потока рециркуляции промытых полиолефинов (H) с получением в результате потока рециркуляции высушенных полиолефинов (I);i) drying the second recycle stream of washed polyolefins (H) to obtain a recycle stream of dried polyolefins (I);
j) необязательно разделение потока рециркуляции высушенных полиолефинов (I) на легкую фракцию и поток рециркуляции тяжелой фракции полиолефинов (J);j) optionally separating the dried polyolefin recycle stream (I) into a light fraction and a heavy polyolefin recycle stream (J);
k) необязательно дополнительную сортировку потока рециркуляции тяжелой фракции полиолефинов (J) или, в случае отсутствия стадии j), потока рециркуляции высушенных полиолефинов (I) с помощью одного или нескольких оптических сортировщиков, осуществляющих сортировку по одному или нескольким целевым полиолефинам путем удаления любых хлопьев, содержащих материал, отличный от одного или нескольких целевых полиолефинов, обеспечивая поток рециркуляции очищенных полиолефинов (K);k) optionally further sorting the heavy fraction polyolefin recycle stream (J) or, if step j) is not present, the dried polyolefin recycle stream (I) using one or more optical sorters sorting into one or more target polyolefins by removing any flakes containing material other than the one or more target polyolefins, providing a purified polyolefin recycle stream (K);
l) необязательно экструдирование из расплава, предпочтительно гранулирование, потока рециркуляции очищенных полиолефинов (K), при этом предпочтительно добавляют добавки (Ad) в расплавленном состоянии с получением экструдированного, предпочтительно гранулированного, продукта переработанных полиолефинов (L); иl) optionally melt extruding, preferably pelletizing, a recycled stream of purified polyolefins (K), wherein additives (Ad) are preferably added in the molten state to obtain an extruded, preferably pelletized, product of recycled polyolefins (L); and
m) необязательно аэрирование продукта переработанных полиолефинов (L) или, в случае отсутствия стадии l), потока рециркуляции очищенных полиолефинов (K) для удаления летучих органических соединений, получая в результате аэрированный продукт переработанных полиолефинов (M), представляющий собой либо аэрированный экструдированный, предпочтительно гранулированный, продукт переработанных полиолефинов (M1), либо аэрированные хлопья переработанных полиолефинов (M2),m) optionally aerating the recycled polyolefin product (L) or, if step l) is not present, the purified polyolefin recycle stream (K) to remove volatile organic compounds, thereby obtaining an aerated recycled polyolefin product (M), which is either an aerated extruded, preferably pelletized, recycled polyolefin product (M1) or an aerated recycled polyolefin flake (M2),
причем порядок стадий l) и m) может быть взаимно изменен так, что сначала аэрируют поток рециркуляции очищенных полиолефинов (K) с образованием аэрированных хлопьев переработанных полиолефинов (M2), который затем экструдируют с получением экструдированного, предпочтительно гранулированного продукта переработанных полиолефинов (M3), который представляет собой смесь полипропиленов смешанного цвета A1, описанную выше.wherein the order of steps l) and m) can be mutually reversed such that the purified polyolefin recycle stream (K) is first aerated to form aerated recycled polyolefin flakes (M2), which are then extruded to obtain an extruded, preferably granulated, recycled polyolefin product (M3), which is the mixed colour polypropylene blend A1 described above.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A2)Mixture of polypropylene mixed plastics (Mixture A2)
В другом варианте осуществления смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A2) имеетIn another embodiment, the polypropylene blend of mixed plastics (Blend A2) has
(i) содержание кристаллической фракции (CF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, в интервале от 86,0 до 94,0% масс., предпочтительно от 91,0 до 94,0% масс., и(i) a crystalline fraction (CF) content, determined according to CRYSTEX QC analysis, in the range from 86.0 to 94.0 wt.%, preferably from 91.0 to 94.0 wt.%, and
(ii) содержание растворимой фракции (SF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, в интервале от 6,0 до 14,0% масс., более предпочтительно от 6,0 до 9,0% масс., при этом(ii) a soluble fraction (SF) content, determined according to CRYSTEX QC analysis, in the range of from 6.0 to 14.0 wt.%, more preferably from 6.0 to 9.0 wt.%, wherein
(iii) указанная кристаллическая фракция (CF) имеет содержание пропилена (C3(CF)), определенное с помощью ИК-Фурье спектроскопии, откалиброванной с помощью количественной 13C-ЯМР спектроскопии, в интервале от 95,0 до 99,0% масс., предпочтительно от 96,0 до 98,0% масс., при этом(iii) said crystalline fraction (CF) has a propylene content (C3(CF)), determined by FTIR spectroscopy calibrated by quantitative 13 C-NMR spectroscopy, in the range from 95.0 to 99.0 wt.%, preferably from 96.0 to 98.0 wt.%, wherein
(iv) указанная кристаллическая фракция (CF) имеет содержание этилена (C2(CF)), определенное с помощью ИК-Фурье спектроскопии, откалиброванной с помощью количественной 13C-ЯМР спектроскопии, в интервале от 1,0 до 5,0, предпочтительно от 2,0 до 4,0% масс., более предпочтительно от 2,5 до 3,5% масс.; и(iv) said crystalline fraction (CF) has an ethylene content (C2(CF)), determined by FTIR spectroscopy calibrated by quantitative 13C -NMR spectroscopy, in the range of 1.0 to 5.0, preferably 2.0 to 4.0 wt.%, more preferably 2.5 to 3.5 wt.%; and
(v) указанная растворимая фракция (SF) имеет характеристическую вязкость (IV(SF)) в интервале от 1,1 до ниже 1,5 дл/г, предпочтительно от 1,25 до ниже 1,45 дл/г; причем(v) said soluble fraction (SF) has an intrinsic viscosity (IV(SF)) in the range from 1.1 to below 1.5 dl/g, preferably from 1.25 to below 1.45 dl/g; wherein
(vi) смесь полипропиленов смешанных пластиков имеет цветовое пространство CIELAB (L*a*b*)(vi) a mixture of polypropylene mixed plastics has a CIELAB color space (L*a*b*)
- L* от 72,0 до 97,0, предпочтительно от 80,0 до 97,0;- L* from 72.0 to 97.0, preferably from 80.0 to 97.0;
- a* от -5,0 до 0,0;- a* from -5.0 to 0.0;
- b* от 0,0 до ниже 22,0.- b* from 0.0 to below 22.0.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A2) предпочтительно имеет показатель текучести расплава MFR2 (ISO 1133, 2,16 кг, 230°C) по меньшей мере, 4,0 г/10 мин, предпочтительно, по меньшей мере, 6,0 г/10 мин, более предпочтительно, по меньшей мере, 7,0 г/10 мин, например, в интервале между 4,0 и 12,0 г/10 мин, предпочтительно между 6,0 и 10,0 г/10 мин, более предпочтительно между 7,0 и 9,0 г/10 мин.The polypropylene blend of mixed plastics (Blend A2) preferably has a melt flow rate MFR 2 (ISO 1133, 2.16 kg, 230°C) of at least 4.0 g/10 min, preferably at least 6.0 g/10 min, more preferably at least 7.0 g/10 min, for example in the range between 4.0 and 12.0 g/10 min, preferably between 6.0 and 10.0 g/10 min, more preferably between 7.0 and 9.0 g/10 min.
В одном варианте осуществления содержание кристаллической фракции (CF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, в смеси A2 предпочтительно находится в интервале от 91,0 до 94,0% масс., предпочтительно от 92 до 93% масс., и содержание растворимой фракции (SF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, находится в интервале от 6,0 до 9,0% масс., предпочтительно от 7,0 до 8,0% масс.In one embodiment, the crystalline fraction (CF) content, determined according to the CRYSTEX QC analysis, in mixture A2 is preferably in the range of 91.0 to 94.0 wt.%, preferably 92 to 93 wt.%, and the soluble fraction (SF) content, determined according to the CRYSTEX QC analysis, is in the range of 6.0 to 9.0 wt.%, preferably 7.0 to 8.0 wt.%.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A2) предпочтительно имеет растворимую фракцию (SF), полученную с помощью анализа CRYSTEX QC, с содержанием этилена (C2(SF)), определенным с помощью ИК-Фурье спектроскопии, откалиброванной с помощью количественной 13C-ЯМР спектроскопии, в интервале от 10,0 до 25,0% масс., более предпочтительно от 12,0 до 25,0% масс., даже более предпочтительно от 12,0 до 20,0% масс. и наиболее предпочтительно от 14,0 до 19,0% масс.The polypropylene blend of mixed plastics (Blend A2) preferably has a soluble fraction (SF), obtained by CRYSTEX QC analysis, with an ethylene content (C2(SF)), determined by FTIR spectroscopy calibrated by quantitative 13 C-NMR spectroscopy, in the range of from 10.0 to 25.0 wt.%, more preferably from 12.0 to 25.0 wt.%, even more preferably from 12.0 to 20.0 wt.% and most preferably from 14.0 to 19.0 wt.%.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь-A2) предпочтительно характеризуется запахом (VDA270-B3) 4,0 или ниже, предпочтительно 3,0.The polypropylene blend of mixed plastics (Blend-A2) preferably has an odor (VDA270-B3) of 4.0 or lower, preferably 3.0.
В другом аспекте смесь полипропиленов смешанных пластиков имеет колебательный сдвиг большой амплитуды - фактор нелинейности (LAOS -NLF) (190°C; 1000%) выше чем 2,3, гдеIn another aspect, the polypropylene blend of mixed plastics has a large amplitude oscillatory shift - nonlinearity factor (LAOS -NLF) (190°C; 1000%) higher than 2.3, where
LAOS-NLF= ,LAOS-NLF= ,
причемand
G 1’ представляет собой коэффициент Фурье первого порядка, G 1 ' is the first order Fourier coefficient,
G 3’ представляет собой коэффициент Фурье третьего порядка. G 3 ' is the third order Fourier coefficient.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков имеет модуль упругости при растяжении (ISO 527-2 при скорости траверсы 1 мм/мин; 23°C) при использовании отлитых под давлением образцов для испытания, которые описаны в стандарте EN ISO 1873-2 (форма «собачей кости», толщина 4 мм), по меньшей мере, 1200 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 1250 МПа. Обычно модуль упругости при растяжении (ISO 527-2 при скорости траверсы 1 мм/мин; 23°C) второго варианта осуществления будет не выше 1400 МПа.The polypropylene blend of mixed plastics has a tensile modulus of elasticity (ISO 527-2 at a crosshead speed of 1 mm/min; 23°C) using injection-molded test specimens described in EN ISO 1873-2 (dogbone shape, 4 mm thick) of at least 1200 MPa, preferably at least 1250 MPa. Typically, the tensile modulus of elasticity (ISO 527-2 at a crosshead speed of 1 mm/min; 23°C) of the second embodiment will not be higher than 1400 MPa.
Смесь полипропиленов смешанных пластиков, как оказывается, обладает прекрасной технологичностью, отражаемой коэффициентом разжижения при сдвиге (STF), представляющим собой отношение eta 0,05 и eta 300, выше 13,0, предпочтительно выше 14,0.The polypropylene blend of mixed plastics appears to have excellent processability as reflected by the shear thinning factor (STF), which is the ratio of eta 0.05 and eta 300, above 13.0, preferably above 14.0.
Ударная вязкость по Шарпи с надрезом (без инструментов, ISO 179-1 при +23°C) смеси полипропиленов смешанных пластиков предпочтительно составляет выше чем 6,0 кДж/м2, более предпочтительно выше чем 8,0 кДж/м2, наиболее предпочтительно выше чем 8,3 кДж/м2, например, 8,5 кДж/м2.The Charpy notched impact strength (without tools, ISO 179-1 at +23°C) of the polypropylene blend plastics is preferably higher than 6.0 kJ/ m2 , more preferably higher than 8.0 kJ/ m2 , most preferably higher than 8.3 kJ/ m2 , such as 8.5 kJ/ m2 .
В особенно предпочтительном варианте осуществления смесь полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A2) имеет ударную вязкость по Шарпи с надрезом (NIS) (1eA) (без инструментов, ISO 179-1 при +23°C) в соответствии со стандартом ISO 179-1 eA при +23°C на отлитых под давлением образцах для испытаний размерами 80×10×4 мм, приготовленных по стандарту EN ISO 1873-2, по меньшей мере, 8,0 кДж/м², предпочтительно 8,3 кДж/м², при этом также указанная растворимая фракция (SF), полученная с помощью анализа CRYSTEX QC, имеет содержание этилена (C2(SF)), определенное с помощью ИК-Фурье спектроскопии, откалиброванной с помощью количественной 13C-ЯМР спектроскопии, в интервале от 12,0 до 20,0% масс., и также предпочтительно смесь полипропиленов смешанных пластиков имеет цветовое пространство CIELAB (L*a*b)In a particularly preferred embodiment, the polypropylene blend of mixed plastics (Blend A2) has a Charpy notched impact strength (NIS) (1eA) (without tools, ISO 179-1 at +23°C) according to ISO 179-1 eA at +23°C on injection moulded test specimens of dimensions 80×10×4 mm prepared according to EN ISO 1873-2 of at least 8.0 kJ/m², preferably 8.3 kJ/m², wherein also said soluble fraction (SF), obtained by CRYSTEX QC analysis, has an ethylene content (C2(SF)), determined by FTIR spectroscopy calibrated by quantitative 13 C-NMR spectroscopy, in the range of from 12.0 to 20.0 wt.-%. and also preferably the polypropylene blend mixed plastics have a CIELAB color space (L*a*b)
- L* от 72,0 до 97,0, предпочтительно от 80,0 до 97,0;- L* from 72.0 to 97.0, preferably from 80.0 to 97.0;
- a* от -5,0 до 0,0;- a* from -5.0 to 0.0;
- b* от 0,0 до ниже 22,0- b* from 0.0 to below 22.0
В этом конкретном предпочтительном варианте содержание кристаллической фракции (CF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, в смеси A2 предпочтительно находится в интервале от 91,0 до 94,0% масс., и содержание растворимой фракции (SF), определенное в соответствии с анализом CRYSTEX QC, находится в интервале от 6,0 до 9,0% масс.In this particular preferred embodiment, the crystalline fraction (CF) content, determined according to the CRYSTEX QC analysis, in mixture A2 is preferably in the range of 91.0 to 94.0 wt.%, and the soluble fraction (SF) content, determined according to the CRYSTEX QC analysis, is in the range of 6.0 to 9.0 wt.%.
Способ получения смеси A2 полипропиленов смешанных пластиков включает следующие стадии:The method for producing a mixture of A2 polypropylene mixed plastics includes the following stages:
a) получение пост-потребительского пластикового мусора;a) recovery of post-consumer plastic waste;
b) сортировка товаров, изготовленных из полистирола, полиамида, полиэтилена, металлов, бумаги и древесины с получением в результате материала пост-потребительского пластика;b) sorting of goods made from polystyrene, polyamide, polyethylene, metals, paper and wood, resulting in post-consumer plastic material;
c) сортировка окрашенных товаров с получением в результате материала пост-потребительского пластика, включающего преимущественно белые бутылки, преимущественно белые стаканчики для йогурта, преимущественно белые контейнеры, преимущественно бесцветные панели, преимущественно бесцветные комплектующие части и т.п.;c) sorting of coloured goods to produce post-consumer plastic material comprising predominantly white bottles, predominantly white yogurt cups, predominantly white containers, predominantly clear panels, predominantly clear component parts, etc.;
d) проведение измельчения, промывки водным раствором с разными моющими средствами и последующих сушки, ветрового просеивания и проверки выбранного материала пост-потребительского пластика преимущественно белого цвета или бесцветного;d) crushing, washing with an aqueous solution containing various detergents and subsequent drying, wind sifting and testing of the selected post-consumer plastic material, predominantly white or colourless;
e) проведение дополнительной сортировки предварительно обработанного материала пост-потребительского пластика для исключения неполиолефиновых и окрашенных частей;e) conducting additional sorting of pre-treated post-consumer plastic material to exclude non-polyolefin and painted parts;
f) экструдирование материала и получение смеси полипропиленов по настоящему изобретению в форме гранул;f) extruding the material and obtaining a mixture of polypropylenes according to the present invention in the form of granules;
g) необязательно аэрирование, которое предпочтительно проводят при температур в интервале 100-130°C путем подогрева материала пост-потребительского пластика до такой температуры с использованием потока воздуха, имеющего температуру, по меньшей мере, 100°C.g) optionally aeration, which is preferably carried out at temperatures in the range of 100-130°C by heating the post-consumer plastic material to such temperature using an air flow having a temperature of at least 100°C.
Стеклянные волокнаGlass fibers
Как упоминалось выше, полиолефиновая композиция по изобретению содержит стеклянные волокна, в частности, короткие стеклянные волокна. Стеклянные волокна, используемые в полиолефиновой композиции по изобретению предпочтительно имеют среднюю длину волокна в интервале от 2,0 до 10,0 мм, предпочтительно от 2,0 до 8,0 мм, даже более предпочтительно от 2,0 до 6,0 мм, еще более предпочтительно в интервале от 3,0 до 5,5 мм, даже более предпочтительно 3,5-5,0 мм.As mentioned above, the polyolefin composition according to the invention comprises glass fibers, in particular short glass fibers. The glass fibers used in the polyolefin composition according to the invention preferably have an average fiber length in the range of 2.0 to 10.0 mm, preferably from 2.0 to 8.0 mm, even more preferably from 2.0 to 6.0 mm, even more preferably in the range of 3.0 to 5.5 mm, even more preferably 3.5-5.0 mm.
Также предпочтительно, чтобы короткие стеклянные волокна, используемые в армированном волокнами композите, предпочтительно имели средний диаметр от 5 до 20 мкм, более предпочтительно от 8 до 18 мкм, еще более предпочтительно от 8 до 15 мкм, даже более предпочтительно 10-15 мкм, предпочтительно 11-14 мкм, предпочтительно 12-14 мкм, более предпочтительно 12,3-13,7 мкм, даже более предпочтительно 12,5-13,5 мкм. It is also preferred that the short glass fibers used in the fiber-reinforced composite preferably have an average diameter of 5 to 20 μm, more preferably 8 to 18 μm, even more preferably 8 to 15 μm, even more preferably 10-15 μm, preferably 11-14 μm, preferably 12-14 μm, more preferably 12.3-13.7 μm, even more preferably 12.5-13.5 μm.
В одном предпочтительном варианте осуществления используют стеклянные волокна, имеющие длину волокна 3,0-5,0 мм (в среднем 4,0 мм) и диаметр волокна 12,3-13,7 мкм (в среднем 13 мкм). В другом предпочтительном варианте используют стеклянные волокна, имеющие длину волокна 3,5-5,5 мм (в среднем 4,5 мм) и диаметр волокна 12-14 мкм (в среднем 13 мкм).In one preferred embodiment, glass fibers having a fiber length of 3.0-5.0 mm (average 4.0 mm) and a fiber diameter of 12.3-13.7 μm (average 13 μm) are used. In another preferred embodiment, glass fibers having a fiber length of 3.5-5.5 mm (average 4.5 mm) and a fiber diameter of 12-14 μm (average 13 μm) are used.
Связующий агент/дозирующий агентBinding agent/dosing agent
В одном варианте осуществления полиолефиновая композиция по изобретению содержит, по меньшей мере, один связующий агент. По меньшей мере, один связующий агент представляет собой функционализированный полипропилен, например, полипропилен, функционализированный малеиновым ангидридом (MAH). Количество связующего агента в полиолефиновой композиции может составлять 1-2% масс., например, 1% масс. или 1,25% масс.In one embodiment, the polyolefin composition of the invention comprises at least one coupling agent. The at least one coupling agent is a functionalized polypropylene, such as a maleic anhydride (MAH)-functionalized polypropylene. The amount of coupling agent in the polyolefin composition may be 1-2 wt.%, such as 1 wt.% or 1.25 wt.%.
В одном варианте осуществления полиолефиновая композиция может содержать, по меньшей мере, один дозирующий агент для принятия наполнителей/пигментов во время экструзии. По меньшей мере, один дозирующий агент может представлять собой гомополимер полипропилена с показателем текучести расплава MFR2 между 1 и 5 г/10 мин, предпочтительно между 2 и 3 г/10 мин, и плотностью между 800 и 100 кг/м3, предпочтительно между 900 и 950 кг/м3. Такой полимер коммерчески доступен от компании Borealis AG. Количество дозирующего агента в полиолефиновой композиции может составлять1-2% масс., например, 1,2-1,4% масс.In one embodiment, the polyolefin composition may comprise at least one dosing agent for accepting fillers/pigments during extrusion. The at least one dosing agent may be a polypropylene homopolymer with a melt flow rate MFR 2 between 1 and 5 g/10 min, preferably between 2 and 3 g/10 min, and a density between 800 and 100 kg/m 3 , preferably between 900 and 950 kg/m 3 . Such a polymer is commercially available from Borealis AG. The amount of dosing agent in the polyolefin composition may be 1-2 wt.%, such as 1.2-1.4 wt.%.
ДобавкиSupplements
В другом варианте осуществления полиолефиновая композиция может содержать дополнительные добавки. Примерами добавок для использования в композиции являются пигменты или красители (например, углеродная сажа), стабилизаторы (антиоксиданты), средства против кислот и/или против УФ излучения, антистатики, зародышеобразователи и средства для утилизации (такие как технологические вспомогательные средства). Предпочтительными добавками являются углеродная сажа, по меньшей мере, один антиоксидант и/или, по меньшей мере, один УФ-стабилизатор.In another embodiment, the polyolefin composition may contain additional additives. Examples of additives for use in the composition include pigments or dyes (e.g., carbon black), stabilizers (antioxidants), acid- and/or UV-protective agents, antistatic agents, nucleating agents, and recovery aids (such as processing aids). Preferred additives include carbon black, at least one antioxidant, and/or at least one UV stabilizer.
Как правило, количество этих добавок находится в интервале от 0 до 5,0% масс., предпочтительно в интервале от 0,01 до 3,0% масс., более предпочтительно от 0,01 до 2,0% масс. из расчета на массу всей композиции.Typically, the amount of these additives is in the range of 0 to 5.0% by weight, preferably in the range of 0.01 to 3.0% by weight, more preferably from 0.01 to 2.0% by weight, based on the weight of the entire composition.
Примерами антиоксидантов, которые обычно используют в данной области техники, являются стерически затрудненные фенолы (такие как CAS № 6683-19-8, также продаваемый как Irganox 1010 FF™ компанией BASF), антиоксиданты на основе фосфора (такие как CAS № 31570-04-4, также продаваемый как Hostanox PAR 24 (FF)™ компанией Clariant, или Irgafos 168 (FF)TM от компании BASF), антиоксиданты на основе серы (такие как CAS № 693-36-7, продаваемый как Irganox PS-802 FL™ компанией BASF), антиоксиданты на основе азота (такие как 4,4’-бис(1,1’-диметил-бензил)дифениламин), или смеси антиоксидантов. Предпочтительными антиоксидантами могут быть трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит и/или октадецил-3-(3’,5’-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионат.Examples of antioxidants that are commonly used in the art are sterically hindered phenols (such as CAS No. 6683-19-8, also sold as Irganox 1010 FF™ by BASF), phosphorus-based antioxidants (such as CAS No. 31570-04-4, also sold as Hostanox PAR 24 (FF)™ by Clariant, or Irgafos 168 (FF)™ by BASF), sulfur-based antioxidants (such as CAS No. 693-36-7, sold as Irganox PS-802 FL™ by BASF), nitrogen-based antioxidants (such as 4,4'-bis(1,1'-dimethyl-benzyl)diphenylamine), or mixtures of antioxidants. Preferred antioxidants may be tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite and/or octadecyl 3-(3',5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate.
Противокислотные средства также хорошо известны в данной области техники. Примерами являются стеараты кальция, стеараты натрия, стеараты цинка, оксиды магния и цинка, синтетический гидротальцит (например, SHT, CAS № 11097-59-9), лактаты и лактилаты, а также стеарат кальция (CAS № 1592-23-0) и стеарат цинка (CAS № 557-05-1).Antacid agents are also well known in the art. Examples include calcium stearates, sodium stearates, zinc stearates, magnesium and zinc oxides, synthetic hydrotalcite (e.g., SHT, CAS No. 11097-59-9), lactates and lactylates, as well as calcium stearate (CAS No. 1592-23-0) and zinc stearate (CAS No. 557-05-1).
Обычные препятствующие слипанию агенты представляют собой природный диоксид кремния, такой как диатомовая земля (например, CAS № 60676-86-0 (SuperfFloss™), CAS № 60676-86-0 (SuperFloss E™) или CAS № 60676-86-0 (Celite 499™)), синтетический диоксид кремния (например, CAS № 7631-86-9, CAS № 7631-86-9, CAS № 7631-86-9, CAS № 7631-86-9, CAS № 7631-86-9, CAS № 7631-86-9, CAS № 112926-00-8, CAS № 7631-86-9 или CAS № 7631-86-9), силикаты (такие как алюмосиликат (Kaolin) CAS № 1318-74-7, алюмосиликат натрия CAS № 1344-00-9, прокаленный каолин CAS № 92704-41-1, алюмосиликат CAS № 1327-36-2 или силикат кальция CAS № 1344-95-2), синтетические цеолиты (такие как гидратированный алюмосиликат натрия и кальция CAS № 1344-01-0, или алюмосиликат натрия и кальция, гидрат CAS № 1344-01-0).Common anti-caking agents are natural silicon dioxide such as diatomaceous earth (e.g., CAS No. 60676-86-0 (SuperfFloss™), CAS No. 60676-86-0 (SuperFloss E™), or CAS No. 60676-86-0 (Celite 499™)), synthetic silicon dioxide (e.g., CAS No. 7631-86-9, CAS No. 7631-86-9, CAS No. 7631-86-9, CAS No. 7631-86-9, CAS No. 7631-86-9, CAS No. 7631-86-9, CAS No. 112926-00-8, CAS No. 7631-86-9 or CAS No. 7631-86-9), silicates (such as Aluminosilicate (Kaolin) CAS No. 1318-74-7, Sodium Aluminosilicate CAS No. 1344-00-9, Calcined Kaolin CAS No. 92704-41-1, Aluminosilicate CAS No. 1327-36-2 or Calcium Silicate CAS No. 1344-95-2), synthetic zeolites (such as Hydrated Sodium Calcium Aluminosilicate CAS No. 1344-01-0, or Sodium Calcium Aluminosilicate Hydrate CAS No. 1344-01-0).
Средствами против УФ излучения являются, например, бис(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидил)себацинат (CAS № 52829-07-9, Tinuvin 770); 2-гидрокси-4-н-октоксибензофенон (CAS № 1843-05-6, Chimassorb 81). Предпочтительные УФ-стабилизаторы могут представлять собой низко- и/или высокомолекулярные УФ-стабилизаторы, такие как н-гексадецил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензоат, смесь сложных эфиров 2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинола и высших жирных кислот (преимущественно стеариновой кислоты) и/или поли((6-морфолино-сим-триазин-2,4-диил)-(1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидил)имино)гексаметилен(1,2,2,6,6-пентаметил-4-пиперидил)имино)).UV protection agents include, for example, bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate (CAS No. 52829-07-9, Tinuvin 770); 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone (CAS No. 1843-05-6, Chimassorb 81). Preferred UV stabilizers may be low and/or high molecular weight UV stabilizers such as n-hexadecyl 3,5-di-tert-butyl 4-hydroxybenzoate, a mixture of esters of 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol and higher fatty acids (preferably stearic acid) and/or poly((6-morpholino-sym-triazine-2,4-diyl)-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)imino)hexamethylene(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)imino)).
Альфа-зародышеобразователи включают бензоат натрия (CAS № 532-32-1); 1,3:2,4-бис(3,4-диметилбензилиден)сорбит (CAS 135861-56-2, Millad 3988).Alpha nucleating agents include sodium benzoate (CAS No. 532-32-1); 1,3:2,4-bis(3,4-dimethylbenzylidene)sorbitol (CAS 135861-56-2, Millad 3988).
Альфа-зародышеобразователи также могут представлять собой зародышеобразователи из числа следующих:Alpha nucleators may also be nucleators from the following:
(i) растворимые зародышеобразователи, такие как производные сорбита, например, ди(алкилбензилиден)сорбиты, такие как 1,3:2,4-дибензилиденсорбит, 1,3:2,4-ди(4-метилбензилиден)сорбит, 1,3:2,4-ди(4-этилбензилиден)сорбит и 1,3:2,4-Бис(3,4-диметил-бензилиден)сорбит, а также производные нонитола, например, 1,2,3-тридеокси-4,6:5,7-бис-O-[(4-пропилфенил)метилен]нонитол, и бензолтрисамиды, такие как замещенные 1,3,5-бензолтрисамиды, такие как as N,N’,N”-трис-трет-бутил-1,3,5-бензолтрикарбоксамид, N,N’,N”-трис-циклогексил-1,3,5-бензол-трикарбоксамид и N-[3,5-бис-(2,2-диметилпропиониламино)фенил]-2,2-диметилпропионамид;(i) soluble nucleating agents such as sorbitol derivatives, for example di(alkylbenzylidene)sorbitols such as 1,3:2,4-dibenzylidenesorbitol, 1,3:2,4-di(4-methylbenzylidene)sorbitol, 1,3:2,4-di(4-ethylbenzylidene)sorbitol and 1,3:2,4-Bis(3,4-dimethylbenzylidene)sorbitol, as well as nonitol derivatives, for example 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)methylene]nonitol, and benzene trisamides such as substituted 1,3,5-benzenetrisamides such as N,N',N"-tris-tert-butyl-1,3,5-benzenetricarboxamide, N,N’,N”-tris-cyclohexyl-1,3,5-benzene-tricarboxamide and N-[3,5-bis-(2,2-dimethylpropionylamino)phenyl]-2,2-dimethylpropionamide;
(ii) соли монокарбоновых кислот и поликарбоновых кислот, например, бензоат натрия или трет-бутилбензоат алюминия;(ii) salts of monocarboxylic acids and polycarboxylic acids, such as sodium benzoate or aluminum tert-butyl benzoate;
(iii) соли сложных диэфиров фосфорной кислоты, например, 2,2’-метиленбис(4,6,-ди-трет-бутилфенил)фосфат натрия или гидрокси-бис[2,2’-метилен-бис(4,6-ди-трет-бутилфенил)фосфат] алюминия и гидрокси-бис(2,4,8,10-тетра-трет-бутил-6-гидрокси-12H-дибензо(d,g)(1,3,2)диоксафосфоцин-6-оксидато)алюминий; и(iii) salts of phosphoric acid diesters, such as sodium 2,2'-methylenebis(4,6,-di-tert-butylphenyl)phosphate or aluminum hydroxy-bis[2,2'-methylene-bis(4,6-di-tert-butylphenyl)phosphate] and aluminum hydroxy-bis(2,4,8,10-tetra-tert-butyl-6-hydroxy-12H-dibenzo(d,g)(1,3,2)dioxaphosphocin-6-oxidato)aluminum; and
(iv) неорганические зародышеобразователи, такие как тальк.(iv) inorganic nucleating agents such as talc.
Подходящими антистатиками являются, например, сложные эфиры глицерина (CAS № 97593-29-8), или этоксилированные амины (CAS № 71786-60-2 или 61791-31-9), или этоксилированные амиды (CAS № 204-393-1).Suitable antistatic agents are, for example, glycerol esters (CAS No. 97593-29-8), or ethoxylated amines (CAS No. 71786-60-2 or 61791-31-9), or ethoxylated amides (CAS No. 204-393-1).
Обычно эти добавки добавляют в количествах 100-2000 ч/млн для каждого отдельного компонента полимера.Typically these additives are added in amounts of 100-2000 ppm for each individual polymer component.
Далее описаны более конкретные варианты осуществления настоящей композиции.More specific embodiments of the present composition are described below.
В первом варианте осуществления предложена полиолефиновая композиция, которая содержитIn a first embodiment, a polyolefin composition is provided that contains
a) 9-22% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции), по меньшей мере, одного гомополимера полипропилена,a) 9-22% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of at least one polypropylene homopolymer,
b) 4-6% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции), по меньшей мере, одного блок-сополимера полипропилена,b) 4-6% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of at least one polypropylene block copolymer,
c) 25-45% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции) смеси полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A1);c) 25-45% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of a mixture of polypropylene mixed plastics (Mixture A1);
d) 38-42% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции) стеклянных волокон;d) 38-42% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of glass fibers;
и необязательно другие добавки, причем сумма всех ингредиентов составляет в итоге 100% масс.and optionally other additives, with the sum of all ingredients ultimately adding up to 100% by weight.
Такая первая полиолефиновая композиция может иметьSuch a first polyolefin composition may have
- показатель текучести расплава MFR2 (230°C, 2,16 кг, измерен по стандарту ISO 1133) в интервале от 3,0-8,0 г/10 мин; предпочтительно в интервале от 3,3 до 7,0 г/10 мин, более предпочтительно в интервале от 3,5 до 6,0 г/10 мин;- melt flow rate MFR 2 (230°C, 2.16 kg, measured according to ISO 1133) in the range of 3.0-8.0 g/10 min; preferably in the range of 3.3 to 7.0 g/10 min, more preferably in the range of 3.5 to 6.0 g/10 min;
- модуль упругости при растяжении (ISO 527-2), по меньшей мере, 8500 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 9000 МПа,- a tensile modulus of elasticity (ISO 527-2) of at least 8500 MPa, preferably at least 9000 MPa,
- растягивающее напряжение при пределе текучести при 23°C, по меньшей мере, 95 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 100 МПа,- a tensile stress at yield at 23°C of at least 95 MPa, preferably at least 100 MPa,
- растягивающее напряжение при разрыве при 23°C, по меньшей мере, 95 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 100 МПа,- tensile stress at break at 23°C of at least 95 MPa, preferably at least 100 MPa,
- ударную прочность (ISO179-1, Шарпи 1eA +23°C) по меньшей мере, 9,0 кДж/м2, предпочтительно, по меньшей мере, 9,5 кДж/м2.- impact strength (ISO179-1, Charpy 1eA +23°C) of at least 9.0 kJ/ m2 , preferably at least 9.5 kJ/ m2 .
Во втором варианте осуществления предложена полиолефиновая композиция, которая содержитIn a second embodiment, a polyolefin composition is provided that contains
a) 9-22% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции), по меньшей мере, одного гомополимера полипропилена,a) 9-22% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of at least one polypropylene homopolymer,
b) 4-6% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции), по меньшей мере, одного блок-сополимера полипропилена,b) 4-6% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of at least one polypropylene block copolymer,
c) 25-45% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции) смеси полипропиленов смешанных пластиков (Смесь A2); c) 25-45% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of a mixture of polypropylene mixed plastics (Mixture A2);
d) 38-42% масс. (из расчета на общую массу полиолефиновой композиции) стеклянных волокон;d) 38-42% by weight (based on the total weight of the polyolefin composition) of glass fibers;
и необязательно другие добавки, причем сумма всех ингредиентов составляет в итоге 100% масс.and optionally other additives, with the sum of all ingredients ultimately adding up to 100% by weight.
Такая вторая полиолефиновая композиция может иметьSuch a second polyolefin composition may have
- показатель текучести расплава MFR2 (230°C, 2,16 кг, измерен по стандарту ISO 1133) в интервале от 3,5 до 8,0 г/10 мин; предпочтительно в интервале от 4,0 до 7,0 г/10 мин, более предпочтительно в интервале от 4,3 до 6,0 г/10 мин;- melt flow rate MFR 2 (230°C, 2.16 kg, measured according to ISO 1133) in the range of 3.5 to 8.0 g/10 min; preferably in the range of 4.0 to 7.0 g/10 min, more preferably in the range of 4.3 to 6.0 g/10 min;
- модуль упругости при растяжении (ISO 527-2), по меньшей мере, 8500 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 8700 МПа,- a tensile modulus of elasticity (ISO 527-2) of at least 8500 MPa, preferably at least 8700 MPa,
- растягивающее напряжение при пределе текучести при 23°C, по меньшей мере, 100 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 105 МПа,- a tensile stress at yield at 23°C of at least 100 MPa, preferably at least 105 MPa,
- растягивающее напряжение при разрыве при 23°C, по меньшей мере, 100 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 105 МПа,- tensile stress at break at 23°C of at least 100 MPa, preferably at least 105 MPa,
- ударную прочность (ISO179-1, Шарпи 1eA +23°C), по меньшей мере, 10,0 кДж/м2, предпочтительно, по меньшей мере, 11 кДж/м2.- impact strength (ISO179-1, Charpy 1eA +23°C) of at least 10.0 kJ/ m2 , preferably at least 11 kJ/ m2 .
Следует отметить, что в зависимости типа смеси полипропиленов смешанных пластиков (то есть, смесь A1 или смесь A2) ударная прочность, растягивающее напряжение при пределе текучести и растягивающее напряжение при разрыве различны. Например, использование смеси полипропиленов смешанных пластиков, как в смеси A2, улучшает ударную прочность, растягивающее напряжение при пределе текучести и растягивающее напряжение при разрыве.It should be noted that impact strength, yield stress, and tensile strength at break vary depending on the type of polypropylene blend (i.e., blend A1 or blend A2). For example, using a blend of polypropylene blends, as in blend A2, improves impact strength, yield stress, and tensile strength at break.
Следует отметить, что настоящее изобретение также относится к способу получения полиолефиновых композиций, которые определены в настоящем документе. Способ включает стадии:It should be noted that the present invention also relates to a method for producing polyolefin compositions as defined herein. The method comprises the steps of:
- получения смеси, по меньшей мере, одного гомополимера полиэтилена; по меньшей мере, одного блок-сополимера полипропилена, смеси полипропиленов смешанных пластиков из переработанного материала, стеклянных волокон, и по меньшей мере, одного связующего агента в требуемых количествах;- obtaining a mixture of at least one polyethylene homopolymer; at least one polypropylene block copolymer, a mixture of polypropylenes, mixed plastics from recycled material, glass fibers, and at least one binding agent in the required quantities;
- плавления смеси в экструдере, и- melting the mixture in the extruder, and
- необязательно гранулирования полученной полиолефиновой композиции.- optional granulation of the obtained polyolefin composition.
Для целей настоящего изобретения при выполнении перемешивания и плавления можно использовать любые подходящие средства плавления и перемешивания, известные в данной области техники.For the purposes of the present invention, any suitable melting and mixing means known in the art may be used in performing the mixing and melting.
Однако стадию плавления и смешения предпочтительно проводят в смесителе и/или блендере, смесителе с высокой или низкой скоростью сдвига, высокоскоростном блендере или двухшнековом экструдере. Наиболее предпочтительно проводить стадию плавления и смешения в двухшнековом экструдере, таком как двухшнековый экструдер совместного вращения. Такие двухшнековые экструдеры хорошо известны в данной области техники, и специалист сможет адаптировать условия плавления и смешения (такие как температура плавления, скорость вращения шнека и т.п.) в соответствии с технологическим оборудованием.However, the melting and mixing step is preferably carried out in a mixer and/or blender, a high- or low-shear mixer, a high-speed blender, or a twin-screw extruder. Most preferably, the melting and mixing step is carried out in a twin-screw extruder, such as a co-rotating twin-screw extruder. Such twin-screw extruders are well known in the art, and one skilled in the art will be able to adapt the melting and mixing conditions (such as melting temperature, screw speed, etc.) to the processing equipment.
Полиолефиновая композиция по изобретению может быть использована для широкого спектра областей применения, например, для изготовления конструкционных изделий, насосов, вентиляторов, бытовой техники, автомобильных деталей, труб и фитингов, упаковки, крышек и укупорочных средств.The polyolefin composition according to the invention can be used for a wide range of applications, such as for the manufacture of structural products, pumps, fans, household appliances, automotive parts, pipes and fittings, packaging, lids and closures.
Экспериментальная частьExperimental part
Следующие примеры приведены для демонстрации некоторых аспектов и вариантов осуществления изобретения, описанных в формуле изобретения. Однако специалистам в данной области техники следует понимать, что приведенное ниже описание является исключительно иллюстративным и никоим образом не должно восприниматься как ограничение изобретения.The following examples are provided to demonstrate certain aspects and embodiments of the invention described in the claims. However, those skilled in the art should understand that the following description is illustrative only and should in no way be construed as limiting the invention.
Методы испытанийTest methods
Следующие обозначения терминов и методы определения применимы к представленному выше общему описанию изобретения, а также к приведенным ниже примерам, если не указано иное.The following definitions of terms and methods of definition apply to the general description of the invention presented above, as well as to the examples given below, unless otherwise indicated.
a) CRYSTEXa) CRYSTEX
Определение кристаллической и растворимой фракций и их соответствующих свойств (IV и содержание этилена)Determination of crystalline and soluble fractions and their corresponding properties (IV and ethylene content)
Кристаллическую (CF) и растворимую фракции (SF) композиций полипропилена (ПП), а также содержание сомономера и характеристические вязкости соответствующих фракций анализируют с использованием прибора CRYSTEX (Polymer Char, Валенсия, Испания). Подробную информацию о методике и способе можно найти в литературе (Ljiljana Jeremic, Andreas Albrecht, Martina Sandholzer & Markus Gahleitner (2020), «Rapid characterization of high-impact ethylene-propylene copolymer composition by crystallization extraction separation: comparability to standard separation methods», International Journal of Polymer Analysis and Characterization, 25:8, 581-596).The crystalline (CF) and soluble fractions (SF) of polypropylene (PP) composites, as well as the comonomer content and intrinsic viscosities of the corresponding fractions, were analyzed using a CRYSTEX instrument (Polymer Char, Valencia, Spain). Detailed information on the method and technique can be found in the literature (Ljiljana Jeremic, Andreas Albrecht, Martina Sandholzer & Markus Gahleitner (2020), “Rapid characterization of high-impact ethylene-propylene copolymer composition by crystallization extraction separation: comparability to standard separation methods,” International Journal of Polymer Analysis and Characterization, 25:8, 581–596).
Кристаллическую и аморфную фракции разделяют посредством температурных циклов растворения при 160°C, кристаллизации при 40°C и повторного растворения в 1,2,4-трихлорбензоле при 160°C. Количественный анализ SF и CF и определение содержания этилена (C2) выполняют с помощью встроенного инфракрасного детектора (IR4), а для определения характеристической вязкости (IV) используют 2-капиллярный вискозиметр в режиме реального времени.Crystalline and amorphous fractions are separated by temperature cycles of dissolution at 160°C, crystallization at 40°C, and redissolution in 1,2,4-trichlorobenzene at 160°C. Quantitative analysis of SF and CF and determination of ethylene ( C2 ) content are performed using an integrated infrared detector (IR4), and a 2-capillary viscometer is used to determine the intrinsic viscosity (IV) in real time.
Детектор IR4 представляет собой многоволновой детектор, измеряющий ИК поглощение при двух разных полосах ((валентные колебания CH3 (с центром приблизительно при 2960 см-1) и валентные колебания CH (2700-3000 см-1)), которые служат для определения концентрации и содержания этилена в этилен-пропиленовых сополимерах. Детектор IR4 калибруют с помощью набора из 8 ЭП сополимеров с известным содержанием этилена в интервале от 2 до 69% масс. (определено методом 13С ЯМР), и каждый из них имеет разные концентрации в интервале от 2 до 13 мг/мл. Чтобы определять оба параметра, одновременно концентрацию и содержание этилена при разных концентрациях полимера, ожидаемых в ходе анализа Crystex, применяют следующие калибровочные уравнения:The IR4 detector is a multi-wavelength detector measuring IR absorption at two different bands ( CH3 stretching (centered at approximately 2960 cm -1 ) and CH stretching (2700-3000 cm -1 )) which are used to determine the ethylene concentration and content in ethylene-propylene copolymers. The IR4 detector is calibrated using a set of 8 EP copolymers with known ethylene contents ranging from 2 to 69 wt% (determined by 13C NMR), each having different concentrations ranging from 2 to 13 mg/mL. To determine both parameters simultaneously, the ethylene concentration and content, at the different polymer concentrations expected during Crystex analysis, the following calibration equations are used:
Конц.=a+b*Abs(CH) + c*(Abs(CH))² + d*Abs(CH3) + e*(Abs(CH3)² + f*Abs(CH)*Abs(CH3) (Уравнение 1)Conc. = a + b*Abs(CH) + c*(Abs(CH))² + d*Abs(CH 3 ) + e*(Abs(CH 3 )² + f*Abs(CH)*Abs(CH 3 ) (Equation 1)
CH3/1000C=a+b*Abs(CH) + c*Abs(CH3) + d*(Abs(CH3)/Abs(CH)) + e*(Abs(CH3)/Abs(CH))² (Уравнение 2)CH 3 /1000C=a+b*Abs(CH) + c*Abs(CH 3 ) + d*(Abs(CH 3 )/Abs(CH)) + e*(Abs(CH 3 )/Abs(CH))² (Equation 2)
Константы от a до e для уравнения 1 и от a до f для уравнения 2 определяют с использованием регрессионного анализа методом наименьших квадратов.The constants a through e for equation 1 and a through f for equation 2 are determined using ordinary least squares regression analysis.
Соотношение CH3/1000C преобразуют в содержание этилена в % масс. с использованием следующей зависимости:The CH3 /1000C ratio is converted to ethylene content in % by weight using the following relationship:
% масс. (этилена в ЭП сополимерах)=100 - CH3/1000TC * 0,3 (Уравнение 3)% wt. (ethylene in EP copolymers) = 100 - CH 3 /1000TC * 0.3 (Equation 3)
Количества растворимой фракции (SF) и кристаллической фракции (CF) коррелируют посредством XS-калибровки относительно количества «растворимой в холодном ксилоле фракции» (XCS) и, соответственно, нерастворимой в ксилоле фракции (XCI), которые определяют стандартным гравиметрическим методом в соответствии с ISO 16152. XS-Калибровку получают путем тестирования разных ЭП сополимеров с содержанием фракции XS в интервале 2-31% масс. Полученная калибровка XS является линейной:The amounts of the soluble fraction (SF) and the crystalline fraction (CF) are correlated using the XS calibration relative to the amount of the "cold xylene soluble fraction" (XCS) and, respectively, the xylene insoluble fraction (XCI), which are determined by the standard gravimetric method in accordance with ISO 16152. The XS calibration is obtained by testing different EP copolymers with an XS fraction content in the range of 2-31% by weight. The resulting XS calibration is linear:
% масс. XS=1,01 × % масс. SF (Уравнение 4)% wt. XS = 1.01 × % wt. SF (Equation 4)
Характеристическую вязкость (IV) основного ЭП сополимера и его растворимой и кристаллической фракций определяют с помощью встроенного 2-капиллярного вискозиметра и соотносят с соответствующими IV, определяемыми стандартным способом в декалине в соответствии с ISO 1628-3. Калибровку получают с разными ЭП/ПП сополимерами с IV 2-4 дл/г. Полученная калибровочная кривая является линейной:The intrinsic viscosity (IV) of the base EP copolymer and its soluble and crystalline fractions is determined using an inline 2-capillary viscometer and is correlated with the corresponding IVs determined by the standard method in decalin according to ISO 1628-3. Calibration is obtained with different EP/PP copolymers with IVs of 2-4 dl/g. The resulting calibration curve is linear:
IV (дл/г)=a*Vsp/c (Уравнение 5)IV (dl/g)=a*Vsp/c (Equation 5)
Подлежащие анализу образцы взвешивают в концентрациях от 10 до 20 мг/мл. Чтобы исключить попадание возможных гелей и/или полимеров, которые не растворяются в TCB при температуре 160°C, таких как ПЭТ и ПА, взвешенный образец упаковывают в сетку из нержавеющей стали 0,077/D 0,05 мм.Samples to be analyzed are weighed at concentrations ranging from 10 to 20 mg/ml. To eliminate potential gels and/or polymers that do not dissolve in TCB at 160°C, such as PET and PA, the weighed sample is packaged in a 0.077/D 0.05 mm stainless steel mesh.
После автоматического заполнения виалы 1,2,4-TCB, содержащим 250 мг/л 2,6-трет-бутил-4-метилфенола (BHT) в качестве антиоксиданта, образец растворяют при температуре 160°C до достижения полного растворения, обычно в течение 60 минут, при постоянном перемешивании со скоростью 400 об/мин. Для исключения разрушения образца при растворении раствор полимера помещают в атмосферу N2.After automatically filling the vial with 1,2,4-TCB containing 250 mg/L 2,6-tert-butyl-4-methylphenol (BHT) as an antioxidant, the sample is dissolved at 160°C until complete dissolution is achieved, typically within 60 minutes, with constant stirring at 400 rpm. To prevent sample degradation during dissolution, the polymer solution is placed under N 2 .
Определенный объем раствора образца вводят в колонку, заполненную инертным носителем, на котором происходит кристаллизация образца и отделение растворимой фракции от кристаллической. Этот процесс повторяют дважды. При первом введении весь образец измеряют при высокой температуре, определяя IV [дл/г] и содержание C2 (% масс.) в композиции полипропилена. При втором введении измеряют растворимую фракцию (при низкой температуре) и кристаллическую фракцию (при высокой температуре) с помощью цикла кристаллизации (% масс. SF,% масс. C2, IV).A defined volume of sample solution is injected into a column filled with an inert support, where the sample crystallizes and the soluble fraction is separated from the crystalline one. This process is repeated twice. During the first injection, the entire sample is measured at high temperature, determining the IV [dL/g] and C2 content (% by weight) in the polypropylene composition. During the second injection, the soluble fraction (at low temperature) and crystalline fraction (at high temperature) are measured using a crystallization cycle (% by weight SF, % by weight C2, IV).
b) Количественная оценка микроструктуры с помощью спектроскопии ЯМР (только калибровка)b) Quantification of microstructure using NMR spectroscopy (calibration only)
Для калибровки используют количественную спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР).Quantitative nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is used for calibration.
Количественные спектры 13C{1H} ЯМР записывают в состоянии раствора с использованием ЯМР-спектрометра Bruker Avance Neo 400, работающего при 400,15 и 100,62 МГц для 1H и 13C, соответственно. Все спектры записывают с использованием оптимизированной для 13C 10-мм удлиненной головки температурного датчика при 125°C с применение газообразного азота для всех пневматических устройств. Около 200 мг материала растворяют приблизительно в 3 мл 1,2-тетрахлорэтана-d2 (ТХЭ-d2) вместе приблизительно с 3 мг BHT (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола, CAS № 128-37-0) и ацетилацетоната хрома(III) (Cr(acac)3), получают 60 мм раствора релаксирующего агента в растворе, как описано в публикации G. Singh, A. Kothari, V. Gupta, Polymer Testing 2009, 28(5), 475.Quantitative 13C { 1H } NMR spectra were recorded in solution using a Bruker Avance Neo 400 NMR spectrometer operating at 400.15 and 100.62 MHz for 1H and 13C , respectively. All spectra were recorded using a 10 mm extended temperature probe head optimized for 13C at 125°C with nitrogen gas applied to all pneumatic devices. About 200 mg of the material is dissolved in about 3 mL of 1,2-tetrachloroethane-d2 (TCE-d2) together with about 3 mg of BHT (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, CAS No. 128-37-0) and chromium(III) acetylacetonate (Cr(acac) 3 ) to make a 60 mM solution of the relaxing agent in solution as described in G. Singh, A. Kothari, V. Gupta, Polymer Testing 2009, 28(5), 475.
Для получения гомогенного раствора после первоначальной подготовки образца в термоблоке пробирку ЯМР дополнительно нагревают во вращающейся печи, по меньшей мере, 1 час. После установки в магнит пробирку вращают при частоте 10 Гц. Эту настройку выбирают в первую очередь из-за высокого разрешения и количественных характеристик, необходимых для точного определения содержания этилена. Применяют стандартное одноимпульсное возбуждение без NOE с использованием оптимизированного угла наклона наконечника, задержки восстановления в 1 сек и двухуровневой схемы развязки WALTZ16, как описано в публикациях Z. Zhou, R. Kuemmerle, X. Qiu, D. Redwine, R. Cong, A. Taha, D. Baugh, B. Winniford, J. Mag. Reson. 187 (2007) 225; и V. Busico, P. Carbonniere, R. Cipullo, C. Pellecchia, J. Severn, G. Talarico, Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1128. В общей сложности для каждого спектра регистрируют 6144 (6 тысяч) промежуточных состояний.To obtain a homogeneous solution after the initial sample preparation in the heat block, the NMR vial is further heated in a rotary oven for at least 1 h. After insertion into the magnet, the vial is spun at 10 Hz. This setting is chosen primarily because of the high resolution and quantitative performance required for accurate ethylene determination. Standard single-pulse excitation without NOE is employed using an optimized tip angle, a 1 s recovery delay, and a WALTZ16 two-level decoupling network as described by Z. Zhou, R. Kuemmerle, X. Qiu, D. Redwine, R. Cong, A. Taha, D. Baugh, B. Winniford, J. Mag. Reson. 187 (2007) 225; and V. Busico, P. Carbonniere, R. Cipullo, C. Pellecchia, J. Severn, G. Talarico, Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1128. In total, 6144 (6 thousand) intermediate states are recorded for each spectrum.
Количественные спектры 13C{1H} ЯМР обрабатывают, интегрируют и по интегралам определяют соответствующие количественные свойства. Все химические сдвиги косвенно соотносят с центральной метиленовой группой этиленового блока (ЭЭЭ) при 30,00 м.д. с использованием химического сдвига растворителя. Такой подход позволяет использовать сопоставимые сигналы даже в тех случаях, когда это структурное звено отсутствует. Quantitative 13 C{ 1 H} NMR spectra are processed, integrated, and the corresponding quantitative properties are determined using the integrals. All chemical shifts are indirectly assigned to the central methylene group of the ethylene block (CME) at 30.00 ppm using the solvent chemical shift. This approach allows for the use of comparable signals even in cases where this structural unit is missing.
Оценивают характерные сигналы, соответствующие введению этилена (как описано в публикации Cheng, H. N., Macromolecules 1984, 17, 1950), и фракцию сомономера вычисляют в виде фракции этилена в полимере относительно всего мономера в полимере:The characteristic signals corresponding to the incorporation of ethylene are evaluated (as described in Cheng, H. N., Macromolecules 1984, 17, 1950), and the comonomer fraction is calculated as the fraction of ethylene in the polymer relative to the total monomer in the polymer:
fЭ=(Э/(П+Э).fЭ=(Э/(П+Э).
Фракцию сомономера количественно определяют с помощью способа публикации W-J. Wang, S. Zhu, Macromolecules 2000, 33 1157, интегрируя множество сигналов по всей спектральной области в спектрах 13C{1H}. Интегральные области немного корректируют, чтобы повысить применимость во всем интервале содержания встречающихся сомономеров.The comonomer fraction was quantified using the method published by W.J. Wang, S. Zhu, Macromolecules 2000, 33 1157, by integrating multiple signals over the entire spectral region in the 13 C{ 1 H} spectra. The integrated regions were slightly adjusted to improve applicability over the entire range of comonomer contents encountered.
Мольный процент включения сомономера рассчитывают по молярной фракции:The molar percentage of comonomer inclusion is calculated based on the molar fraction:
Э [% мол.]=100 * fЭE [% mol.] = 100 * fE
Массовый процент включения сомономера рассчитывают по мольной фракции:The mass percentage of comonomer inclusion is calculated based on the molar fraction:
Э [% масс.]=100 * (fЭ * 28,06)/((fЭ * 28,06) + ((1-fЭ) * 42,08)).E [wt.%]=100 * (fE * 28.06)/((fE * 28.06) + ((1-fE) * 42.08)).
c) Модуль упругости при растяжении и растягивающее напряжение при пределе текучести/при разрыве измеряют по стандарту ISO 527-2 (скорость траверсы 1 мм/мин; скорость при испытании 50 мм/мин при 23°C) с использованием отлитых под давлением образцов для испытания, которые описаны в стандарте EN ISO 1873-2 (форма «собачей кости», толщина 4 мм). Измерения проводят после кондиционирования образца в течение 96 час. c) The tensile modulus and tensile stress at yield/break are measured according to ISO 527-2 (crosshead speed 1 mm/min; test speed 50 mm/min at 23°C) using injection moulded test specimens as described in EN ISO 1873-2 (dog bone shape, 4 mm thick). The measurements are carried out after conditioning the specimen for 96 hours.
d) Ударную прочность определяют в виде ударной прочности по Шарпи с надрезом (1eA) (без инструментов, ISO 179-1 при +23°C) по стандарту ISO 179-1 eA при +23°C на отлитых под давлением образцах для испытаний размерами 80×10×4 мм, полученными по стандарту EN ISO 1873-2. d) Impact strength shall be determined as the Charpy notched impact strength (1eA) (without tools, ISO 179-1 at +23°C) according to ISO 179-1 eA at +23°C on injection moulded test specimens of dimensions 80 x 10 x 4 mm, obtained in accordance with EN ISO 1873-2.
e) Неорганические остатки определяют с помощью ТГА (TGA) по стандарту DIN ISO 1172:1996 с использованием прибора Perkin Elmer TGA 8000. Приблизительно 10-20 мг материала помещают в платиновый поддон. Температуру уравновешивают при 50°C в течение 10 минут, затем повышают до 950°C в атмосфере азота при скорости нагревания 20°C/мин. Содержание золы оценивают в % масс. при 850°C. e) Inorganic residues are determined by TGA according to DIN ISO 1172:1996 using a Perkin Elmer TGA 8000 apparatus. Approximately 10-20 mg of material is placed in a platinum pan. The temperature is equilibrated at 50°C for 10 minutes, then increased to 950°C under a nitrogen atmosphere at a heating rate of 20°C/min. The ash content is estimated as wt.% at 850°C.
f)f) MFRMFR
Показатели текучести расплава измеряют под нагрузкой 2,16 кг (MFR2) при 230°C. Показатель текучести расплава означает количество полимера в граммах, которое устройство для испытания, стандартизированное по стандарту ISO 1133, экструдирует за 10 минут при температуре 230°C под нагрузкой 2,16 кг.Melt flow indices are measured under a 2.16 kg load (MFR 2 ) at 230°C. Melt flow index is the amount of polymer in grams that an ISO 1133 testing device extrudes in 10 minutes at 230°C under a 2.16 kg load.
g) Количество металлов определяют методом рентгеновской флуоресценции (XRF). g) The amount of metals is determined by X-ray fluorescence (XRF).
h)h) Количество бумаги, древесины (только в целях контроля)Amount of paper, wood (for control purposes only)
Бумагу и древесину можно определить обычными лабораторными методами, включающими измельчение, флотацию, микроскопический и термогравиметрический анализ (ТГА).Paper and wood can be identified by routine laboratory methods including comminution, flotation, microscopic analysis and thermogravimetric analysis (TGA).
i) Содержание бензола определяют методом HS GC-MS 80°C/2 час, который описывается следующим образом. i) Benzene content is determined by the HS GC-MS 80°C/2 h method, which is described as follows.
Статический парофазный анализStatic headspace analysis
Ниже описаны параметры применяемого метода статической парофазной газовой хромато-масс-спектрометрии (HS/GC/MS).The parameters of the applied method of static headspace gas chromatography-mass spectrometry (HS/GC/MS) are described below.
Взвешивают 4,000±0,100 г образца в виале для парофазного анализа (HS) на 20 мл и плотно закрывают крышкой из ПТФЭ (PTFE).Weigh 4.000±0.100 g of sample into a 20 mL headspace (HS) vial and seal tightly with a PTFE lid.
Масс-спектрометр работает в режиме сканирования, и для каждого анализа записывают полную ионную хроматограмму (TIC). Более подробная информация о применяемых параметрах метода и оценка данных приведены ниже:The mass spectrometer operates in scanning mode, and a total ion chromatogram (TIC) is recorded for each analysis. Further details on the method parameters used and data evaluation are provided below:
- Параметр HS (парофазный пробоотборник Agilent G1888 Headspace Sampler)- HS parameter (Agilent G1888 Headspace Sampler)
Время уравновешивания виалы: 120 минVial equilibration time: 120 min
Температура печи: 80°COven temperature: 80°C
Температура контура: 205°CCircuit temperature: 205°C
Температура линии подачи: 210°CSupply line temperature: 210°C
Низкое встряхиваниеLow shaking
- Параметр ГХ (Система Agilent 7890A GC)- GC Parameter (Agilent 7890A GC System)
Колонка: ZB-WAX 7HG-G007-22 (30 м × 250 мкм × 1 мкм)Column: ZB-WAX 7HG-G007-22 (30 m × 250 µm × 1 µm)
Газ-носитель: Гелий 5,0Carrier gas: Helium 5.0
Расход: 2 мл/минFlow rate: 2 ml/min
Деление потока: 5:1Flow division: 5:1
Режим ГХ печи: 35°C в течение 0,1 минGC oven mode: 35°C for 0.1 min
10°C/мин до 250°C10°C/min up to 250°C
250°C в течение 1 мин250°C for 1 min
- Параметр МС (Agilent 5975C inert XL MSD)- MS parameter (Agilent 5975C inert XL MSD)
Режим сбора данных: СканированиеData collection mode: Scan
Параметры сканированияScanning parameters
Небольшая масса: 20Light weight: 20
Высокая масса: 200High mass: 200
Пороговое значение: 10Threshold value: 10
- Программное обеспечение/Оценка данных - Software/Data Evaluation
Обработка данных: MSD ChemStation E.02.02.1431Data processing: MSD ChemStation E.02.02.1431
Сбор данных: MassHunter GC/MS Acquisition B.07.05.2479Data collection: MassHunter GC/MS Acquisition B.07.05.2479
Анализ: AMDIS GC/MS Analysis Version 2.71Analysis: AMDIS GC/MS Analysis Version 2.71
Масс-спектральная библиотека: NIST Mass Spectral Library Version 2.0 gMass Spectral Library: NIST Mass Spectral Library Version 2.0 g
- Параметры деконволюции AMDIS - AMDIS deconvolution parameters
Коэффициент минимального совпадения: 80Minimum Match Rate: 80
Пороговое значение: низкоеThreshold: Low
Направление сканирования: от высокого к низкомуScan direction: high to low
Формат файла данных: файлы AgilentData file format: Agilent files
Тип прибора: квадрупольныйDevice type: quadrupole
Ширина компонента: 20Component width: 20
Вычитание смежных пиков: дваSubtraction of adjacent peaks: two
Разрешение: ВысокоеResolution: High
Чувствительность: Очень высокаяSensitivity: Very high
Требования к форме: СредниеForm Requirements: Average
Образование хвоста растворителя: 44 m/zSolvent tail formation: 44 m/z
Унос из колонки: 207 m/zColumn carryover: 207 m/z
Мин. модельные пики: 2Min. model peaks: 2
Мин. S/N: 10Min. S/N: 10
Мин. Некоторые пики: 0,5Min. Some peaks: 0.5
Оценка данныхData evaluation
Данные TIC также деконволюционируют с помощью программного обеспечения AMDIS (см. параметры, указанные выше) и сравнивают с пользовательской целевой библиотекой, базирующейся на масс-спектральной библиотеке (NIST). В пользовательскую целевую библиотеку включены соответствующие масс-спектры выбранных веществ (например, бензола). Только в том случае, когда распознанный пик показывает минимальный коэффициент совпадения, равный 80, а опытный специалист в области масс-спектроскопии подтверждает совпадение, вещество считают «предварительно идентифицированным».The TIC data are also deconvoluted using AMDIS software (see the parameters above) and compared to a custom target library based on the NIST mass spectral library. The custom target library includes the corresponding mass spectra of the selected compounds (e.g., benzene). Only when the identified peak shows a minimum match score of 80, and an experienced mass spectroscopy specialist confirms the match, is the compound considered "tentatively identified."
В этом исследовании утверждение «ниже предела обнаружения (<LOD)» относится к состоянию, при котором либо коэффициент совпадения ниже 80 (AMDIS), либо пик как таковой даже не был распознан. Результаты относятся исключительно к измеренным образцам, времени измерения и применяемым параметрам.In this study, the term "below the limit of detection (<LOD)" refers to a condition in which either the coincidence ratio (AMDIS) is below 80 or the peak itself is not even detected. The results refer exclusively to the measured samples, measurement time, and parameters used.
j)j) ЦветовоеColor пространство CIELAB (L*a*b*)CIELAB space (L*a*b*)
В равномерном цветовом пространстве CIE L*a*b*, измеряемом по стандарту DIN EN ISO 11664-4, цветовыми координатами являются: L* - координата светлоты; a* - координата содержания красного и зеленого, причем +a* указывает на красное, и -a* указывает на зеленое; и b* - координата содержания желтого и голубого, причем +b* указывает на желтое, и -b* указывает на голубое. Оси координат L*, a* и b* определяют трехмерное цветовое пространство CIE. Используется стандартный колориметр Konica/Minolta Colorimeter CM-3700A.In the uniform color space CIE L*a*b*, measured according to the DIN EN ISO 11664-4 standard, the color coordinates are: L* is the lightness coordinate; a* is the coordinate of the red and green contents, where +a* indicates red and -a* indicates green; and b* is the coordinate of the yellow and blue contents, where +b* indicates yellow and -b* indicates blue. The coordinate axes L*, a*, and b* define the three-dimensional CIE color space. The standard colorimeter Konica/Minolta Colorimeter CM-3700A is used.
k)k) Запах VDA270-B3Smell VDA270-B3
Стандарт VDA 270 означает определение характеристик запаха отделочных материалов в автомобилях. В данном исследовании запах определяют по стандарту VDA 270 (2018), вариант B3. Запах соответствующего образца каждый эксперт оценивает по шкале VDA 270, как можно меньше приподнимая крышку банки. Гексамерная шкала состоит из следующих оценок: Класс 1: не ощущается; Класс 2: ощущается, но не вызывает беспокойства; Класс 3: отчетливо ощущается, но не вызывает беспокойства; Класс 4: вызывает беспокойство; Класс 5: сильно беспокоит; Класс 6: неприемлемо. Эксперты-оценщики должны быть спокойны во время оценки, и им запрещается предвзято относиться друг к другу, обсуждая отдельные результаты при проведении теста. Им также не разрешается корректировать свою оценку после тестирования другого образца. По статистическим соображениям (и в соответствии со стандартом VDA 270) экспертов-оценщиков заставляют использовать все стадии в своей оценке. Поэтому оценка запаха базируется на среднем значении всех индивидуальных оценок и округляется до целых чисел.The VDA 270 standard deals with the determination of odor characteristics of automotive trim materials. In this study, odor is determined in accordance with VDA 270 (2018), version B3. Each expert evaluates the odor of the respective sample according to the VDA 270 scale, lifting the lid of the can as little as possible. The hexameric scale consists of the following ratings: Class 1: not noticeable; Class 2: noticeable, but not bothersome; Class 3: distinctly noticeable, but not bothersome; Class 4: bothersome; Class 5: very bothersome; Class 6: unacceptable. The evaluators must remain calm during the evaluation and are prohibited from biasing each other by discussing individual results during the test. They are also not allowed to adjust their assessment after testing another sample. For statistical reasons (and in accordance with the VDA 270 standard), the evaluators are required to use all stages in their evaluation. Therefore, the odor rating is based on the average of all individual ratings and is rounded to whole numbers.
l)l) Определение лимоненаDetermination of limonene
Количественное определение лимонена может быть выполнено с помощью твердофазной микроэкстракции (HS-SPME-GC-MS) путем добавления стандартов.Quantitative determination of limonene can be achieved by solid-phase microextraction (HS-SPME-GC-MS) by adding standards.
Взвешивают 50 мг измельченных образцов в виалах для парофазного анализа объемом 20 мл и после добавления лимонена в разных концентрациях и магнитной мешалки со стеклянным покрытием, виалу закрывают магнитной крышкой, облицованной силиконом/ПТФЭ. Для добавления к образцу разбавленных стандартов лимонена с известными концентрациями используют микрокапилляры (10 пл). Добавление 0, 2, 20 и 100 нг соответствует 0 мг/кг, 0,1 мг/кг, 1 мг/кг и 5 мг/кг лимонена, кроме того, добавление стандартных количеств 6,6 мг/кг, 11 мг/кг и 16,5 мг/кг лимонена используют в комбинации с некоторыми образцами, испытываемыми в данной заявке. Для количественной оценки служит ион-93, получаемый в режиме SIM. Обогащение летучей фракции проводят путем парофазной твердофазной микроэкстракции с помощью 2-см стабильного гибкого волокна 50/30 pm DVB/Carboxen/PDMS при 60°C в течение 20 минут. Десорбцию проводят непосредственно в нагретый инжектор системы ГХ-МС при 270°C.Fifty mg of crushed samples are weighed into 20 mL headspace vials and, after the addition of limonene at various concentrations and a glass-lined magnetic stirrer, the vial is sealed with a silicone/PTFE-lined magnetic lid. Microcapillaries (10 pl) are used to add diluted limonene standards of known concentrations to the sample. Additions of 0, 2, 20, and 100 ng correspond to 0 mg/kg, 0.1 mg/kg, 1 mg/kg, and 5 mg/kg limonene. Additionally, standard additions of 6.6 mg/kg, 11 mg/kg, and 16.5 mg/kg limonene are used in combination with some of the samples tested in this application. Ion-93, obtained in SIM mode, is used for quantification. Volatile fraction enrichment is performed by headspace solid-phase microextraction using a 2-cm stable flexible fiber 50/30 pm DVB/Carboxen/PDMS at 60°C for 20 minutes. Desorption is performed directly into the heated injector of the GC-MS system at 270°C.
Параметры ГХ-МС: GC-MS parameters :
Колонка: 30 м HP 5 MS 0,25×0,25Column: 30 m HP 5 MS 0.25×0.25
Инжектор: без деления потока с вкладышем 0,75 мм SPME, 270°CInjector: Splitless with 0.75mm SPME insert, 270°C
Температурный режим: -10°C (1 мин)Temperature conditions: -10°C (1 min)
Газ-носитель: гелий 5,0, линейная скорость 31 см/сек, постоянный потокCarrier gas: helium 5.0, linear velocity 31 cm/sec, constant flow
МС: одиночный квадрупольный, прямой интерфейс, температура интерфейса 280°CMS: single quadrupole, direct interface, interface temperature 280°C
Получение данных: режим сканирования SIMGetting Data: SIM Scan Mode
Параметр сканирования: 20-300 amu (атомные единицы массы)Scanning parameter: 20-300 amu (atomic mass units)
Параметр SIM: m/z 93, время задержки 100 мсекSIM parameter: m/z 93, delay time 100 ms
m)m) Определение жирной кислотыDetermination of fatty acid
Количественное определение жирной кислоты проводят с помощью твердофазной микроэкстракции (HS-SPME-GC-MS) путем добавления стандартов.Quantitative determination of fatty acid is carried out using solid-phase microextraction (HS-SPME-GC-MS) by adding standards.
Взвешивают 50 мг измельченных образцов в виалах для парофазного анализа объемом 20 мл и после добавления лимонена в разных концентрациях и магнитной мешалки со стеклянным покрытием, виалу закрывают магнитной крышкой, облицованной силиконом/ПТФЭ. Используют микрокапилляры (10 мкл) для добавления к образцу стандартов разбавленной смеси свободных жирных кислот (уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, пентановая кислота, гексановая кислота и октановая кислота) с известными концентрациями при трех разных уровнях. Добавление 0, 50, 100 и 500 нг соответствует 0 мг/кг, 1 мг/кг, 2 мг/кг и 10 мг/кг каждой отдельной кислоты. Для количественной оценки служит ион-60, получаемый в режиме SIM, для всех кислот, за исключение пропионовой кислоты, когда используют ион-74.Weigh 50 mg of the ground samples into 20 mL headspace vials and, after adding limonene at various concentrations and a glass-lined magnetic stirrer, close the vial with a silicone/PTFE-lined magnetic lid. Use microcapillaries (10 µL) to add a dilute mixture of free fatty acid standards (acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, hexanoic acid, and octanoic acid) with known concentrations at three different levels to the sample. Additions of 0, 50, 100, and 500 ng correspond to 0 mg/kg, 1 mg/kg, 2 mg/kg, and 10 mg/kg of each individual acid. Ion-60, obtained in SIM mode, is used for quantification for all acids except propionic acid, where ion-74 is used.
Параметр ГХ-МС: GC-MS parameter :
Колонка: 20 м ZB Wax plus 0,25×0,25Column: 20 m ZB Wax plus 0.25×0.25
Инжектор: с разделением потока 5:1 с помощью облицованного стеклом вкладыша для разделения потока, 250°CInjector: 5:1 split with glass lined splitter insert, 250°C
Температурный режим: 40°C (1 мин) при 6°C/мин до 120°C, при 15°C/мин до 245°C (5 мин)Temperature conditions: 40°C (1 min) at 6°C/min up to 120°C, at 15°C/min up to 245°C (5 min)
Носитель: гелий 5,0, линейная скорость 40 см/сек, постоянный потокCarrier: Helium 5.0, linear velocity 40 cm/sec, constant flow
МС: одиночный квадрупольный, прямой интерфейс, температура интерфейса 220°C MS: single quadrupole, direct interface, interface temperature 220°C
Получение данных: режим сканирования SIMGetting Data: SIM Scan Mode
Параметр сканирования: 46-250 amu, 6,6 сканирований/секScanning parameter: 46-250 amu, 6.6 scans/sec
Параметр SIM: m/z 60, 74, сканирований/секSIM parameter: m/z 60, 74, scans/sec
n) Присутствие полиамида-6 и полистирола определяют с помощью ИК-Фурье спектроскопии с использованием поглощения полосы 1601 см-1 (ПС) и 3300 см-1 (ПА6). n) The presence of polyamide-6 and polystyrene is determined by FTIR spectroscopy using the absorption band at 1601 cm -1 (PS) and 3300 cm -1 (PA6).
o)o) Определение загрязнений на пластинахDetermination of contamination on plates
Пластины размерами 150×80×2 мм готовят литьем под давлением. Затем получают изображение с высоким разрешением (фотографию) на 5 пластинах (размещая их близко друг к другу). Изображение анализируют с помощью программного обеспечения, позволяющего автоматически подсчитывать число визуальных дефектов (невооруженным глазом) из-за загрязнений.Plates measuring 150 x 80 x 2 mm are produced using injection molding. A high-resolution image (photograph) is then captured on five plates (placed close together). The image is analyzed using software that automatically counts the number of visual defects (observable with the naked eye) due to contamination.
p)p) Измерения динамического сдвига (Eta (2,7 кПа) и Eta (300 рад/сек))Dynamic shear measurements (Eta (2.7 kPa) and Eta (300 rad/sec))
Определение характеристик полимерных расплавов путем измерений динамического сдвига соответствует стандартам ISO 6721-1 и 6721-10. Измерения проводят на ротационном вискозиметре с регулируемым напряжением Anton Paar MCR501, снабженном геометрией параллельных пластин 25 мм. Измерения проводят на полученных компрессионным формованием пластинах, используя атмосферу азота и настройку деформации в линейном вязкоупругом режиме. Испытания на колебательный сдвиг выполняют при 230°C, прикладывая частоту в интервале между 0,01 и 600 рад/сек и устанавливая зазор 1,3 мм.Determination of polymer melt properties by dynamic shear measurements complies with ISO 6721-1 and 6721-10. Measurements are performed on an Anton Paar MCR501 variable-stress rotational viscometer equipped with a 25 mm parallel plate geometry. Measurements are performed on compression-molded plates under a nitrogen atmosphere and with the strain set to linear viscoelastic. Oscillatory shear tests are performed at 230°C, applying a frequency between 0.01 and 600 rad/sec and setting the gap to 1.3 mm.
В эксперименте с динамическим сдвигом зонд подвергают равномерной деформации при синусоидально меняющейся деформации сдвига или напряжению сдвига (режим контролируемой деформации и напряжения сдвига, соответственно). В эксперименте с контролируемой деформацией зонд подвергают синусоидальной деформации, которая может быть выражено с помощью уравнения:In a dynamic shear experiment, the probe is subjected to uniform deformation under a sinusoidally varying shear strain or shear stress (controlled deformation and shear stress mode, respectively). In a controlled deformation experiment, the probe is subjected to sinusoidal deformation, which can be expressed using the equation:
(1). (1).
Если приложенная деформация находится в пределах линейного вязкоупругого режима, результирующая синусоидальная реакция на напряжение может быть задана уравнением:If the applied strain is within the linear viscoelastic regime, the resulting sinusoidal stress response can be given by the equation:
(2), (2),
гдеWhere
и представляют собой амплитуды напряжения и деформации, соответственно; And represent the amplitudes of stress and strain, respectively;
означает угловую частоту; means angular frequency;
означает фазовый сдвиг (угол потери между приложенной деформацией и реакцией на напряжение) means phase shift (loss angle between applied strain and stress response)
t означает время.t stands for time.
Результаты динамических испытаний, как правило, выражают с помощью нескольких различных реологических функций, а именно: динамического модуля упругости при сдвиге G’; модуля механических потерь при сдвиге, G”; комплексного модуля упругости при сдвиге, G*; комплексной вязкости при сдвиге, ƞ*; динамической вязкости при сдвиге, ƞ’; противофазной составляющей комплексной вязкости при сдвиге, ƞ”; и тангенса угла потерь, tan δ, которые могут быть выражены следующим образом:The results of dynamic tests are typically expressed in terms of several different rheological functions, namely: the dynamic shear modulus, G’; the shear loss modulus, G”; the complex shear modulus, G*; the complex shear viscosity, ƞ*; the dynamic shear viscosity, ƞ’; the out-of-phase component of the complex shear viscosity, ƞ”; and the loss tangent, tan δ, which can be expressed as follows:
[Па] (3) [Pa] (3)
[Па] (4) [Pa] (4)
[Па] (5) [Pa] (5)
[Па⋅сек] (6) [Pa⋅sec] (6)
[Па⋅сек] (7) [Pa⋅sec] (7)
[Па⋅сек] (8). [Pa⋅sec] (8).
ETA(x кПа) определяют по уравнению 9.ETA(x kPa) is determined using equation 9.
[Па⋅сек] (9) [Pa⋅sec] (9)
Например, ETA(2,7 кПа) определяется значением комплексной вязкости, определенной для значения комплексного модуля упругости, равного 2,7 кПа.For example, ETA(2.7 kPa) is determined by the value of complex viscosity determined for a complex modulus of elasticity of 2.7 kPa.
Eta (x рад/сек) определяют по уравнению 10.Eta (x rad/sec) is determined using equation 10.
[Па⋅сек] (10) [Pa⋅sec] (10)
Например, ETA(300 рад/сек) определяется значением комплексной вязкости при частотной развертке 300 рад/сек.For example, ETA(300 rad/sec) is determined by the value of complex viscosity at a frequency sweep of 300 rad/sec.
q) Коэффициент разжижения при сдвиге (STF) определяют как q) The shear thinning factor (STF) is defined as
(11) (11)
Значения определяют по методике одноточечной интерполяции, определяемой программным обеспечением Rheoplus. В ситуациях, когда заданное значение G* экспериментально не достигнуто, это значение определяют путем экстраполяции, используя ту же методику, что и ранее. В обоих случаях (интерполяция или экстраполяция) применяют опцию из программного обеспечения Rheoplus «Интерполировать значения y-значения в х-значения из параметра» и «логарифмический тип интерполяции» ([1] Rheological characterization of polyethylene fractions” Heino, E.L., Lehtinen, A., Tanner J., Seppälä, J., Neste Oy, Porvoo, Finland, Theor. Appl. Rheol., Proc. Int. Congr. Rheol, 11th (1992), 1, 360-362; [2] The influence of molecular structure on some rheological properties of polyethylene”, Heino, E.L., Borealis Polymers Oy, Porvoo, Finland, Annual Transactions of the Nordic Rheology Society, 1995.) [3] Definition of terms relating to the non-ultimate mechanical properties of polymers, Pure & Appl. Chem., Vol. 70, No. 3, pp. 701-754, 1998).Values are determined using a single-point interpolation method defined by Rheoplus software. In situations where the specified G* value is not achieved experimentally, this value is determined by extrapolation using the same method as before. In both cases (interpolation or extrapolation), the Rheoplus software option “Interpolate y-values into x-values from parameter” and “logarithmic interpolation type” are used ([1] “Rheological characterization of polyethylene fractions” Heino, E.L., Lehtinen, A., Tanner J., Seppälä, J., Neste Oy, Porvoo, Finland, Theor. Appl. Rheol., Proc. Int. Congr. Rheol, 11th (1992), 1, 360–362; [2] “The influence of molecular structure on some rheological properties of polyethylene”, Heino, E.L., Borealis Polymers Oy, Porvoo, Finland, Annual Transactions of the Nordic Rheology Society, 1995.) [3] Definition of terms relating to the non-ultimate mechanical properties of polymers, Pure & Appl. Chem., Vol. 70, No. 3, pp. 701-754, 1998).
r)r) Колебательный сдвиг большой амплитуды (LAOS)Large amplitude oscillatory shear (LAOS)
Исследование нелинейного вязкоупругого поведения при сдвиговом течении выполняют с использованием колебательного сдвига большой амплитуды. Способ требует приложения амплитуды синусоидальной деформации γ0, приложенной с заданной угловой частотой ω, в течение заданного времени t. При условии, что приложенная синусоидальная деформация достаточно высока, генерируется нелинейный отклик. Напряжение σ в данном случае является функцией амплитуды приложенных деформации, времени и угловой частоты. При этих условиях нелинейная реакция на напряжение по-прежнему является периодической функцией; однако оно больше не может быть выражено с помощью одной гармонической синусоиды. Напряжение, возникающее в результате нелинейного вязкоупругого отклика [0-0], может быть выражено с помощью ряда Фурье, который включает вклады высших гармоник:The study of nonlinear viscoelastic behavior under shear flow is performed using large-amplitude oscillatory shear. The method requires the application of a sinusoidal strain amplitude γ0, applied at a given angular frequency ω, for a given time t. Provided that the applied sinusoidal strain is sufficiently high, a nonlinear response is generated. The stress σ in this case is a function of the applied strain amplitude, time, and angular frequency. Under these conditions, the nonlinear stress response is still a periodic function; however, it can no longer be expressed using a single harmonic sine wave. The stress resulting from the nonlinear viscoelastic response [0-0] can be expressed using a Fourier series that includes contributions from higher harmonics:
(1) (1)
гдеWhere
- σ - реакция на напряжение- σ - stress response
- t - время- t - time
- ω - частота- ω - frequency
- - амплитуда деформации- - deformation amplitude
- n - гармоническое число- n is a harmonic number
- - коэффициент Фурье n-ного порядка для упругости- - Fourier coefficient of the n-th order for elasticity
- - коэффициент Фурье n-ного порядка для вязкости- - Fourier coefficient of the n-th order for viscosity
Нелинейный вязкоупругий отклик анализируют, применяя метод колебательного сдвига большой амплитуды (LAOS). Измерения временной развертки проводят на реометре RPA 2000 фирмы Alpha Technologies в сочетании со стандартной биконической головкой. При проведении измерений испытательную камеру герметизируют и прикладывают давление около 6 МПа. Испытание LAOS проводят при температуре 190°C, угловой частоте 0,628 рад/сек и деформации 1000%. Для достижения стационарных условий нелинейный отклик определяют только после выполнения, по меньшей мере, 20 циклов измерения. Фактор нелинейности колебательного сдвига большой амплитуды (LAOS-NLF) определяют по формуле:The nonlinear viscoelastic response is analyzed using the large-amplitude oscillatory shear (LAOS) method. Time-domain measurements are performed on an Alpha Technologies RPA 2000 rheometer in combination with a standard biconical head. During measurements, the test chamber is sealed and a pressure of approximately 6 MPa is applied. The LAOS test is conducted at a temperature of 190°C, an angular frequency of 0.628 rad/sec, and a strain of 1000%. To achieve steady-state conditions, the nonlinear response is determined only after at least 20 measurement cycles. The large-amplitude oscillatory shear nonlinearity factor (LAOS-NLF) is determined by the formula:
(2), (2),
гдеWhere
- коэффициент Фурье первого порядка - first-order Fourier coefficient
- коэффициент Фурье третьего порядка - the third-order Fourier coefficient
(J. M. Dealy, K. F. Wissbrun, Melt Rheology and Its Role in Plastics Processing: Theory and Applications; edited by Van Nostrand Reinhold, New York (1990); S. Filipe, Non-Linear Rheology of Polymer Melts, AIP Conference Proceedings 1152, pp. 168-174 (2009); M. Wilhelm, Macromol. Mat. Eng. 287, 83-105 (2002); S. Filipe, K. Hofstadler, K. Klimke, A. T. Tran, Non-Linear Rheological Parameters for Characterisation of Molecular Structural Properties in Polyolefins, Proceedings of Annual European Rheology Conference, 135 (2010); S. Filipe, K. Klimke, A. T. Tran, J. Reussner, Proceedings of Novel Non-Linear Rheological Parameters for Molecular Structural Characterisation of Polyolefins, Novel Trends in Rheology IV, Zlin, Check Republik (2011); K. Klimke, S. Filipe, A. T. Tran, Non-linear rheological parameters for characterization of molecular structural properties in polyolefins, Proceedings of European Polymer Conference, Granada, Spain (2011)).(J. M. Dealy, K. F. Wissbrun, Melt Rheology and Its Role in Plastics Processing: Theory and Applications; edited by Van Nostrand Reinhold, New York (1990); S. Filipe, Non-Linear Rheology of Polymer Melts, AIP Conference Proceedings 1152, pp. 168-174 (2009); M. Wilhelm, Macromol. Mat. Eng. 287, 83-105 (2002) Reussner, Proceedings of Novel Non-Linear Rheological Parameters for Molecular Structural Characterization of Polyolefins, Novel Trends in Rheology IV, Zlin, Check Republik (2011); K. Klimke, S. Filipe, A. T. Tran, Non-linear rheological parameters for characterization of molecular structural properties in polyolefins, Proceedings of European Polymer Conference, Granada, Spain (2011)).
В таблице 1 обобщены данные для нескольких примеров (сравнительный - СП; заявляемый - ЗП).Table 1 summarizes the data for several examples (comparative - SP; declared - CP).
Используют различные смеси переработанного материала. Смеси характеризуются следующими свойствами:Various mixtures of recycled material are used. The mixtures are characterized by the following properties:
Смесь A1: Содержание C2(CF) 2-3% масс., содержание C2(CS) 24-25% масс., содержание C3(CF) 95-96% масс., MFR2 14-17 г/10 мин, модуль упругости при растяжении 1300-1450 МПа, ударная прочность (испытание по Шарпи 23°C) 5-6 КДж/м2 Mixture A1: C2(CF) content 2-3% by weight, C2(CS) content 24-25% by weight, C3(CF) content 95-96% by weight, MFR 2 14-17 g/10 min, tensile modulus 1300-1450 MPa, impact strength (Charpy test 23°C) 5-6 kJ/ m2
Смесь A2: Содержание C2(CF) 2-3% масс., содержание C2(CS) 17-18% масс., содержание C3(CF) 97-98% масс., MFR2 7-8 г/10 мин, модуль упругости при растяжении 1250-1300 МПа, ударная прочность (Испытание по Шарпи 23°C) 8-9 КДж/м2 Mixture A2: C2(CF) content 2-3% by weight, C2(CS) content 17-18% by weight, C3(CF) content 97-98% by weight, MFR 2 7-8 g/10 min, tensile modulus 1250-1300 MPa, impact strength (Charpy test 23°C) 8-9 kJ/ m2
Смеси A1 и A2 готовят описанным ранее способом получения смешанных пластиков полипропилена, включающим стадию дополнительной сортировки старых («древних») изделий преимущественно из бесцветных/натуральных пластиков, распознаваемых по изменению цвета (например, выраженному пожелтению) и/или по выраженным царапинам изделия преимущественно из бесцветного/натурального пластика.Mixtures A1 and A2 are prepared using the previously described method for obtaining mixed polypropylene plastics, which includes the stage of additional sorting of old (“ancient”) products, predominantly made of colorless/natural plastics, recognizable by a change in color (e.g., pronounced yellowing) and/or by pronounced scratches on products, predominantly made of colorless/natural plastics.
В сравнительных примерах используют другие смеси рециклатов из смешанных пластиков полипропилена. Эти дополнительные смеси отличаются более высоким содержанием этилена C2.Comparative examples use other blends of recycled polypropylene composites. These additional blends have higher ethylene C2 content.
Смесь A3: суммарное содержание C2 9-10% масс., содержание C2(CF) 8-12% масс., содержание C2(CS) 29-34% масс.,Mixture A3: total C2 content 9-10% by weight, C2(CF) content 8-12% by weight, C2(CS) content 29-34% by weight,
Смесь A3 представляет собой пост-потребительский рециклат полипропилена на основе материала, имеющего плотность (по стандарту DIN EN ISO 1183) 920 кг/м3; показатель текучести расплава (по стандарту DIN EN ISO 1133, 230°C, 2,16 кг) 14,1 г/10 мин; содержание влаги (определенное с помощью инфракрасного анализатора влаги, 105°C) меньше чем 0,1%; модуль упругости при растяжении (по стандарту DIN EN ISO 527, 1 мм/мин) больше чем 1100 МПа; предел текучести (по стандарту DIN EN ISO 527, 50 мм/мин) больше чем 25°МПа, и относительное удлинение (по стандарту DIN EN ISO 527, 50 мм/мин) больше чем 180%.Blend A3 is a post-consumer polypropylene recyclate based on a material having a density (according to DIN EN ISO 1183) of 920 kg/ m3 ; melt flow rate (according to DIN EN ISO 1133, 230°C, 2.16 kg) of 14.1 g/10 min; moisture content (determined with an infrared moisture analyzer, 105°C) less than 0.1%; tensile modulus (according to DIN EN ISO 527, 1 mm/min) greater than 1100 MPa; yield strength (according to DIN EN ISO 527, 50 mm/min) greater than 25°MPa, and relative elongation (according to DIN EN ISO 527, 50 mm/min) greater than 180%.
Смесь A4: суммарное содержание С2 10-12% масс., содержание C2(CF) 7-10% масс., содержание C2(CS) 24-34% масс.Mixture A4: total content of C2 10-12% by weight, content of C2(CF) 7-10% by weight, content of C2(CS) 24-34% by weight.
Смесь A4 представляет собой пост-потребительский рециклат полипропилена на основе материала, имеющего плотность (по стандарту DIN EN ISO 1183) 916 кг/м3; показатель текучести расплава (по стандарту DIN EN ISO 1133, 230°C, 2,16 кг) 36 г/10 мин; содержание влаги (определенное с помощью инфракрасного анализатора влаги, 105°C) меньше чем 0,1%; модуль упругости при растяжении (по стандарту DIN EN ISO 527, 1 мм/мин) больше чем 1100 МПа; предел текучести (по стандарту DIN EN ISO 527, 50 мм/мин) больше чем 24 МПа; и относительное удлинение (по стандарту DIN EN ISO 527, 50 мм/мин) больше чем 18%.Blend A4 is a post-consumer polypropylene recyclate based on a material having a density (according to DIN EN ISO 1183) of 916 kg/ m3 ; a melt flow rate (according to DIN EN ISO 1133, 230°C, 2.16 kg) of 36 g/10 min; a moisture content (determined with an infrared moisture analyzer, 105°C) less than 0.1%; a tensile modulus (according to DIN EN ISO 527, 1 mm/min) greater than 1100 MPa; a yield strength (according to DIN EN ISO 527, 50 mm/min) greater than 24 MPa; and an elongation (according to DIN EN ISO 527, 50 mm/min) greater than 18%.
В таблице 1 приведены полиолефиновые композиции, содержащие:Table 1 shows polyolefin compositions containing:
- Сравнительный пример (СП1): один гомополимер полиэтилена (ППГ-2); смесь переработанного материала (Смесь A1) и 20% масс. стекловолокна;- Comparative example (CE1): one polyethylene homopolymer (PPG-2); a mixture of recycled material (Mixture A1) and 20% by weight of glass fiber;
- Сравнительный пример (СП2): смесь переработанного материала (Смесь A1) и 30% масс. стекловолокна; - Comparative example (SP2): a mixture of recycled material (Mixture A1) and 30% by weight of glass fibre;
- Сравнительный пример (СП3): один гомополимер полиэтилена (ППГ-1), смесь переработанного материала (Смесь A1) и 30% масс. стекловолокна;- Comparative example (SP3): one polyethylene homopolymer (PPG-1), a blend of recycled material (Blend A1) and 30% by weight glass fiber;
- Сравнительный пример (СП4): один гомополимер полиэтилена (ППГ-2), один блок-сополимер полипропилена (ПБС-1) и 40% масс. стекловолокна;- Comparative example (SP4): one polyethylene homopolymer (PPG-2), one polypropylene block copolymer (PBS-1) and 40% by weight of glass fiber;
- Сравнительный пример (СП5): смесь переработанного материала (Смесь A1) и 40% масс. стекловолокна;- Comparative example (SP5): a mixture of recycled material (Mixture A1) and 40% by weight glass fibre;
- Сравнительный пример (СП6): один гомополимер полиэтилена (ППГ-2), один блок-сополимер полипропилена (ПБС-1), смесь переработанного материала (Смесь A3) и 40% масс. стекловолокна;- Comparative example (SP6): one polyethylene homopolymer (PPG-2), one polypropylene block copolymer (PBS-1), a blend of recycled material (Blend A3) and 40% by weight glass fiber;
- Сравнительный пример (СП7): один гомополимер полиэтилена (ППГ-2), один блок-сополимер полипропилена (ПБС-1), смесь переработанного материала (Смесь A4) и 40% масс. стекловолокна;- Comparative example (SP7): one polyethylene homopolymer (PPG-2), one polypropylene block copolymer (PBS-1), a blend of recycled material (Blend A4) and 40% by weight glass fiber;
- Заявляемый пример (ЗП1): один гомополимер полиэтилена (ППГ-2), один блок-сополимер полипропилена (ПБС-1), смесь переработанного материала (Смесь A1) и 40% масс. стекловолокна;- Claimed example (CE1): one polyethylene homopolymer (PPG-2), one polypropylene block copolymer (PBS-1), a mixture of recycled material (Mixture A1) and 40% by weight of glass fiber;
- Заявляемый пример (ЗП2): один гомополимер полиэтилена (ППГ-2), один блок-сополимер полипропилена (ПБС-1), смесь переработанного материала (Смесь A1) и 40% масс. стекловолокна;- Claimed example (ZP2): one polyethylene homopolymer (PPG-2), one polypropylene block copolymer (PBS-1), a mixture of recycled material (Mixture A1) and 40% by weight of glass fiber;
- Заявляемый пример (ЗП3): один гомополимер полиэтилена (ППГ-2), один блок-сополимер полипропилена (ПБС-1), смесь переработанного материала (Смесь A2) и 40% масс. стекловолокна.- Claimed example (ZP3): one polyethylene homopolymer (PPG-2), one polypropylene block copolymer (PBS-1), a mixture of recycled material (Mixture A2) and 40% by weight of glass fiber.
Стекловолокно может быть приобретено у одного из следующих поставщиков: OC (Owens Corning), PPG/NEG, Johns Manville, 3B, Jushi, Taiwan Glass, Camelyaf, CPIC, Taishan. Используют стеклянные волокна 1.2 (средняя длина 4 мм, средний диаметр 13 мкм) и 4,1 (средняя длина 4,5 мм, средний диаметр 13 мкм).Glass fiber can be purchased from one of the following suppliers: OC (Owens Corning), PPG/NEG, Johns Manville, 3B, Jushi, Taiwan Glass, Camelyaf, CPIC, Taishan. Glass fibers of grades 1.2 (average length 4 mm, average diameter 13 μm) and 4.1 (average length 4.5 mm, average diameter 13 μm) are used.
Используют следующие добавки: Антиоксиданты - AO1 (Irganox 1010 (FF)), AO2 (Irganox B 225 (FF)), AO3 (Irganox PS-802 FL); черный пигмент (Plasblak PE6121, коммерчески доступен от компании Cabot); Дозирующий агент - HC001A-B1, порошок ПП гомополимера; Связующий агент - AP 1,5, полипропилен, высоко функционализированный малеиновым ангидридом.The following additives are used: Antioxidants - AO1 (Irganox 1010 (FF)), AO2 (Irganox B 225 (FF)), AO3 (Irganox PS-802 FL); black pigment (Plasblak PE6121, commercially available from Cabot); Dosing agent - HC001A-B1, PP homopolymer powder; Binding agent - AP 1.5, polypropylene, highly functionalized with maleic anhydride.
Как видно в таблице 1, значения прочности при растяжении, измеренные для ЗП1, ЗП2 и ЗП3, выше чем в случае СП1-СП3 и СП5-СП7. Кроме того, ЗП1, ЗП2 и ЗП3 обеспечивают модуль упругости при растяжении >8,8 ГПа, что существенно выше, чем модуль, получаемый в СП1-СП3. Помимо этого, ударная прочность по Шарпи выше в случае ЗП1-ЗП3 в сравнении с любым из СП1-СП3 и СП6-СП7. Только СП4 (пример без какой-либо смеси переработанного материала) имеет более хорошие модуль упругости при растяжении и прочность при растяжении, чем любой из ЗП1-ЗП3.As can be seen in Table 1, the tensile strength values measured for ZP1, ZP2, and ZP3 are higher than those of SP1-SP3 and SP5-SP7. Furthermore, ZP1, ZP2, and ZP3 provide a tensile modulus of elasticity >8.8 GPa, which is significantly higher than that obtained in SP1-SP3. Furthermore, the Charpy impact strength is higher for ZP1-ZP3 compared to any of SP1-SP3 and SP6-SP7. Only SP4 (an example without any blend of recycled material) has better tensile modulus and tensile strength than any of ZP1-ZP3.
Следует отметить, что в ЗП1-ЗП3 при использовании смеси переработанного сырья с более низким содержанием C2, чем в случае СП6 и СП7 с более высоким содержанием C2, полиолефиновые композиции обладают повышенными прочностью при растяжении и ударной прочностью (по Шарпи).It should be noted that in ZP1-ZP3, when using a mixture of recycled raw materials with a lower C2 content than in the case of SP6 and SP7 with a higher C2 content, the polyolefin compositions have increased tensile strength and impact strength (according to Charpy).
Таблица 1Table 1
Claims (53)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP22199023.7 | 2022-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2025111121A RU2025111121A (en) | 2025-05-27 |
| RU2858478C2 true RU2858478C2 (en) | 2026-03-17 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1295274C (en) * | 2004-12-29 | 2007-01-17 | 刘明春 | Recovery and shaping process of polypropylene composite waste material |
| RU2540641C2 (en) * | 2009-02-27 | 2015-02-10 | Дьюропар Текнолоджиз Инк. | Composition and method of producing railroad sleepers |
| RU2615774C2 (en) * | 2012-08-27 | 2017-04-11 | Бореалис Аг | Polypropylene composite |
| WO2022084236A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | Borealis Ag | Polyolefin composition comprising polypropylene homopolymer and recycled plastic material |
| EP4063452A1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-09-28 | Borealis AG | Mixed-plastics-polypropylene blend |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1295274C (en) * | 2004-12-29 | 2007-01-17 | 刘明春 | Recovery and shaping process of polypropylene composite waste material |
| RU2540641C2 (en) * | 2009-02-27 | 2015-02-10 | Дьюропар Текнолоджиз Инк. | Composition and method of producing railroad sleepers |
| RU2615774C2 (en) * | 2012-08-27 | 2017-04-11 | Бореалис Аг | Polypropylene composite |
| WO2022084236A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | Borealis Ag | Polyolefin composition comprising polypropylene homopolymer and recycled plastic material |
| EP4063452A1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-09-28 | Borealis AG | Mixed-plastics-polypropylene blend |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12084566B2 (en) | Mixed-plastics-polypropylene blend | |
| EP4194502B1 (en) | Polyolefin composition comprising polypropylene homopolymer and recycled plastic material | |
| CA3135081C (en) | Recycled polyethylene-polypropylene blends comprising a compatibilizer | |
| EP4063452A1 (en) | Mixed-plastics-polypropylene blend | |
| KR102438403B1 (en) | Recycled Polyethylene-Polypropylene Blend with Compatibilizer | |
| WO2020201020A1 (en) | Compatibilization of recycled polyethylene-polypropylene blends | |
| EP4345135B1 (en) | Polyolefin composition comprising polypropylene homopolymer, polypropylene block copolymer and recycled plastic material | |
| RU2858478C2 (en) | Polyolefin composition containing polypropylene homopolymer, polypropylene block copolymer and recycled plastic material | |
| WO2025108962A1 (en) | Polyolefin composition comprising recycled plastic material, an elastomer and glass fibers | |
| RU2857928C2 (en) | Polyolefin composition including polypropylene polymers and recycled plastic materials | |
| RU2835559C2 (en) | High melt flow polypropylene composition | |
| RU2849639C2 (en) | Polyolefin composition containing heterophasic polypropylene polymers and recycled plastic materials | |
| US20220186011A1 (en) | Compatibilization of recycled polyethylene-polypropylene blends |