184149. lajstromszámú szabadalom • Mezőgazdasági polietiolén-(PE)-fólia és eljárás előállítására
184 14'? A találmány jó fényáteresztő PF fólia előállítását célozza. A mezőgazdaságban használt fólia főkövetelménye az átlátszóság. Jelenlet ezt úgy érik ei, hogy magasnyomású PE-be.i ún. kristálymagok segítségével mikroknstályok képződnek, megközelítve ezáltal az amorf állapotot. Egy ilyen germindeós eljárást írnak le Ursula Eichers cs munkatársai a US Pat. 3.740.380 számú szabadalmi leírásban. A szerzők kristálymag gyanánt hidroxil és a mingy okokét tartalmazó naftil-szulfcnát vegyüíetcsoportot használnak. Régebbi találmányok kormokat, sziükagéleket vagy más fémoxidokat kevernek a PE-be szintén kristdlymagkénL A nyert fólia valóban apróbb szferolitokkal rendelkezik, kevesebb fényt ver vissza mint az eredetileg kezeletlen, de a bevitt szennyezők csökkentik az áteresztett fény mennyiségét, amely most sávszegényebb, romlik valódi értéke, károsodik a növény, csökken a fólia szilárdsága, a szilikagcl és fémoxidok koptatják az extruder!. A találmány egy olyan kristályképzési eljárást ír le, amely által a PE fényátsresziése és szilárdsága nyilvánvalóan jobb. Ismeretes, hogy a kis vagy középnyomású, nagy polimerizációs fokú PE 10-40°C-a! magasabb hőmérsékleten kristályosodik, mint a nagynyomású kis polimer!zációs fokú, elágazó láncú PC. Ha a két PE típust homogénen elkeverjük, egy olvadék hűtésekor először a nagy polimerizációs fokú PE kristályosodik ki. Ez a folyamat a nagynyomású PE olvadékában, vagyis egy nagy viszkozitású közegben zajlik. Ezért a láncok túlfeszülnek és egyszerre több ponton kristályosodnak. A jelenség hasonlít ahhoz, amely egy túlsodort cérnánál áll elő, amelyet megfeszítve tartunk. Ha a feszítést kissé gyengítjük, a cérna egyszerre több ponton fog összesodródni. A mi esetünkben szakaszos kristályosodás lép fel, a lánc hosszában több ponton ideális kristálygóc képződik, ezeknek száma és nagysága pedig egy tetszőlegesen választott PE párnál a hűtési sebességgel szabályozható. A gócokra az „ideális jelző onnan adódik, hogy a két PE elemi cellája azonos, ellentétben a másfajta (idegen természetű magokkal, amelyeknek elemi cellája minden esetben eltérő, ami gátolja a kristályosodás megindulását, tehát az egész folyamat nehezebben irányítható. Az olvadékot tovább hűtve, a viszkozitás növekszik és a lánca gócokkal tovább feszül, újabb gócoknak adva helyet, növelve a kristályképződés valószínűségét. A kristályosodás gyorsan megindul és a láncok természetes kuszáltságának következtében a képződő szuferolitok egyszerre több nagypoiimerizációsfokü láncot is magukba foglalnak, térhál ószerű szerkezetet idézve elő. A térhálós szerkezettől különben annyiban térünk el, hogy itt a kovalens kötés a szferolitokcn belül nagyszámú van der Waais kötéssel van helyettesítve, ami összegezve a kovalens kötésnél nagyobb erőket képvisel. Ez a térhálósítás az amely a képzett fólia szilárdságát növeli. Az idegen természetű, szennyező kristálymagok kiküszöbölésével az ezzel járó fényabszorbeió is megszűnik, vagyis egyértelműen javul a képzett fólia fényáteresztőképessége. Egy ilyen kristályosodási folyamatban a képzett szíero-3 litok nagyon stabilak, átkristályosodásra, mint a többi esetben szinte egyáltalán nincs mód a térhálósedás miatt cs ezért a fólia is tartósabb, és a fény hatásának is jobban ellenáll. A fentiekben leírt gócképzés csak makromolekulares szintű diszperzió esetén hatásos. Ezért, ha a kis vagy középnyomású PE-i egy megfelelő oldószerben oldjuk (ph tetralin, dekalin, toluol, stb ), és a nyert oldatot elkövetjük magasnyomású PE oldatával vagy olvadékával, úgy, hogy a kis vagy középnyomású PE mennyisége a végtermékhez viszonyítva 0.1 -2,0 g/g% között legyen, majd az oldószert a homogénezés után (lepárlással, izzasztással, kicsapással) eltávolítjuk, egy a célnak megfelelő masszát kapunk. Magas hőmérsékleten, (olvadáspont felett) az oxidáció általában valószínű. A képzett peroxid, carbonil vagy carboxi! csoportok rontanak a kristályszerkezetet, lazábbá téve azt. Ezért, ajánlatos a polimer oldatot vagy olvadékot semleges gázzal (tisztított nitrogén, argon, stb.) védeni. Ez annál is inkább fontos, mert az oxidáció a láncok szakadását idézi elő, ami az ibolyántúli fény Itatására be is áll. Az említett védelem a fólia készítésére is vonatkozik, itt a fólia feszítésének mértéke mellett a gáz hőmérséklete és áramlási sebessége is befolyásolja a kristálygócok számát es a végtermékben a szferoiitok nagyságát. A találmány szemléltetésére egy példa kerül bemutatásra: 130—135°C olvadsstartományú kisnyomású PE-t oldunk dekalinban extruderrel, garatjának aljába nitrogént vezetünk, 2—4 1 /Kg arányban. A tisztított nitrogén a garat szája felé haladva, a szemcsékről lemossa az oxigént. Az oldási hőmérséklet 170—180°C (ez a hőmérséklet egy jobb homogénezés érdekében, a gőznyomás kompenzálása mellett 300°C is lehet. A keverést végezhetjük a szimézisvonalról levett 0,2—25 FMI nagynyomású PE olvadékával. A komponensek betáplálási aránya 1—20 g/g% alacsonynyomású PE a végtermékhez viszonyítva. A legelőnyösebb arány 12 g/g%. Az alacsonynyornású PE töménysége az oldószerben 10—50 g/g% között változhat, a végkeverék viszkozitásának 'üggvényében. Lepárlásra a forró keveréket 10—20 mbar nyomás alatt expanziós edénybe engedjük, fenntartva a hőmérsékletet. A visszamaradt PE-t granulálóba vagy 1/10 arányban nagynyomású PE-vel hígítva fóliává extrudáljuk úgy. hogy a fólia köré az egész hűtési zónában védőpajzsot emelünk és a pajzs és a fólia közé a szükséges hőmérsékleten tisztított nitrogént áramoltatunk. A fólia feszítése mellett, a nitrogén hőmérséklete szabja meg az első fázisban a kristálygócok számát. Ezért a kristálymagképző zónában a kisnyomású PE molekulasúlyának növekedésével párhuzamosan növelve, a gáz hőmérséklete 125 —135°C határok között tartandó. A kisnyomású PE lánchosszának növekedése előnyösen befolyásolja a kristálymagok számának növekedését és a térháiósodást, de a magképzési hőmérséklet és a zónán történő áthaladás sebességének megválasztásával rövidebb láncnál is megvalósítható a nagy kristálvmagszám. A képződő fólia lehülési sebessége ?0°C alá. meghatározza a fólia végleges stabil kristályszerkezetét. Ezért a zóna szélességét 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
