203378. lajstromszámú szabadalom • Megnövelt fajlagos ütőmunkával és feszültség okozta repedésállósággal rendelkező polipropilén-tartalmú keverék
1 HU 203 378 B 2 A találmány megnövelt fajlagos ütőmunkával és feszültség okozta repedésállósággal rendelkező, DIN 53 479 szerint 0,905 g/cm3 alatti sűrűségi! polipropilént vagy legalább 70 tömeg% polipropilént tartalmazó kristályos kopolimert, továbbá stabilizátorokat, fényvédőszereket és/vagy egyéb szokásos adalékanyagokat tartalmazó keverékre vonatkozik, amelynek folyási mutatószáma (230 ‘C/2,16 kg) 0,1-20 g/10 min, hexagonális vagy pszeudo-hexagonális vagy pszeudo-hexagonális krisíályalakzatú krisztallit-tartalma 65 tömeg% feletti. A hexagonális vagy pszeudo-hexagonális kristályalakzatú krisztallit-tartalmat differenciál scanningkaloriméterrel határozzuk meg. A polipropilén olvadék állapotban végzett alakítás és ezt követő, hűtéssel végzett megszilárdítás útján történő feldolgozásánál - történjék ez akár fröccsöntés, akár extruzió útján - a kristályosodás meggyorsítása érdekében kívánatos a gócok számának növelése, hogy ezáltal magasabb hőmérsékleten is gyorsabb és egyenletes kristályképződés legyen elérhető. Ez a formatest gyorsabb megdermedéséhez, rövidebb szerszámidő, illetve ciklusidő eléréséhez vezet Ennek elérésére egy alkalmas módszer az úgynevezett heterogén nukleálószerek, vagyis olyan anyagok hozzátétele, melyek a polimer olvadékban nem oldódnak és kristályosodási gócokat képeznek [lásd: F.L. Binsbergen, Polymer, 11. köt., 5. sz., 253-267. oldal (1970)]. Ilyen gócképzőszerek többek között a különféle szerves savak alumínium- és nátriumsói, a kétértékű fémek sói, valamint különböző szerves pigmentek, mint a réz-ftalocianinok, antrakinon pigmentek és kinakridonok. Az i 188 279 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásból kitűnik továbbá, hogy az (I) képlctű lineáris transz-kinakridon gamma fázisa 0,0005-0,005 tömeg%-ának hozzáadásával a polipropilén vagy annak etilén-propilén vagy etilén-budién keveékpolimerrel képezett keverékei szívóssága 30%-kal vagy még nagyobb mértékben megnő, és ez a hatás 0,005 tömeg%-nál, vagyis 100 tömegrész keverékre számított 5 x 10“5 tömegrésznél nagyobb gócképző mennyiségnél tovább nem növelhető. Ismeretes továbbá, hogy az izotaktikus polipropilén különféle módosulatokban tud kristályosodni. A polipropilén olvadék szokásos kristályosodásánál fellépő monoklin alfa-módosulat mellett létezik egy hexagonális vagy pszeudo-hexagonális, az úgynevezett béta-módosulat is, továbbá a triklin gamma-módosulat és az úgynevezett szmektikus módosulat is, amely különösen az olvadékok gyors lehűlésénél keletkezik. A hexagonális vagy pszeudo-hexagonális módosulat csak bizonyos körülmények mellett és bizonyos mértékben képződik, nevezetesen: a) az olvadék 100-130 ‘C közötti kristályosodásánál, b) orientált olvadék kristályosodásánál, c) meghatározott gócképzőszerek jelenlétében végbemenő kristályosodásánál. [Lásd: K. H. Moos és B. Tilger, Angewandte Makromolekulare Chemie, 94. köt., 213-255. old. (1981)]. Ilyen gócképzőszer például az imént fentebb említett lineáris transz-kinakridon gamma fázisa [lásd H. J. Leugering, Makromolekulare Chemie, 109. köt, 204. old. (1967) és K. H. Moos és B. Tilger, Angewandte Makromolekulare Chemie, 94. köt, 213-255. old., (1981)]. Vizsgálataink azt mutatták, hogy az olyan polipropilének, amelyek a gamma-fázisú lineáris transz-kinakridont 100 tömegrész polipropilénre számítva 3 x 10'3 - 1 x 10 6 tömegrész arányban tartalmazzák, 40-60% béta módosulatú krisztallitot tartalmaznak. A béta krisztallitok mennyiségét differenciál Scanning kaloriméterrel (DSC), a csúcsok alatti területek (béta csúcs alatti terület): 'álfa + béta csúcs alatti terület) arányának mérése alapján határoztuk meg. A polipropilén béta módosulatának több érdekes tulajdonsága van, melyek közül leginkább említésre méltó a polipropilén ütőhajlító szilárdságának javulása. J. Brandrup és E. H. Immergut: Polymer Handbook, 2. kiad. (1975); III-10 szerint sűrűsége 0,922 g/cm3 az alfa módosulat 0,938 g/cm3 sűrűségével szemben, és körülbelül 30%-kal nagyobb a szferolitnövekedési sebessége, mint az alfa-módosulatnak. Úgy ez, mint a kis sűrűség előnyös polipropilén tulajdonságok, mert az anyag annál kevésbé zsugorodik, minél kisebb a sűrűsége. A találmányi feladat olyan polipropilén ipari mértékű mennyiségének biztosítása volt, amely olvadékból történő kristályosodás után lehetőleg nagy, 70 t%-nál nagyobb béta-módosulatot tartalmaz, és amelynek kis, például 0,905 g/cm3 alatti sűrűsége van, mert várható volt, hogy az ilyen termékek igen előnyös fizikai és feldolgozástechnikai tulajdonságokkal kell rendelkezzenek. Meglepetésszerűen azt találtuk, hogy ez a feladat úgy oldható meg, ha a polipropilénhez, illetve annak kristályos kopolimerjéhez vagy egyéb poliolefinekkel alkotott - túlnyomórészt polipropilént tartalmazó - keverékeihez kis mennyiségű kino-(2,3-b)-akridin-7,14-dion-5,12-dihidro (lineáris) transz-kinakridonnak kino-(2,3- b)-akridin-6,7,13,14(5H, 12H) tetronnal (kinakridon-kinonnal) képezett keverékkristályát adjuk. E keverékkristálynak az a képessége, hogy a polipropilén ß-modosulatának kristályosodását idézi elő azért melepő, mert ilyen nagymértékű ß-mödosulat kristályosodás a lineáris transz-kinakridon gamma-fázisával sohasem érhető el, és - noha a lineáris transz-kinakridon a- és ß-fäzisa a gócképzőszer -, de jelenlétükben a polipropilén a-módosulatban kristályosodik. A találmány szerinti, fentiekben definiált polipropilént vagy legalább 70 tömeg% polipropilént tartalmazó kristályos kopolimereket tartalmazó keverékeket az jellemzi, hogy a keverék 100 tömegrészére vonatkoztatva 5 x ló-4-5x 1(L® tömegrész kino[2,3-b]akridin-7,14- -dion-5,12-dihidro-kino[2,3-b]akridin-6,7,l 3,14(5H, 12H)tetron elegykristályt tartalmaznak. A lineáris transz-kinakridon kinakridon-kinonnal képezett, találmány szerinti keverékkristályai a lineáris transz-kinakridon gamma-fázisától Röntgen diffraktogram tekintetében abban különböznek, hogy 13,58, 6,41,4,33 és 3,37 Á rácstávolságnál az erős vonalak és 6,70,5,24 és 3,74 Á-nél a közepesen erős vonalak nem mutatkoznak. Erős vonalak sokkal inkább a 10,1-10,5 Á, 3,5-3,6 Á, 3,45-3,5 Á, valamint körülbelül 3,3 Á rácstávolságnál találhatók. Különösen előnyösen a találmány szerinti keverékkristályokat olyan mennyiségben használjuk, hogy 100 tömegrész polipropilén-keverék 5 x 104 - 5 x 1(L7 keverékkristályt tartalmazzon. Ilyen mennyiségű elegykristály esetén a béta kristálymódosulat 70%-nál, sőt 80%-nál is nagyobb, és a sűrűség ezzel egyidejűleg 0,904 g/cm3-re csökken. A találmány szerinti polipropilének, illetve polipro5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
