197035. lajstromszámú szabadalom • 8-30 MPa húzószilárdságú, 80-500 kJ/m2 ütveszakító szilárdságú poliolefin kompozíció
1 197035 2 A találmány tárgya 8—30 MPa húzószilárdságú, 80—500 kJ/m2 ütveszakító szilárdsági poliolefin kompozíció, A különböző poliolefin-féieségeket tartalmazó hulladékok újrafeldolgozhatóvá tétele rendkívül fontos feladat, mert a fogyasztói műanyag hulladék döntő többségét (kb. háromnegyedét) poliolefinek teszik ki (Műszaki Gazdasági Tájékoztató 22, 1201, 1981). A különböző polietilén (kis, nagy, közepes sűrűségű, lineáris kis sűrűségű, óriás molekulatömegű) és polipropilén (homopolimerek, valamint statisztikus és blokk kopolimerek) típusok egymással nem összeférhetők (Wenig, W., Meyer, K: Colloid and Polymer Science 258, 1009, 1980), Plochocki, A. P.: Polyolefin blends: rheology, melt mixing and applications Ch. 21 in Polymer Blends (Eds.: Pay! D. R., Newman, S.; Academic Press, N, YTf 1978, p.y321), ami a különböző összetételű keverékek tu í aj d o’ns'á gain a k alakulásából is kiderül, így pl. a nagy és kis sűrűségű polietilénből és polipropilénből a!ió fiármas rendszer bármelyik összetételnél kisebb szakadási nyúlású a tiszta alkotókéinál és mindig alatta marad az additív szabály alapján vártnál, azaz adott jellemző szárnártéke (J) az alábbi összefüggés szerint adható meg: J=íxji, ahol Xi és jj az i-ik alkotó tömegtörtje és jellemzője (Robertson, R. E., Paul, D. R.: Journal of Apnlicd Polymer Science, 17, 2579, 1973). Ez a megállapítás érvényes a különböző poliolefin alapú rendszerekre, illetve ezek ütveszakító szilárdsági, sőt húzószilárdsági értékére is. (Irovinger, A. J.) Williams, M. L.: Journal of Applied Polymer Science, 25, 1703, 1980); Greco, R., Mucciariello, G., Ragosta, G., Martuscelli, E.: Journal of Materials Science 15, 845, 1980). A poliolefin keverékek alacsony értékű duktiiitása (a szakadási nyúlásuk kicsi, a próbatestek tönkremenetelekor nyakképződés nem lép fel), illetve alacsony a húzószilárdsági és az ütveszakító szilárdsági értéke, nem megfelelő mértékű az összcférhetőség. Ütveszakító szilárdságuk az összetétel függvényében minimumon átmenő görbét ad az additív szabály alapján várható egyenestől eltérően, és hűzószilárdságuk is alaposan eltér az additivitás alapján várttól. Az ömledékárarr.ok összecsapásakor képződő hegesedési helyek szintén igen gyengék, tönkremenetel mindig itt történik (Nolley, E., Barlow, J. W., Paul, D. R.: Polymer Engineering and Science 20, 362, 1980; Bartlett, D. W., Barlow, J. W., Paul, D. R.: Journal of Applied Polymer Science 27, 2351, 1982). Mivel a fenti nehézségek kiküszöbölése az összcférhetőség növelését igényli, erre legalkalmasabb adaléknak a kristályos, etilén/'propilén alapú blokk kopolimereket, kaucsukokat ítélték (Lindsay, G. A., Szingleton, C. J., Carman, Ch. J., Smith, R. W.: Polymer Preprints 19, 206, 1978; Nolley, E., Barlow, J. W., Paul, D. R.: Polymer Engineering and Science 20, 364, 1980; Bartlett, D. W, Barlow, J. W., Paul, D. R.: Journal of Applied Polymer Science 27, 2351, 1982; 1 154 447 sz. angol szabadalmi leírás.) Ez az eredmény azért nem meglepő, mert az etilén/propilén alapú kristályos kaucsukokban a hosz-2 szabb etilénszcgmcnsck képezik a kristályosodásra hajlamos olyan polimert, amely a polietilénnel természetesen jól összefér, míg az amorf etilén/propilén szegmensek a polipropilénnel való jő összeférhetőséget biztosítják. Az ütésálló polipropilén kopolimerek poümerizációjakor ugyanis megfelelő részecskeméretű amorf etilén/propilén fázist „építenek be” a polipropilén mátrixba. A kívánalomnak leginkább az etilén/propilén alapú blokk kopolimerek felelnek meg az irodalom szerint, ezek ugyanis a polipropilén és polietilén fázisokba egyaránt beépülve összekötő láncokat, „hidakat” képeznek. Az ilyen típusú összeférhetőség-növelő adalékok viszonylag magas koncentrációban (pl. 20 tömeg%) való alkalmazása ellenére a hegedési helyeket tartalmazó próbatestek szilárdsága és képlékeny alakváltozási hajlama (duktilitás) nem kielégítő, ütveszakító és húzószilárdságuk sem megfelelő, a tönkremenetel a hegedési helyen következik be, viszonylag kis (15%-nál kisebb) nyúlások mellett. A fenti tapasztalatokat kristályos etilén/propilén blokk kopolimerek összeíérhetőség-növelő adalékként való felhasználásakor nyerték, mivel az amorf etilén/propilén kopolimer kaucsukok bevitele a duktiliíást nem növelte. Ezért a keverékek ütveszakító szilárdságának — amely nem más, mint az anyag nagy sebességű hűzó-igénybevétellcl szembeni ellenállása, amelynek számértéke elsősorban a duktilitásától függ — növelésére a kristályos etilén/ propilén kopolimer kaucsukokat ítélték megfelelőnek (Nolley, E., Barlow, J. W., Paul, D. R.: Polymer Engineering and Science, 20, 364, Í98Ü). További nehézségei jelent, hogy a poliolefin keverékek fizikai-mechanikai jellemzői (duktilitás, ütveszakító-húzd szilárdság stb.) a feldolgozás körülményeitől, s ezen belül elsősorban a szerszámhőmérséklet megválasztásától függnek, amelyek minden bizonnyal a morfológiai szerkezetre vannak hatással (Nolley, E,, Barlow, J. W., Paul, D. R.: Polymer Engineering and Science, 20, 364, 1980 és Bartlett, D. W., Barlow, J. W., Paul, D. R.: Journal of Applied Polymer Science, 27, 2351, 1982). Ez annyit jelent, hogy minden egyes keverékösszetételhez idő- és r áfordít ás igényes vizsgálatokat kell elvégezni a legmegfelelőbb feldolgozási körülmények megállapítása érdekében. A technika mai állását összefoglalva megállapítható, hogy nem ismert olyan összeférhetőségnövelő adalék vegyes összetételű poliolefinekhez, illetve hulladékaikhoz, amely a keverékek megnövelt húzószilárdságát, valamint a jó összeférhetőség révén a fokozott ütveszakító szilárdságot eredményezne, s amely az ömledékáramok összecsapási helyein is kellő szilárdságot tenne lehetővé. A találmány célja az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölése, vagyis javított összeférhetőségű és ezért az ismerthez képest megnövelt húző- és ütveszakító szilárdságú policiefin kompozíció létrehozása. A találmány alapja az a felismerés, hogy a fenti célt úgy lehet elérni, hogy a különböző összetételű poliolefinekhez ömledékáJlapotban hőre lágyuld sajátságú, olyan dinamikus vulkanizált kaucsukot adunk, amely 35—70 tömeg% amorf, ataktikus po5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
