Полистирольные смеси
Номер патента: 24116
Опубликовано: 31.08.2016
Авторы: Стиголл Шейн, Гроссетет Камиль, Ниппель Дейвид В., Корлето Карлос, Соса Джоуз М.
Формула / Реферат
1. Способ получения полистирольной смеси, который включает этапы, на которых
объединяют первый первичный полистирол, имеющий первый индекс текучести расплава, с композицией, содержащей второй полистирол, имеющей второй индекс текучести расплава;
образуют полистирольную смесь;
где второй индекс текучести расплава является по меньшей мере на 2 дг/мин выше, чем первый индекс текучести расплава, где второй полистирол представляет собой вспененный и повторно используемый полистирол, содержащий загрязнители; где второй полистирол присутствует в количестве от 0,1 до 40 вес.% от общего веса полистирольной смеси.
2. Способ по п.1, где полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 7 дг/мин, с первым первичным полистиролом, имеющим индекс текучести расплава менее чем 5 дг/мин.
3. Способ по п.1, где объединение первого первичного полистирола с композицией, содержащей второй полистирол, осуществляют в аппаратах, выбранных из группы, состоящей из смесительного аппарата, компаундера и экструдера.
4. Полистирольная смесь, которая содержит
первый первичный полистирол, имеющий первый индекс текучести расплава; и
композицию, содержащую второй полистирол, имеющую второй индекс текучести расплава;
где второй индекс текучести расплава является по меньшей мере на 2 дг/мин выше, чем первый индекс текучести расплава,
где второй полистирол представляет собой вспененный и повторно используемый полистирол, содержащий загрязнители, и где содержание второго полистирола составляет от 0,1 до 40 вес.% от общего веса полистирольной смеси.
5. Полистирольная смесь по п.4, где полистирольная смесь получена путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 7 дг/мин, с первичным полистиролом, имеющим индекс текучести расплава менее чем 5 дг/мин.
Текст
Способ получения полистирольной смеси, который включает объединение первого первичного полистирола, имеющего первый индекс текучести расплава, с композицией, содержащей второй полистирол, имеющей второй индекс текучести расплава, и образование полистирольной смеси,при этом второй индекс текучести расплава по меньшей мере на 2 дг/мин выше, чем первый индекс текучести расплава. Полистирольная смесь имеет экспериментальную величину прочности при растяжении более чем на 3% выше расчетной величины прочности при растяжении. Композиция второго полистирола может включать повторно используемый полистирольный материал, который может включать вспененный полистирол. Область изобретения Настоящее изобретение в общем относится к полистиролу. В частности, настоящее изобретение относится к улучшенным способам изготовления полистирольных смесей. Предпосылки Стирол, также известный как винилбензол, представляет собой ароматическое соединение, которое производят в промышленных количествах из этилбензола. Самый распространенный способ получения стирола включает дегидрогенизацию этилбензола, с помощью чего производят неочищенный продукт из стирола и этилбензола. Полистирол представляет собой ароматический полимер, полученный из стиролового мономера. Полистирол является широко распространенным полимером, который можно найти в изоляции, упаковке, одноразовой посуде и чашках из пенопласта. Вспененный полистирол (EPS) является широко известным и может быть получен путем соединения вспенивающего газа, такого как СО 2, с полистиролом, как например, во время получения вспененных продуктов, и может включать экструдированный полистирол (XPS). EPS может использоваться в таких применениях, как изоляционный материал, поскольку захваченное газовое содержимое препятствует теплопередаче, таким образом обеспечивая изоляционные свойства. EPS может использоваться в применениях в упаковке, обеспечивающей защиту от удара за счет захваченного газового содержимого. Другие типы полистирола включают эластомер-усиленные полимеры моновинилиденовых ароматических соединении, таких как стирол, -метилстирол и замещенный в кольце стирол, которые могут быть пригодными в ряде применений, включая упаковку для пищевых продуктов, канцелярские принадлежности,вывески торговых заведений и дисплеи, посуду и потребительские товары, теплоизоляцию и упаковку для косметических изделий. Такие эластомер-усиленные полимеры обычно рассматривают как ударопрочный или высокопрочный полистирол (HIPS), в то время как гомополимер стирола можно рассматривать как полистирол общего назначения (GPPS). Побочные продукты и избыточные количества полистирола и полистиролсодержащих композиций получают во время процесса литья, формовки и получения продуктов, содержащих полистирол. Такие побочные продукты наряду с послепромышленными, послепотребительскими полистирольными продуктами часто становятся отходами, которые могут оказаться на свалках или в мусоросжигателях. Желательно повторно использовать такой материал с целью избежать отходов и загрязнения. Также желательно получить полистирол, обладающий улучшенными механическими свойствами при растяжении, для того чтобы меньшее количество полистирола могло понадобиться в даном полистирольном продукте,что может привести к общему уменьшению в полистирольних отходах. В документе US 2005/0179153 А 1 описаны способы получения переработанного пластика из отходов пластика. Переработанный пластик содержит, по меньшей мере, первичный полимер, вторичный полимер и остаточные добавки. Предопределенные свойства переработанного пластика могут контролироваться посредством выбора типа отходов пластика, используемых в перерабатываемом сырье, определяя тип и количество переработанного пластика, восстановленного в процессе отделения и смешивания переработанного пластика с другими веществами. Краткое описание Вариант осуществления настоящего изобретения либо сам по себе, либо в комбинации с другими вариантами осуществления, представляет собой способ получения полистирольной смеси, который включает объединение первого первичного полистирола, имеющего первый индекс текучести расплава,со второй полистирольной композицией, имеющей второй индекс текучести расплава, и образование полистирольной смеси, при этом второй индекс текучести расплава является по меньшей мере на 2 дг/мин выше, чем первый индекс текучести расплава. Первый полистирол имеет первую величину прочности при растяжении, композиция, содержащая второй полистирол имеет вторую величину прочности при растяжении, а полистирольная смесь имеет расчетную величину прочности при растяжении. Расчетная величина прочности при растяжении представляет собой средневзвешенную величину первой величины прочности при растяжении и второй величины прочности при растяжении, исходя из количества первогопервичного полистирола и композиции, содержащей второй полистирол в полистирольной смеси. Полистирольная смесь имеет экспериментальную величину прочности при растяжении более чем на 3% выше расчетной величины прочности при растяжении. В варианте осуществления настоящего изобретения либо в самом, либо в комбинации с другими вариантами осуществления, вторая полистирольная композиция может включать повторно используемый полистирольный материал, который может включать вспененный полистирол. В варианте осуществления настоящего изобретения, либо в самом, либо в комбинации с другими вариантами осуществления, объединение первого первичного полистирола со второй полистирольной композицией можно осуществлять в аппаратах, выбранных из группы из смесительного аппарата, компаундера и экструдера. Вариант осуществления настоящего изобретения либо сам по себе, либо в комбинации с другими вариантами осуществления, может включать изделия, изготовленные из полистирольной смеси. Вариант осуществления настоящего изобретения, либо сам по себе, либо в комбинации с другими вариантами осуществления, может включать изделия, изготовленные из полистирола, изготовленного способом, раскрытым в настоящем изобретении. Вариант осуществления настоящего изобретения, либо сам по себе, либо в комбинации с другими вариантами осуществления, представляет собой полистирольную смесь первого первичного полистирола, имеющего первый индекс текучести расплава, и второго полистирола, имеющего второй индекс текучести расплава, где второй индекс текучести расплава является по меньшей мере на 2 дг/мин. выше, чем первый индекс текучести расплава. Второй полистирол составляет от 0,1 до 40 вес.% от общего веса полистирольной смеси, первый первичный полистирол имеет первую величину физического свойства, второй полистирол имеет вторую величину физического свойства, а полистирольная смесь, будучи объединенной, имеет расчетную величину физического свойства. Расчетная величина физического свойства представляет собой средневзвешенную величину первой величины физического свойства и второй величины физического свойства, исходя из количества первичного полистирола и второго полистирола в полистирольной смеси, а полистирольная смесь имеет экспериментальную величину физического свойства более чем на 3% выше расчетной величины физического свойства. Вариант осуществления настоящего изобретения, либо сам по себе, либо в комбинации с другими вариантами осуществления, может включать изделия, изготовленные из полистирольной смеси. Другие возможные варианты осуществления включают два или более вышеприведенных вариантов осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления способ включает все из вышеприведенных вариантов осуществления, и различные процедуры могут быть выполнены в любом порядке. Краткое описание графических материалов Фиг. 1 иллюстрирует график прочности при растяжении и молекулярного веса как функцию от индекса текучести расплава. Фиг. 2 представляет собой график прочности при растяжении в момент разрыва в зависимости от индекса текучести расплава составленных смесей DSM. Фиг. 3 представляет собой диаграмму величин показателя пожелтения YI в зависимости от процента по весу EPS. Фиг. 4 представляет собой микроизображение частиц, выделенных из образца В. Фиг. 5 является другим микроизображением частиц, выделенных из образца В. Фиг. 6 представляет собой график величин вязкости раствора в зависимости от концентрации образца С в толуоле при 22 С. Фиг. 7 представляет собой график веса материала, собранного на фильтре, в зависимости от общего веса профильтрованного раствора. Фиг. 8 представляет собой график конверсии стирола в зависимости от полимеризации в динамике по времени. Фиг. 9 представляет собой график величины прочности в момент разрыва в зависимости от вес.%EPS в полистирольной смеси согласно настоящему изобретению. Фиг. 10 представляет собой график величин % относительного удлинения в момент разрыва в зависимости от вес.% EPS в смеси согласно настоящему изобретению. Подробное описание изобретения Молекулярный вес и вязкость полимерного расплава термопластического соединения, как правило,изменяется обратно пропорционально величине индекса текучести расплава (MFI). Как правило, большинство физических свойств, таких как прочность при растяжении и прочность при изгибе, термопластика являются функцией молекулярного веса и таким образом свойства также могут быть связаны с MFI(см. фиг. 1). Согласно настоящему изобретению смешивание полистирола с сильной текучестью расплава с полистиролом со слабой текучестью расплава может обеспечить улучшенные свойства на растяжение в пределах данного диапазона текучести расплава, попадающего между таковыми продуктов с сильной и слабой текучестями расплавов. Было обнаружено, что механические свойства при растяжении полистирола могут быть улучшены путем смешивания количества полистирола с высоким индексом текучести расплава с полистиролом с низким индексом текучести расплава. В частности, было обнаружено, что определенное количество полистирола с высоким индексом текучести расплава, смешанное с полистиролом с низким индексом текучести расплава, может дать полистирольную смесь, обладающую неожидаемыми улучшениями в механических свойствах при растяжении. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей высокий индекс текучести расплава, с полистирольной композицией, имеющей низкий индекс текучести расплава. В варианте осуществления полистирольную смесь получают путем объединения первой полистирольной композиции со второй полистирольной композицией, причем разница в индексах текучести расплава двух составляет более чем 2 дг/мин. В варианте осуществления полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 7 дг/мин, с полистирольной композицией,имеющей индекс текучести расплава менее чем 5 дг/мин. В другом варианте осуществления полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 9 дг/мин, с полистирольной композицией, имеющей индекс текучести расплава менее чем 5 дг/мин. В дополнительном варианте осуществления полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 10 дг/мин, с полистирольной композицией, имеющей индекс текучести расплава менее чем 5 дг/мин. В варианте осуществления полистирол с высокой текучестью расплава добавляют к полистирольной смеси в количествах менее чем 60 вес.%, исходя из веса полистирольной смеси. В другом варианте осуществления полистирол с сильной текучестью расплава добавляют к полистирольной смеси в количествах, изменяющихся от 0,1 до 50 вес.%, исходя из веса полистирольной смеси. В дополнительном варианте осуществления полистирол с сильной текучестью расплава добавляют к полистирольной смеси в количествах, изменяющихся от 1 до 40 вес.%, исходя из веса полистирольной смеси. В варианте осуществления полистирольная смесь содержит весовое соотношение полистирол с сильной текучестью расплава : полистирол со слабой текучестью расплава от 1:99 до 1:1. В другом варианте осуществления полистирольная смесь содержит весовое соотношение полистирол с сильной текучестью расплава : полистирол со слабой текучестью расплава от 1:50 до 2:3. В дополнительном варианте осуществления полистирольная смесь содержит весовое соотношение полистирол с сильной текучестью расплава : полистирол со слабой текучестью расплава от 1:10 до 1:2. В варианте осуществления разница в индексе текучести расплава между полистиролом с высоким индексом текучести расплава и полистиролом с низким индексом текучести расплава составляет по меньшей мере 2 дг/мин. В варианте осуществления полистирол с высоким индексом текучестью расплава присутствует в полистирольной смеси в количествах, изменяющихся от 0,1 до 40 вес.% от общего веса объединенной полистирольной смеси. Если разница между высоким индексом текучести расплава и низким индексом текучести расплава составляет по меньшей мере больше чем 2 дг/мин и полистирол с высоким индексом текучести расплава присутствует в количествах, изменяющихся от 0,1 до 40 вес.% от общего веса объединенной полистирольной смеси, тогда определенные физические свойства будут неожиданно улучшены. Например, прочность при растяжении и относительное удлинение покажут неожидаемое улучшение. В варианте осуществления полистирольную смесь получают объединением полистирола, содержащего GPPS с сильной текучестью расплава. В варианте осуществления полистирольную смесь получают объединением полистирол содержащего соединения с повторно используемым материалом. В другом варианте осуществления полистирольную смесь получают объединением полистирол содержащего соединения с повторно используемым материалом, содержащим полистирол. В дополнительном варианте осуществления повторно используемый материал включает вспененный полистирол. В дополнительном варианте осуществления повторно используемый материал включает послепромышленный полистирол. В дополнительном варианте осуществления повторно используемый материал включает послекоммерческий полистирол. В дополнительном варианте осуществления повторно используемый материал включает послепотребительский полистирол. В дополнительном варианте осуществления повторно используемый материал включает послестроительный полистирол. В варианте осуществления полистирольную смесь получают объединением стиролового мономера с повторно используемым материалом. В другом варианте осуществления полистирольную смесь получают объединением стиролового мономера с повторно используемым материалом, содержащим полистирол. В дополнительном варианте осуществления повторно используемый материал включает вспененный полистирол. Вспененный полистирол (EPS) можно использовать в формованных листах для встраивания изоляция и упаковочном материале для амортизации ломких товаров внутри коробок. Повторно используемыйEPS включает отходы EPS и побочные продукты, оставшиеся в результате изготовления продуктов, содержащих EPS, и после их применения. Такие повторно используемые материалы могут быть классифинированны как послепромышленные, послекоммерческие, послепотребительские и послестроительные. Послепромышленный EPS в основном включает отходы EPS фирм, перерабатывающих пластмассы формованием, и производителей. Послепромышленный EPS, как правило, самый чистый или менее загрязненный тип повторно используемого EPS. Послекоммерческий EPS в основном включает упаковочные материалы фурнитуры и электрических бытовых приборов. Послекоммерческий EPS, как правило,имеет большее загрязнение, чем послепромышленный EPS. Послекоммерческий повторно используемыйEPS будет все же содержать некоторые загрязнители (например, дерево, клей, бумагу и т.д.); однако он должен быть чище, чем послепотребительский EPS и послестроительный EPS. ПослепотребительскийEPS включает более широкий ряд продуктов, включая упаковку для пищевых продуктов (например кофейные чашки, контейнеры для еды и т.д.). Послестроительный EPS включает вспененные материалы,полученные вследствие ремонта зданий и сноса. В варианте осуществления полистирольная композиция с высоким индексом текучести расплава представляет собой повторно используемый материал. В другом варианте осуществления полистирольная композиция с высоким индексом текучести расплава представляет собой повторно используемыйEPS. В дополнительном варианте осуществления повторно используемый EPS представляет собой послепромышленный и/или послекоммерческий EPS. Повторно используемый материал может содержать загрязнение. Например, повторно используемый EPS может содержать загрязнение из-за других компо-3 024116 нентов в переработке для вторичного использования, таких как лента, целлюлоза (бумага) и другие пластмассы. В случае присутствия в полистирольной смеси такие загрязнители, как правило, негативно влияют на физические свойства смеси. Путем применения повторно используемого полистирола с высоким индексом текучести расплава, имеющего загрязнители, с полистиролом с низким индексом текучести расплава, при этом разница между высоким индексом текучести расплава и низким индексом текучести расплава составляет по меньшей мере больше чем 2 и полистирол с высоким индексом текучести расплава присутствует в количествах, изменяющихся в диапазоне от 0,1 до 40 вес.% от общего веса объединенной полистирольной смеси, определенные физические свойства будут неожиданно улучшены. Такая загрязненная смесь, обладающая улучшенными физическими свойствами, может компенсировать до некоторой степени негативные эффекты загрязнения, позволяя больше применять повторно используемых материалов в полистирольных смесях. В варианте осуществления смесь, обладающая улучшенными физическими свойствами, может компенсировать по меньшей мере 20% негативных эффектов загрязнения, необязательно по меньшей мере 10%, необязательно по меньшей мере 5%. В варианте осуществления смесь, обладающая улучшенными физическими свойствами, может компенсировать большинство негативных эффектов загрязнения. В варианте осуществления смесь, обладающая улучшенными физическими свойствами, может компенсировать все негативные эффекты загрязнения. В варианте осуществления полистирольная композиция с высоким индексом текучести расплава может быть включена в полистирольную смесь согласно любому способу, известному в данном уровне техники. В варианте осуществления полистирольную смесь получают смешиванием полистирольной композиции с высоким индексом текучести расплава с полистирольной композицией с низким индексом текучести расплава. В варианте осуществления полистирольную композицию с высоким индексом текучести расплава объединяют с полистирольной композицией с низким индексом текучести расплава в компаундере и расплав смешивают. В другом варианте осуществления полистирольную композицию с высоким индексом текучести расплава объединяют с полистирольной композицией с низким индексом текучести расплава путем смешивания расплава в смесительном аппарате. В альтернативном варианте осуществления полистирольную композицию с высоким индексом текучести расплава объединяют с полистирольной композицией с низким индексом текучести расплава путем смешивания расплава на этапе экструзии. В различных примерах полистирол с высоким индексом текучести расплава объединяли с полистиролом с низким индексом текучести расплава раздельно в смесительном аппарате, в компаундере и в экструдере. В каждом случае похожие улучшения физических свойств получали при отличающихся типах смешивания. В варианте осуществления полистирольная смесь имеет экспериментальную величину прочности при растяжении больше чем на 3% выше расчетной величины прочности при растяжении. В варианте осуществления полистирольная смесь имеет экспериментальную величину прочности при растяжении больше чем на 5% выше расчетной величины прочности при растяжении. В варианте осуществления полистирольная смесь имеет экспериментальную величину прочности при растяжении больше чем на 7% выше расчетной величины прочности при растяжении. В варианте осуществления полистирольная смесь имеет экспериментальную величину прочности при растяжении больше чем на 10% выше расчетной величины прочности при растяжении. В варианте осуществления полистирольная смесь имеет экспериментальную величину прочности при растяжении больше чем на 15% выше расчетной величины прочности при растяжении. В варианте осуществления полистирольную композицию с высоким индексом текучести расплава объединяют со стироловым мономером перед полимеризацией стиролового мономера для получения продукта полимерной смеси. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей высокий индекс текучести расплава по меньшей мере на 2 дг/мин выше, чем индекс текучести расплава стиролового мономера после того, как он был полимеризован и полимеризации смеси. В варианте осуществления индекс текучести расплава полистирольной композиции является по меньшей мере на 4 дг/мин выше, чем индекс текучести расплава стиролового мономера после того, как он был полимеризован. В варианте осуществления полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 7 дг/мин, со стироловым мономером,имеющим индекс текучести расплава после полимеризации менее чем 5 дг/мин. В варианте осуществления полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 9 дг/мин, со стироловым мономером, имеющим индекс текучести расплава после полимеризации менее чем 5 дг/мин. В варианте осуществления полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 10 дг/мин, со стироловым мономером, имеющим индекс текучести расплава после полимеризации менее чем 5 дг/мин. В варианте осуществления полистирол с сильной текучестью расплава добавляют к полистирольному мономеру в количествах менее чем 60 вес.%, исходя из веса конечной полимеризованной полистирольной смеси. В другом варианте осуществления полистирол с сильной текучестью расплава добавляют к полистирольному мономеру в количествах, изменяющихся от 0,1 до 50 вес.%, исходя из веса конечной полимеризованной полистирольной смеси. В дополнительном варианте осуществления полистирол с сильной текучестью расплава добавляют к полистирольному мономеру в количествах, изменяющихся от 1 до 40 вес.%, исходя из веса конечной полимеризованной полистирольной смеси. В примере 5 (ниже) полистирольную композицию с высоким индексом текучести расплава объединяют со стироловым мономером в реакторе полимеризации для получения продукта полимерной смеси. В этом примере улучшение физического свойства наблюдали касательно полистирольного продукта, где полистирольную композицию с высоким индексом текучести расплава не объединяли со стироловым мономером. Примеры Исследовали возможность введения повторно используемых материалов EPS в тугоплавкий кристаллический полистирол (ННС полистирол). Расплав и реакторные смеси исследовали для включенияEPS обоими способами, демонстирующими похожие технические возможности и сложности. Неожиданно механические свойства смесей, кажется, будут относительно неизмененными или даже улучшенными в случае введения вплоть до 40 вес.%. Предполагается, что смеси полистиролов с сильной и слабой текучестями расплавов дают уменьшенные физические свойства относительно свойств первичного полистирола со слабой текучестью расплава. Тестировали семь образцов EPS из разных источников. Эти образцы служат для сравнения материалов, которые могли бы поступить в оборудование для повторной переработки. Как показано в табл. 1,EPS будет иметь ряд физических свойств. Несмотря на то, что это не отражено в данных анализах, зачастую такие образцы содержали клейкие и бумажные продукты (например, из этикеток), которые были не всегда видны, но закапсулированы в уплотненный блок. Это также вызывает опасения относительно консистенции продукта в уплотненных блоках. Некоторые образцы представляют собой повторно используемые шарики EPS материала. Образец Е является полистиролом, который обрабатывали для повышения огнеупорности. Таблица 1. Анализы повторно используемого EPS Физическое смешивание образцов повторно используемого EPS с ННС полистиролом выполняли с помощью смешивания расплава с применением DSM компаундера, мешалки Haake и экструдера Brabender. ННС полистирол, применяемый в этих исследованиях, приведен в табл. 2, при этом две из марок полистирола, 535 и 523W, являются коммерчески доступными от Total Petrochemicals Inc., в то время как третий полистирол будет отнесен к GPPS и обладает свойствами, приведенными в табл. 2. Чтобы уменьшить негативные эффекты EPS на MFI, MW и цвет, искали оптимизированные условия. Такие параметры изложены ниже. EPS первым измельчали до мелкодисперсного порошка перед перемешиванием с первичными кристаллическими полистирольными шариками. Уровни смеси вплоть до 40 вес.% были целевыми в конечном продукте. Из-за низкого объемного веса и очень мелкодисперсной природы измельченного EPS ожидали незначительные изменения в концентрациях целевой смеси. Это происходило из-за сложностей подачи этого материала, смешанного с шариками, в смесительное оборудование. И наконец,чтобы закончить тестирование полимерных свойств, требовалось минимум 150 г смесей. Пример 1. Условия, используемые в DSM компаундере, представлены в табл. 3. Для этого набора экспериментов GPPS смешивали с образцом A EPS. Из-за малого объема DSM компаундера получали многократные восьмиграммовые образцы с целью выполнить тестирование полимеров. Свойства полимеров приведены в табл. 4. Как и следовало ожидать, текучести расплавов усилились в случае введения EPS в связи с его более высоким MFI относительно GPPS. Однако, даже в случае добавления Irganox 1076 (октадецил 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамата) для стабилизации полимерного расплава данные дают возможность предположить, что имело место значительное ухудшение смеси, поскольку измеренные величины были несколько выше, чем прогнозируемые числа для смесей с 10 и 20 вес.%. Частично это происходило из-за присутствия бромированной огнестойкой добавки, и вероятно, что условия экструдера DSM также привели к значительному ухудшению. Неожиданно обнаружили, что добавление EPS с меньшим MW привело к более высокой прочности при растяжении относительно ННС. НизкопрочныйEPS должен был привести к понижению прочности в смесях. Ту самую тенденцию наблюдали в смесях При 10 вес.% EPS прогнозируемая прочность при растяжении составляет 5,684 фунты/кв.дюйм. Экспериментальная прочность при растяжении 6,294 фунты/кв.дюйм является увеличением на 10,7% по сравнению с предсказанием. При 20 вес.% прогнозируемая прочность при растяжении составляет 5,405 фунты/кв.дюйм. Экспериментальная прочность при растяжении 7,184 фунты/кв.дюйм увеличена на 32% по сравнению с прогнозируемой. Пример 2. Смесительный аппарат Haake также использовали для расплава смеси первичного ННС полистирола с EPS. Были изготовлены пятидесятиграммовые образцы, а применяемые условия приведены в табл. 5. Смешанные один раз полимеры прессовали в растяжимые бруски. Для таких экспериментов EPS образец В и EPS образец С смешивали с ННС полистиролом с низким и высоким MFI, GPPS и 523W соответственно. Таблица 5. Условия смесительного аппарата Haake Показатель пожелтения для смеси GPPS/образец В приведен на фиг. 3. Эти числа не удивительны,поскольку растяжимые бруски имеют желто-коричневый внешний вид с желтыми и черными загрязнениями. Некоторое количество желтых и коричневых частиц, выделенных из EPS, идентифицировали инфракрасной спектроскопией, как относящиеся либо к полиуретану, либо к производному целлюлозы(фиг. 4 и 5). Оба материала могут быть обнаружены в ленте, стакерах и бумаге. Попытки уменьшить проблемы с цветом с помощью 1000 млн-1 Irgafos 168 (Ciba-трис (2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфат) вместо Irganox 1076 были безуспешными, вероятно ввиду того факта, что цвет был обусловлен в основном загрязнениями, уже присутствующими в EPS. Добавление ZnO служило исключительно для окрашивания полимера в белый цвет. В табл. 6 приведены физические свойства смесей ННС полистирола и EPS. Подобно соединенным образцам DSM текучести расплавов изменяются вместе с соотношениями смеси полистиролов с двумя разными текучестями расплавов. Дополнительно прогнозируемые и измеряемые текучести расплавов являются сравнимыми, что дает возможность предположить, что условия смесительного аппарата Haake были более склонны к минимизированию ухудшения. Аналогично результатам DSM процент относительного удлинения и прочность при растяжении отчасти повышается касательно ННС полистирола со слабой текучестью расплава со смесями вплоть до 20 вес.% EPS. С другой стороны свойства на растяжение оставались по сути неизмененными для всех концентраций смесей, содержащих 523 с высокой текучестью и EPS образец В. Таблица 6. Полимерные свойства полимерных смесей из смесительного аппарата Haake. Таблица 7. Полимерные свойства полимерных смесей GPPS/EPS образец В Для смеси GPPS/образец В прочность при растяжении была спрогнозирована как средневзвешенная величина, исходя из вес.% смеси. Для смеси GPPS/образец В измеряли прочность при растяжении, и она являлась выше запланированной прочности, исходя из вес.% смеси. Компоненты смеси имеют MFI(дг/мин) 4,5 для образца В и 13,0 для GPPS полистирола. Разница величин MFI компонентов составляла 8,5. В промежутке диапазона смеси от 0,1 до 40 вес.% EPS прочность, как обнаружили, была увеличена в точках в пределах этого диапазона выше той, которую ожидали. Это проиллюстрировано на фиг. 9, где величины прочности при растяжении нанесены на график в зависимости от процента EPS в смеси. Величины % относительного удлинения в момент разрыва в зависимости от процента EPS в смеси показаны на фиг. 10. В точках данных измерений разница в прочности (прочности при растяжении в фунты/кв.дюйм), в процентах свыше предполагаемой величины, изменяется в диапазоне от 1,8 до 9,4, как показано в табл. 7. Если создано соотношение между разницей величин MFI двух компонентов и разницей в прочности в процентах свыше предполагаемой величины, можно заметить, что повышение прочности в процентах выше предполагаемой величины может изменяться в диапазоне от 0,2 до 1,1 раз от разницы величин MFI. В вариантах осуществления настоящего изобретения повышение прочности в процентах свыше предполагаемой величины может быть в 0,2 раза больше от разницы величин MFI. В варианте осуществления повышение прочности в процентах свыше предполагаемой величины может изменяться в диапазоне от 0,2 до 5,0 раз от разницы величин MFI, необязательно от 0,2 до 4,0 раз от разницы величин MFI,необязательно от 0,2 до 3,0 раз от разницы величин MFI, необязательно от 0,2 до 2,0 раз от разницы величин MFI. В вариантах осуществления настоящего изобретения повышение прочности в процентах свыше предполагаемой величины может быть больше чем на 3%, необязательно больше чем на 5%, необязательно больше чем на 7%. В вариантах осуществления настоящего изобретения повышение относительного удлинения при разрыве в процентах свыше предполагаемой величины может быть больше чем в 0,2 раза от разницы величин MFI. В варианте осуществления повышение относительного удлинения при разрыве в процентах свыше предполагаемой величины может изменяться в диапазоне от 0,2 до 5,0 раз от разницы величинMFI, необязательно от 0,2 до 4,0 раз от разницы величин MFI, необязательно от 0,2 до 3,0 раз от разницы величин MFI, необязательно от 0,2 до 2,0 раз от разницы величин MFI. В вариантах осуществления настоящего изобретения повышение в физических свойствах в процентах свыше предполагаемой величины может быть в 0,2 раза больше от разницы величин MFI. В варианте осуществления повышение в физических свойствах в процентах свыше предполагаемой величины может изменяться в диапазоне от 0,2 до 5,0 раз от разницы величин MFI, необязательно от 0,2 до 4,0 раз от разницы величин MFI, необязательно от 0,2 до 3,0 раз от разницы величин MFI, необязательно от 0,2 до 2,0 раз от разницы величин MFI. Пример 3. Экструдер Brabender также использовали, чтобы расплавить смесь первичного ННС полистирола сEPS. Условия Brabender экструзии даны в табл. 8. Нужно отметить, что значительные улучшения качества конечных шариков были сделаны с применением экструдера Brabender. Однако были замечены некоторые проблемы процесса, которые были связаны с подающимися смесями ННС полистирольных шариков и измельченного EPS. EPS имел тенденцию отделяться от шариков в сырьевом бункере, приводя к несколько нерегулярной пропускной способности. С другой стороны не было проблем с подачей, когда применяли смеси шариков, используя шарики образцов D и Е. Как показано, Irganox 1076 не требовался в Brabender, чтобы минимизировать ухудшение полимера. Более того, добавление 400 млн-1 Irganox 1076 привело к значительному увеличению коричневого оттенка шариков. Изменение сеточного уплотнения от 200 до 60 меш привело к незначительному увеличению пожелтения шариков, появления желтых и черных точек загрязнений и понижению исходного обратного давления (от 1600 до 800 фунты/кв. дюйм). Даже с размером отверстий 60 меш, уплотненные материалы привели к более быстрому забиванию набора сеток, в то время как EPS в форме шариков дал незначительное изменение давления с похожими пропускными способностями. В табл. 9 приведены данные полимеров с применением оптимизированных условий, представленных в табл. 8. Как показано, прогнозируемые и измеряемые течения расплавов похожи для каждого образца. Это дает возможность предположить, что экструдер Brabender обеспечил достаточное перемешивание, не приводя к легкому крекингу полимера. Оптический осветлитель Ciba UVITEX ОВ-2,5 тиофендиилбис(5-трет-бутил-1,3-бензоксазол) (30 млн-1) применяли для смесей, содержащих образец С,и не удивительно, что наблюдали более низкие номера цветов Hunter по сравнению с образцами F и GEPS смесей, полученных без этой добавки. Смешанные полимеры шариков образцов D и Е имели относительно хорошую насыщенность цвета даже в отсутствии любого оптического осветлителя. В конечном итоге похожие тенденции к тем, что отражены для DSM и Haake экспериментов, наблюдали в свойствах при растяжении, отраженных ниже. Касательно марок ННС полистирола с низкой текучестью расплава,смешанных с EPS продуктами с высокой текучестью, рассчитывали на повышение прочности при растяжении со смесями, содержащими до 20 вес.% EPS. Касательно полистирола с более высокой текучестью расплава, смешанного с EPS с высокой текучестью расплава, имеет место небольшое изменение в прочности при растяжении. Таблица 9. Полимерные свойства экструдированных в Brabender смесей ННС полистирол/EPS Пример 4. Введение повторно используемого EPS посредством реакторного смешивания включало растворение EPS в стироловом мономере, а затем осуществление полимеризаций в реакторе периодического действия. Вязкости растворов измеряли с применением вискозиметра Брукфильда, чтобы определить максимальную концентрацию EPS, которая может быть подана в реактор (фиг. 6). Для справки, включают вязкости растворов 535 и 523. Как показано, вязкости остаются по сути неизмененными до 20 вес.% полистирола. Они быстро возрастают после этого и достигают примерно 6000 сП при 40 вес.% EPS. Также следует отметить, что внесение больше чем 20 вес.% EPS оказалось сложным, поскольку более густые растворы снизили смачивание хлопьевидных частиц, тем самым вызывая длительные периоды растворения. С целью удалить загрязнения из EPS раствора осуществляли фильтрацию с применением фильтров разных размеров. Как показано на фиг. 7, фильтры с величиной ячейки меньше микрона забиваются с большей скоростью, чем 20-микронный фильтр, о чем свидетельствует резкое увеличение массы на фильтрах. Это дает основание полагать, что большинство ароматических нерастворимых материалов имеют частицы размерами от 10 до 20 мкм. Данный способ также можно применять для оценки скорости, при которой фильтры будут забиваться, или для оценки размеров фильтров, необходимых, чтобы удалить нерастворимые загрязнения. Эксперименты по полимеризации проводили в 0,5-литровом реакторном котле, оборудованном плосколопастной мешалкой, при условиях, приведенных в табл. 10. В случае содержания в сырье 20 вес.% EPS, конечное содержание EPS, как оценили, при 70% твердой фазы составляло 28,5 вес.%. Как показано на фиг. 8, углы наклона выглядят похожими для каждой партии, означая, что скорости полимеризации не изменяются ввиду повторно используемого EPS. Интересно, что похожая тенденция на ту,которую наблюдали для расплава смешанных материалов, была показана для свойств при растяжении партий, где прочность при растяжении и относительное удлинение увеличились при добавлении EPS с сильной текучестью расплава (табл. 11). В конечном итоге, применение синего красителя, Macrolex фиолетового В от Lanxess AG, направлено на уменьшение любых проблем с цветом, но при очень высоких концентрациях (табл. 12). Таблица 10. Условия полимеризации партии Таблица 11. Полимерные свойства для полимеров партии Пример 5. В табл. 13 показаны свойства при растяжении DSM расплава смешанных образцов первичногоGPPS (MFI = 4,8 дг/мин.) и 523W (MFI = 10,4). Неожиданно, смеси, имеющие текучести расплавов 5,6 и 6,5, показали увеличение прочности при растяжении на целых 20% от прогнозируемой величины из уравнения, показанного на фиг. 1. Вдоль тех самых линий, в той же степени возрастает относительное удлинение при разрыве для физических смесей.ASTM тесты для измерений включают: MFI - ASTM 1238 (200 С/5 кг); MW по GPC - ASTM 529605; YI - ASTM E313; прочность при растяжении -ASTM D638; прочность при изгибе - ASTM D790. Другие возможные варианты осуществления включают два или более вышеприведенных вариантов осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления способ включает все из вышеприведенных вариантов осуществления, при этом могут быть выполнены различные процедуры в любом порядке. Должно быть понятно, что помимо иллюстративных вариантов осуществления, которые были представлены и описаны, специалистом данной области могут быть выработаны их модификации, неотклоняясь от сущности и объема раскрытия. Если диапазоны числовых значений или границы точно установлены, следует понимать, что такие точные диапазоны или границы включают повторяющиеся диапазоны или границы подобной величины, находящиеся в пределах точно установленых диапазонов или границ(например, от около 1 до около 10 включает, 2, 3, 4 и т. д.; больше чем 0,10 включает 0,11, 0,12, 0,13 и т.д.). Применение выражения "необязательно" по отношению к любому элементу формулы настоящего изобретения предназначено означать, что обусловленный элемент является обязательным или альтернативно является необязательным. Обе альтернативы предназначены быть в объеме формулы изобретения. Применение более широких выражений, таких как содержит, включает, имеет и т.д. следует понимать для подтверждения более узких выражений, таких как состоящий из, состоящий в основном из, включал в себя главным образом и т.д. В зависимости от контекста все ссылки в данном документе на "изобретение" могут в некоторых случаях относиться только к определенным конкретным вариантам осуществления. В других случаях могут относиться к объекту изобретения, изложенному в одном или нескольких, но не обязательно во всех пунктах формулы изобретения. Несмотря на то, что вышеизложенное направлено на варианты осуществления, версии и примеры настоящего изобретения, которые включены, приведены для того, чтобы дать возможность специалисту в данной области выработать и применить настоящие изобретения в тех случаях, когда устанавливается соответствие информации в данном патенте с доступной информацией и технологией, при этом настоящие изобретения не ограничены только этими частными вариантами осуществления, версиями и примерами. К тому же, в рамках объема данного раскрытия то, что аспекты и варианты осуществления, раскрытые в данном документе, являются используемыми и комбинируемыми с каждым другим вариантом осуществления и/или аспектом, раскрытым в данном документе, и следовательно, это раскрытие является приспособленным для любой и всех комбинаций вариантов осуществления и/или аспектов, раскрытых в данном документе. Другие и дополнительные варианты осуществления,версии и примеры настоящего изобретения могут быть разработаны, неотклоняясь от его основного объема, при этом его объем определен вытекающей формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения полистирольной смеси, который включает этапы, на которых объединяют первый первичный полистирол, имеющий первый индекс текучести расплава, с композицией, содержащей второй полистирол, имеющей второй индекс текучести расплава; образуют полистирольную смесь; где второй индекс текучести расплава является по меньшей мере на 2 дг/мин выше, чем первый индекс текучести расплава, где второй полистирол представляет собой вспененный и повторно используемый полистирол, содержащий загрязнители; где второй полистирол присутствует в количестве от 0,1 до 40 вес.% от общего веса полистирольной смеси. 2. Способ по п.1, где полистирольную смесь получают путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 7 дг/мин, с первым первичным полистиролом,имеющим индекс текучести расплава менее чем 5 дг/мин. 3. Способ по п.1, где объединение первого первичного полистирола с композицией, содержащей второй полистирол, осуществляют в аппаратах, выбранных из группы, состоящей из смесительного аппарата, компаундера и экструдера. 4. Полистирольная смесь, которая содержит первый первичный полистирол, имеющий первый индекс текучести расплава; и композицию, содержащую второй полистирол, имеющую второй индекс текучести расплава; где второй индекс текучести расплава является по меньшей мере на 2 дг/мин выше, чем первый индекс текучести расплава,где второй полистирол представляет собой вспененный и повторно используемый полистирол, содержащий загрязнители, и где содержание второго полистирола составляет от 0,1 до 40 вес.% от общего веса полистирольной смеси. 5. Полистирольная смесь по п.4, где полистирольная смесь получена путем объединения полистирольной композиции, имеющей индекс текучести расплава больше чем 7 дг/мин, с первичным полистиролом, имеющим индекс текучести расплава менее чем 5 дг/мин.
МПК / Метки
МПК: C08L 25/06
Метки: полистирольные, смеси
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/16-24116-polistirolnye-smesi.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Полистирольные смеси</a>
Предыдущий патент: Применение вторичных производных 8-оксихинолин-7-карбоксамида в качестве противогрибковых агентов
Следующий патент: Система сливного бачка для смывной воды мобильного туалета
Случайный патент: Устройство и способ для производства заготовок контейнеров