Otrzymywanie i charakterystyka kompozytów polipropylenowych



Podobne dokumenty
Uretanowe elastomery magnetoreologiczne aktywowane polem magnetycznym

Otrzymywanie i zastosowanie funkcjonalizowanych nape³niaczy hybrydowych SiO 2. /F-SF POSS w elowych elektrolitach polimerowych

Badania wybranych w³aœciwoœci mechanicznych wyrobów z poliamidów i innych tworzyw konstrukcyjnych (uzupe³nienie)

Laserowe modyfikowanie materia³ów polimerowych

WPŁYW PARAMETRÓW PRZETWÓRSTWA NA WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE KOMPOZYTÓW POLIPROPYLEN/POLIAMID Z ZASTOSOWANIEM JAKO NAPEŁNIACZA POLIWINYLOPIROLIDONU

Antybakteryjne w³ókna poliestrowe zawieraj¹ce jony srebra

Odporność na zmęczenie i pękanie

Wybrane aspekty wp³ywu oddzia³ywania przeciwutleniaczy fenolowych z nadtlenkiem dikumylu na w³aœciwoœci sieciowanych poliolefin

OTRZYMYWANIE I WŁAŚCIWOŚCI NANOKOMPOZYTÓW TYPU POLIMER-CZĄSTKA MAGNETYCZNA

Kompozyty polimerowo-drzewne w technologii zawieszonego z³o a ruchomego

Kompozycje poliuretanowe do szybkiego prototypowania zawieraj¹ce bentonity modyfikowane silseskwioksanami

BADANIA WYTRZYMA OŒCI NA ŒCISKANIE PRÓBEK Z TWORZYWA ABS DRUKOWANYCH W TECHNOLOGII FDM

MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES OF PET/POSS NANOCOMPOSITES

Wp³yw procesów starzenia termo- i fotooksydacyjnego na w³aœciwoœci mechaniczne magnetoreologicznych kompozytów elastomerowych

PL B1. Sposób wytwarzania kompozytów polimerowych z dodatkiem nanonapełniaczy na bazie żelaza i węgla

Badanie przebiegu biodegradacji kompozytów poli(chlorek winylu)/celuloza

GP.I UDOT-925/2006

VRRK. Regulatory przep³ywu CAV

Hydrauliczne kontrolery prêdkoœci si³owników pneumatycznych

Badanie wytrzyma³oœci warstwowych po³¹czeñ elementów poliuretanowo-stalowych

Matematyka:Matematyka I - ćwiczenia/granice funkcji

Modelowanie przep³ywu tworzyw w procesie wyt³aczania dwuœlimakowego przeciwbie nego

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

WIELKOŒÆ PRODUKCJI I IMPORTU SOLI KAMIENNEJ W POLSCE W OKRESIE OSTATNICH PIÊCIU LAT ( )

Asocjacyjne poliuretanowe modyfikatory w³aœciwoœci reologicznych wodnych dyspersji polimerów

ĆWICZENIE 5. KOPOLIMERYZACJA STYRENU Z BEZWODNIKIEM MALEINOWYM (polimeryzacja w roztworze)

wentylatory dachowe RFHV

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

WPŁYW SPOSOBU PREPARATYKI NA AKTYWNOŚĆ UKŁADÓW La Mg O. THE EFFECT OF PREPARATION OF La Mg O CATALYSTS ON THEIR ACTIVITY

ĆWICZENIE 5A. sodowego oraz palmitynianu potasu. Objętości roztworów oraz ich stężenie podane zostaną przez prowadzącego ćwiczenie.

Kompozyty z folii oksybiodegradowalnej z recyklingu nape³niane drewnem

Szczegółowe informacje na temat gumy, rodzajów gumy oraz jej produkcji można znaleźć w Wikipedii pod adresem:

Wp³yw promieniowania laserowego na cienkie b³ony kolagenowe

KALORYMETRYCZNA OCENA WPŁYWU POLISTYRENU NA KRYSTALIZACJĘ POLIPROPYLENU

PL B1. INSTYTUT CIĘŻKIEJ SYNTEZY ORGANICZNEJ BLACHOWNIA, Kędzierzyn-Koźle, PL BUP 12/10

WPŁYW WARUNKÓW UTWARDZANIA I GRUBOŚCI UTWARDZONEJ WARSTEWKI NA WYTRZYMAŁOŚĆ NA ROZCIĄGANIE ŻYWICY SYNTETYCZNEJ

WPŁYW PRZETWÓRSTWA ORAZ WYGRZEWANIA NA WŁAŚCIWOŚCI DYNAMICZNE KOMPOZYTU POLIAMIDU 6,6 Z WŁÓKNEM SZKLANYM

PRACE. Instytutu Szk³a, Ceramiki Materia³ów Ogniotrwa³ych i Budowlanych. Nr 3

GLINOKRZEMIANY MODYFIKOWANE ZA POMOCĄ 8-HYDROKSYCHINOLINY JAKO NAPEŁNIACZE W KOMPOZYTACH POLIETYLENU

Test smaku syropu antyhistaminowego Contrahist. GfK 2013 GfK Healthcare Test smaku syropu antyhistaminowego Contrahist 1

CHOOSEN PROPERTIES OF MULTIPLE RECYCLED PP/PS BLEND

Oligouretanole otrzymane w wyniku glikolizy pianki poliuretanowej jako pó³produkty do wytwarzania lanych elastomerów uretanowych

PRACE INSTYTUTU ODLEWNICTWA

Modyfikowane bentonity jako adsorbenty par wêglowodorów

W y d z i a l - O c h r o n y S r o d o w i s k a U r z a, d M i a s t a P o z n a n i a

Kompozyty polimerowo-drzewne charakterystyka ogólna oraz ich otrzymywanie z materia³ów odpadowych

PRZETWORNIK NAPIĘCIE - CZĘSTOTLIWOŚĆ W UKŁADZIE ILORAZOWYM

Spis treści. Wstęp 11

BIOPREPARATY W OCHRONIE I U YTKOWANIU ŒRODOWISKA SPIS TREŒCI

W. Guzicki Zadanie 23 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 1

OTMAR VOGT, JAN OGONOWSKI *, BARBARA LITAWA. Streszczenie

WYNIKI BADANIA PT. JAK TAM TWOJE POMIDORY? :)

Instrukcja obs³ugi: Sterownik AURATON 1105 Plus

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

Testowanie in vitro biopreparatów dostępnych komercyjnie:

MATERIAŁOZNAWSTWO. dr hab. inż. Joanna Hucińska Katedra Inżynierii Materiałowej Pok. 128 (budynek Żelbetu )

Nowoczesne materiały konstrukcyjne : wybrane zagadnienia / Wojciech Kucharczyk, Andrzej Mazurkiewicz, Wojciech śurowski. wyd. 3. Radom, cop.

Gazowe Agregaty Kogeneracyjne.

BINGO LOTTO INSTRUKCJA. zabawka i gra rekomendowany wiek: od lat 5 liczba graczy: 2-18

Część 1 Koncentrator próżniowy wraz z rotorem stałokątowym

Regulator ciœnienia typu 4708

Formularz opisu przedmiotu (formularz sylabusa) dotyczy studiów I i II stopnia. Chemia i technologia polimerów

STA T T A YSTYKA Korelacja

Zestaw pytań egzaminu inŝynierskiego przeprowadzanego w Katedrze Fizykochemii i Technologii Polimerów dla kierunku CHEMIA

MATEMATYKA 9. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy do matury i rekrutacji na studia medyczne Rok 2017/2018 FUNKCJE WYKŁADNICZE, LOGARYTMY

INFORMACJA O KARTACH PŁATNICZYCH

s n = a k (2) lim s n = S, to szereg (1) nazywamy zbieżnym. W przeciwnym przypadku mówimy, że szereg jest rozbieżny.

PL B1 ZAKŁADY AZOTOWE W TARNOWIE- -MOŚCICACH SPÓŁKA AKCYJNA, TARNÓW, PL

WSTĘP. Na przełomie ostatniego stulecia można zaobserwować

Instrukcja monta u i obs³ugi EB PL. Regulator ciœnienia typu Wydanie: czerwiec 2009 (01/09) o zwiêkszonej wydajnoœci powietrza

SPIS TREŚCI CZĘŚĆ I POLIMERY OTRZYMYWANE W PROCESIE POLIREAKCJI ŁAŃCUCHOWEJ (POLIMERYZACJI I KO POLIMERYZACJI) 29

1. Jaką funkcję w procesach polimeryzacji wolnorodnikowej pełnią niŝej wymienione związki?: (5 pkt.) O 2

wykład monograficzny O niektórych sposobach udoskonalania procesów katalizowanych metalami i ich związkami

PRACE. Instytutu Szk³a, Ceramiki Materia³ów Ogniotrwa³ych i Budowlanych. Nr 2

1. Jaką funkcję w procesach polimeryzacji wolnorodnikowej pełnią niŝej wymienione związki?: (5 pkt.)

THE PROPERTIES OF REINFORCED POLYPROPYLENE COMPOSITES HAVING DIFFERENT DISTRIBUTED FIBERS

OPISU MODUŁU KSZTAŁCENIA (SYLABUS) dla przedmiotu Nowoczesne instrumenty finansowe na kierunku Administracja

TERMOPLASTYCZNE MIESZANINY POLIMEROWE NA BAZIE SUROWCÓW ODNAWIALNYCH POCHODZENIA ROŚLINNEGO

Ćwiczenie nr 2 Zbiory rozmyte logika rozmyta Rozmywanie, wnioskowanie, baza reguł, wyostrzanie

INFLUENCE OF MONTMORILLONITE CONTENT ON MASS FLOW RATE COMPOSITE OF THE POLYAMIDE MATRIX COMPOSITE

Jakie jest w tej kwestii stanowisko MF?

Wa ne parametry powietrza wewnêtrznego. Wentylator kana³owy. Parametry techniczne. moc pobierana 3

Katedra Chemii i Technologii Polimerów prowadzi działalność dydaktyczną w ramach studiów I i II stopnia oraz kształci doktorantów. Prowadzone badania

Otrzymywanie i w³aœciwoœci elastomerowych silikonowych warstw antyadhezyjnych na papierze i pergaminie

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Jakie jest to opodatkowanie w praktyce? Klasyfikacja najmu jako źródła przychodu

Test całoroczny z matematyki. Wersja A

Zwierzęta gospodarskie w województwie wielkopolskim w grudniu 2015 r. 1 (dane wstępne)

WŁAŚCIWOŚCI TERMOIZOLACYJNE WTÓRNEGO POLIETYLENU O STRUKTURZE KOMÓRKOWEJ

OCENA MOśLIWOŚCI ZASTOSOWAŃ WULKANICZNEGO TUFU JAKO NAPEŁNIACZA POLIMERÓW TERMOPLASTYCZNYCH

Materiały dodatkowe do zajęć z chemii dla studentów

(96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

1 Węgle brunatny, kamienny i antracyt podstawowe kopaliny organiczne... 13

Informacje pochodzą ze strony internetowej huty CMC Zawiercie S.A. oraz Centrum Promocji Jakości Stali

ODWODORNIENIE IZOBUTANU DO IZOBUTENU W OBECNOŚCI DITLENKU WĘGLA NA KATALIZATORZE WANADOWYM NANIESIONYM NA WĘGIEL AKTYWNY

Konspekt. Klasa I Czas trwania: 45 min. Opracowała: Alicja Rożniata. ZAGADNIENIE PROGRAMOWE: Woda, roztwory wodne.

(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/EP02/14111 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

RECYKLING SUROWCOWY POLIOLEFIN I POLISTYRENU

INSTRUKCJA. zabawka i gra edukacyjna. rekomendowany wiek: od lat 4. liczba graczy: 1-6

BADANIA DWUBAZOWEGO PALIWA RAKIETOWEGO ZA POMOCĄ DYNAMICZNEJ ANALIZY MECHANICZNEJ

Transkrypt:

190 POLIMERY 2007, 52,nr3 ZDZIS AWA MAJCHRZAK, JERZY LIPCZYÑSKI Instytut Ciê kiej Syntezy Organicznej Blachownia ul. Energetyków 9, 47-225 Kêdzierzyn-KoŸle e-mail: Mawa@ICSO.com.pl Otrzymywanie i charakterystyka kompozytów polipropylenowych Streszczenie Dwiema ró nymi metodami otrzymywano polipropylen oraz kopolimery propylen/etylen z dodatkiem modyfikowanych i niemodyfikowanych mineralnych nape³niaczy (MN). Pierwsza z nich polega³a na wprowadzeniu MN bezpoœrednio w procesie polimeryzacji realizowanej w obecnoœci zawieraj¹cego donory wewnêtrzny i zewnêtrzny uk³adu katalitycznego TiCl 4 /AlEt 3 na noœniku magnezowym. Drugi sposób opiera³ siê na zmieszaniu MN z gotowym polimerem i nastêpnym stopieniu ca³oœci. Okreœlono wp³yw rodzaju i iloœci MN na aktywnoœæ uk³adu katalitycznego (szybkoœæ reakcji). Zbadano zale noœæ gêstoœci i w³aœciwoœci mechanicznych przy rozci¹ganiu uzyskanych kompozytów od metody ich wytwarzania. Wyniki wskazuj¹, e tworzywa otrzymane w wyniku stapiania polimerów z nape³niaczami modyfikowanymi b¹dÿ niemodyfikowanymi maj¹ dobre w³aœciwoœci mechaniczne. W odniesieniu do kompozytów powstaj¹cych na drodze bezpoœredniej polimeryzacji korzystne w³aœciwoœci wytrzyma³oœciowe oraz brak dzia³ania dezaktywuj¹cego uk³ad katalityczny stwierdzono jedynie w przypadku u ycia niemodyfikowanego bentonitu. Zawieraj¹ce ugrupowania polarne organofilizowane MN powoduj¹ natomiast w procesie polimeryzacji zmniejszenie aktywnoœci katalizatora a tak e pogorszenie w³aœciwoœci mechanicznych produktów. S³owa kluczowe: poliolefiny, nape³niacze mineralne, kompozyty, metody otrzymywania, w³aœciwoœci u ytkowe. PREPARATION AND CHARACTERISTICS OF POLYPROPYLENE COMPOSITES Summary Polypropylene and propylene/ethylene copolymers filled with modified or unmodified mineral fillers were obtained using two methods. In the first one the fillers were introduced in the polymerization process carried out in the presence of TiCl 4 /AlEt 3 catalyst on magnesium support. The other method consisted in mixing of the filler with a polymer and further melting of the whole system. The effects of the type and amount of the filler on the activity of catalytic system (reaction rate) were determined (Fig. 1, 2). The dependences of density and tensile properties of the composites obtained on the method of preparation were investigated (Table 1 and 2). The results show the polymers prepared by melt blending of the polymers with the fillers, both modified and unmodified, show good mechanical properties. What concerns the composites prepared in the polymerization step, only in the case of use of unmodified bentonite the polymer obtained showed good strength properties and lack of catalytic system deactivation. However, organophilized fillers containing polar groups cause decrease in catalyst activity during the polymerization as well as deterioration of mechanical properties of the product. Key words: polyolefins, mineral fillers, composites, methods of preparation, functional properties. W ci¹gu ostatnich lat nast¹pi³ znaczny wzrost zainteresowania polimerowymi materia³ami kompozytowymi (polimerami nape³nianymi), co spowodowa³o intensyfikacjê badañ w tej dziedzinie [1]. Dwa podstawowe sk³adniki takich kompozytów to: polimerowa osnowa i zdyspergowane w niej cz¹stki nape³niacza. W przypadku, gdy przynajmniej jeden z wymiarów tych cz¹stek nie przekracza kilku nanometrów otrzymuje siê nanokompozyt [2 6]. Poniewa jednak sk³adniki kompozytów z regu³y nie s¹ ze sob¹ kompatybilne, przeprowadza siê dodatkowe operacje sprawiaj¹ce, e tworzywo uzyskane w wyniku ich po³¹czenia jest jednorodne. W razie wykorzystywania bardzo czêsto wprowadzanych nape³niaczy mineralnych jeden z rozpowszechnionych sposobów kompatybilizacji stanowi wstêpne przygotowanie takiego sk³adnika w procesie organofilizacji lub, w odniesieniu do poliolefinowej osnowy, zastosowanie dodatku w postaci poliolefiny modyfikowanej monomerami polarnymi np. bezwodnikiem maleinowym [7]. Zagadnienia dotycz¹ce odpowiedniego przygotowania nape³niaczy nieorganicznych u³atwiaj¹cego otrzymywanie nanokompozytów, by³y przedmiotem wielu publikacji. Tak wiêc np. modyfikacjê warstwowego glinokrzemianu (glinki) prowadzono przy u yciu trimetylochlorosilanu [8], N-cetylopirydyny [9], oligomeru sty-

POLIMERY 2007, 52,nr3 191 renu lub metakrylanu metylu [10] b¹dÿ czwartorzêdowej soli amoniowej [11, 12]. Do organofilizacji kaolinitu stosowano sulfotlenek dimetylowy, metanol albo oktadecyloaminê [13]. Odrêbnym sposobem otrzymywania nape³nionych poliolefin jest proces polimeryzacji w obecnoœci nape³niacza. Na przyk³ad, podczas polimeryzacji etylenu na katalizatorach metalocenowych modyfikowane i niemodyfikowane krzemiany dodawano do œrodowiska reakcji [14], a podczas polimeryzacji propylenu stanowi³y one sk³adnik katalizatorów Zieglera-Natty [15]. Przedmiotem naszej referowanej poni ej pracy by³y kompozyty polipropylenowe. Badaniami objêto ich syntezê w procesie polimeryzacji propylenu lub jego kopolimeryzacji z etylenem pod wp³ywem wysoce aktywnego heterogenicznego katalizatora tytanowego na noœniku magnezowym (MgCl 2 ) z udzia³em ftalanu dibutylowego jako donora wewnêtrznego (Dw) w obecnoœci modyfikowanych i niemodyfikowanych nape³niaczy a tak e ocenê w³aœciwoœci uzyskanych w ten sposób nape³nionych polimerów. Materia³y CZÊŒÆ DOŒWIADCZALNA Propylen (produkt firmy PKN Orlen S.A.), czystoœæ do polimeryzacji; etylen (produkt firmy PKN Orlen S.A.), czystoœæ do polimeryzacji; katalizator uk³ad tytanowy na noœniku magnezowym MgCl 2 /ftalan dibutylowy (donor wewnêtrzny)/ticl 4 (1,7 % mas. Ti) otrzymany zgodnie z [16] i aktywowany roztworem trietyloglinu w heksanie (AlEt 3, produkt firmy Schering) zawieraj¹cym dicyklopentylodimetoksysilan (DCPDMS cz. d. a. firmy Dow Corning) jako donor zewnêtrzny; heksan (produkt firmy PKN Orlen S.A.) frakcja heksanowa, czystoœæ do polimeryzacji; organofilizowane nape³niacze mineralne typu nanoclays Dellite 67 G (D 67G) i Dellite 72T (D 72T) (D 67G zawiera wiêksz¹ iloœæ organicznej substancji zwi¹zanej z powierzchni¹ ni D 72T), produkt firmy Laviosa Chimica Mineraria S.p.A., W³ochy; organobentonit (OB) (brak informacji o u ytym zwi¹zku modyfikuj¹cym), produkt firmy ZGM Zêbiec k/starachowic; niemodyfikowany bentonit typu specjal (BS), wymiar ziaren < 0,056 mm, produkt firmy ZGM Zêbiec k/starachowic; argon, cz., produkt firmy Praxair, Polska. Otrzymywanie polimerów nape³nianych w trakcie polimeryzacji Reakcje kopolimeryzacji propylenu z etylenem i homopolimeryzacji propylenu prowadzono w szklanym reaktorze pojemnoœci 250 cm 3 (pojemnoœæ robocza 100 cm 3 ) z zamkniêciem œrubowym, wyposa onym w kapilary ze stali kwasoodpornej doprowadzaj¹ce argon oraz propylen lub uk³ad propylen + etylen, a tak e przewód odpowietrzaj¹cy (z zamontowanym na nim manometrem). Do mieszania œrodowiska reakcji s³u y³o teflonowe mieszad³o magnetyczne o regulowanej szybkoœci obrotów, a temperaturê mierzono miernikiem cyfrowym z termopar¹ Fe-Co. Do suchego odtlenionego reaktora w temp. 25 o C wprowadzano kolejno heksan, odpowiedni¹ iloœæ wysuszonego nape³niacza, uk³ad katalityczny (stosunek molowy Ti:Al:Si = 1:250:10) i wreszcie, w sposób ci¹g³y, propylen lub mieszaninê propylen + etylen. Ca³oœæ ogrzewano do temperatury 70 75 o C w przypadku polimeryzacji lub 65 70 o C kopolimeryzacji. Ciœnienie utrzymywano na poziomie 0,6 MPa. Stê enie katalizatora wynosi³o od 3,0 10-5 mol/dm 3 do 1,0 10-4 mol/dm 3. Po up³ywie okreœlonego czasu trwania procesu (mieszcz¹cego siê w przedziale 30 60 min) przerywano dop³yw monomerów, reaktor ch³odzono i odgazowywano. Zawiesinê produktu s¹czono, przemywano heksanem i suszono w temp. 120 o C w atmosferze azotu do sta³ej masy. Nape³nianie gotowych polimerów w procesie stapiania Otrzymywane przez nas w wyniku polimeryzacji proszki polipropylenowe (stabilizowane dodatkiem 0,3 % mas. Irganoxu 101 w postaci roztworu i wysuszone w temp. 120 o C) mieszano z odpowiedni¹ iloœci¹ wybranego nape³niacza w mikserze Turbula T 2F firmy WAB, z szybkoœci¹ 46 obr./min i stapiano w prasie hydraulicznej w temp. 200 o C pod ciœnieniem 15 MPa. Otrzymywan¹ kszta³tkê natychmiast ch³odzono. Metodyka badañ polimeru Aktywnoœæ katalizatora (A) (wydajnoœæ produktu) wyra ano jako masê uzyskiwanego polimeru w kg (Y p ) (masa produktu pomniejszona o iloœæ nape³niacza) w przeliczeniu na 1 g tytanu w u ytym katalizatorze; szybkoœæ polimeryzacji (R p ) obliczano jako wartoœæ A w jednostce czasu; zawartoœæ merów etylenowych wbudowanych w kopolimer okreœlano przy u yciu spektrometru FT-IR Mattson 3000 z oprogramowaniem Galary 3020 firmy Unicam, analizuj¹c próbki w postaci b³on w zakresie liczby falowej 1000 600 cm 1 ; gêstoœæ polimerów oznaczano stosuj¹c wagê z oprogramowaniem do obliczania gêstoœci AG-204 firmy Mettler Toledo; Gêstoœæ nasypow¹ proszków polimerowych oceniano wg PN-80/C-04532; w³aœciwoœci mechaniczne przy rozci¹ganiu statycznym próbek polimerów oceniano w maszynie wy-

192 POLIMERY 2007, 52,nr3 trzyma³oœciowej Instron typu 4466 wg normy PN-81/C-89034. WYNIKI BADAÑ I ICH OMÓWIENIE Warunki procesów polimeryzacji propylenu oraz kopolimeryzacji propylen/etylen a tak e uzyskane wyniki zawiera tabela 1. Jak widaæ, aktywnoœæ uk³adu katalitycznego w polimeryzacji propylenu z udzia³em nape³niacza jest mniejsza ni aktywnoœæ uzyskana w procesie prowadzonym bez nape³niacza (próbka P-8). Spadek aktywnoœci nastêpuje zw³aszcza w przypadku zastosowania nape³niaczy modyfikowanych. Natomiast w reakcji kopolimeryzacji propylenu z etylenem w obecnoœci nape³niaczy ju nawet niewielki dodatek etylenu do mieszaniny monomerów wywiera widoczny korzystny wp³yw na wartoœæ A. Wp³yw ten jest okreœlany przez niektórych badaczy jako efekt komonomeru [17]. Dlatego te aktywnoœæ w procesie kopolimeryzacji zarówno z udzia³em niemodyfikowanego nape³niacza (BS), jak i bez udzia³u nape³niacza wartoœæ A jest porównywalna (tabela 1). U ycie nape³niaczy modyfikowanych zmniejsza jednak aktywnoœæ katalizatora, ale nie w tak du ym stopniu jak podczas polimeryzacji propylenu. Obecnoœæ nape³niaczy w œrodowisku reakcji nie wp³ywa zaœ w istotny sposób na zmniejszenie gêstoœci nasypowej otrzymywanych polimerów. W odrêbnej serii badañ porównaliœmy zmiany szybkoœci kopolimeryzacji (R p ) w toku otrzymywania kopolimeru propylen/etylen bez nape³niacza oraz w obecnoœci T a b e l a 1. Warunki oraz wyniki polimeryzacji propylenu i kopolimeryzacji propylen/etylen prowadzonej w obecnoœci nape³niaczy mineralnych pod wp³ywem heterogenicznego katalizatora T a b l e 1. Conditions and results of propylene polymerization and propylene/ethylene copolymerization carried out in the presence of mineral fillers and heterogeneous catalyst Oznaczenie próbki Stê enie Ti mmol/dm 3 Rodzaj nape³niacza Zawartoœæ nape³niacza, g Udzia³ etylenu mol/dm 3 Czas min Masa polimeru (Yp), g Gêstoœæ nasypowa (dn), g/dm 3 Aktywnoœæ katalizatora (A) kg/g Ti Zawartoœæ etylenu w kopolimerze % mol P-6 0,06 OB 0,20 50 32,8 420 114,3 P-45 0,10 OB 0,50 60 31,2 360 65,1 P-46 0,10 D 72 T 0,50 40 46,2 390 96,5 M9/P67 0,08 D 67 G 0,50 30 29,0 371 75,5 P-17 0,04 D 67 G 0,20 60 23,2 437 121,1 P-33 0,06 BS 0,25 35 39,2 450 136,4 M9/P58 0,08 BS 0,50 30 42,0 408 109,6 M9/P16 0,04 BS 0,33 0,007 50 33,4 370 178,6 1,34 M9/P21 0,05 D 72 T 0,32 0,006 50 31,4 375 130,8 1,25 M9/P23 0,06 D 72 T 0,31 0,006 50 42,6 346 147,9 1,28 M9/P37 0,06 OB 0,33 0,006 40 31,8 350 110,4 1,20 M9/P46 0,03 0,006 60 26,00 400 180,9 1,20 P-8 0,03 60 24,2 437 168,4 600 500 modyfikowanego nape³niacza D 72T (rys. 1). Krzywe kinetyczne opisuj¹ce te dwa procesy A kopolimeryzacjê bez nape³niacza i B z nape³niaczem maj¹ od-. R p, kg/g h Ti 400 B 300 200 A 100 0 0 10 20 30 40 50 60 t, min Rys. 1. Zale noœæ szybkoœci kopolimeryzacji (R p ) propylen/etylen od czasu (t) oraz obecnoœci nape³niacza D 72 T; kopolimeryzacja: A bez nape³niacza, B z nape³niaczem. Warunki prowadzenia procesu: stê enie etylenu 0,006 mol/dm 3, stê enie Ti 2,0 10 5 mol/dm 3 (A) i 6,0 10 5 mol/dm 3 (B), zawartoœæ D 72T 0,7 % mas. Fig. 1. Dependence of propylene/ethylene copolymerization rate (R p ) on time (t) and D 72T filler presence: A copolymerization without the filler, B with a filler. Process conditions: ethylene concentration 0.006 mol/dm 3, Ti concentration 2.0 10 5 mol /dm 3 (A) or 6.0 10 5 mol/dm 3 (B), mass of D 72T 0.3 g

POLIMERY 2007, 52,nr3 193 aktywnoœæ, kg/g Ti 140 120 100 80 60 40 1 3 2 Rys. 2. Wp³yw rodzaju i zawartoœci nape³niacza w œrodowisku reakcji na aktywnoœæ uk³adu katalitycznego (A). Warunki polimeryzacji: stê enie Ti 8,0 10 5 mol/dm 3, czas polimeryzacji 30 min; wprowadzane nape³niacze: 1 BS (niemodyfikowany), 2 D 72T, 3 D 67G (obydwa modyfikowane) Fig. 2. Effects of the filler type and content in the reaction mixture on catalytic system activity (A). Polymerization conditions: Ti concentration 8.0 10 5 mol/dm 3, polymerization time 30 min. Fillers used: 1 unmodified BS, 2 D 72T, 3 D 67G (both modified) 20 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 masa nape³niacza, g mienny przebieg. Krzywa A, o typowym dla opisywanego typu polimeryzacji kszta³cie, wskazuje na du ¹ pocz¹tkow¹ (w drugiej minucie) szybkoœæ procesu kopolimeryzacji, która maleje najpierw gwa³townie (w ci¹gu kolejnych 2 3 min), a nastêpnie powoli, niemal do ca³kowitego zaniku reakcji (60 min). W przypadku obecnoœci nape³niacza (krzywa B) maksymalna wartoœæ R p zostaje osi¹gniêta dopiero po ok. 10 min od chwili rozpoczêcia procesu, podczas gdy pocz¹tkowa szybkoœæ jest tu a piêciokrotnie mniejsza ni w obecnoœci nape³niacza. Zaobserwowane ró nice s¹ niew¹tpliwie zwi¹zane z obecnoœci¹ w modyfikowanym nape³niaczu grup polarnych, dezaktywuj¹cych w pocz¹tkowej fazie procesu (2 5 min) czêœæ katalizatora; w wyniku tego nastêpuje zahamowanie wzrostu szybkoœci reakcji. W czasie trwania kopolimeryzacji (do 60 min) wartoœæ R p zmniejsza siê, po czym, praktycznie bior¹c, reakcja ju nie zachodzi. Analizowano tak e wp³yw iloœci i rodzaju zastosowanego nape³niacza na wydajnoœæ polipropylenu. Jak wynika z rys. 2, obecnoœæ podczas polimeryzacji propylenu nape³niaczy modyfikowanych (krzywe 2 i 3) zdecydowanie bardziej zmniejsza aktywnoœæ uk³adu katalitycznego ni obecnoœæ nape³niacza niemodyfikowanego (krzywa 1). Zwiêkszenie w œrodowisku reakcji zawartoœci nape³niaczy, zw³aszcza modyfikowanych, równie wp³ywa na spadek wartoœci A (por. te tabela 1). T a b e l a 2. Porównanie fizycznych i mechanicznych w³aœciwoœci polimerów badanych produktów T a b l e 2. Comparison of physical and mechanical properties of the polymeric products investigated Próbka Rodzaj nape³niacza Zawartoœæ nape³niacza w polimerze % mas. Gêstoœæ g/cm 3 Granica plastycznoœci MPa Naprê enie zrywaj¹ce MPa Wyd³u enie wzglêdne przy zerwaniu, % Kompozyty polipropylenowe otrzymane w procesie polimeryzacji (por. tabela 1) P-6 OB 0,6 0,909 27,2 32,4 602 P-45 OB 1,6 0,906 29,8 33,9 615 P-46 D 72 T 1,1 0,907 28,4 13,9 410 M9/P67 D 67 G 1,7 0,910 30,2 11,9 322 P-17 D 67 G 0,9 0,906 29,3 13,2 82 P-33 BS 0,6 0,910 29,0 36,5 641 M9/P58 BS 1,2 0,910 28,0 38,5 643 Kompozyty polipropylenowe otrzymane w wyniku mechanicznego zmieszania i nastêpnego stopienia M9/PP/1 BS 1,2 0,909 27,3 36,1 676 M9/PP/3 D 72 T 2,0 0,914 28,7 33,7 684 M9/PP/4 D 64 G 2,0 0,914 29,2 36,8 690 M9/PP/5 OB 1,4 0,910 29,2 34,9 624 Kompozyty kopoli(propylenowo-etylenowe) otrzymane w procesie polimeryzacji (por. tabela 1) M9/P16 BS 1,0 0,905 27,0 35,9 640 M9/P21 D 72 T 1,0 0,908 26,6 17,0 540 M9/P23 D 72 T 0,7 0,904 27,5 20,4 594 M9/P37 OB 1,0 0,908 26,3 36,7 722 Kopolimer propylen/etylen zawieraj¹cy 1,2 % mol. etylenu 0,903 27,9 35,9 671 Homopolimer propylenu 0,905 29,5 33,0 625

194 POLIMERY 2007, 52,nr3 Tabela 2 zawiera podstawowe w³aœciwoœci fizyczne i mechaniczne nape³nionych polimerów i kopolimerów otrzymywanych przez nas w wyniku polimeryzacji. Dla porównania w tabeli tej zamieszczono równie odpowiednie w³aœciwoœci homopolimeru propylenu i kopolimeru propylen/etylen uzyskiwanych bez nape³niaczy oraz tworzyw otrzymywanych na drodze dok³adnego mechanicznego wymieszania polipropylenu z nape³niaczem i nastêpnego stopienia mieszaniny w prasie hydraulicznej. Wszystkie kompozyty w porównaniu z polimerami bez nape³niaczy cechuj¹ siê wiêksz¹ gêstoœci¹. Wprowadzenie do polipropylenu w procesie polimeryzacji niemodyfikowanego nape³niacza (BS) powoduje wzrost wartoœci naprê enia zrywaj¹cego w stosunku do odpowiedniej wartoœci charakteryzuj¹cej czysty homopolimer tym wiêkszy im wiêksza jest zawartoœæ nape³niacza w tworzywie. Natomiast obecnoœæ podczas polimeryzacji propylenu nape³niacza modyfikowanego (OB), a tak e BS i OB w kopolimeryzacji propylen/etylen nie spowodowa³a istotnych zmian wartoœci naprê enia zrywaj¹cego oraz wyd³u enia wzglêdnego przy zerwaniu uzyskiwanych kompozytów. Wprowadzenie podczas polimeryzacji oraz kopolimeryzacji nape³niaczy modyfikowanych D 72T i D 67G powoduje, e powstaj¹ce produkty cechuj¹ siê zdecydowanie mniejsz¹ ni polimery nienape³nione wartoœci¹ naprê enia przy zerwaniu oraz wyd³u enia wzglêdnego. Inaczej zachowuj¹ siê polimery propylenowe nape³niane dodatkiem wspomnianych modyfikowanych nape³niaczy w procesie stapiania. Mianowicie, ich w³aœciwoœci wytrzyma³oœciowe (naprê enie zrywaj¹ce oraz wyd³u enie wzglêdne przy zerwaniu) s¹ znacznie lepsze (próbki M9/PP/3 i M9/PP/4) od odpowiednich w³aœciwoœci tworzyw z takimi samymi dodatkami, lecz wprowadzanymi podczas polimeryzacji. Natomiast próbki polimerów propylenowych nape³nianych BS i OB w procesie stopienia nie wykazuj¹ w stosunku do otrzymywanych metod¹ polimeryzacji tak zdecydowanych ró nic badanych w³aœciwoœci, a w przypadku BS wartoœæ naprê enia zrywaj¹cego próbki otrzymanej na drodze polimeryzacji jest nawet nieznacznie wiêksza. PODSUMOWANIE Kompozyty polipropylenowe oraz kopolimerowe (propylen/etylen) z udzia³em nape³niacza niemodyfikowanego (BS o granulacji przekraczaj¹cej wymiary ziaren nanonape³niaczy) otrzymywane w procesie zarówno polimeryzacji, jak i stapiania po uprzednim wymieszaniu mechanicznym wykazuj¹ bardzo dobre w³aœciwoœci wytrzyma³oœciowe. Wprowadzenie BS do polimeryzacji tylko w minimalnym stopniu blokuje katalizator co nie powoduje istotnych zmian aktywnoœci uk³adu katalitycznego natomiast obecnoœæ w œrodowisku polimeryzacji lub kopolimeryzacji nape³niaczy modyfikowanych zmniejsza aktywnoœæ heterogenicznego katalizatora tytanowomagnezowego. Niew¹tpliwie jest to zwi¹zane z wystêpowaniem stosowanych do modyfikacji nape³niaczy zwi¹zków polarnych. Ponadto, otrzymywane w ten sposób kompozyty z udzia³em modyfikowanych D 67G, b¹dÿ D 72T cechuj¹ niekorzystne w³aœciwoœci mechaniczne. Jednak poniewa modyfikowanie nape³niaczy organicznych zwi¹zkami z polarnymi grupami zwiêksza kompatybilnoœæ tych dodatków z poliolefinami ich zastosowanie powinno prowadziæ do uzyskiwania w procesie stapiania kompozytów o dobrych w³aœciwoœciach mechanicznych. Wniosek ten potwierdziliœmy doœwiadczalnie w ramach opisanej powy ej pracy. LITERATURA 1. Kaczmar J. W., Pach J., Koz³owski R.: Polimery 2006, 51, 722. 2. Go³êbiewski J.: Przem. Chem. 2004, 83, 15. 3. Pig³owski J., Kiersnowski A., Do³êga J.: Polimery 2006, 51, 704. 4. Spasówka E., Rudnik E., Kijeñski J.: Polimery 2006, 51, 617. 5. Go³êbiewski J., Ró añski A., Ga³êski A.: Polimery 2006, 51, 374. 6. Pielichowski K., Leszczyñska A.: Polimery 2006, 51, 143. 7. Morawiec J., Pawlak A.: Polimery 2004, 49, 52. 8. Zhao C., Feng M.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 93, 676. 9. Pozsgay A., Frater T.: Eur. Polym. J.: 2004, 40, 27. 10. Su S., Jiang D., Wilkie C.: Polym. Degrad. Stab. 2004, 83, 321. 11. Kelar K., Jurkowski B., Mencel K.: Polimery 2005, 50, 449. 12. Oleksy M., Heneczkowski M., Galina H.: Polimery 2006, 51, 799. 13. Cabedo L., Gimenez E., Lagaron J.: Polymer 2004, 45, 5233. 14. Heineman J., Reichert P.: Macromol. Rapid Commun. 1999, 20, 423. 15. Ma J., Qi Z., Hu Y.: J. Appl. Polym. Sci. 2001, 82, 3611. 16. Chien J. C., Vizzini J. C.: J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1990, 28, 273. 17.KravchenkoR.,WaymouthR.M.:Macromolecules 1998, 31, 1. Otrzymano 2 II 2006 r.