EP0190889B2

Polypropylene with free-end long chain branching, process for making it, and use thereof

Abstract

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EP0190889B2, drawing sheet 1
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Expired 30 January 2006, 20.6 years ago.

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19 claims: 19 independent, 0 dependent

  1. 1
    Gel-free thermoplastic polypropylene, which has an intrinsic viscosity of at least 0.8 dl/g measured in decahydronaphthalene at 135°C, a branching index of less than 1, and which has strain hardening elongational viscosity, the branching index being defined by the equation:in which g' is the branching index, [IV}Br is the intrinsic viscosity of the gel-free polypropylene, and [IV}Lin is the intrinsic viscosity of linear polypropylene having substantially the same weight average molecular weight as the gel-free polypropylene, and strain hardening elongational viscosity being defined as meaning that, as said gel-free polypropylene in the molten state at a test temperature is drawn at a constant rate from a fixed point, the elongational viscosity increases until breaking of the elongated melt, and said breaking is by fracture. Gelfreies, thermoplastisches Polypropylen, das eine innere Viskosität von wenigstens 0,8 dl/g (gemessen in Decahydronaphtalin bei 135°C) aufweist, einen Verzweigungsindex von weniger als 1 hat und eine Kaltverfestigungs-Streckviskosität aufweist, wobei der Verzweigungsindex durch die Gleichung definiert wird, wobei g' der Verzweigungsindex [IV]Br die innere Viskosität des gelfreien Polypropylen und [IV]Lin die innere Viskosität von linearem Polypropylen ist, das im wesentlichen den gleichen Mittelwert der relativen Molekülmasse aufweist wie gelfreies Polypropylen, und die Kaltverfestigungs-Streckviskosität derart definiert ist, daß, wenn das gelfreie Polypropylen in geschmolzenem Zustand bei einer Testtemperatur bei konstanter Geschwindigkeit von einem festen Punkt aus gestreckt wird, die Streckviskosität ansteigt bis zum Bruch der gestreckten Schmelze, und dieser Bruch eine Fraktur ist. Polypropylène thermoplastique exempt de gel, possédant une viscosité intrinsèque d'au moins 0,8 dl/g, mesurée dans le décahydronaphtalène à 135°C, un indice de ramification inférieur à 1, et qui possède une viscosité à l'allongement au durcissement par contrainte, l'indice de ramification étant défini par l'équation : dans laquelle g' est l'indice de ramification, [IV]Br est la viscosité intrinsèque du polypropylène exempt de gel et [IV]Lin est la viscosité intrinsèque du polypropylène linéaire ayant pratiquement la même masse moléculaire moyenne en poids que le polypropylène exempt de gel, et la viscosité à l'allongement au durcissement par contrainte étant définie comme signifiant que, lorsque ledit polypropylène exempt de gel, à l'état fondu, à une température d'essai, est étiré à une vitesse constante à partir d'un point fixe, la viscosité à l'allongement augmente jusqu'à la rupture de la masse fondue allongée, et ladite rupture se fait par fracture.
  2. 2
    Polypropylène semi-cristallin, principalement isotactique, selon la revendication 1. Predominantly isotactic, semi-crystalline polypropylene according to Claim 1. Überwiegend isotaktisches, halbkristallines Polypropylen nach Anspruch 1.
  3. 3
    Polypropylen nach Anspruch 2, bei dem der Verzweigungsindex geringer ist als 0,9. Polypropylene according to Claim 2 in which the branching index is less than 0.9. Polypropylène selon la revendication 2, dans lequel l'indice de ramification est inférieur à 0,9.
  4. 4
    Polypropylen nach Anspruch 3, das eine innere Viskosität von wenigstens 1 dl/g (gemessen in Decahydronaphtalin bei 135°C) und einen Verzweigungsindex von 0,2-0,4 aufweist. Polypropylene according to Claim 3, having an intrinsic viscosity of at least 1 dl/g measured in decahydronaphthalene at 135°C and a branching index of 0.2-0.4. Polypropylène selon la revendication 3, possédant une viscosité intrinsèque d'au moins 1 dl/g, mesurée dans le décahydronaphtalène à 135°C, et un indice de ramification de 0,2-0,4.
  5. 5
    A continuous process for making gel-free polypropylene having strain hardening elongational viscosity from amorphous to predominantly crystalline solid polypropylene without strain hardening elongational viscosity, strain hardening elongational viscosity being defined as meaning that, as said gel-free polypropylene in the molten state at a test temperature is drawn at a constant rate from a fixed point, the elongational viscosity increases until breaking of the elongated material, and said breaking is by fracture, which process comprises continuously:(1) feeding amorphous to predominantly crystalline solid polypropylene without strain hardening elongational viscosity, to an environment in which the active oxygen concentration is established and maintained at less than 15% by volume of said environment;(2) irradiating said polypropylene in said environment with high energy ionizing radiation at a dose rate from 1 to 1 x 104 Mrad/min (0.01 to 100 MGy/min) until substantial chain scission of the amorphous content of the polypropylene has occurred without causing gelation of the polypropylene;(3) maintaining the thus irradiated polypropylene in such an environment until significant formation of long chain branches has occurred;(4) then treating the irradiated polypropylene while in such environment to deactivate substantially all of the free radicals present in the irradiated polypropylene;and(5) removing said irradiated polypropylene from said environment. Kontinuierliches Verfahren zum Herstellen von gelfreiem Polypropylen mit einer Kaltverfestigungs-Streckviskosität von amorphem bis überwiegend kristallinem festen Polypropylen ohne Kaltverfestigungs-streckviskosatät wobei die Kaltverfestigungs-Streckviskosität derart definiert ist, daß, wenn das gelfreie Polypropylen in geschmolzenem Zustand bei einer Tesltemperatur bei konstanter Geschwindigkeit von einem festen Punkt aus gestreckt wird, die Streckviskosität ansteigt bis zum Bruch der gestreckten Materials, und dieser Bruch eine Fraktur ist und das Verfahren umfaßt;(1) kontinuierliches Zuführen von amorphem bis überwiegend kristallinem Polypropylen ohne Kaltverfestigungs-Streckviskositat in eine Umgebung, in der die aktive Sauerstoffkonzentration bei weniger als 15 Volumen-Prozent dieser Umgebung vorgesehen und beibehalten wird;(2) Bestrahlen des Polypropylens in dieser Umgebung mit hochenergetischer ionisierender Strahlung bei einer Dosisleistung von 1 bis 1 x 104 Mrad/min (0,01 bis 100 MGy/min), bis eine wesentliche Kettenspaltung des amorphen Gehalts des Polypropylen erfolgt ist, ohne daß eine Gelierung des Polypropylen erfolgt;(3) Beibehalten des auf diese Weise bestrahlten Polypropylens in dieser Umgebung, bis eine deutliche Bildung langkettiger Seitenzweige erfolgt ist;(4) daraufhin Behandeln des bestrahlten Polypropylen in dieser Umgebung, um im wesentlichen alle freien Radikale im bestrahlten Polypropylen zu deaktivieren, und(5) Entfernen des bestrahlten Polypropylens aus dieser Umgebung. Procédé continu de fabrication d'un polypropylène exempt de gel ayant une viscosité à l'allongement au durcissement par contrainte, à partir d'un polypropylène solide, amorphe à principalement cristallin, sans viscosité à l'allongement au durcissement par contrainte, la viscosité à l'allongement au durcissement par contrainte étant définie comme signifiant que, lorsque ledit polypropylène exempt de gel, à l'état fondu, à une température d'essai, est étiré à une vitesse constante à partir d'un point fixe, la viscosité à l'allongement augmente jusqu'à la rupture du matériau allongé, lequel procédé comprend les étapes qui consistent à : (1)introduire en continu ledit polypropylène amorphe à principalement cristallin sans viscosité à l'allongement par contrainte, dans un environnement dans lequel la concentration en oxygène actif est établie et maintenue à moins de 15 % en volume dudit environnement ;(2)irradier ledit polypropylène dans ledit environnement par un rayonnement ionisant haute énergie, à une dose de 1 à 1 x 104 Mrad/min (0,01 à 100 MGy/min), jusqu'à ce que se produise une scission substantielle des chaînes du contenu amorphe du polypropylène sans provoquer la gélification du polypropylène ;(3)maintenir le polypropylène ainsi irradié dans cet environnement jusqu'à ce qu'il se soit produit une formation significative de ramifications à longues chaînes ;(4)traiter alors le polypropylène irradié, toujours dans cet environnement, pour désactiver pratiquement tous les radicaux libres présents dans le polypropylène irradié;et(5)retirer en continu ledit polypropylène irradié dudit environnement.
  6. 6
    A process according to Claim 5 in which said amorphous to predominantly crystalline polypropylene is a gel-free, predominantly isotactic, semi-crystalline polypropylene. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ledit polypropylène amorphe à principalement cristallin est un polypropylène semi-cristallin, exempt de gel, principalement isotactique. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das amorphe bis überwiegend kristalline Polypropylen ein gelfreies überwiegend isotaktisches halbkristallines Polypropylen ist.
  7. 7
    A process according to Claim 5 or 6 characterised in that the intrinsic viscosity of said semi-crystalline polypropylene is 1-25 dl/g. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la viscosité intrinsèque dudit polypropylène semi-cristallin est de 1-25 dl/g. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die innere Viskosität des halbkristallinen Polypropylens 1-25 dl/g beträgt.
  8. 8
    A process according to Claim 6 characterised in that the semi-crystalline polypropylene is in finely divided particle form. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le polypropylène semi-cristallin est sous la forme de particules finement divisées. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das halbkristalline Polypropylen in Form von fein geteilten Partikeln vorgesehen ist.
  9. 9
    A process according to Claim 6 characterised in that, prior to irradiation, said semi-crystalline polypropylene is established and maintained in said reduced active oxygen environment. Procédé selon la revendication 6, dans lequel, avant l'irradiation, ledit polypropylène semi-cristallin est établi et maintenu dans ledit environnement à teneur réduite en oxygène actif. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem vor der Bestrahlung das halbkristalline Polypropylen in der Umgebung mit reduziertem aktiven Sauerstoff vorgesehen und beibehalten wird.
  10. 10
    A process according to any one of Claims 5 to 9 characterised in that the active oxygen of said environment is below 0.004% by volume. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la teneur en oxygène actif dudit environnement est inférieure à 0,004% en volume. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem der Gehalt an aktivem Sauerstoff der Umgebung unter 0,004 Volumen-Prozent liegt.
  11. 11
    A process according to any one of Claims 5 to 10 characterised in that the high energy ionizing irradiation is an electron beam. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le rayonnement ionisant à haute énergie est un faisceau électronique. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem die hochenergetische ionisierende Strahlung durch einen Elektronenstrahl erfolgt
  12. 12
    A process according to any one of Claims 5 to 11 characterised in that the absorbed dose of high energy ionizing radiation is 1 to 9 Mrad (0.01-0.09 MGy). Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que la dose absorbée de rayonnement ionisant à haute énergie est de 1 à 9 Mrad (0,01-0,09 MGy). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei dem die absorbierte Dosis hochenergetischer jonisierender Strahlung 1 bis 9 Mrad (0,01-0,09 MGy) beträgt.
  13. 13
    A process according to any one of Claims 5 to 12 characterised in that the period of time of step (3) is in the range from one minute to one hour. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que la durée de l'étape (3) est dans la gamme d'une minute à une heure. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei dem die Zeitdauer des Arbeitsschrittes (3) im Bereich von einer Minute bis einer Stunde liegt.
  14. 14
    A process according to any one of Claims 5 to 13 characterised in that step (4) is performed by melting the irradiated polypropylene. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisé en ce que l'on réalise l'étape (4) en faisant fondre le polypropylène irradie. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, bei dem der Schritt (4) durch Schmelzen des bestrahlten Polypropylen erfolgt.
  15. 15
    Use of predominantly isotactic, semi-crystalline gel-free thermoplastic polypropylene, which has an intrinsic viscosity of at least 0.8 dl/g, measured in decahydronaphthalene at 135°C, a branching index of less than 1, and strain hardening elongational viscosity (as defined in Claim 1), the branching index being defined by the equation:in which g' is the branching index, [IV]Br is the intrinsic viscosity of the gel-free polypropylene, and [IV]Lin is the intrinsic viscosity of linear polypropylene having substantially the same weight average molecular weight as the gel-free polypropylene, for extrusion coating of articles. Utilisation d'un polypropylène thermoplastique, exempt de gel, semi-cristallin, principalement isotactique, possédant une viscosité intrinsèque d'au moins 0,8 dl/g, mesurée dans le décahydronaphtalène à 135°C, un indice de ramification inférieur à 1, et qui possède une viscosité à l'allongement au durcissement par contrainte (telle que définie dans la revendication 1), l'indice de ramification étant défini par l'équation : dans laquelle g' est l'indice de ramification, [IV]Br est la viscosité intrinsèque du polypropylène exempt de gel et [IV]Lin est la viscosité intrinsèque du polypropylène linéaire ayant pratiquement la même masse moléculaire moyenne en poids que le polypropylène exempt de gel, pour revêtement par extrusion d'articles. Verwendung eines überwiegend isotaktischen, halbkristallinen, gelfreien, thermoplastischen Polypropylens, das eine innere Viskosität von wenigstens 0,8 dl/g (gemessen in Decahydronaphtalin bei 135°C) aufweist, einen Verzweigungsindex von weniger als 1 hat und eine Kaltverfestigungs-Streckviskosität gemäß Anspruch 1 aufweist, wobei der Verzweigungsindex durch die Gleichung definiert wird, wobei g' der Verzweigungsindex, [IV]Br die innere Viskosität des gelfreien Polypropylen und [IV]Lin die innere Viskosität von linearem Polypropylen ist, das im wesentlichen den gleichen Mittelwert der relativen Molekülmasse aufweist wie gelfreies Polypropylen, das für die Extrudrerbeschichtung von Gegenstanden verwendet wird.
  16. 16
    Use of predominantly isotactic, semi-crystalline gel-free thermoplastic polypropylene, having the properties defined in Claim 15, for the production of propylene polymer film. Utilisation d'un polypropylène thermoplastique, exempt de gel, semi-cristallin, principalement isotactique, ayant les propriétés définies dans la revendication 15, pour la production d'un film de polymère de propylène. Verwendung eines überwiegend isotaktischen, halbkristallinen, gelfreien, thermoplastischen Polypropylens, das die Eigenschaften nach Anspruch 15 aufweist, für die Herstellung eines Propylenpolymerfilmes.
  17. 17
    A melt processing method for making useful articles from predominantly isotactic, semi-crystalline gel-free thermoplastic polypropylene, having the properties defined in Claim 15. Procédé de transformation en fusion pour fabriquer des articles utiles à partir d'un polypropylène thermoplastique, exempt de gel, semi-cristallin, principalement isotactique, ayant les propriétés définies dans la revendication 15. Schmelzverfahren zum Herstellen Gebrauchsgegenstanden aus überwiegend isotaktischem, halbkristallinem, gelfreiem, thermoplastischem Polypropylen, das über die Eigenschaften gemäß Anspruch 15 verfügt.
  18. 18
    A method of applying a coating to a substrate, which comprises extruding onto said substrate predominantly isotactic, semi-crystalline gel-free thermoplastic polypropylene, having the properties defined in Claim 15. Procédé d'application d'un revêtement sur un substrat, qui comprend l'extrusion sur ledit substrat d'un polypropylène thermoplastique, exempt de gel, semi-cristallin, principalement isotactique, ayant les propriétés définies dans la revendication 15. Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf ein Substrat, das das Extrudieren eines überwiegend iostaktischen, halbkristallinen, gelfreien, thermoplastischen Polypropylens mit den Eigenschaften nach Anspruch 15 auf dieses Substrat beinhaltet.
  19. 19
    A method for making blown film in which predominantly isotactic, semi-crystalline gel-free thermoplastic polypropylene, having the properties defined in Claim 15, is extruded into a tube that sequentially is blown into a bubble. Procédé de fabrication d'un film soufflé, dans lequel un polypropylène thermoplastique, exempt de gel, semi-cristallin, principalement isotactique, ayant les propriétés de la revendication 15, est extrudé en un tube qui est ensuite soufflé en une bulle. Verfahren zum Herstellen einer Blasfolie, bei dem ein überwiegend isotaktisches, halbkristallines, gelfreies, thermoplastisches Polypropylen mit den Eigenschaften nach Anspruch 15 zu einem Rohr extrudiert wird, das anschließend zu einer Blase geblasen wird.
Independent claims19