NL1007434C2 - Nano-composite material - Google Patents
Nano-composite material Download PDFInfo
- Publication number
- NL1007434C2 NL1007434C2 NL1007434A NL1007434A NL1007434C2 NL 1007434 C2 NL1007434 C2 NL 1007434C2 NL 1007434 A NL1007434 A NL 1007434A NL 1007434 A NL1007434 A NL 1007434A NL 1007434 C2 NL1007434 C2 NL 1007434C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- clay
- surfactant
- nanocomposite material
- group
- material according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/36—Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
- C01B33/38—Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
- C01B33/44—Products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds, e.g. organoclay material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
VO 1276VO 1276
Titel: Nanocomposiet-materiaalTitle: Nanocomposite material
De uitvinding heeft betrekking op een nanocomposiet-materiaal op basis van klei en een polyolefine, op een werkwijze voor de bereiding daarvan en op een gemodificeerde klei.The invention relates to a nanocomposite material based on clay and a polyolefin, to a method for the preparation thereof and to a modified clay.
5 Polyolefines zijn materialen die worden gebruikt voor een zeer groot scala aan toepassingen. De voornaamste voorbeelden lopen uiteen van folies en verpakkingen tot vormdelen, zoals bakjes, speelgoed en gebruiksvoorwerpen. Voor deze toepassingen beschikken polyolefines over zeer 10 geschikte eigenschappen. Daarnaast zijn ze goed beschikbaar en economisch zeer aantrekkelijk in gebruik. Een bijkomend voordeel van het gebruik van polyolefines is dat ze in de afvalverwerking geen onaanvaardbaar nadelige gevolgen voor het milieu met zich meebrengen. Bij verbranding van 15 polyolefines ontstaan namelijk in hoofdzaak kooldioxide en water.5 Polyolefins are materials used for a very wide range of applications. The main examples range from foils and packaging to molded parts, such as trays, toys and utensils. Polyolefins have very suitable properties for these applications. In addition, they are readily available and economically very attractive to use. An additional advantage of using polyolefins is that they do not have unacceptable adverse effects on the environment in waste processing. Namely, the combustion of polyolefins mainly produces carbon dioxide and water.
Toch zijn er verschillende eigenschappen van polyolefines die voor verbetering vatbaar zijn. Hierbij valt met name te denken aan de mechanische sterkte, 20 waaronder onder meer de treksterkte en de stijfheid begrepen worden, en de permeabiliteit van de materialen. Vooral wanneer polyolefines worden gebruikt als verpakkingsmateriaal is het belangrijk dat hun lucht- en waterdampdoorlaatbaarheden zo klein mogelijk zijn. Zo 25 blijkt de houdbaarheid van voedingsproducten verpakt in een verpakking gemaakt van een polyolefine direct afhankelijk te zijn van de permeabiliteit van het verpakkingsmateriaal. In de praktijk blijken deze eigenschappen niet altijd voldoende.However, there are several properties of polyolefins that can be improved. This includes in particular the mechanical strength, which includes inter alia the tensile strength and the stiffness, and the permeability of the materials. Especially when polyolefins are used as packaging material, it is important that their air and water vapor permeabilities are as small as possible. Thus, the shelf life of food products packed in a package made of a polyolefin appears to be directly dependent on the permeability of the packaging material. In practice, these properties are not always sufficient.
30 Om die reden wordt bijvoorbeeld aan de binnenzijde van verpakkingen voor levensmiddelen die zeer goed beschermd dienen te worden tegen vocht en/of zuurstof, zoals chips en dergelijke, veelal een aluminiumbekleding 1 00743 4-» 2 aangebracht. Het zal duidelijk zijn dat het aanbrengen van dergelijke bekledingslagen vanuit zowel technische, economische als milieu overwegingen ongewenst is.For that reason, for example, an aluminum coating 1 00743 4-2 is often applied to the inside of food packaging which must be very well protected against moisture and / or oxygen, such as chips and the like. It will be clear that the application of such coatings is undesirable for technical, economic and environmental reasons.
Nu is het bekend dat verschillende eigenschappen van 5 polymeren, waaronder met name de mechanische sterkte en de hittebestendigheid, kunnen worden verbeterd door een klei in een matrix van het polymere materiaal op te nemen. Echter, een grote moeilijkheid bij het opnemen van een klei in een polymere matrix zit in de onderling sterk 10 verschillende aard van de materialen. Het polymere materiaal van de matrix is een doorgaans apolair, organisch materiaal, terwijl de klei een veel polairder, anorganisch materiaal is. Door dit verschil laten de materialen zich slecht met elkaar vermengen; ze zijn intrinsiek niet 15 mengbaar.It is now known that various properties of polymers, including in particular mechanical strength and heat resistance, can be improved by incorporating a clay into a matrix of the polymeric material. However, a great difficulty in incorporating a clay into a polymeric matrix lies in the strongly different nature of the materials. The polymeric material of the matrix is a generally non-polar, organic material, while the clay is a much more polar, inorganic material. This difference makes it difficult to mix the materials together; they are intrinsically immiscible.
Om een homogene vermenging van een klei en een polymere matrix te verkrijgen is voorgesteld om verschillende, zogenaamde 'compatibilizers' toe te passen. Deze compatibilizers dienen de plaatjes, waaruit het 20 kleimateriaal bestaat, zover uit elkaar te krijgen, dat er polymeer materiaal tussen kan komen en een homogene vermenging verkregen wordt. De keuze voor de juiste compatibilizer is hierbij van groot belang.In order to obtain a homogeneous mixing of a clay and a polymeric matrix, it has been proposed to use various so-called 'compatibilizers'. These compatibilizers must separate the platelets of which the clay material consists so that polymer material can intervene and a homogeneous mixing is obtained. Choosing the right compatibilizer is of great importance.
In de Amerikaanse octrooischriften 4.889.885 en 25 4.810.734 is voorgesteld de klei eerst te doen zwellen onder invloed van een zwellingsmiddel en daarna monomeer materiaal toe te voegen en dat materiaal in aanwezigheid van de klei te polymeriseren. Als zwellingsmiddel wordt een surfactant toegepast, waarvan de kationogene kopgroep wordt 30 uitgewisseld met kationen tussen de kristallijne lagen van de klei. De staarten van het zwellingsmiddel dienen een functionele groep te bezitten die een bindende interactie aan kan gaan met het monomere materiaal, zodat de polymeren worden gevormd tussen de lagen van de klei. De polymeren 35 die worden beschreven zijn harsen zoals polyamide harsen en rubberachtige materialen.In U.S. Pat. Nos. 4,889,885 and 4,810,734 it has been proposed to first swell the clay under the influence of a swelling agent and then add monomeric material and polymerize that material in the presence of the clay. A surfactant is used as the swelling agent, the cationic head group of which is exchanged with cations between the crystalline layers of the clay. The swelling agent tails should have a functional group that can interact with the monomeric material to form the polymers between the layers of the clay. The polymers described are resins such as polyamide resins and rubbery materials.
1 007434-* 31 007434- * 3
De Europese octrooiaanvrage 0 747 322 beschrijft dat, om een klei homogeen te dispergeren in een rubbermateriaal, een compatibilizer nodig is die uit twee componenten bestaat. De eerste is een zogenaamd oniumion 5 met twee staarten. Hieronder wordt een surfactant met een kopgroep gevormd door een ammonium-, pyridinium-, sulfonium- of fosfoniumgroep en één of meer, in dit geval twee, apolaire staarten verstaan. De tweede component wordt gevormd door één of meer gastmoleculen, eveneens 10 surfactants, noodzakelijk om de laagstructuur van de klei te doorbreken, zodat deze zich homogeen laat mengen met het rubbermateriaal.European patent application 0 747 322 describes that in order to homogeneously disperse a clay in a rubber material, a two-component compatibilizer is required. The first is a so-called oniumion 5 with two tails. This is understood to mean a surfactant with a head group formed by an ammonium, pyridinium, sulfonium or phosphonium group and one or more, in this case two, non-polar tails. The second component is formed by one or more guest molecules, also 10 surfactants, necessary to break through the layer structure of the clay, so that it can be mixed homogeneously with the rubber material.
Het is een doel van de uitvinding om de eigenschappen van een polyolefine materiaal te verbeteren 15 door er een klei in op te nemen. Omdat polyolefines bij uitstek zeer apolaire materialen zijn, laten ze zich zeer slecht mengen met een mineraal, sterk polair materiaal als klei. De intrinsieke niet-mengbaarheid van een klei en een polyolefine matrix is zeer groot.It is an object of the invention to improve the properties of a polyolefin material by including a clay in it. Because polyolefins are pre-eminently very non-polar materials, they are very difficult to mix with a mineral, highly polar material such as clay. The intrinsic immiscibility of a clay and a polyolefin matrix is very high.
20 Verrassenderwijs is thans gevonden dat een klei en een polyolefine matrix zich uitstekend laten mengen wanneer een oniumion met twee apolaire staarten wordt toegepast als compatibilizer. De toepassing van additionele gastmoleculen blijkt hierbij niet nodig te zijn.Surprisingly, it has now been found that a clay and a polyolefin matrix are excellent at mixing when an onium ion with two non-polar tails is used as a compatibilizer. The use of additional guest molecules does not appear to be necessary in this case.
25 De uitvinding heeft derhalve betrekking op een nanocomposiet-materiaal op basis van een klei met een gelaagde structuur en een kationuitwisselingscapaciteit van 30 tot 250 milliequivalenten per 100 gram, een polyolefine matrix en een surfactant, welk surfactant een kopgroep 30 gevormd door een ammonium-, pyridinium-, sulfonium- of fosfoniumgroep, waaraan twee apolaire, organische staarten verbonden zijn, omvat.The invention therefore relates to a nanocomposite material based on a clay with a layered structure and a cation exchange capacity of 30 to 250 milliequivalents per 100 grams, a polyolefin matrix and a surfactant, which surfactant is a head group formed by an ammonium, pyridinium, sulfonium or phosphonium group, to which two nonpolar, organic tails are attached.
Een nanocomposiet-materiaal volgens de uitvinding blijkt over zeer goede eigenschappen te beschikken. In het 35 bijzonder de mechanische sterkte, waaronder de treksterkte, de stijfheid en de slagvastheid, en de permeabiliteit voor 1 0074 34·* 4 vloeistoffen, zoals water en oplosmiddelen, en voor gassen, zoals waterdamp en zuurstof, zijn sterk verbeterd in vergelijking met polyolefine materialen die niet gemodificeerd zijn met een klei. Voorts blijkt een 5 nanocomposiet-materiaal volgens de uitvinding een hoge hittebestendigheid te bezitten. Daarnaast blijft een aantal gewenste eigenschappen van het polyolefine materiaal, zoals een lage elektrische geleidbaarheid, behouden. Zo is gevonden dat de aanwezigheid van de klei in het polyolefine 10 materiaal de verwerkbaarheid van het materiaal in de afvalverwerking niet nadelig beïnvloedt.A nanocomposite material according to the invention appears to have very good properties. In particular, the mechanical strength, including tensile strength, stiffness and impact strength, and permeability to liquids, such as water and solvents, and to gases, such as water vapor and oxygen, are greatly improved compared to polyolefin materials that are not modified with a clay. Furthermore, a nanocomposite material according to the invention has been found to have a high heat resistance. In addition, a number of desirable properties of the polyolefin material, such as low electrical conductivity, are retained. For example, it has been found that the presence of the clay in the polyolefin material does not adversely affect the processability of the material in waste processing.
Een nanocomposiet-materiaal volgens de uitvinding is, zoals gezegd, gebaseerd op een klei met een gelaagde structuur. De klei kan natuurlijk of synthetisch van aard 15 zijn. Bij voorkeur beschikt de klei over een groot contactoppervlak.As stated, a nanocomposite material according to the invention is based on a clay with a layered structure. The clay can be natural or synthetic in nature. The clay preferably has a large contact surface.
Uitermate geschikt zijn kleisoorten gebaseerd op gelaagde silicaten, zoals gelaagd phyllosilicaat dat is samengesteld uit magnesium- en/of aluminiumsilicaatlagen 20 die elk ongeveer 7-12 A dik zijn. Bijzondere voorkeur genieten smectietachtige kleimineralen zoals montmorilloniet, saponiet, hectoriet, fluorhectoriet, beidelliet, nontroniet, vermiculiet, halloysiet and stevensiet. Deze materialen verlenen zeer gunstige 25 mechanische eigenschappen en een grote hittebestendigheid aan een nanocomposiet-materiaal.Extremely suitable are clays based on layered silicates, such as layered phyllosilicate which is composed of magnesium and / or aluminum silicate layers 20, each about 7-12 A thick. Especially preferred are smectite-like clay minerals such as montmorillonite, saponite, hectorite, fluorhectorite, beidellite, nontronite, vermiculite, halloysite and stevensite. These materials impart very favorable mechanical properties and high heat resistance to a nanocomposite material.
De te gebruiken kleisoort heeft, zoals gezegd, een kationuitwisselingscapaciteit van 30 tot 250 milliequivalenten per 100 gram. Wanneer die capaciteit 30 groter is dan genoemde bovengrens, blijkt het moeilijk de klei fijn te dispergeren op moleculair niveau vanwege de sterke onderlinge interactie van de kleilagen. Wanneer de kationuitwisselingscapaciteit lager is dan genoemde ondergrens blijkt de klei moeilijk te modificeren, doordat 35 de interactie met het oniumion klein is. Bij voorkeur wordt 1007434« 5 een klei gebruikt met een kationuitwisselingscapaciteit van 50 tot 200 milliequivalenten per 100 gram.The clay to be used has, as mentioned, a cation exchange capacity of 30 to 250 milliequivalents per 100 grams. When that capacity is greater than the above upper limit, it proves difficult to finely disperse the clay at the molecular level due to the strong mutual interaction of the clay layers. When the cation exchange capacity is lower than said lower limit, the clay proves difficult to modify, because the interaction with the onium ion is small. Preferably, a clay with a cation exchange capacity of 50 to 200 milliequivalents per 100 grams is used.
De polyolefine matrix die aanwezig is in een nanocomposiet-materiaal volgens de uitvinding kan worden 5 gevormd door elk gewenst polyolefine materiaal. Zowel homopolymeren als copolymeren kunnen als polyolefine matrix dienen. De copolymeren kunnen verschillende monomere olefines bevatten. Tevens kunnen copolymeren gebruikt worden die tot 40 gew.%, bij voorkeur 15 gew.%, betrokken 10 op het gewicht van het copolymeer aan niet-olefine monomeren bevatten.The polyolefin matrix present in a nanocomposite material according to the invention can be formed by any desired polyolefin material. Both homopolymers and copolymers can serve as a polyolefin matrix. The copolymers can contain various monomeric olefins. Copolymers can also be used which contain up to 40% by weight, preferably 15% by weight, based on the weight of the copolymer of non-olefin monomers.
Bij voorkeur wordt de polyolefine matrix gekozen uit groep bestaande uit polyethyleen en polypropyleen. Bij bijzondere voorkeur wordt polyethyleen als polyolefine 15 matrix gebruikt. Gebleken is dat de eigenschappen van polyethyleen uitermate gunstig worden door de aanwezigheid van een klei die daarin volgens de uitvinding is opgenomen.Preferably, the polyolefin matrix is selected from the group consisting of polyethylene and polypropylene. Polyethylene is particularly preferably used as a polyolefin matrix. It has been found that the properties of polyethylene become extremely beneficial due to the presence of a clay incorporated therein according to the invention.
Om in een nanocomposiet-materiaal volgens de uitvinding een klei te kunnen opnemen in een polyolefine 20 matrix is de aanwezigheid van een oniumion met twee staarten nodig. In de context van de uitvinding wordt onder een oniumion met twee staarten een surfactant verstaan, welk surfactant een kopgroep gevormd door een ammonium-, pyridinium-, sulfonium- of fosfoniumgroep, waaraan twee 25 apolaire staarten verbonden zijn, omvat. De twee apolaire staarten die aan de kopgroep van het oniumionen zijn verbonden, zijn bij voorkeur koolstofketens, zoals alkylketens. Er is gevonden dat vooral een oniumion met een ammoniumkopgroep geschikt is om een klei in een polyolefine 30 matrix op te nemen.In order to be able to incorporate a clay into a polyolefin matrix in a nanocomposite material according to the invention, the presence of an onium ion with two tails is required. In the context of the invention, a two-tailed onium ion is understood to mean a surfactant, which surfactant comprises a head group formed by an ammonium, pyridinium, sulfonium or phosphonium group to which two non-polar tails are attached. The two non-polar tails attached to the head group of the onium ions are preferably carbon chains, such as alkyl chains. It has been found that in particular an onium ion with an ammonium head group is suitable for incorporating a clay in a polyolefin matrix.
Uit de groep van surfactanten met een ammoniumkopgroep gaat volgens de uitvinding een bijzondere voorkeur uit naar die surfactanten die voldoen aan de formule (I): 3 5 X' (I) , waarbij 1007434- 6 - Rx en R2 onafhankelijk van elkaar een waterstofatoom of een methylgroep voorstellen, - R3 een alkylgroep met 1, bij voorkeur 4, tot 20, bij bijzondere voorkeur met 8 tot 18, koolstofatomen is, 5 - R4 een alkylgroep met 6 tot 20 koolstofatomen of een fenylalkylgroep omvattende een alkylgroep met 8 tot 18 koolstofatomen is, - X een tegenion gekozen uit de groep van halogeniden, sulfaten en fosfaten is. Bij voorkeur is X' Cl' of Br'.Of the group of surfactants with an ammonium head group, according to the invention, a particular preference is given to those surfactants which satisfy the formula (I): 3 X '(I), wherein 1007434-6 - Rx and R2 independently of one another hydrogen or a methyl group, - R 3 is an alkyl group of 1, preferably 4 to 20, particularly preferably 8 to 18, carbon atoms, 5 - R 4 is an alkyl group of 6 to 20 carbon atoms or a phenylalkyl group comprising an alkyl group of 8 to 18 carbon atoms X is a counterion selected from the group of halides, sulfates and phosphates. Preferably X is' Cl 'or Br'.
10 Door een surfactant die voldoet aan formule (I) toe te passen als compatibilizer voor het vermengen van een klei met een polyolefine matrix wordt een bijzonder fijn verdeelde, homogene dispersie verkregen met uitmuntende eigenschappen.By using a surfactant complying with formula (I) as a compatibilizer for mixing a clay with a polyolefin matrix, a particularly finely divided, homogeneous dispersion with excellent properties is obtained.
15 In een nanocomposiet-materiaal volgens de uitvinding is de gewichtsverhouding van de hoeveelheid oniumion tot de hoeveelheid klei bij voorkeur tussen 0,01:1 en 100:1, met een bijzondere voorkeur tussen 0,05:1 en 6:1. De gewichtsverhouding van de hoeveelheid klei tot de 20 hoeveelheid polyolefine matrix ligt bij voorkeur tussen 1:200 en 2:1, met bijzondere voorkeur tussen 1:50 en 1,2:1.In a nanocomposite material according to the invention, the weight ratio of the amount of onium ion to the amount of clay is preferably between 0.01: 1 and 100: 1, particularly preferably between 0.05: 1 and 6: 1. The weight ratio of the amount of clay to the amount of polyolefin matrix is preferably between 1: 200 and 2: 1, particularly preferably between 1:50 and 1.2: 1.
De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een nanocomposiet-materiaal zoals hierboven beschreven. Opgemerkt moet worden dat het 25 hierbij mogelijk is om eerst de klei en het oniumion samen te brengen of eerst de polyolefine matrix en het oniumion bijeen te brengen, en pas daarna het benodigde derde bestanddeel toe te voegen. Voorts is het mogelijk om alle drie de benodigde bestanddelen, te weten klei, polyolefine 30 matrix en oniumion, tegelijk samen te brengen.The invention further relates to a process for the preparation of a nanocomposite material as described above. It should be noted that it is hereby possible to first combine the clay and the onium ion or first to combine the polyolefin matrix and the onium ion, and only then add the required third component. Furthermore, it is possible to combine all three of the necessary components, namely clay, polyolefin matrix and onium ion, at the same time.
Het heeft echter de voorkeur om eerst de klei te modificeren met een oniumion van de hierboven beschreven aard. De uitvinding betreft derhalve tevens een gemodificeerde klei geschikt voor het bereiden van een 35 nanocomposiet-materiaal zoals hierboven beschreven, gebaseerd op een klei met een gelaagde structuur en een 10074 34·« 7 kationuitwisselingscapaciteit van 30 tot 250 milli-equivalenten per 100 gram, welke klei is gemodificeerd met een oniumion met twee apolaire, organische staarten. Deze gemodificeerde klei kan vervolgens geschikt worden vermengd 5 met een polyolefine matrix.However, it is preferred to first modify the clay with an onium ion of the nature described above. The invention therefore also relates to a modified clay suitable for preparing a nanocomposite material as described above, based on a clay with a layered structure and a 10074 34 · 7 cation exchange capacity of 30 to 250 milliequivalents per 100 grams, which clay is modified with an onium ion with two non-polar, organic tails. This modified clay can then be suitably mixed with a polyolefin matrix.
Bij de bereiding van een nanocomposiet-materiaal volgens de uitvinding, in willekeurig welke van de voornoemde volgorden van bijeenbrengen, heeft het de voorkeur om de klei vooraf te malen of te verpulveren. Een 10 dergelijke voorbehandeling van de klei leidt ertoe dat de verschillende bestanddelen eenvoudiger en beter kunnen worden vermengd.In the preparation of a nanocomposite material of the invention, in any of the aforementioned pooling sequences, it is preferable to pre-grind or pulverize the clay. Such a pretreatment of the clay results in a simpler and better mixing of the various components.
Het samenbrengen van de bestanddelen van een nanocomposiet-materiaal volgens de uitvinding kan op elke 15 geschikte wijze worden uitgevoerd, mits die wijze een goede vermenging oplevert. Voorbeelden van wijzen voor het samenbrengen van de bestanddelen omvatten gedurende langere tijd roeren bij verhoogde temperatuur en extrusie.Bringing together the constituents of a nanocomposite material according to the invention can be carried out in any suitable manner, provided that it provides good mixing. Examples of ways of bringing the ingredients together include long-term stirring at elevated temperature and extrusion.
Geschikte omstandigheden voor de vermenging zijn 20 afhankelijk van de aard van de gekozen bestanddelen en kunnen eenvoudig door de vakman worden bepaald. Zowel het roeren als de extrusie kunnen bijvoorbeeld worden uitgevoerd bij een temperatuur tussen 140 en 190°C. Voor de extrusie kan men bijvoorbeeld een extruder met een dubbele 25 schroef toepassen.Suitable mixing conditions depend on the nature of the selected ingredients and can be easily determined by those skilled in the art. For example, both stirring and extrusion can be carried out at a temperature between 140 and 190 ° C. For example, an extruder with a double screw can be used for the extrusion.
De nanocomposiet-materialen volgens de uitvinding zijn bijzonder geschikt om te worden gebruikt voor een grote diversiteit aan toepassingen. De materialen zijn uitstekend verwerkbaar en kunnen worden gevormd in 30 gebruikelijke vormstappen, zoals spuitgiet- en extrusieprocessen. Gevormde artikelen van allerlei aard kunnen worden vervaardigd van het onderhavige nanocomposiet-materiaal. Voorbeelden omvatten elke toepassing waarvoor het materiaal van de polyolefine matrix 35 geschikt is. Als voorkeurstoepassingen kunnen verpakkings- 1007434- 8 materialen, zoals folies, en constructiematerialen worden genoemd.The nanocomposite materials of the invention are particularly suitable for use in a wide variety of applications. The materials have excellent workability and can be formed in 30 conventional molding steps, such as injection molding and extrusion processes. Shaped articles of all kinds can be made from the present nanocomposite material. Examples include any application for which the polyolefin matrix material is suitable. As preferred applications, packaging materials 1007434-8, such as foils, and construction materials can be mentioned.
De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van het volgende voorbeeld.The invention will now be further elucidated by means of the following example.
55
VOORBEELDEXAMPLE
Een smeetische kleimineraal (1 g) met een ionen uitwisselingscapaciteit van 135 mequ/100 g werd opgelost in 10 80 ml water, verwarmd tot 80°C en ionen uitgewisseld met 1,28 g dioctadecyldimethylammoniumbromide, als oplossing in 50 ml water. Het resulterende materiaal werd gewassen met water, gevriesdroogd en gekarakteriseerd met röntgen-diffractie. Het bleek dat een volledige ionenuitwisseling 15 van de natriumionen van de klei met de organische kationen had plaatsgevonden (een verandering in "d-spacing" van 12,4 A tot 38 A).A smearic clay mineral (1 g) with an ion exchange capacity of 135 mequ / 100 g was dissolved in 80 ml of water, heated to 80 ° C and ions exchanged with 1.28 g of dioctadecyl dimethyl ammonium bromide, as a solution in 50 ml of water. The resulting material was washed with water, lyophilized and characterized by X-ray diffraction. It was found that a complete ion exchange of the sodium ions of the clay with the organic cations had taken place (a change in "d-spacing" from 12.4 A to 38 A).
Co-extrusie van het verkregen materiaal en een HDPE-homopolymeer met een Mw = 35.000 leidde tot een composiet-20 materiaal met homogeen gedispergeerde, geëxfolieerde plaatjes. Dit werd aangetoond met röntgen-diffractie, TEM en SEM.Co-extrusion of the obtained material and an HDPE homopolymer with an Mw = 35,000 resulted in a composite material with homogeneously dispersed exfoliated platelets. This was demonstrated with X-ray diffraction, TEM and SEM.
Uit mechanische proeven (DIN 53455) bleek dat trekmodulus van het composiet-materiaal ongeveer 50% groter 25 te zijn dan die van het HDPE-uitgangsmateriaal, terwijl de treksterkten ongeveer gelijk waren. Voorts bleek de temperatuur waarbij degradatie optreedt van het composietmateriaal ongeveer 100°C hoger te zijn dan die van het uitgangs-HDPE.Mechanical tests (DIN 53455) showed that the tensile modulus of the composite material was about 50% greater than that of the HDPE starting material, while the tensile strengths were about the same. Furthermore, the degradation temperature of the composite material was found to be about 100 ° C higher than that of the starting HDPE.
10074 34·»10074 34 · »
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1007434A NL1007434C2 (en) | 1997-11-03 | 1997-11-03 | Nano-composite material |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1007434A NL1007434C2 (en) | 1997-11-03 | 1997-11-03 | Nano-composite material |
NL1007434 | 1997-11-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1007434C2 true NL1007434C2 (en) | 1999-05-04 |
Family
ID=19765945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1007434A NL1007434C2 (en) | 1997-11-03 | 1997-11-03 | Nano-composite material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL1007434C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1050557A1 (en) * | 1999-05-06 | 2000-11-08 | REHAU AG + Co | Thermoplastic resins and blends thereof containing modified inorganic layered compounds and their utilisation |
NL1013520C2 (en) * | 1999-07-19 | 2001-01-22 | Dsm Nv | Extruded polyolefin molded part. |
WO2003054076A2 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Equistar Chemicals, Lp | Ethylene polymer compositions having improved melt strength |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0771854A2 (en) * | 1995-11-02 | 1997-05-07 | Mitsubishi Chemical Corporation | Crystalline thermoplastic resin composition |
EP0787767A1 (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-06 | Kao Corporation | Process for antistatic treatment of resin and antistatic resin composition |
-
1997
- 1997-11-03 NL NL1007434A patent/NL1007434C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0771854A2 (en) * | 1995-11-02 | 1997-05-07 | Mitsubishi Chemical Corporation | Crystalline thermoplastic resin composition |
EP0787767A1 (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-06 | Kao Corporation | Process for antistatic treatment of resin and antistatic resin composition |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1050557A1 (en) * | 1999-05-06 | 2000-11-08 | REHAU AG + Co | Thermoplastic resins and blends thereof containing modified inorganic layered compounds and their utilisation |
NL1013520C2 (en) * | 1999-07-19 | 2001-01-22 | Dsm Nv | Extruded polyolefin molded part. |
WO2003054076A2 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Equistar Chemicals, Lp | Ethylene polymer compositions having improved melt strength |
WO2003054076A3 (en) * | 2001-12-20 | 2004-02-12 | Equistar Chem Lp | Ethylene polymer compositions having improved melt strength |
US7037970B2 (en) | 2001-12-20 | 2006-05-02 | Equistar Chemicals, Lp | Process for increasing the melt strength of ethylene-vinyl carboxylate copolymers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL1006743C2 (en) | Nanocomposite material. | |
CA2408770C (en) | Thermoplastic film structures having improved barrier and mechanical properties | |
DE69723887T2 (en) | POLYMERNANO FIBER MATERIALS FOR GAS DENSITY APPLICATIONS | |
US5385776A (en) | Nanocomposites of gamma phase polymers containing inorganic particulate material | |
US7037970B2 (en) | Process for increasing the melt strength of ethylene-vinyl carboxylate copolymers | |
DE69910617T2 (en) | A POLYMER / CLAY NANO COMPOSITE CONTAINING A FUNCTIONALIZED POLYMER OR OLIGOMER AND A METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
EP0598836B1 (en) | Melt process formation of polymer nanocomposite of exfoliated layered material | |
DE60003316T2 (en) | POLYAMIDE NANOVER FABRICS WITH OXYGEN-BINDING PROPERTIES | |
CA1248270A (en) | Improved polyolefin thermoplastic resin compositions | |
CA2408741C (en) | Containers having improved barrier and mechanical properties | |
WO2007106671A1 (en) | Use of organoclay in hdpe nanocomposites to provide barrier properties in containers and film | |
US20030176553A1 (en) | Process for producing olefin polymer composites having improved melt strength | |
NL1007434C2 (en) | Nano-composite material | |
US20080234408A1 (en) | Novel method for producing an organoclay additive for use in polypropylene | |
US20060155036A1 (en) | Article comprising stretched polymer composition with nanofillers | |
EP1050557A1 (en) | Thermoplastic resins and blends thereof containing modified inorganic layered compounds and their utilisation | |
US7514490B2 (en) | Nanocomposite material | |
JPH10298358A (en) | Resin molded product | |
US6355717B1 (en) | Layered silicate-containing composite resin composition, and moulded barrier composite resin | |
JP3714648B2 (en) | Method for producing thermoplastic resin composition | |
KR100561940B1 (en) | Method for preparation of polyolefin nanocomposite | |
AU2001259687B2 (en) | Thermoplastic film structures having improved barrier and mechanical properties | |
AU2001259687A1 (en) | Thermoplastic film structures having improved barrier and mechanical properties |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20030601 |