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ES2311709T3 - Metodo para obtener nanocompuestos poliolefinicos. - Google Patents

Metodo para obtener nanocompuestos poliolefinicos. Download PDF

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ES2311709T3
ES2311709T3 ES03732959T ES03732959T ES2311709T3 ES 2311709 T3 ES2311709 T3 ES 2311709T3 ES 03732959 T ES03732959 T ES 03732959T ES 03732959 T ES03732959 T ES 03732959T ES 2311709 T3 ES2311709 T3 ES 2311709T3
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ES
Spain
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clay
polyolefin
hydroxy
agent
oxidized
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ES03732959T
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Jay S. Rosenthal
Michael D. Wolkowicz
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Basell Poliolefine Italia SRL
Original Assignee
Basell Poliolefine Italia SRL
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Publication date
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Abstract

Un procedimiento para la preparación de un nanocompuesto poliolefínico que comprende mezclar en fusión conjuntamente mediante la formación de una composición (a) una poliolefina y (b) una arcilla esmectita y por lo menos un agente intercalente que es un sólido a temperatura ambiente y se elige del grupo constituido por (i) ésteres de ácido carboxílico sustituidos por hidroxi, (ii) amidas, (iii) amidas sustituidas por hidroxi y (iv) poliolefinas oxidadas, en donde la relación del agente intercalante frente a la arcilla es de por lo menos 1:3, basado en el contenido de cenizas de la arcilla.

Description

Método para obtener nanocompuestos poliolefínicos.
Campo del invento
Este invento se refiere a un procedimiento para la preparación de un nanocompuesto a partir de una matriz de polímero olefínico y una arcilla esmectita.
Antecedentes del invento
Los minerales de arcilla estratificados tales como montmorillonita están compuestos de capas de silicato con un espesor de una escala nanométrica (1 nanómetro = 10 \ring{A}). Las dispersiones de estos materiales estratificados en polímeros se refieren con frecuencia como nanocompuestos.
Se conoce que silicatos tales como arcillas esmectíticas, por ejemplo montmorillonita de sodio y calcio, pueden tratarse con varios tipos de agentes hinchantes tales como iones de amonio orgánicos, para intercalar las moléculas del agente hinchante entre capas de silicato planares adyacentes, aumentando de este modo sustancialmente el espaciamiento entre capas. Los silicatos intercalados pueden luego ser exfoliados, o sea, se separan las capas de silicato, típicamente mediante mezcla de cizalladura. Las capas de silicato individuales, cuando se mezclan con polímeros de matriz antes, después o durante la polimerización del polímero de matriz, se ha encontrado que mejoran sustancialmente una o mas propiedades del polímero tal como características de módulo y/o de alta temperatura.
Por ejemplo, la patente estadounidense publicada 2001/0008699, ahora patente estadounidense concedida nº
6.395.386, describe películas multi-capa de polímero/plaqueta en donde la capa interna está compuesta de una resina de vehículo y partículas de plaqueta de un tamaño específico. Las plaquetas pueden ser materiales de arcilla o no de arcilla. Pueden estar presentes adyuvantes de dispersión tales como alcoholes y polímeros dispersables en agua. La U.S. 4.764.326 describe un procedimiento para la mezcla de una poliolefina, antes de extrusión, como un adyuvante del proceso de extrusión que comprende (a) una amida ácida o bis-amida de alquileno, (b) un hidrocarburo alifático o sus mezclas y (c) un polímero de etileno de alta densidad conteniendo oxígeno tal como polietileno oxidado. Pueden estar presentes también rellenos tales como un tipo no especificado de arcilla. La U.S. 4.810.734 describe un método para producir materiales compuestos poniendo en contacto un mineral de arcilla estratificado tal como montmorillonita con un agente hinchante en presencia de un medio de dispersión para formar un complejo, mezclar el complejo con el monómero, y polimerizar el monómero en la mezcla. Como medios de dispersión apropiados se describen etanol, etilenglicol, glicerina, una mezcla de agua y dimetilformamida.
La patente US 5.552.469 describe un método para la preparación de un material intercalado que comprende un filosilicato hinchado por sorción de un oligómero soluble en agua o intercalando polímero.
La patente internacional WO 00/34375 describe un procedimiento para producir un nanocompuesto de polímero/arcilla que comprende (i) preparar una mezcla de por lo menos dos materiales de arcilla estratificados hinchables y (ii) incorporar la mezcla con un polímero de matriz mediante procesado en fusión. Este procedimiento es apropiado para la preparación de nanocompuestos de polímero/arcilla en donde el polímero es un polímero procesable en fusión no olefínico.
En US 4.436.863 se describe un procedimiento para la preparación de composición de polipropileno relleno de talco, conteniendo dichas composiciones un adyuvante de procesado elegido de un copolímero EVA de bajo peso molecular y un HDPE oxidado de bajo peso molecular.
Los nanocompuestos poliolefínicos generalmente hacen uso de poliolefinas con injerto de anhídrido para compatibilizar y dispersar una organoarcilla en la matriz polimérica. Para obtener una intercalación significante se requiere usualmente una relación mínima de copolímero de injerto/organoarcilla de 5:3; la exfoliación requiere una relación 10+:3. Debido a que el copolímero de injerto y la organoarcilla son materiales costosos las relaciones anteriores tienen un impacto significante sobre el costo del producto acabado.
Existe por consiguiente necesidad para una alternativa de costo efectivo para poliolefinas con injerto de anhídrido maleíco para producir nanocompuestos con prestación mecánica mejorada y propiedades de barrera.
Sumario del invento
El procedimiento de este invento para la preparación de un nanocompuesto poliolefínico comprende mezclar en fusión en una sola etapa (1) una poliolefina y (2) una arcilla esmectita en presencia de por lo menos un agente intercalante que es un sólido a temperatura ambiente y se elige del grupo constituido por (a) ésteres de ácido carboxílico hidroxi-sustituidos, (2) amidas, (3) amidas hidroxi-sustituidas y (4) poliolefinas epoxidadas, en donde la relación del agente intercalante respecto de la arcilla es por lo menos 1:3, basado en el contenido de cenizas de la
arcilla.
El nanocompuesto resultante tiene módulo aumentado comparado con los nanocompuestos que utilizan polipropileno injertado de anhídrido maleíco como un compatibilizador y agente dispersante. No existe efecto negativo sobre la resistencia y temperatura de distorsión térmica del producto cuando se utilizan los agentes intercalantes de este invento.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una gráfica del módulo flexural (MPa) y el contenido de cenizas (%) de un nanocompuesto obtenido con una arcilla de montmorillonita sin tratar y una arcilla de montmorillonita que fue tratada con un compuesto de amonio cuaternario, utilizando el mismo agente intercalante.
Descripción detallada del invento
La poliolefina utilizada como la matriz del material compuesto de este invento puede ser, por ejemplo, un homopolímero de etileno, un homopolímero de propileno, un copolímero de etileno/propileno, un copolímero de etileno o propileno y una alfa-olefina C_{4}-C_{8}, por ejemplo polietileno de baja densidad lineal (LLDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), o un caucho de etileno/propileno, mientras que no interfiera con la interacción de la arcilla y el agente intercalante. La poliolefina preferida depende del uso final deseado del producto.
Los minerales de arcilla esmectita incluyen, por ejemplo, montmorillonita, nontronita, beidelita, volconscoita, hectorita, saponita, sauconita, sobocquita, estevensita, y esvinfordita. Se prefiere montmorrilonita. Las arcillas esmectitas tienen diferentes propiedades que las arcillas de caolin utilizadas convencionalmente como rellenos en materiales poliméricos.
El mineral de arcilla esmectita puede estar sin tratar o puede modificarse con un agente hinchante que contiene cationes orgánicos mediante tratamiento de la arcilla con una o mas sales catiónicas orgánicas para el intercambio de los cationes de metal presentes en los espacios entre las capas del material de arcilla con cationes orgánicos, aumentando así sustancialmente el espaciamiento entre capas. La expansión de la distancia intercapas del silicato estratificado facilita la intercalación de la arcilla con otros materiales, en este caso el polímero olefínico.
Los agentes hinchantes de sal de catión orgánica tienen un ión de onio y pueden tener un ión funcional o grupo que reaccione con y enlace con el polímero. Ejemplos de un ión de onio incluyen ión de amonio (-N_{3}^{+}), ion de trimetilamonio (-N^{+}(CH_{3})_{3}, ión de trimetil fosfonio (P^{+}(CH_{3})_{3}), e ión de dimetil sulfonio (S^{+}(CH_{3})_{2}). Ejemplos de grupos funcionales incluyen grupo de vinilo, grupos de carboxilo, grupos hidroxilo, grupos epoxi y grupos amino. Los cationes orgánicos pueden utilizarse solos o en combinación. Agentes de hinchamiento apropiados incluyen, por ejemplo, poli(propilen glicol)bis(2-aminopropil éter), poli(vinil-pirrolidona), clorhidrato de dodecilamina, clorhidrato de octadecilamina y dodecilpirrolidona. La arcilla puede hincharse con agua antes de introducir el ion de amonio cuaternario. Estas arcillas tratadas se encuentran en el comercio.
El tercer componente del material compuesto es por lo menos un agente intercalante para la arcilla esmectita. El agente intercalante es un sólido a temperatura ambiente y se elige del grupo constituido por (a) ésteres de ácido carboxílico hidroxi-sustituidos tal como, por ejemplo, monoestearato de glicerol, monoestearato de sorbitan y triesteareato de sorbitan, (b) amidas tal como, por ejemplo behenamida, estearil estearamida y etilen bis-estearamida, (c) amidas hidroxi sustituidas tal como, por ejemplo, alcohol etílico de estearamida y (d) poliolefinas oxidadas tal como, por ejemplo, ceras de polietileno oxidadas y una cera de vinil acetato polímero de polietileno oxidado/etileno oxidado. Las poliolefinas oxidadas contienen grupos hidroxi y grupos de éster de ácido carboxílico así como otros grupos funcionales conteniendo oxígeno. Las amidas hidroxi-sustituidas son especialmente apropiadas como agentes intercalantes en el presente invento.
La relación del agente intercalante frente a la arcilla esmectita es por lo menos 1:3, de preferencia 2:3 a 4:3, y puede alcanzar 9:3 o superior. La cantidad de arcilla se determina midiendo el contenido de cenizas. La relación del agente intercalante frente a la arcilla esmectita depende del agente intercalante individual y es una función de polaridad y peso molecular. Contra mas arcilla se utiliza se precisa mas agente intercalante.
Cuando se adicionan los agentes intercalantes de este invento a un sistema convencional, o sea uno que no contiene una arcilla esmectita, se deterioran algunas propiedades físicas de la resina de matriz o la resina llenada a medida que aumenta la cantidad de agente intercalante. Rellenos típicos convencionales incluyen caolín y CaCO_{3}. En estos sistemas el agente intercalante actúa como un adyuvante de procesado o plastificante, o sea el caudal de flujo de fusión de la resina de matriz aumentaría y decrecería del módulo. Este no es el caso con nanocompuestos obtenidos con los agentes intercalentes de este invento, o sea, no existe efecto negativo sobre la resistencia y temperatura de distorsión de calor (HDT), y el aumento de módulo.
Los materiales compuestos se preparan mediante un procedimiento que comprende una mezcla de fusión en una sola etapa (1) una poliolefina y (2) una arcilla esmectita en presencia de por lo menos un agente intercalante para la arcilla. El agente intercalante es un sólido a temperatura ambiente y se elige del grupo constituido por (a) ésteres de ácido carboxílico hidroxi-sustituido, (b) amidas, (c) amidas hidroxi-sustituidas y (d) poliolefinas oxidadas. La temperatura ambiente es 23ºC. La relación del agente intercalante frente la arcilla es por lo menos 1:3, basado en el contenido de cenizas de la arcilla. La formación del compuesto se lleva a cabo típicamente en una extrusora, pero pueden utilizarse también otros métodos de formación de compuestos. El orden de la mezcla de los tres componentes no es crítico.
Los agentes de dispersión típicos para arcillas esmectita exfolian los silicatos y dispersan de modo uniforme las capas de silicato individuales a través de la matriz de polímero. Las micrográficas de electrones de transmisión de los nanocompuestos de este invento muestran que las partículas de arcilla no se dispersan de forma homogénea a través de la matriz de polímero. Las capas de silicato no se exfolian por completo, si bien no se forman grandes aglomerados.
Los nanocompuestos obtenidos con el procedimiento de este invento puede utilizarse para obtener artículos de manufactura con procedimientos de conformación convencionales tal como hilado en fusión, colada, moldeo en vacío, moldeo laminar, moldeo por inyección y extrusión. Ejemplos de estos artículos son componentes para equipo técnico, equipo doméstico, equipo de deporte, botellas, contendores, componentes para industrias eléctrica y electrónicas, componentes de automóvil, y fibras. Estos son especialmente útiles para la fabricación de películas extruídas y laminados de película, por ejemplo, películas para uso en envasado de alimentos.
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Los métodos de prueba para evaluar los compuestos de este invento incluyen:
Tracción
ASTM D-638-89
\quad
Límite de alargamiento
\quad
Cesión al alargamiento
\quad
Alargamiento a la rotura
Flexión
ASTM D-790-86
\quad
Módulo
\quad
Resistencia
Impacto Izod con entalla
ASTM D-256-87
Contenido de cenizas
ASTM D-5630-01
MFR (materiales de polímero de propileno)
ASTM D-1258
\quad
(230ºC, 2,16 kg)
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En esta descripción todas las partes y porcentajes son en peso a menos que se indique de otro modo.
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Ejemplo 1
Este ejemplo muestra el efecto sobre las propiedades físicas del producto de nanocompuesto cuando se utiliza un agente intercalante amídico en lugar de un agente compatibilizante de polipropileno con injerto de anhídrido maleíco.
Las composiciones mostradas en la Tabla 1 se obtuvieron sobre una extrusora de doble tornillo cogiratorio Coperion. Las condiciones de extrusión fueron: temperatura del cilindro = 10ºC, RPM = 400. Todas las muestras se moldearon por inyección para formar barras de tracción ASTM sobre una máquina de moldeo Battenfeld de 5 oz a una temperatura del cilindro de 199ºC (390ºF), una temperatura del molde de 60ºC (140ºF), y una velocidad de inyección de 25,4 mm/seg. (1 pulgada/seg.). Las propiedades físicas de cada muestra se dan en la Tabla 1.
En la tabla 1 el polipropileno (PP) fue un homopolímero con un MFR de 4 dg/10 min, comercialmente disponible de Basell USA Inc. El MA-g-PP fue cera de poliproileno Epolene E43 modificada con un número ácido de 45, un número de peso molecular medio M_{n} de 3900, y un peso molecular medio ponderal M_{w} de 9100, comercialmente disponible de Eastamn Chemical Company. La organoarcilla fue organoarcilla Cloisite 20A (38% orgánico, 62% montmorillonita), una arcilla de montmorillonita natural que se modificó con una sal de di(sebo) di(metil) cloruro de amonio cuaternario y comercialmente disponible de Southern Clay Products, Inc. Estabilizador Fiberstab 210 es una mezcla de 50% de hidroxilamina FS-042 y 50% de amina Chimassorb 119 impedida, comercialmente disponible de Ciba Specialty Chemicals Corporation. El agente intercalente fue etilen bis-estearamida (EBS) Adawax 280, comercialmente disponible de Rohm & Haas.
1
La Tabla 1 muestra las propiedades físicas de muestras obtenidas con y sin MA-g-PP y con cantidades variables de EBS. Los datos muestran que el impacto Izod con entalla es mejorado y que la mejora del módulo es mucho mayor con EBS respecto a MA-g-PP, aún a niveles de EBS inferiores. Estos beneficios se producen aún cuando el valor MFR de la muestra 3 no se modifica con respecto al MFR de resina. La mejora del módulo sin un cambio de MFR que lo acompañe es significante debido a que indica que el EBS no funciona como un plastificante (rebaja el módulo y aumenta el ratio de flujo en fusión). Por contra los datos implican que el EBS ayuda a obtener significante intercalación de arcilla. Esta conclusión es soportada por observaciones de microscopia óptica.
Cuando EBS se combina con MA-g-PP (muestras 5 y 6 en la Tabla 1) las propiedades físicas indican que no existe sinergia. En efecto, la adición de MA-g-PP compromete las propiedades respecto a los materiales formulados con justo EBS. Por ejemplo, la muestra 5 tiene un módulo, resistencia e Izod con entalla inferior respecto a la muestra 4.
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Ejemplo 2
Este ejemplo muestra el efecto sobre las propiedades físicas del producto de nanocompuesto cuando se utiliza monoestearato de glicerol (GMS) como el agente de intercalación, con o sin MA-g-PP.
Estas muestras se formularon y luego se moldearon por inyección para obtener barras de tracción ASTM como se describe en el ejemplo 1. Las propiedades físicas de cada muestra se dan en la Tabla 2.
El PP, MA-g-PP, organoarcilla y estabilizador fueron los mismos que en el ejemplo 1.
2
3
Los resultados del módulo mostrados en la Tabla 3 para muestras que contienen GMS como el único aditivo funcionalizado (muestras 1-4) son todos mejores que la muestra que contiene MA-g-PP como el único aditivo funcionalizado (Control 2). El impacto Izod con entalla es también mejor. Los datos muestran que la combinación de GMS y MA-g-PP (muestras 5 y 6) fue perjudicial para la prestación respecto al GMS solo.
Ejemplo 3
Este ejemplo proporciona una comparación entre las propiedades físicas de los nanocompuestos obtenidos con las mismas cantidades de tres agentes de intercalación amídicos y los de nanocompuestos obtenidos con MA-g-PP y sin agente intercalante.
Las muestras se obtuvieron y moldearon para formar barras de tracción ASTM como se describe en el ejemplo 1. Las propiedades físicas de cada muestra se muestran en la Tabla 3.
El PP, MA-g-PP, organoarcilla y estabilizador son los mismos que en el ejemplo 1. La amida grasa saturada de Kemamide B se deriva de una mezcla de ácidos araquídico y behénico. La amida secundaria Kemamide S-180 es una amida grasa sustituida derivada de ácido esteárico y estearil amina. Ambos se encuentra en el comercio de Crompton Corporation.
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4
La muestra 3 que contiene EBS como un agente de intercalación proporcionó la mayor mejora en el módulo, pero todos los agentes de intercalación amídicos proporcionaron mayor mejora que el control 2.
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Ejemplo 4
Este ejemplo muestra los efectos de varios otros tipos de agentes intercalantes sobre las propiedades físicas de las muestras.
Se prepararon las muestras y se moldearon por inyección para obtener barras de tracción ASTM como se describe en el ejemplo 1. Las propiedades físicas de las muestras se ofrecen en las Tablas 4 y 5.
El PP, MA-g-PP, organoarcilla, y el estabilizador son los mismos que en el ejemplo 1. STS es sorbitan tristearato Glycomul TS K, comercialmente disponible de Lonza Inc. Sorbitan monoestearato Lonzest SMS se encuentra en el comercio procedente de Lonza Inc. Alcohol etílico de estearamida Abriflo 65 se encuentra en el comercio procedente de Abril Industrial Waxes LTd. Hidroxiamida Paracin 220 e hidroxiamida Paricin 285 son hidroxiamidas alifáticas que se encuentra en el comercio procedentes de CasChem Inc.
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5
6
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7
8
Los datos muestran que ambos productos de Paricin proporcionan la misma mejora de módulo que EBS. Todas las muestras formuladas con agentes de intercalación tienen superior mejora de módulo que el Control 2.
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Ejemplo 5
Este ejemplo muestra los efectos de agentes de intercalación del tipo polietileno oxidado sobre las propiedades físicas de las muestras.
Las muestras se obtuvieron y moldearon por inyección para formar barras de tracción ASTM como se describe en el ejemplo 1. Las propiedades físicas de las muestras se ofrecen en la Tabla 6.
El PP, MA-g-PP, organoarcilla y estabilizadores fueron los mismos que en el ejemplo 1. La cera de PE oxidada AC 656 tiene un punto de goteo de 98ºC, una viscosidad (cps) de 185 a 140ºC, y un número ácido de 15. La cera de HDPE oxidada AC 395 tiene un punto de goteo de 137ºC, una viscosidad de 2500 a 150ºC y un número ácido de 41. La cera de HDPE oxidada AC 316 tiene un punto de goteo de 140ºC, una viscosidad de 8500 a 150ºC y un número ácido de 16. AC 645 es una cera de PE oxidado/copolímero EVA oxidado (<30%/>70%). Todos se encuentran en el comercio procedentes de Honeywell.
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Ejemplo 6
Este ejemplo proporciona una comparación entre las propiedades físicas de un nanocompuesto obtenido con una arcilla que se ha tratado con un compuesto de amonio cuaternario y una arcilla sin modificar, utilizando el mismo agente de intercalación.
Las muestras se obtuvieron y moldearon para formar barras de tracción ASTM como se ha descrito en el ejemplo 1. Las propiedades físicas de las muestras se dan en la Tabla 7. El PP, estabilizador, organoarcilla y EBS son los mismos que en el ejemplo 1. Arcilla de montmorillonita purificada sin modificar Nanocor PGW se encuentra en el comercio procedente de Nanocor Inc.
11
Las propiedades de las arcillas tratadas y sin tratar se comparan gráficamente en la figura 1. Los módulos de la resina, la arcilla sin tratar, y la organoarcilla se relacionan linealmente. La mejora del módulo de la arcilla sin tratar con EBS es igual que la mejora del módulo de la organoarcilla con EBS sobre una base compensada del contenido de cenizas, a pesar de la peor dispersión de la arcilla sin tratar determinado con microscopia óptica.
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Ejemplo 7
Este ejemplo muestra el efecto sobre las propiedades físicas de un nanocompuesto de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) cuando se utiliza SMS como agente intercalante.
Las composiciones mostrada en la Tabla 8 se obtuvieron sobre una extrusora de doble tornillo co-giratorio Coperion a una temperatura del cilindro de 200ºC y 600 RPM. Las muestras se moldearon por inyección para formar barras de tracción ASTM sobre una máquina de moldeo Battenfeld a una temperatura del cilindro de 177ºC (350ºF), una temperatura del molde de 32ºC (90ºF), y una velocidad de inyección de 12,7 mm/seg. (0,5 pulgada/seg.). Las propiedades físicas de cada muestra se dan en la Tabla 8.
La organoarcilla y el estabilizador fueron los mismos que en el ejemplo 1. El LLDPE contuvo propileno y buteno-1 como los comonómeros y se encuentra en el comercio procedente de Daelim Industrial Co., Ltd. SMS se describe en el ejemplo 4. El copolímero de etileno/anhídrido maleíco AC 575 se encuentra en el comercio procedente de Honeywell.
13
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Los datos muestran que el producto de nanocompuesto tiene el módulo aumentado sin efecto negativo sobre la resistencia del producto cuando se utiliza monoestearato de sorbitan como el agente intercalente. Como se muestra mediante una micrografía óptica por transmisión de luz, la dispersión óptica de las partículas de arcilla en la Muestra 1 fue mejor que la de los Controles 2 y 3, aún cuando las propiedades físicas fueron similares. Esta propiedad debe tomarse en consideración en aplicaciones en donde es importante el aspecto, por ejemplo en la fabricación de films.
Otras características, ventajas y realizaciones del invento aquí descrito resultarán fácilmente evidentes para los expertos en el arte después de la lectura de la descripciones que preceden. A este respecto, si bien se han descrito con detalle considerable realizaciones específicas del invento, pueden efectuarse variaciones y modificaciones de estas realizaciones sin apartarse del espíritu y alcance del invento tal como se describe y reivindica.

Claims (16)

1. Un procedimiento para la preparación de un nanocompuesto poliolefínico que comprende mezclar en fusión conjuntamente mediante la formación de una composición (a) una poliolefina y (b) una arcilla esmectita y por lo menos un agente intercalente que es un sólido a temperatura ambiente y se elige del grupo constituido por (i) ésteres de ácido carboxílico sustituidos por hidroxi, (ii) amidas, (iii) amidas sustituidas por hidroxi y (iv) poliolefinas oxidadas, en donde la relación del agente intercalante frente a la arcilla es de por lo menos 1:3, basado en el contenido de cenizas de la arcilla.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde la poliolefina (a) es un homopolímero de propileno.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde la poliolefina (a) es un homopolímero de etileno.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde la poliolefina (a) es un copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{4}-C_{8}.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde la arcilla esmectita es montmorillonita.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el agente intercalante es un éster de ácido carboxílico sustituido por hidroxi.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en donde el éster de ácido carboxílico sustituido por hidroxi es monoestearato de sorbitan.
8. El procedimiento de la reivindicación 6, en donde el éster de ácido carboxílico sustituido por hidroxi es monoestearato de glicerol.
9. El procedimiento de la reivindicación 6, en donde el éster de ácido carboxílico sustituido por hidroxi es triestearato de sorbitan.
10. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el agente intercalante es una amida.
11. El procedimiento de la reivindicación 10, en donde el agente intercalante es bis-estearamida de etileno.
12. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el agente intercalante es una amida sustituida por hidroxi.
13. El procedimiento de la reivindicación 12, en donde el agente intercalante es etanolestearamida.
14. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el agente intercalante es una poliolefina oxidada.
15. El procedimiento de la reivindicación 14, en donde la poliolefina oxidada es cera de polietileno oxidada.
16. El procedimiento de la reivindicación 14, en donde la poliolefina oxidada es una cera polimérica de polietileno/polivinil acetato oxidada.
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7081483B2 (en) * 2001-07-03 2006-07-25 The University Of Chicago Polyfunctional dispersants for controlling viscosity of phyllosilicates
US6762233B2 (en) * 2001-10-09 2004-07-13 The University Of Chicago Liquid crystalline composites containing phyllosilicates
KR100508907B1 (ko) * 2001-12-27 2005-08-17 주식회사 엘지화학 차단성이 우수한 나노복합체 블렌드 조성물
US7135508B2 (en) * 2002-02-20 2006-11-14 The University Of Chicago Coatings and films derived from clay/wax nanocomposites
US7160942B2 (en) * 2002-07-12 2007-01-09 Uchicago Argonne, Llc Polymer-phyllosilicate nanocomposites and their preparation
JP2006505641A (ja) * 2002-11-08 2006-02-16 ポリマーズ オーストラリア プロプライアタリー リミティド ポリオレフィンナノ複合材料の製造方法
EP1606346A1 (en) * 2003-03-26 2005-12-21 Basell Poliolefine Italia S.r.l. Polyolefin nanocomposite compositions
US7163972B2 (en) * 2003-05-02 2007-01-16 Uchicago Argonne, Llc Preparation of a concentrated organophyllosilicate and nanocomposite composition
WO2004113429A2 (en) * 2003-06-23 2004-12-29 The University Of Chicago Polyolefin nanocomposites
WO2005056644A2 (en) * 2003-10-08 2005-06-23 Polyone Corporation Nanoclay-containing composites and methods of making them
DE102004039451A1 (de) * 2004-08-13 2006-03-02 Süd-Chemie AG Polymerblend aus nicht verträglichen Polymeren
US20060122309A1 (en) * 2004-12-02 2006-06-08 Grah Michael D Intercalated layered silicate
US7420071B2 (en) * 2005-05-04 2008-09-02 Uchicago Argonne, Llc Thermally stable surfactants and compositions and methods of use thereof
WO2006131450A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-14 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Polyolefin nanocomposites materials
BRPI0503777A (pt) * 2005-07-15 2007-03-06 Braskem Sa processo para o preparo de nanocompósitos, e, nanocompósitos
EP1924527B1 (en) * 2005-08-19 2009-05-27 Cryovac, Inc. Film comprising silicate platelets exfoliated from phospholipid-intercalated layered silicate
US7605205B2 (en) 2005-11-07 2009-10-20 Exxonmobil Chemical Patents, Inc. Nanocomposite compositions and processes for making the same
US7432319B2 (en) * 2005-11-29 2008-10-07 Honglan Lu Process for making exfoliated polyolefin/clay nanocomposites
US9458371B2 (en) * 2006-01-04 2016-10-04 Halliburton Energy Services, Inc. Organophilic clays and methods for the preparation and use thereof
WO2007093687A1 (fr) * 2006-02-10 2007-08-23 Euracli Argiles modifiees, procede d'obtention et applications
MX2008010575A (es) * 2006-02-15 2009-06-24 David J Chaiko Materiales compuestos polimericos, nanomateriales compuestos polimericos y metodos.
US7763675B2 (en) * 2006-04-03 2010-07-27 Polyone Corporation Nucleated polypropylene nanocomposites
TWI293998B (en) * 2006-04-17 2008-03-01 Nat Univ Tsing Hua Manufacturing process of high performance conductive polymer composite bipolar plate for fuel cell
WO2008082975A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-10 Dow Global Technologies Inc. Compositions
EP2205685A2 (en) * 2007-10-16 2010-07-14 Amcol International Corporation Water-dispersible organoclays
US9676920B2 (en) 2007-11-27 2017-06-13 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Polyolefin nanocomposites materials
BRPI0910190A2 (pt) * 2008-07-02 2016-01-19 Dow Global Technologies Inc película, bolsa de película e composição
ES2331640B1 (es) 2008-07-08 2010-10-21 Nanobiomatters, S.L Materiales nanocompuestos de matriz polimerica con propiedades mecanicas y barrera mejoradas y procedimiento para su obtencion.
IT1391965B1 (it) * 2008-08-08 2012-02-02 Univ Degli Studi Salerno Materiali polimerici per l'ottenimento di imballaggi alimentari attivi in grado di proteggere e valorizzare gli alimenti contenuti e di ridurre i trattamenti per la conservazione degli stessi
UA69800U (ru) * 2011-11-16 2012-05-10 Федор Петрович Бережный Способ получения "нанополипропилена" - нанокомпозитов полипропилена и сополимеров полипропилена
RU2610771C2 (ru) * 2015-05-14 2017-02-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Полимерная композиция с улучшенными барьерными свойствами и способ его получения
RU2610772C2 (ru) * 2015-05-14 2017-02-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Полиэтилентерефталатная полимерная композиция и способ ее получения
JP2023167039A (ja) * 2022-05-11 2023-11-24 Toppanホールディングス株式会社 ポリプロピレンフィルム形成用樹脂組成物、ポリプロピレンフィルム、及び積層体

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6614081A (es) 1965-10-11 1967-04-12
US3470122A (en) 1966-01-19 1969-09-30 Nat Distillers Chem Corp Compositions comprising ethylene-vinyl acetate copolymer,fatty acid salt,fatty acid amide and particulate material
DE1669981A1 (de) 1967-09-29 1971-09-09 Degussa Verfahren zum haftfesten Lackieren,Bedrucken und Verkleben von Kunststoffen
US4022735A (en) 1975-08-22 1977-05-10 Yara Engineering Corporation Color developing coating compositions containing reactive pigments particularly for manifold copy paper
US4436863A (en) 1981-05-01 1984-03-13 Allied Corporation Use of ethylene-vinyl acetate copolymers and oxidized high density polyethylene homopolymers as processing aids for talc filled polypropylene compounds
US4764326A (en) 1983-06-06 1988-08-16 Petrolite Corporation Extrusion processing aid composition and polyolefin containing same
US4739007A (en) 1985-09-30 1988-04-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chou Kenkyusho Composite material and process for manufacturing same
US4677134A (en) 1986-06-20 1987-06-30 Atlantic Richfield Company Expandable polypropylene interpolymer particles
JPH0778089B2 (ja) 1987-03-26 1995-08-23 株式会社豊田中央研究所 複合材料の製造方法
DD281585A5 (de) 1988-07-05 1990-08-15 Akad Wissenschaften Ddr Verfahren zur herstellung von aluminiumhydroxidchlorid-loesungen
US5055498A (en) 1989-04-20 1991-10-08 Binney & Smith Inc. Plastic crayon
JP2872756B2 (ja) 1990-05-30 1999-03-24 株式会社豊田中央研究所 ポリイミド複合材料およびその製造方法
WO1995006090A1 (en) 1993-08-23 1995-03-02 Alliedsignal Inc. Polymer nanocomposites comprising a polymer and an exfoliated particulate material derivatized with organo silanes, organo titanates and organo zirconates dispersed therein and process of preparing same
CA2175609C (en) 1995-05-12 2004-06-22 Hata, Nobuhiko Fuel tank
US5552469A (en) 1995-06-07 1996-09-03 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with oligomers and polymers and composite materials containing same
US6287634B1 (en) 1995-12-22 2001-09-11 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with monomeric ethers and esters; composite materials containing same methods of modifying rheology therewith
US5880197A (en) * 1995-12-22 1999-03-09 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with monomeric amines and amides: composite materials containing same and methods of modifying rheology therewith
ATE227693T1 (de) 1996-08-02 2002-11-15 Amcol International Corp Blättrige schichtmaterialien und nanozusammensetzungen, die derartige materialien enthalten mit daran anhaftenden, wasserunlöslichen oligomeren oder polymeren
US5952095A (en) * 1996-12-06 1999-09-14 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with long chain (C10 +) monomeric organic intercalant compounds; and composite materials containing same
US6124365A (en) * 1996-12-06 2000-09-26 Amcol Internatioanl Corporation Intercalates and exfoliates formed with long chain (C6+) or aromatic matrix polymer-compatible monomeric, oligomeric or polymeric intercalant compounds and composite materials containing same
US6117541A (en) 1997-07-02 2000-09-12 Tetra Laval Holdings & Finance, Sa Polyolefin material integrated with nanophase particles
US5910523A (en) 1997-12-01 1999-06-08 Hudson; Steven David Polyolefin nanocomposites
US6395386B2 (en) 1998-03-02 2002-05-28 Eastman Chemical Company Clear, high-barrier polymer-platelet composite multilayer structures
WO2000034375A1 (en) 1998-12-07 2000-06-15 Eastman Chemical Company A polymer/clay nanocomposite comprising a clay mixture and a process for making same
ATE248883T1 (de) 1999-02-12 2003-09-15 Dow Chemical Co Nanoverbundgegenstände und herstellungsverfahren dafür
US6271298B1 (en) 1999-04-28 2001-08-07 Southern Clay Products, Inc. Process for treating smectite clays to facilitate exfoliation
US6521690B1 (en) 1999-05-25 2003-02-18 Elementis Specialties, Inc. Smectite clay/organic chemical/polymer compositions useful as nanocomposites
US6225394B1 (en) 1999-06-01 2001-05-01 Amcol International Corporation Intercalates formed by co-intercalation of onium ion spacing/coupling agents and monomer, oligomer or polymer ethylene vinyl alcohol (EVOH) intercalants and nanocomposites prepared with the intercalates
US6136908A (en) 1999-06-17 2000-10-24 Industrial Technology Research Institute Preparation of thermoplastic nanocomposite
WO2001040369A1 (en) 1999-12-01 2001-06-07 Eastman Chemical Company A polymer-clay nanocomposite comprising an amorphous oligomer

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BR0305093A (pt) 2004-09-21
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US6864308B2 (en) 2005-03-08
WO2003106549A2 (en) 2003-12-24

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Kusmono Effects Of Clay Modification And Compatibilizers On The Mechanical, Morphological, And Thermal Properties Of Polyamide 6/Polypropylene Nanocomposites [TN941. K97 2008 f rb].