[发明专利]制造聚合物混合物的方法

说明书

背景技术

聚合物的有利机械特性是由于聚合物具有极长的分子。诸如强度、韧性和耐磨性等 各种特性通常会随着聚合物长度且因此其分子量的增加而增加。然而，聚合物熔体的粘 度随着其分子量的增加而显著增加，以致加工高粘度聚合物熔体变得越来越困难。为此， 通过应用适当合成条件，组合高和低分子量聚合物的优势，开发出了较宽的双峰或多峰 分子量分布。随之又开发出在一个、两个或多个反应器中进行的合成法，如US 2006/0068085 A1、US 2005/0054799 A1、US 2006/0167181 A1、US 2007/0123414 A1、 WO 2006/052232中所揭露。聚乙烯(polyethylene，PE)的宽分子量分布通常是以约10,000 开始，并且以略低于10,000,000终止，平均分子量在100,000到1,000,000的范围内。其 在任何情况下的花费都高于较为简单的分子量分布，因此具有最优化的分子量分布的聚 合物需要额外成本。制造宽分子量分布的难度随着其宽度增加而增加。

另一方面，可以改良聚合物的流动特征并由此改良其加工特征的多种物质、尤其添 加剂在市面上有售。然而，除引起额外成本外，这些添加剂(诸如脂肪酸衍生物)一般 对终产物具有不利影响，并且塑料材料制造者须评估多种此类添加剂的适用性，从而 导致更高花费。

发明内容

本发明揭露一种技术，其实质上改良聚合物熔体的流动特性，而对终产物无有害影 响，并且使复杂且昂贵的合成得以避免。

出于此目的，在合成聚合物P1期间或在后续处理步骤中，混入通常至多几个百分 点比例的独立制造的短链聚合物P2，这可能采用各种方法实现。重要的是，完全处理过 的聚合物P1中已含有短链聚合物P2。在处理过程中，通常将所合成的聚合物以熔融相 均质化，由此可以使用此加工步骤混入短链聚合物，并使其与长链聚合物均质化。随后， 所得颗粒含有短链聚合物并且具有明显改良的流动特性，而这意味着易于例如通过挤出 成型或射出成型(injection moulding)来加工终产物，从而例如可能使相应的过程加速 和最优化。

由于根据本发明的短链聚合物与以简单方式制造的类似长链聚合物具有类似的价 格，并且不一定需要额外加工步骤来组合两种聚合物，因此有可能以有利的价/产量比 获得具有改良的流动特性的聚合物。

由于有可能使用极低分子量(例如1,000克/摩尔左右)的短链聚合物，所以流动特 性的改良比宽分子量分布的改良明显得多。此类比较短的聚合物的粘度通常为常规聚合 物或宽分子量分布聚合物(wide-distribution-molecular-weight polymer)的粘度的1/10,000 到1/100,000。因此，即使较低比例的所述聚合物，也能充当优良的内润滑剂。举例来说， 约3％比例的此类短链聚合物足以使相当的长链聚合物的循环时间降低约30％。由于加 工塑料材料形成终产物因所述材料的价格低廉而成为一个显著的成本因素，所以加工输 出(processing output)30％的改良将提供重要益处，而无需任何投资来实现此目的。

因为较低的短链聚合物比例，所以其对于所加工的终产物的特性的影响为零到第一 近似值(first approximation)。未观察到常规流动促进剂的典型缺点。事实上对最终特性 的影响达到第二近似值，但一般为积极的影响。这一发现令人惊讶，因为有利特性通常 是由长链聚合物所引起，并且预期短链聚合物实际上将损害所述特性。

在短链聚合物P2与长链聚合物P1相容的情况下，可以实现流动特性改良与终产物 特性不改变或甚至改良的组合。在此情况下，相容性意味着两种聚合物彼此可溶，并且 具体说来，其能一起结晶。随后，聚合物P2并入由聚合物P1所形成的部分晶格结构中。 如果一定比例的长链聚合物经短链聚合物置换，那么雏晶(crystallite)之间的连接数会 略有降低，并且这在理论上将使韧性略微降低，而弹性模数和屈服强度实际上会因结晶 含量的增加而增加。然而，因为流动特性的改良和加工温度的降低使得可能引起终产物 冻结应力(frozen-in stress)的降低，所以实际上所预期的韧性的降低较少，或者是不存 在的。