聚合物组合物和其加工制造技术

提供了可用于例如凝胶加工的包括聚合物和溶剂的组合物。实例为包括聚乙烯聚合物和植物油的组合物。所述溶剂可为所述聚合物的相当差的溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年3月5日提交的欧洲专利申请14157941.7和于2014年4月22日提交的欧洲专利申请14165490.5的优先权。两篇优先权申请以其整体并入这里作为参考。
本专利技术尤其涉及聚合物组合物、涉及该组合物的加工(处理，processing)、和涉及通过加工该组合物而制造的产品。
技术介绍
聚合物的加工已经引起相当大的关注。例如，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)凝胶加工成高强度的纤维。参见例如美国专利No.4,422,993，其以其整体并入本文作为参考。
技术实现思路
然而，所述加工仍面临各种问题，例如有害的、环境不友好的和/或昂贵的溶剂的使用、低聚合物浓度(和由此相对高的溶剂数量)的使用等。在一种实施方式中，提供了包括聚合物和该聚合物的溶剂的组合物，其中所述溶剂包括植物油。在一种实施方式中，提供了包括聚合物和该聚合物的溶剂的组合物，其中所述溶剂是所述聚合物的相对差的溶剂。在一种实施方式中，尽管使用相对差的溶剂，但是所述组合物以相对高的聚合物浓度包括高分子量的聚合物。在一种实施方式中，提供了使用本专利技术组合物的方法。在一种实施方式中，提供了使用本专利技术组合物制造的物品。本专利技术另外的目标、优点和特征在本说明书中阐明，且在查阅下文时对于本领域技术人员而言部分将变成显然的或者可通过专利技术的实践而获知。本申请中所公开的专利技术不限于任何特定的目标、优点和特征的组或组合。设想所陈述的目标、优点和特征的多种组合构成本申请中所公开的专利技术。附图说明图1表示多种溶剂的热重分析(TGA)曲线。具体实施方式在一种实施方式中，提供了包括聚合物和溶剂的组合物，其中所述溶剂为所述聚合物的相对差的溶剂。用于确定溶剂对于聚合物的溶解特性(solubility quality)的参数是所述溶剂导致的聚合物的结晶温度下降(降幅，depression)。这可通过比较纯聚合物的峰结晶温度和如在差示扫描量热法(DSC)测量[通过(以10℃/分钟的速率)从室温(25℃)加热至高于所述聚合物的晶体熔融温度，然后通过(也以10℃/分钟的速率)随后冷却而确定结晶峰值温度]中观察到的溶剂中的聚合物的结晶峰值温度而确定。结晶温度下降越多，溶剂的溶解特性越高。在一种实施方式中，溶剂导致所述聚合物的结晶温度下降小于10℃、例如小于7℃或小于5℃。在一种实施方式中，所述结晶温度下降大于1℃、例如大于3℃。如果所述结晶温度下降高，则所述聚合物可表现出高的链溶胀。这继而可导致高的组合物粘度和相关的加工困难，和/或可迫使使用相对低的聚合物浓度。如果所述结晶温度下降非常低，则溶剂可能太差，且无法提供足够的溶解性或足够加工的聚合物解缠结(disentanglement)。所期望的结晶温度下降不仅可通过使用导致期望的结晶温度下降的单一溶剂获得，而且可例如通过将较高结晶温度下降的溶剂和较低结晶温度下降的溶剂或者甚至非溶剂组合获得。如果不止一种聚合物存在于所述组合物中，则以上的结晶下降数量至少适用于以最高浓度存在于所述组合物中的聚合物。在一种实施方式中，所述溶剂选自这样的溶剂：其当相对于溶剂和聚乙烯的总量以80重量％的溶剂和20重量％的聚乙烯的比率与具有0.93g/cm3的密度和0.51MPa的根据ISO 11542-2的伸长应力(F150/10)的聚乙烯混配时导致1-7℃范围内的所述聚乙烯的结晶温度的降低。在一种实施方式中，提供了包含常规溶剂(例如萘烷)和具有较低结晶温度下降(或者甚至为非溶剂)的至少一种其它组分的溶剂。尽管从例如危害性的方面来看通常不是优选的，但是它从限制对常规方法进行的改变而且仍旧使用相对高浓度的常规溶剂但是降低结晶温度下降的实际观点来看可例如是有利的。在一种实施方式中，所述组合物相对于溶剂的总重量包括至少80重量％的常规溶剂。在一种实施方式中，所述组合物相对于溶剂的总重量包括小于95重量％的常规溶剂。在一种实施方式中，提供了包括聚合物和溶剂的组合物，其中所述溶剂包括植物油。植物油通常是无害的和/或可再生的和/或相对廉价的。使用一种或多种植物油作为所述溶剂(的一部分)可有助于减少或消除所述溶剂中有害的、不可再生的和/或昂贵的组分。实例为例如橄榄油、花生油、椰子油、菜籽(油菜籽)油、棕榈油或向日葵油。在一种实施方式中，所述溶剂包括花生油。在一种实施方式中，植物油占所述溶剂的至少50重量％，例如至少60重量％、至少80重量％、至少95重量％或100重量％。在一种实施方式中，所述组合物包括油(例如植物油)，其包括饱和脂肪和/或单-不饱和脂肪和/或多-不饱和脂肪。在一种实施方式中，所述组合物包括相对于油的总量具有5-30重量％的饱和组分、20-80重量％(例如50-80重量％)的单-不饱和组分和5-65重量％(例如5-35重量％)的多-不饱和组分的油。在一种实施方式中，所述溶剂具有良好的热稳定性。在一种实施方式中，所述溶剂表现出在从25℃至225℃的热重(TGA)测量(加热速率2℃/分钟；氮气气氛)中小于5％的重量损失。良好的热稳定性可容许在较高温度下加工(例如聚合物和溶剂的混配)，其可促进更快和/或更均匀的加工。在一种实施方式中，所述溶剂在25℃不是固体。在一种实施方式中，所述溶剂在25℃下为液体。在一种实施方式中，所述溶剂在25℃下为糊剂。使用液体或糊剂可有助于防止组合物脆化，其在一些实施方式中可具有加工优点(例如可避免较高的加工温度和/或可易于使所述组合物成形/伸长)。在一种实施方式中，所述组合物包括半结晶聚合物。在一种实施方式中，所述组合物包括选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁烯-1和聚(反式异戊二烯)。在一种实施方式中，所述组合物包括聚烯烃。在一种实施方式中，所述组合物包括聚乙烯。在一种实施方式中，所述组合物包括UHMW(超高分子量)聚乙烯。在一种实施方式中，所述聚合物包括共聚单体。在一种实施方式中，所述组合物包括相对于聚合物的总重量具有最高10重量％的、例如最高5重量％的共聚单体的聚合物。在一种实施方式中，所述聚合物具有至少0.5重量％的共聚单体。在一种实施方式中，所述共聚单体为α-烯烃共聚单体、例如具有最高20个碳原子、例如最高10个碳原子或最高5个碳原子的α烯烃共聚单体。在一种实施方式中，所述共聚单体选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基戊烯、1-己烯和1-辛烯。在一种实施方式中，所述组合物包括具有至少500kg/mol(例如至少1000kg/mol、至少2000kg/mol或至少4000kg/mol)的重均分子量的聚合物。在一种实施方式中，所述聚合物具有小于15000kg/mol(例如小于12000kg/mol、小于9000kg/mol或小于7000kg/mol)的重均分子量。在一种实施方式中，所述重均分子量在3000-8000kg/mol范围内。在一种实施方式中，所述重均分子量在3000-5000kg/mol范围内。在一种实施方式中，所述组合物包括具有至少0.15MPa、例如至少0.2MPa的伸长应力F(150/10)的聚烯烃。在一种实施方式中，所述伸长应力F(150/10)小于0.6MPa。在一种实施方式中，所述组合物相对于聚合物和溶剂的总重量包括5重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
组合物，包括聚合物和该聚合物的溶剂，其中‑所述聚合物具有至少0.15MPa的伸长应力F(150/10)，‑所述聚合物为聚烯烃，和‑所述组合物具有比所述聚合物的结晶温度低小于10℃的结晶温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.05 EP 14157941.7;2014.04.22 EP 14165490.51.组合物，包括聚合物和该聚合物的溶剂，其中-所述聚合物具有至少0.15MPa的伸长应力F(150/10)，-所述聚合物为聚烯烃，和-所述组合物具有比所述聚合物的结晶温度低小于10℃的结晶温度。2.权利要求1的组合物，其中所述溶剂包括植物油。3.根据权利要求1-2中任一项的组合物，其中所述溶剂在25℃为液体或糊剂。4.根据权利要求1-3中任一项的组合物，其中所述溶剂选自在25℃-250℃的TGA测量中呈现小于5重量％的重量减少的溶剂。5.根据权利要求1-4中任一项的组合物，其中所述聚合物具有至少0.2MPa的伸长应力F(150/10)。6.根据权利要求1-5中任一项的组合物，其中所述聚合物具有小于0.6MPa的伸长应力F(150/10)。7.根据权利要求1-6中任一项的组合物，其中所述聚合物具有至少2000kg/mol的重均分子量。8.根据权利要求1-7中任一项的组合物，其中所述聚合物具有小于15000kg/mol的重均分子量。9.根据权利要求1-8中任一项的组合物，其中所述聚合物具有小于10000kg/mol的重均分子量。10.根据权利要求1-9中任一项的组合物，其中所述聚合物为聚烯烃。11.根据权利要求1-10中任一项的组合物，其中所述聚合物为聚乙烯。12.根据权利要求1-11中任一项的组合物，其中所述聚合物相对于聚合物的总重量包含最高10重量％的共聚单体。13.根据权利要求1-12中任一项的组合物，其中所述聚合物相对于聚合物的总重量包含最高5重量％的共聚单体。14.根据权利要求1-13中任一项的组合物，其中所述聚合物包含具有最多20个碳原子的α-烯烃共聚单体。15.根据权利要求1-14中任一项的组合物，其中所述聚合物包含具有最多10个碳原子的α-烯烃共聚单体。16.根据权利要求1-15中任一项的组合物，其中所述聚合物包含具有最多5个碳原子的α-烯烃共聚单体。17.根据权利要求1-16中任一项的组合物，其中所述组合物相对于聚合物和溶剂的总重量包括至少10重量％的聚合物。18.根据权利要求1-17中任一项的组合物，其中所述组合物相对于聚合物和溶剂的总重量包括15-35重量％的聚合物。19.根据权利要求1-18中任一项的组合物，其中所述溶剂相对于溶剂的总重量包含至少50重量％的植物油。20.根据权利要求1-19中任一项的组合物，其中所述溶剂由一种或多种植物油组成。21.根据权利要求1-20中任一项的组合物，其中所述组合物由所述聚合物、所述溶剂和...

【专利技术属性】
技术研发人员：T特伍尔特，P史密斯，R沙勒，K费尔德曼，
申请(专利权)人：苏黎世联邦理工学院，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH