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本發(fā)明涉及聚烯烴組合物，其包含具有非常高模量的人造纖維素 纖維以改進(jìn)所述組合物的機(jī)械性能，同時(shí)保持低密度。本發(fā)明進(jìn)一步 涉及以溶液紡絲方法制備的且特別適合于所述組合物的具有非常高模 量的高度結(jié)晶人造纖維素纖維。本發(fā)明還涉及特別適合于制備所述組 合物的具有受控剪切強(qiáng)度和能量輸入的熔融混合方法。

現(xiàn)有技術(shù)

聚烯烴如聚乙烯和聚丙烯是用于各種應(yīng)用的重要的熱塑性材料， 但是當(dāng)要用于要求非常高模量和熱機(jī)械穩(wěn)定性的應(yīng)用時(shí)具有技術(shù)限 制。在此情況下，鑒于用增強(qiáng)劑在機(jī)械性能，例如模量、耐沖擊性和 有或者沒有施加負(fù)荷下的耐熱性方面可獲得的改進(jìn)，通常采用具有增 強(qiáng)劑的聚烯烴組合物。此類增強(qiáng)的聚烯烴組合物用于車輛部件、管子、 異型材、電氣和電子組件以及家庭用品。

常用的增強(qiáng)劑主要是無機(jī)性質(zhì)的，如玻璃纖維或薄片、滑石或硅 灰石粉末、天然或合成粘土。所有這些常用的無機(jī)增強(qiáng)劑的共有性能 是它們的密度顯著高于聚烯烴的密度的事實(shí)，這導(dǎo)致所增強(qiáng)的聚烯烴 組合物的密度增加。次于這一消極影響，無機(jī)增強(qiáng)劑還是不燃的，這 導(dǎo)致灰分和渣子在高能再循環(huán)過程中形成。另外，常用于聚烯烴改性 的玻璃和礦物纖維特別引起由增強(qiáng)聚烯烴組合物制備的模塑或擠塑部 件的表面外觀退化，而實(shí)際上所有無機(jī)增強(qiáng)劑引起所述部件的耐刮擦 性退化。與這些增強(qiáng)材料有關(guān)系的另一個(gè)問題是某些無機(jī)改性劑(如 玻璃纖維或硅灰石)的磨損性，而限制生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化設(shè)備的壽命。

因此希望找到不顯示這些缺點(diǎn)的其它適合的增強(qiáng)劑。有機(jī)纖維， 特別是纖維素性質(zhì)的有機(jī)纖維由于它們的低密度、完全可燃性和非熱 塑性而似乎是適合的。含纖維素纖維以改進(jìn)機(jī)械強(qiáng)度的熱塑性組合物 一般從科學(xué)文獻(xiàn)和專利獲知。它們可以大致分為三類：

類型1)含具有低預(yù)加工程度(僅機(jī)械處理)的天然纖維或顆粒 如木質(zhì)纖維、大麻、亞麻、黃麻、劍麻、木棉等的組合物。

類型2)含應(yīng)用于紙或卡紙工業(yè)的由熱機(jī)械或熱化學(xué)法制造的纖 維素纖維或應(yīng)用于人造纖維、酯或醚工業(yè)的溶解紙漿的組合物，其中 所述纖維可以來自各種源物質(zhì)(硬或軟木材、禾桿、草等)并且是未 漂白或漂白的。

類型3)含由紡絲方法制造的人造纖維素纖維的組合物，該纖維 素纖維同樣可以來自各種方法(直接溶劑紡絲、衍生物紡絲或復(fù)合物 紡絲，采用技術(shù)如濕法紡絲或干-濕法紡絲)。

在聚烯烴的情況下，類型1組合物例如在JP?60158236中進(jìn)行了 描述，其中要求了這樣一種樹脂組合物，其基于100pts.wt.總組合物 含有20-60wt％基于纖維狀纖維素的植物纖維和基于100pts.wt.總組 合物含有40-80wt％聚烯烴樹脂，該聚烯烴樹脂包括通過將羧酸或酸酐 添加到聚烯烴樹脂中而獲得的化學(xué)改性聚烯烴。此外，在US?4833181 中，描述了一種聚烯烴組合物，其包含(a)聚烯烴，(b)主要由纖 維素纖維組成的植物纖維和(c)選自金屬皂和胺類抗氧化劑、活性碳、 沸石和磷化合物的組合的除臭劑。盡管在這一區(qū)間有密集的開發(fā)工作， 但是出于許多原因包含天然纖維素纖維的聚烯烴組合物還未能獲得公 認(rèn)，這主要與這些纖維的有限的機(jī)械強(qiáng)度以及高的雜質(zhì)含量有關(guān)系。 在這些組合物中，這些因素導(dǎo)致機(jī)械性限制以及排放和氣味問題，基 本上不允許用于許多敏感的技術(shù)應(yīng)用如汽車內(nèi)部組件。此類排放問題 的實(shí)例例如由Espert等人(Polym.Degr.Stab.90/2005/555-62)列 出，其中頂部空間與一對(duì)氣相色譜和質(zhì)譜的組合用于這種分析。

基于聚烯烴的類型2組合物例如在EP?0008143?A1中進(jìn)行了描述， 其中涵蓋了從含30-70wt％聚烯烴和30-70wt％纖維素纖維的組合物制 造成形制品的方法，該聚烯烴是極性單體改性的高密度聚乙烯，該纖 維素纖維根據(jù)這一專利中的實(shí)施例是來自熱機(jī)械制造工藝的紙漿纖 維。用馬來酸酐在該聚烯烴熔點(diǎn)以上至少20℃的溫度下改性這些組合 物；所述方法號(hào)稱可適用于制造可以用于汽車工業(yè)的面板。Felix和 Gateholm(J.Appl.Polym.Sci.42/1991/609-20)描述了用馬來酸酐 接枝的PP共聚物改性的造紙纖維表面和這種處理對(duì)表面張力的影響； 這些纖維還描述用于注塑用的PP復(fù)合材料。雖然應(yīng)用于紙或卡紙工業(yè) 的由熱機(jī)械或熱化學(xué)法制造的纖維素纖維和溶解紙漿具有比天然纖維 更好的稠度，但是它們的長(zhǎng)度是有限的并且用于紙和卡紙工業(yè)的紙漿 特別是仍含有大量的半纖維素和木質(zhì)素，這同樣導(dǎo)致機(jī)械性限制以及 排放和氣味問題以及相關(guān)組合物的變色。

對(duì)于基于聚烯烴的類型3組合物，可以預(yù)期更好的機(jī)械性能和最 低的排放水平。例如，Westerlind等人(J.Appl.Polym.Sci. 29/1984/175-85)描述了高密度聚乙烯及其它聚合物與Rayon粘膠纖 維在模型裝備(單纖維牽出試驗(yàn))中的組合。使用相當(dāng)復(fù)雜的混合方 法，DE?19506083?A1描述了纖維素短纖維和聚丙烯短纖維的混合物并 用于制造復(fù)合半成品材料，該聚丙烯短纖維得自通過添加至多15％馬 來酸酐接枝聚丙烯到顆粒中而改性的聚丙烯。

與其它類型的人造纖維素纖維相比，由叔胺氧化物，例如N-甲基 嗎啉-N-氧化物(NMMO)水溶液紡絲的那些(通常稱為L(zhǎng)yocell方法) 具有高的機(jī)械強(qiáng)度，特別是非常高的比拉伸模量。一般小于0.08wt％ 的非常小的殘留木質(zhì)素含量和密實(shí)結(jié)構(gòu)是使得這些纖維特別適合于聚 烯烴組合物性能增強(qiáng)的額外因素。使用這類纖維用于改性聚烯烴的總 體構(gòu)思已經(jīng)由Karlsson等人進(jìn)行了描述(Polym.Compos. 17/1996/300-4)，它們?cè)诎ㄇ度牒蜖砍龅脑囼?yàn)中試驗(yàn)了作為低密度 聚乙烯增強(qiáng)材料的從NMMO溶液紡絲并用改進(jìn)粘附的特殊表面原纖化 改性的單再生纖維素纖維。最近，Borja等人 (J.Appl.Polym.Sci.101/2006/364-369)試驗(yàn)了作為聚丙烯均聚物 增強(qiáng)材料的具有1.3dtex.6mm長(zhǎng)度和未公開的機(jī)械性能的Lyocell 型短切纖維與0.5mm的漂白硬木紙漿纖維的比較。在雙螺桿擠出機(jī)上 以熔融混合方式制備了纖維濃度范圍為10-30wt％的組合物，其中任選 添加馬來酸酐和過氧化二枯基以改進(jìn)相容性和纖維粘附。在該二類纖 維之間沒有檢測(cè)到機(jī)械強(qiáng)度方面的明顯次序，由此，也沒有測(cè)定在熔 融混合之后的殘留纖維長(zhǎng)度以及分散的質(zhì)量。Borja等人使用的纖維 是由Lenzing?AG制備的。從文獻(xiàn)獲知，Lenzing?AG應(yīng)用WO?97/14829 中描述的方法。通過這種方法制備的纖維顯示稱作″自然卷曲″的性能， 這是指它們總是顯示某種卷邊并且它們的橫截面沿著整個(gè)纖維長(zhǎng)度不 是完全圓形的。當(dāng)與聚烯烴混合的同時(shí)，它們的計(jì)量和分散性能是差 的并因此產(chǎn)生具有低機(jī)械強(qiáng)度的配混物。

除了從叔胺氧化物水溶液紡絲的纖維素纖維以外，還存在其它顯 示高機(jī)械強(qiáng)度的人造纖維素纖維。它們可以從纖維素在所謂的離子液 體中的溶液紡絲(WO?03/029329，WO?06/108861)。另一類型是通過 像在粘液絲制造法中那樣但是應(yīng)用其它參數(shù)制造黃原酸纖維素而制備 的波里諾西克纖維(US?3,539,679)。又一類型是HWM纖維，它們也 是像在粘液絲制造法中那樣但是應(yīng)用不同參數(shù)制造黃原酸纖維素而制 備的(US?3,539,678)。

本發(fā)明的目的

因此，本發(fā)明的目的是提供聚烯烴組合物，它顯示機(jī)械性，尤其 是拉伸和沖擊性能的優(yōu)異平衡，同時(shí)保持低密度。優(yōu)選地，感觀性能 也應(yīng)該良好，即低的揮發(fā)物排放。優(yōu)選地，在注塑、吹塑和擠出中的 參照純聚烯烴的表面質(zhì)量也不應(yīng)該退化，并且優(yōu)選地，在燃燒或熱解 中的渣子狀殘余物的形成應(yīng)該盡可能地避免。這一目的通過在熔融配 混方法中將適合的聚烯烴樹脂與具有非常高模量的短切人造纖維素纖 維和適合的增容劑結(jié)合來達(dá)到。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供特別適合于制備所述組合物的具有受 控剪切強(qiáng)度和能量輸入的熔融混合方法。

發(fā)明簡(jiǎn)述

本發(fā)明通過提供如權(quán)利要求1所限定的聚合物組合物顯示上述第 一目的。優(yōu)選的實(shí)施方案描述在權(quán)利要求2-11中。本發(fā)明的第二個(gè)目 的規(guī)定在權(quán)利要求12中，優(yōu)選的實(shí)施方案描述在權(quán)利要求13-15中。 所述聚合物組合物用于制備擠出、注塑和吹塑制品，尤其是管子和配 件以及汽車及其它技術(shù)組件的用途限定在權(quán)利要求16和17中。本發(fā) 明的其它實(shí)施方案在說明書中進(jìn)行了描述并通過實(shí)施例進(jìn)行了舉例說 明。

本發(fā)明的詳細(xì)描述

本發(fā)明提供聚合物組合物，其包含：

A)聚烯烴樹脂，

B)2-50wt％高度結(jié)晶人造纖維素纖維，和

C)0.05-10wt％增容劑，其中所述高度結(jié)晶人造纖維素纖維是具有 至少35％的以廣角X射線衍射(WAXD)測(cè)定的結(jié)晶度和至少10GPa的 拉伸模量的纖維，所述組合物是以熔融混合方法制備的。所述組合物 另外可以任選地包含常用于聚烯烴穩(wěn)定化和性能增強(qiáng)的添加劑和改性 劑。下面進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的聚合物組合物的主要組分。

聚烯烴樹脂

聚烯烴樹脂選自聚乙烯或聚丙烯均聚或共聚物或兩者的混合物。 優(yōu)選地，聚烯烴樹脂是具有大于97％的全同立構(gòu)規(guī)整度IRτ和 0.1-100g/10min，優(yōu)選0.3-30g/10min的MFR(230℃/2.16kg)的高 度全同立構(gòu)聚丙烯均聚物?；蛘撸歉呖箾_聚丙烯組合物，它包括 嵌段共聚物、呈反應(yīng)器共混物以及通過配混制備的含其它聚合物如聚 乙烯均聚和共聚物或乙烯-丙烯橡膠的聚丙烯共混物形式的多相組合 物，所述高抗沖聚丙烯組合物包括2-50wt％，優(yōu)選10-30wt％的表示為 在+23℃下可溶于二甲苯的級(jí)分(二甲苯冷溶級(jí)分)含量的非晶含量并 具有0.1-100g/10min，優(yōu)選0.3-30g/10min的熔體流動(dòng)速率(MFR?230 ℃/2.16kg)。另外，，它可以是具有大于930kg/m3的密度和 0.1-100g/10min的熔體流動(dòng)速率(MFR?190℃/2.16kg)的聚乙烯均聚 或共聚物。

所提及的聚烯烴的適合的制備方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。為 了制備高度全同立構(gòu)聚丙烯均聚物，可以采用基于多相Ti/Mg型催化 劑(齊格勒/納塔型)或金屬茂(單中心)型催化劑的單或多級(jí)聚合方 法。通常將用助催化劑組分和控制所制備的聚合物的立構(gòu)規(guī)整度的至 少一種電子供體(內(nèi)和/或外電子供體，優(yōu)選至少一種外供體)補(bǔ)充所 述催化劑體系。適合的催化劑尤其在US?5,234,879、WO?92/19653、 WO?92/19658和WO?99/33843中進(jìn)行了公開，在此引入作為參考。助 催化劑通常是基于Al-烷基的化合物。優(yōu)選的外供體是已知的硅烷基 供體，例如二環(huán)戊基二甲氧基硅烷或環(huán)己基甲基二甲氧基硅烷。

可以通過將聚丙烯均聚物與沖擊改性劑如乙烯-丙烯橡膠或密度 小于920kg/m3的聚乙烯共聚物熔融混合制備高抗沖聚丙烯組合物， 在這種情況下，沖擊改性劑優(yōu)選將按5-50wt％，優(yōu)選10-30wt％的量添 加。根據(jù)本發(fā)明尤其優(yōu)選的是多相丙烯聚合物組合物，尤其是通過順 序聚合制備的反應(yīng)器共混物，它們可以描述為包含基體相和分散相的 丙烯聚合物，該基體相包含丙烯均聚物和/或含至少大約80wt％.丙烯 和至多20wt％乙烯和/或含4-12，優(yōu)選4-8個(gè)碳原子的其它α-烯烴的 丙烯共聚物，該分散相包含乙烯橡膠共聚物，該乙烯橡膠共聚物含 20wt％或更多乙烯和至多80wt％丙烯和/或含4-12，優(yōu)選4-8個(gè)碳原子 的其它α-烯烴?；w相的優(yōu)選的共聚單體是乙烯或1-丁烯，尤其是 乙烯，而分散相的優(yōu)選的共聚單體是丙烯。因此，分散相可以稱作乙 烯-丙烯橡膠(EPR)。

待根據(jù)本發(fā)明采用的高抗沖聚丙烯組合物的組成，即基體相和分 散相的相對(duì)量，和其其它性能，例如熔體流動(dòng)速率、共聚單體含量、 共聚單體分布、分子量分布等可以根據(jù)所需的終端應(yīng)用加以選擇。然 而，通常，基體相占多相組合物的50-98wt％且分散相占多相組合物的 2-50wt％。適合的范圍還要70-95，優(yōu)選75-85wt％基體相和5-30，優(yōu) 選15-25wt％分散相。分散相的量，即彈性體含量可以根據(jù)技術(shù)人員已 知的程序測(cè)定，例如測(cè)定在23℃下的二甲苯可溶級(jí)分。待根據(jù)本發(fā)明 采用的此類高抗沖共聚物的代表性實(shí)例在Borealis?TOy的歐洲專利申 請(qǐng)，例如EP?1354901?A1、EP?1344793?A1和EP?1702956?A2中進(jìn)行 了公開，在此引入作為參考。

聚乙烯均聚或共聚物通過單或多階段方法通過乙烯聚合使用α- 烯烴如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯作為密度調(diào)節(jié)用共聚單體制備。優(yōu)選 地，應(yīng)用其中可以在不同的聚合階段獨(dú)立地調(diào)節(jié)分子量和共聚單體含 量的多階段方法。不同階段可以在使用適合的稀釋劑的液相中和/或在 氣相中在40-110℃的溫度和10-100巴的壓力下進(jìn)行。此類聚合的適 合的催化劑是齊格勒型鈦催化劑或呈多相形式的單中心催化劑。這些 聚乙烯制備方法的代表性實(shí)例例如在EP?1655339?A1中進(jìn)行了描述。

高度結(jié)晶人造纖維素纖維

高度結(jié)晶人造纖維素纖維是具有至少35％的以廣角X射線衍射 (WAXD)測(cè)定的結(jié)晶度和至少10GPa，優(yōu)選至少15GPa的拉伸模量的 纖維。這些纖維的優(yōu)選的制備方法是直接溶劑干-濕法紡絲法。這種方 法可以是使用叔胺氧化物，例如N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)水溶 液作為溶劑的方法并且通常稱為L(zhǎng)yocell方法，所得的纖維具有 0.5-15dtex，優(yōu)選1-5dtex的滴定度。這些纖維優(yōu)選作為具有5-50 μm，優(yōu)選10-20μm直徑和2-10mm，優(yōu)選3-7mm長(zhǎng)度的短切纖維使用， 得到40-2000，優(yōu)選150-700的長(zhǎng)徑(L/D)比或各向異性因素。

此類纖維的適合的制備方法例如在WO?94/28220、US?5,362,867、 US?6,677,447和WO?97/47790中進(jìn)行了描述。

另一種適合的方法是使用所謂的″離子液體″溶劑的方法(WO 03/029329、WO?06/108861)。另一種適合的方法是所謂的波里諾西克 方法(US?3,539,679)和HWM(高潤(rùn)模量)粘液絲制造法(US?3,539,678)。

特別優(yōu)選的是未卷曲纖維。這是指它們是在沒有卷曲步驟的情況 下制備的，例如沒有與通常已知的填充器-盒卷邊方法或WO?97/14829 相當(dāng)?shù)墓に嚥襟E。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，這些未卷曲纖維可以更容易地添 加到聚烯烴熔體中并且更均勻地分散在該熔體中，而導(dǎo)致該化合物的 機(jī)械強(qiáng)度改進(jìn)。市售纖維是否是卷曲或未卷曲的可以通過使用光學(xué)顯 微鏡或WO?97/14829中明確描述的方法容易地測(cè)定。

增容劑

增容劑選自通過極性有機(jī)組分與聚烯烴樹脂或蠟的反應(yīng)性偶合制 備的極性改性聚烯烴。增容劑的典型實(shí)例是官能團(tuán)，尤其是羧酸基和/ 或羧酸酐基接枝的聚丙烯或聚乙烯均聚和/或共聚物。特征實(shí)例是馬來 酸酐或丙烯酸按0.1-10摩爾％，優(yōu)選0.5-5摩爾％的量接枝的聚丙烯。 這些添加劑可以按常規(guī)量使用并且這些量通常將與纖維素纖維含量成 比例。典型的量將是纖維素纖維的質(zhì)量含量的2-20％，優(yōu)選3-10％， 以wt％為單位。在2-50wt％的纖維素纖維含量的情況下，這是指 0.04-10wt％，優(yōu)選0.06-5wt％的增容劑量。

熔融混合方法

根據(jù)本發(fā)明的聚合物組合物可以通過在用于制備聚合物的適合的 熔融混合設(shè)備(尤其包括擠出機(jī)單螺桿擠出機(jī)以及雙螺桿擠出機(jī))內(nèi) 配混各組分來制備。其它適合的熔融混合設(shè)備包括行星式擠出機(jī)和單 螺桿共捏合機(jī)。機(jī)器構(gòu)造和工藝參數(shù)取決于待詳細(xì)配混的組分，但是 必須加以控制以滿足所添加的纖維素纖維的最終纖維長(zhǎng)度大于300μ m，優(yōu)選大于500μm。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)以及使增強(qiáng)聚烯烴組合物的變 色最小化，優(yōu)選保持混合方法中的熔融溫度等于或低于240℃，優(yōu)選 等于或低于220℃。減少纖維損傷的另一個(gè)措施是在擠出機(jī)的主料斗 下游使用側(cè)邊或頂部供料器來供給纖維素纖維。

可以通過與Gahleitner等人對(duì)無機(jī)增強(qiáng)聚丙烯配混物的情況描 述的程序(J.Appl.Polym.Sci.53/1994/283-289)類似的流變學(xué)測(cè) 量控制熔融混合方法的分散質(zhì)量。與高的最終纖維長(zhǎng)度相結(jié)合的良好 分散度導(dǎo)致由動(dòng)態(tài)-機(jī)械測(cè)量(ISO?6721-10-1999)測(cè)定的儲(chǔ)能模量 G′的二次平穩(wěn)狀態(tài)的出現(xiàn)。這種″網(wǎng)絡(luò)效果″可以通過G′和G″在低 頻下的比例表示；為了評(píng)價(jià)根據(jù)本發(fā)明的組合物的配混質(zhì)量，這種比 例在0.05rad/s下在230℃的溫度下進(jìn)行限定。良好的配混物發(fā)現(xiàn)在 這些條件下具有大于0.1的G′/G″比。

任選的添加劑和改性劑

任選添加的適合的添加劑和改性劑包括不超過5wt％的總含量的 加工、長(zhǎng)期熱和UV穩(wěn)定劑，成核劑，礦物填料等。

應(yīng)用

根據(jù)本發(fā)明的包含具有非常高模量的人造纖維素纖維的聚烯烴組 合物可以優(yōu)選用于制備擠出、注塑和吹塑制品，尤其是管子和配件以 及汽車及其它技術(shù)組件。

實(shí)施例

現(xiàn)將參照下面非限制性實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。

將表1指出的高度結(jié)晶人造纖維素纖維和增容劑與高全同立構(gòu)規(guī) 整度聚丙烯均聚物(HD601CF)和高抗沖丙烯乙烯共聚物(BG055AI) 配混。除了實(shí)施例1-6之外，還制備對(duì)比實(shí)施例2和3以證實(shí)根據(jù)本 發(fā)明的聚烯烴組合物的機(jī)械優(yōu)點(diǎn)，而對(duì)比實(shí)施例1等同于基礎(chǔ)聚合物 之一(BG055AI)。用所有制備的組合物的MFR和密度值補(bǔ)充了表1， 而表2提供了所述組合物的機(jī)械表征的結(jié)果。

使用PRISM?TSE?24雙螺桿擠出機(jī)制備所有組合物。對(duì)于實(shí)施例1 和2以及對(duì)比實(shí)施例3，使用所述機(jī)器的具有20∶1的L/D比(料筒長(zhǎng) 度除以螺桿直徑)的延長(zhǎng)料筒的變型，從而允許在螺桿構(gòu)造中具有三 組捏合段。對(duì)于實(shí)施例3-6以及對(duì)比實(shí)施例2，使用所述機(jī)器的具有 30∶1的L/D比的標(biāo)準(zhǔn)料筒長(zhǎng)度，從而允許螺桿構(gòu)造中存在兩組捏合段。 使用在擠出機(jī)主料斗下游的側(cè)邊供料器供給纖維素纖維。從表1可以 注意到，混合強(qiáng)度越低容許越高的最終纖維長(zhǎng)度。用180和220℃之 間的熔融溫度分布進(jìn)行熔融混合以限制纖維的變色。擠出之后是在環(huán) 境溫度以下的水浴中冷卻和凝固擠出物接著是絲條造粒。

組分：

·HD601CF(可從Borealis?Polyolefine?GmbH，Austria商購) 是具有8g/10min的MFR(230℃/2.16kg)和98％的測(cè)定為IRτ的全同 立構(gòu)規(guī)整度和905kg/m3的密度的聚丙烯均聚物。

·BG055AI(可從Borealis?Polyolefine?GmbH，Austria商購) 是成核化的高結(jié)晶度PP抗沖共聚物，它具有22g/10min的MFR(230 ℃/2.16kg)，由二甲苯可溶物(XS)含量測(cè)定的18wt％的彈性體含量 和902kg/m3的密度。

·Scona?TPPP?2112FA(可從Kometra?GmbH，Germany商購)是具 有5g/10min的MFR(190℃/2.16kg)和1.2摩爾％的MAH含量的馬來 酸酐(MAH)接枝PP均聚物。

·LC?H415?857(可從Lenzing?AG，Austria商購)是由Lyocell 方法制造的具有2.3dtex的滴定度(對(duì)應(yīng)于18μm的纖維直徑)和 5mm的長(zhǎng)度的短切非卷曲TENCEL纖維。在切割之前，根據(jù)Lenzing Standard?TIPQA?03/06在20GPa下測(cè)定纖維模量并且該纖維具有42％ 的WAXD結(jié)晶度。

·LC?H405?821(可從Lenzing?AG，Austria商購)是由Lyocell 方法制造的具有2.5dtex的滴定度(對(duì)應(yīng)于15μm的纖維直徑)和 3mm的長(zhǎng)度的短切非卷曲TENCEL纖維。在切割之前，根據(jù)Lenzing Standard?TIPQA?03/06在20GPa下測(cè)定纖維模量并且該纖維具有42％ 的WAXD結(jié)晶度。

·Luzenac?A7(可從Luzenac?SA，F(xiàn)rance商購)是噴射研磨滑石， 它具有7μm的頂部切割顆粒尺寸(95％顆粒小于該尺寸，根據(jù)ISO 787-7)和根據(jù)ISO?13317-1測(cè)定的2μm的重均顆粒尺寸。

·對(duì)比實(shí)施例3中使用的紙漿纖維是具有0.5mm重均長(zhǎng)度和15μ m的平均纖維直徑的常規(guī)木質(zhì)纖維素纖維。

下面試驗(yàn)方法用來測(cè)定表1和2中的材料的性能：

·熔體流動(dòng)速率(MFR)：根據(jù)ISO?1133在230℃下用2.16kg 的載荷測(cè)定。

·密度：根據(jù)ISO?1183對(duì)壓塑試樣測(cè)定。

·全同立構(gòu)規(guī)整度：丙烯聚合物的全同立構(gòu)規(guī)整度IRτ由紅外光 譜測(cè)定并如EP?0?277?514?A2第3頁(特別是第3欄37行至第4欄 30行)和第5頁(第7欄53行至第8欄11行)所述那樣計(jì)算。

·二甲苯可溶物(XS)含量：為了測(cè)定XS級(jí)分，在135℃下在攪 拌下將2.0g聚合物溶解在250ml對(duì)二甲苯中。在30±2min后，允許 該溶液在環(huán)境溫度下冷卻5min然后允許在23±0.5℃下沉降30min。 用紙濾器過濾該溶液到兩個(gè)100ml燒瓶中。中在氮?dú)饬髦袑⒌谝?00ml 燒瓶的溶液蒸發(fā)并在真空下在90℃下干燥殘留物直到達(dá)到恒重。然后 使用下面方程式計(jì)算二甲苯可溶物(XS)級(jí)分：

XS[％]＝(100×m1×v0)/(m0×v1)，

其中m0是初始聚合物量[g]，m1是殘余物的重量[g]，v0是初始體 積[ml]，v1是分析樣品的體積[ml]。

·纖維模量：根據(jù)Lenzing?Standard?TIPQA?03/06使用Vibrodyn 試驗(yàn)機(jī)在50mg預(yù)載荷下對(duì)干單纖維測(cè)定。

·R18-值：根據(jù)ISO?699-1982用氫氧化鈉水溶液測(cè)定。

·纖維結(jié)晶度：通過廣角X射線衍射測(cè)量術(shù)根據(jù)Ruland(Acta Crystallographica?14/1961/1180-1185)和Vonk(J.Appl. Crystallography?6/1973/148-152)測(cè)定纖維結(jié)晶度。

·在0.05rad/s和230℃下的模量比G′/G″：按動(dòng)態(tài)-機(jī)械模式和 板-板幾何結(jié)構(gòu)根據(jù)ISO?6721-10-1999從壓縮模塑板開始并使用從 400到0.001rad/s的頻率掃描進(jìn)行在230℃下在熔融狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)流 變學(xué)表征。該比例由在0.05rad/s的頻率下的儲(chǔ)能模量G′和損耗模 量G″計(jì)算。

·拉伸試驗(yàn)：所有參數(shù)根據(jù)ISO?527測(cè)定，如EN?ISO?1873-2所 述對(duì)4mm厚度的狗骨頭形狀注塑試樣測(cè)定。

·撓曲模量：根據(jù)ISO?178對(duì)80×10×4mm3的注塑試樣測(cè)定。標(biāo) 準(zhǔn)化模量計(jì)算為撓曲模量和密度的比例。

·卡畢沖擊強(qiáng)度：根據(jù)ISO?179?1eU對(duì)80×10×4mm3的注塑試樣 測(cè)定。

·熱撓曲溫度(HDT)：根據(jù)ISO?75?B在0.45MPa的載荷下對(duì) 80×10×4mm3的注塑試樣測(cè)定。

·揮發(fā)物含量(頂部空間分析)：根據(jù)VDA277在120℃下在5小 時(shí)的加熱時(shí)間下測(cè)定，用氣相色譜和質(zhì)譜的組合記錄排放物。僅記錄 總排放物，以μg碳/克樣品(μgC/g)為單位。

表1-實(shí)施例1-6和對(duì)比實(shí)施例1-3的組成、最終纖維素纖維長(zhǎng)度、 MFR和密度(增容劑類型：Scona?TPPP?2112?FA)

??編號(hào) ??基礎(chǔ)PP ??填料類型 ??數(shù)量 ??長(zhǎng)度 ??增容劑 ??MFR ??230℃ ??/2.16kg ??密度 ??- ??G’/G” ??0.05rad/s ??等級(jí) ??wt％ ??μm ??wt％ ??g/10min ??kg/m3 ??- ??EX1 ??HD601CF ??LC?H415?857 ??15 ??850 ??2.5 ??4.16 ??950 ??0.208 ??EX2 ??HD601CF ??LC?H405?821 ??15 ??660 ??2.5 ??3.87 ??950 ??0.220 ??EX3 ??BG055A1 ??LC?H405?821 ??15 ??2110 ??3 ??5.84 ??955 ??0.279 ??EX4 ??BG055A1 ??LC?H405?821 ??15 ??1790 ??3 ??7.55 ??955 ??0.233 ??EX5 ??BG055A1 ??LC?H415?857 ??10 ??2060 ??2.5 ??8.22 ??940 ??0.256 ??EX6 ??BG055A1 ??LC?H415?857 ??30 ??1620 ??4 ??4.85 ??996 ??0.311 ??CE1 ??BG055A1 ??無 ??0 ??- ??0 ??22 ??920 ??0.072 ??CE2 ??BG055A1 ??Luzenac?A7 ??15 ??- ??0 ??17.2 ??1040 ??0.085 ??CE3 ??BG055A1 ??紙漿纖維 ??15 ??150 ??2.5 ??7.2 ??950 ??0.098

表2-實(shí)施例1-6和對(duì)比實(shí)施例1-3的機(jī)械性能(n.d.-沒有測(cè)定)

從這些結(jié)果可以清楚地看出，根據(jù)本發(fā)明的包含具有非常高模量 的人造纖維素纖維的聚烯烴組合物表現(xiàn)出顯著改進(jìn)的機(jī)械性能，同時(shí) 保持低密度。更具體地說，可以看出，所述組合物的標(biāo)準(zhǔn)化撓曲模量 在所有情況下高于2500.103m2/s2并且熱撓曲溫度(HDT，ISO?75B) 在所有情況下大于120℃。此外發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例EX3和EX4的在頂部空 間試驗(yàn)中在120℃下測(cè)定的揮發(fā)物含量小于35μgC/g，因此低于對(duì)比 實(shí)施例CE1的50μgC/g的水平。