FI101716B - Compatible UHMWPE-PA blend - Google Patents

Compatible UHMWPE-PA blend Download PDF

Info

Publication number
FI101716B
FI101716B FI954414A FI954414A FI101716B FI 101716 B FI101716 B FI 101716B FI 954414 A FI954414 A FI 954414A FI 954414 A FI954414 A FI 954414A FI 101716 B FI101716 B FI 101716B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
copolymer
uhmwpe
polyamide
molecular weight
ultra
Prior art date
Application number
FI954414A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI954414A0 (en
FI954414A (en
FI101716B1 (en
Inventor
Veikko Komppa
Chunhai Qiu
Arto Sivola
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI954414A priority Critical patent/FI101716B1/en
Publication of FI954414A0 publication Critical patent/FI954414A0/en
Priority to AU21608/97A priority patent/AU2160897A/en
Priority to PCT/FI1997/000172 priority patent/WO1998041576A1/en
Publication of FI954414A publication Critical patent/FI954414A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI101716B publication Critical patent/FI101716B/en
Publication of FI101716B1 publication Critical patent/FI101716B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/02Ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/08Polymer mixtures characterised by other features containing additives to improve the compatibility between two polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0869Acids or derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

101716101716

Sopeutettu UHMWPE-PA-seos - Kompatibiliserad UHMWPE-PA-blandningAdapted UHMWPE-PA mixture - Kompatibiliserad UHMWPE-PA-blandning

Keksintö koskee teknistä muoviseosta, joka käsittää a) noin 50-90 paino-% polyamidia ja 5 b) noin 2-40 paino-% ultrasuurimolekyylistä polyeteeniä.The invention relates to a technical plastic composition comprising a) about 50-90% by weight of polyamide and b) about 2-40% by weight of ultra-high molecular weight polyethylene.

Teknisiä kestomuoveja käytetään monissa käyttökohteissa koneissa, laitteissa, autoissa ja vastaavissa, joissa tuotteelta edellytetään hyviä mekaanisia ominaisuuksia ja hyviä kulumisominaisuuksia. Lisäksi liikkuvilta osilta halutaan pientä kitkaa ja kulumaa sekä usein itsevoitelevuutta. Näissä käyttökohteissa käytetään yleisesti eri polyamidi- 10 laatuja. Polyamidit ovat polymeerejä, jotka sisältävät pääpolymeeriketjun oleellisina osina toistuvia amidiryhmiä -NHCO-. Polyamideja voidaan käyttää sellaisenaan, lisä-aineistettuina tai kuitulujitettuina. Lasikuitulujittamisella saavutetaan erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, vaikka tällöin osin menetetäänkin osa muovin hyvistä ominaisuuksista, kuten keveydestä ja iskulujuudesta.Technical thermoplastics are used in many applications in machines, equipment, automobiles and the like, where the product is required to have good mechanical properties and good wear properties. In addition, low friction and wear as well as often self-lubrication are desired for moving parts. Different grades of polyamide are commonly used in these applications. Polyamides are polymers that contain the repeating amide groups -NHCO- as essential parts of the main polymer chain. Polyamides can be used as such, with additives or fiber reinforced. Fiberglass reinforcement achieves excellent mechanical properties, although some of the good properties of the plastic, such as lightness and impact resistance, are lost.

15 Polyamideja on myös seostettu polyolefiineihin, jolloin on yritetty yhdistää polyamidien korkea vetolujuus, kulutuksen kestävyys, lämmönkestävyys ja helppo työs-tettävyys polyolefiinien korkeaan iskusitkeyteen ja kosteuden kestävyyteen. Julkaisussa Fairley, G. ja Prud'homme, R.E., Polvin, Eng. Sei. 27 (1987) 1495 on esitetty julkaisuja ja patentteja aina vuodesta 1960, jotka koskevat polyamidien ja polyole-_ · 20 fiinien seoksia. Julkaisussa Kim, B.K., Park, S. Y. ja Park, S.J., Eur, Polvin. J, 27 (1991) 349 on esitetty polyamidin ja polyeteenin seoksia, mm. polyamidi-6:n ja mata-• latiheyksisen polyeteenin, polyamidi-66:n ja korkeatiheyksisen polyeteenin sekä po- • · : lyamidien ja kemiallisesti modifioitujen polyeteenien seoksia sekä vastaavia sopeut- : teella yhteensopiviksi saatuja seoksia.Polyamides have also been blended with polyolefins, in an attempt to combine the high tensile strength, abrasion resistance, heat resistance and ease of machining of polyamides with the high impact toughness and moisture resistance of polyolefins. In Fairley, G. and Prud'homme, R.E., Polvin, Eng. Sci. 27 (1987) 1495 discloses publications and patents since 1960 for blends of polyamides and polyols. In Kim, B.K., Park, S. Y. and Park, S.J., Eur, Polvin. J, 27 (1991) 349 discloses blends of polyamide and polyethylene, e.g. blends of polyamide-6 and low density polyethylene, polyamide-66 and high density polyethylene, polyamides and chemically modified polyethylenes, and similar blend-compatible blends.

25 Usein kaksi polymeeriä on termodynaamisesti keskenään sekoittumattomia, mikä estää todellisen homogeenisen tuotteen aikaansaamisen. Tämä pätee erityisesti polaaristen polymeerien, kuten polyamidien, ja ei-polaaristen polymeerien, kuten polyolefii-nien, yhdistelmiin, koska komponenttien välillä ei tapahdu solvatoivaa vuorovaiku-:' tusta. Siten systeemi jakautuu kahteen erilliseen faasiin. Kahden faasin rajapinnalla ’ ‘ 30 vallitsevat olosuhteet johtavat usein ongelmiin. Tyypillisessä tapauksessa syntyy kor- : '·. · kea pintajännitys ja huono adheesio kahden faasin välille. Tällöin faasit pyrkivät erot- •; · ·; tumaan toisistaan, jolloin seoksen polymeerien hyvät ominaisuudet eivät yhdisty syn- .;. · tyvässä seoksessa.Often, the two polymers are thermodynamically immiscible with each other, which prevents a truly homogeneous product from being obtained. This is especially true for combinations of polar polymers, such as polyamides, and non-polar polymers, such as polyolefins, because there is no solvating interaction between the components. Thus, the system is divided into two separate phases. Conditions at the two-phase interface ‘’ 30 often lead to problems. In a typical case, a kor- '·. · High surface tension and poor adhesion between the two phases. In this case, the phases tend to •; · ·; the good properties of the polymers in the mixture are not combined. · In a thick mixture.

• · · '01716 2• · · '01716 2

Mikäli polaaristen polymeerien ja ei-polaaristen polymeerien välillä sen sijaan vallitsee alhainen pintajännitys ja voimakas adheesio, ne muodostavat hienojakoisen ja pysyvän dispersion, josta syntyy molempien komponenttien hyvät tai joskus jopa paremmat ominaisuudet omaava tuote.If, on the other hand, there is a low surface tension and strong adhesion between the polar polymers and the non-polar polymers, they form a finely divided and permanent dispersion which results in a product with good or sometimes even better properties of both components.

5 Kuten jo edellä mainittiin, pintajännitystä kahden polymeerifaasin välillä voidaan vähentää lisäämällä pintajännitystä alentavaa lisäainetta eli sopeutetta. Tyypillisiä so-peutteita ovat segmenttikopolymeerit eli möhkäle-ja/tai oksaskopolymeerit, joiden jotkin segmentit solvatoivat toista polymeerikomponenttia tai reagoivat sen kanssa ja toiset segmentit solvatoivat toista polymeerisegmenttiä tai reagoivat sen kanssa.As already mentioned above, the surface tension between the two polymer phases can be reduced by adding a surface tension reducing additive, i.e. an adjuster. Typical applications are block copolymers, i.e. block and / or graft copolymers, some segments of which solvate or react with another polymer component and others segment solvate or react with another polymer segment.

10 Polyamidien ja polyolefiinien yhteensopivuutta voidaan parantaa kopolymeereillä, joiden segmentit kykenevät fysikaaliseen tai kemialliseen vuorovaikutukseen poly-meeriseoksen komponenttien kanssa. Julkaisussa Chen, C.C. ja White, J.L., Polvm. Eng. Sei. 33 (1993) 923 ehdotetaan, että polyamidi-6:n ja korkeatiheyksisen polyetee-nin binaariseoksen sopeutteena käytettäisiin sinkillä osittain neutraloitua eteenin ja 15 metakryylihapon satunnaiskopolymeeriä, maleiinianhydridin oksaskopolymeeriä pro-peenin kanssa tai maleiinianhydridin oksaskopolymeeriä styreenin ja hydratun buta-dieenin kanssa. Mainitut kopolymeerisopeutteet olivat suunnilleen yhtä tehokkaita ja muita kokeiltuja sopeutteita tehokkaampia.The compatibility of polyamides and polyolefins can be improved by copolymers whose segments are capable of physical or chemical interaction with the components of the polymer blend. In Chen, C.C. and White, J.L., Polvm. Eng. Sci. 33 (1993) 923, it is proposed to use a zinc partially neutralized random copolymer of ethylene and methacrylic acid, a graft copolymer of maleic anhydride with a propylene hydrophenic acid with a propylene of maleic anhydride. Said copolymer adapters were approximately as effective and more effective than the other adapters tested.

Kirjallisuudesta löytyy myös todisteita siitä, että maleiinianhydridimodifioidut kopo-20 lymeerit reagoivat polyamidin kanssa ja ovat solvatoivassa vuorovaikutuksessa poly-olefiinin kanssa.There is also evidence in the literature that maleic anhydride-modified copolymers react with polyamide and interact solvatively with the polyolefin.

' Julkaisussa Willis, J.M. ja Favis B.D., Polvm. Eng, Sei. 28 (1988) 1416 osoitetaan, • · että lisättäessä 5 paino-% sopeutetta polyamidin ja polypropeenin tai polyamidin ja •j polyeteenin seoksiin dispergoituneen polymeerikomponentin hiukkaskoko pienenee ja ···[ 25 tasoittuu huomattavasti. Tämä osoittaa sen, että sekä polyamidifaasi että polyolefiini- • · · ··: · faasi ovat sulatyöstölaitteessa sulassa tilassa ja pystyvät nesteiden tavoin dispergoitu- : maan toisiinsa. Mikäli toinen polymeerikomponentti olisi sulatyöstölaitteessa kiinte ässä olomuodossa, partikkelikoko ja sen jakautuma pysyisivät sopeutteen lisäyksestä : huolimatta samana.In Willis, J.M. and Favis B.D., Polvm. Eng, Sci. 28 (1988) 1416 shows that when a 5% by weight of additive is added to a mixture of a polymer component dispersed in polyamide and polypropylene or polyamide and polyethylene mixtures, the particle size is reduced and smoothed considerably. This indicates that both the polyamide phase and the polyolefin phase are in a molten state in the melt processing device and are able to disperse with each other like liquids. If the second polymer component were in a solid state in the melt processing machine, the particle size and its distribution would remain the same with the addition of the adapter:.

• · · · • · · * 30 Julkaisussa Raval, H., Singh, Y.P., Mehta, M.H. ja Devi, S., Polvm. Intern. 26 (1991) t < · :: : 105 tutkitaan polyamidi-6:n ja matalatiheyksisen polyeteenin sopeuttamista oksasko- polymeerillä, jonka makromolekyylit muodostuvat pääketjusta, joka on matalatiheyk- , · ·. sistä polyeteeniä, ja pääketjuun kytketystä sivuketjusta, joka on butyyliakrylaatin ja ‘ . maleiinianhydridin kopolymeeri.• · · · • · · * 30 In Raval, H., Singh, Y.P., Mehta, M.H. and Devi, S., Polvm. Intern. 26 (1991) t <· ::: 105 investigates the adaptation of polyamide-6 and low density polyethylene with a graft copolymer whose macromolecules consist of a backbone of low density. polyethylene, and a main chain-linked side chain of butyl acrylate and ‘. copolymer of maleic anhydride.

• · 3 ^01716• · 3 ^ 01716

Julkaisussa Kim, B.K., Park, S.Y. ja Park, S.J., Eur. Polym. J. 27 (1991) 349 tutkittiin polyamidi-6:n, korkeatiheyksisen polyeteenin ja sellaisen oksaskopolymeerin seosta, jonka makromolekyylit muodostuvat polyeteenipääketjuun kytketystä maleiinianhyd-ridisivuketjusta.In Kim, B.K., Park, S.Y. and Park, S.J., Eur. Polym. J. 27 (1991) 349 studied a mixture of polyamide-6, a high density polyethylene and a graft copolymer whose macromolecules consist of a maleic anhydride side chain linked to a polyethylene backbone.

5 Julkaisussa Holsti-Miettinen, R. ja Seppälä, J., Polym. Eng. Sei. 32 (1992) 868 tutkittiin mm. sellaisia polyamidin ja polypropeenin seoksia, johon oli lisätty oksasko-polymeeria, jonka makromolekyylit muodostuvat polypropeenipääketjuun kytketyistä maleiinianhydridisivuketjuista tai styreeni-eteeni-butadieeni-styreeni-möhkäleketjuun kytketyistä maleiinihapposivuketjuista.5 In Holsti-Miettinen, R. and Seppälä, J., Polym. Eng. Sci. 32 (1992) 868 were studied e.g. mixtures of polyamide and polypropylene to which a graft polymer has been added, the macromolecules of which consist of maleic anhydride side chains connected to the polypropylene backbone or maleic acid side chains connected to the styrene-ethylene-butadiene-styrene block chain.

10 CA-118:170387 esittää liukuainetta, jossa on ultrasuurimolekyylistä polyeteeniä ja maleiinianhydridimodifioitua polyeteeniä. Kun tällainen aine lisätään polyamidiin, saatava tekninen muoviseos sisältää 90 % polyamidia ja 10 % liukuainetta.CA-118: 170387 discloses a lubricant comprising ultra-high molecular weight polyethylene and maleic anhydride modified polyethylene. When such a substance is added to polyamide, the resulting technical plastic mixture contains 90% polyamide and 10% lubricant.

Kuten edellisestä ilmenee, tähän asti on tutkittu polyamidien seoksia sekä matalati-heyksisen polyeteenin, korkeatiheyksisen polyeteenin että polypropeenin kanssa.As can be seen from the foregoing, blends of polyamides with both low density polyethylene, high density polyethylene and polypropylene have been studied to date.

15 Koska tavalliset polyamidilaadut ja tavalliset polyolefiinilaadut ovat helposti työstettävissä termoplastisilla sulatyöstömenetelmillä, kuten ruiskupuristuksella, puhallusmuovauksella, lämpömuovauksella tai suulakepuristuksella, on syntynyt kaksi sulaa faasia, jotka sopeutteen ansiosta ovat dispergoituneet toisiinsa tasaisesti ja muodostaneet tuotteita, joissa yhdistyvät polyamidin ja polyolefiinin hyvät ominaisuudet.15 Since ordinary polyamide grades and ordinary polyolefin grades can be easily processed by thermoplastic melt processing methods such as injection molding, blow molding, thermoforming or extrusion, two molten phases have been formed which, due to the modulation, are well dispersed and formed into polyamide products.

,:. 20 Sen sijaan polyamidin ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin seoksia ei ole voitu so- ’ ' t peuttaa edellä mainitulla tavalla. Ultrasuurimolekyylinen polyeteeni (UHMWPE) on nimittäin korkeatiheyksinen polyeteeni, jonka moolimassa on vähintään 3x10^. Kun • · ·; tavallisen korkeatiheyksisen polyeteenin moolimassa on harvoin yli 50 000, ultra- · · · suurimolekyylisen polyeteenin moolimassa on ASTM:n määritelmän mukaan niinkin : 25 suuri kuin 3x10^ - 6x10^ (ASTM D 4020).,:. 20 On the other hand, blends of polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene have not been able to be modified as mentioned above. Namely, ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is a high density polyethylene with a molecular weight of at least 3x10 4. When • · ·; the molecular weight of ordinary high density polyethylene is rarely more than 50,000, the molecular weight of ultra- · · · high molecular weight polyethylene is as defined by ASTM as: 25 as high as 3x10 ^ - 6x10 ^ (ASTM D 4020).

• · · Äärimmäisen korkeasta moolimassastaan johtuen ultrasuurimolekyylinen polyeteeni ei ole työstettävissä termoplastisilla sulatyöstömenetelmillä, kuten ruiskupuristuksella, puhallusmuovauksella, lämpömuovauksella tai suulakepuristuksella. Pitkäketjuiset molekyylit eivät pehmene eivätkä valu niin kuin kestomuovien molekyylit. Ultrasuu-30 rimolekyylisen polyeteenin sulatyöstettävyyden puuttumisen vuoksi sen suladisper-’ ·] goimista polyamidiin on tähän asti pidetty mahdottomana. Julkaisuissa Gabriele, :'·.· M.C., Plastics Technol. 36 (1990) 5, 25 ja Williams, M. A., Bauman, B.D. ja Thomas, • D.A., Polym. Eng. Sei. 31 (1991) 992 on yritetty parantaa ultrasuurimolekyylisen po- .;. · lyeteenin yhteensopivuutta polyamidien kanssa modifioimalla sen pintaa kaasukäsit- 35 telyllä. Tällainen kaasukäsittely ei kuitenkaan aikaansaa sulakäsiteltävyyttä eikä siten tasaista dispergoitumista polyamidifaasiin.• · · Due to its extremely high molecular weight, ultra-high molecular weight polyethylene cannot be processed by thermoplastic melt processing methods such as injection molding, blow molding, thermoforming or extrusion. Long-chain molecules do not soften or flow like thermoplastic molecules. Due to the lack of melt processability of ultrasonic molecular polyethylene, its melt dispersion in polyamide has hitherto been considered impossible. In Gabriele,: '·. · M.C., Plastics Technol. 36 (1990) 5, 25 and Williams, M. A., Bauman, B.D. and Thomas, • D.A., Polym. Eng. Sci. 31 (1991) 992 attempts have been made to improve the ultra-high molecular weight. · Compatibility of lethylene with polyamides by modifying its surface by gas treatment. However, such gas treatment does not provide melt processability and thus uniform dispersion in the polyamide phase.

101716 4101716 4

Edellä mainitun teknisen opetuksen perusteella ultrasuurimolekyylinen polyeteeni pystyy siis vain toimimaan metallijauheen tavoin täyteaineena polyamidin joukossa. Ks. Buett., J.H. ja Allen, C., Tribology International, 25 (1992) 4, 237-246.Thus, based on the above-mentioned technical teaching, ultra-high molecular weight polyethylene can only act as a metal powder as a filler among polyamide. See. Buett., J.H. and Allen, C., Tribology International, 25 (1992) 4, 237-246.

Polyamidien ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin yhteensopivien seosten aikaan-5 saamiseen liittyvät seuraavat ongelmat: a) Moolimassan vaikutusThe following problems are associated with the provision of compatible blends of polyamides and ultra-high molecular weight polyethylene: a) Molecular weight effect

Yleensä ultrasuurimolekyylisen polyeteenin moolimassa ylittää 3x10^, joka on paljon korkeampi kuin polyamidin ja potentiaalisten sopeutteiden moolimassat. Kun ottaa huomioon sen alalla yleisesti tunnetun periaatteen, että peruspolymeerin molekyylit 10 pyrkivät sulkemaan pois erilaiset molekyylit ja jopa erikokoiset mutta saman tyyppiset molekyylit, tämä tendenssi korostuu erityisesti, kun kysymyksessä ovat äärimmäisen erikokoiset molekyylit. Ks. Markham, R.L., Adv. Polym. Technol, 10 (1990) 231.In general, the molecular weight of ultra-high molecular weight polyethylene exceeds 3x10 4, which is much higher than the molecular weights of polyamide and potential adapters. Given the principle well known in the art that molecules of the base polymer 10 tend to exclude different molecules and even molecules of different sizes but of the same type, this tendency is particularly pronounced in the case of molecules of extremely different sizes. See. Markham, R.L., Adv. Polym. Technol, 10 (1990) 231.

b) Sulaviskositeetin vaikutusb) Effect of melt viscosity

Peruskomponenttien viskositeettisuhde työstölämpötilassa vaikuttaa ratkaisevasti syn-15 tyvän seoksen morfologiaan. Ks. edellinen viite. Kun tiedetään, ettei ultrasuurimolekyylinen polyeteeni ole lainkaan sulatyöstettävissä, suladispergointi tuntuu mahdottomalta.The viscosity ratio of the basic components at the processing temperature has a decisive effect on the morphology of the resulting mixture. See. previous reference. When it is known that ultra-high molecular weight polyethylene is not melt processable at all, melt dispersion seems impossible.

c) Polaarisuuden vaikutus " ". Tiedetään, että polyamidi on polaarinen polymeeri ja että ultrasuurimolekyylinen po- 20 lyeteeni on ei-polaarinen polymeeri. Näiden eri polaarisuuksien vuoksi on hyvin vai- • ·: keaa aikaansaada dispergoitumista polyamidin ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin seoksiin. Polyamidin ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin välinen adheesio on myös • · i vähäinen, joten niiden seoksesta on vaikeaa saada kompaktia ja mekaanisesti vahvaa.(c) Effect of polarity ". It is known that polyamide is a polar polymer and that ultra-high molecular weight polyethylene is a non-polar polymer. Due to these different polarities, it is very difficult to achieve dispersion in mixtures of polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene. The adhesion between polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene is also low, making it difficult to obtain a compact and mechanically strong mixture.

• · · • · · • · «• · · • · · • «

Kuten edellisestä ilmenee, polyamidien ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin sopeut-<.f.< 25 tamiseen ja suladispergointiin liittyviä ongelmia ei ole tähän asti kyetty ratkaisemaan.As can be seen from the above, the problems associated with the adaptation and melt dispersion of polyamides and ultra-high molecular weight polyethylene have not yet been solved.

Kun vielä tiedetään, että ultrasuurimolekyylisellä polyeteenillä on erittäin hyvät tek- • · · *\ * nisen muovin ominaisuudet, kuten alhainen kuluminen, hyvät liukuominaisuudet, erit- : täin hyvä lovi-iskulujuus ja kemikaalien kestävyys, olisi erityisen toivottavaa aikaan- : ‘‘: saada sen seos polyamidin kanssa, jossa seoksessa mainitut ominaisuudet yhdistyisi-While it is still known that ultra-high molecular weight polyethylene has very good properties of technical plastic, such as low wear, good sliding properties, very good notch impact strength and chemical resistance, it would be particularly desirable to provide: to obtain a blend of it with a polyamide in which the properties mentioned in the blend

• | I• | I

\ 30 vät aiemmin esitettyihin polyamidin hyviin ominaisuuksiin.\ 30 to the good properties of polyamide presented above.

« · · • · « ‘ · · · ‘ Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on ratkaista edellä esitetyt ongelmat ja aikaan saada entistä parempi tekninen muoviseos, joka käsittää polyamidia ja ultrasuurimole- 101716 5 kyylistä polyeteeniä. Keksinnölle on siten pääasiassa tunnusomaista, mitä sanotaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. On siis oivallettu, että tekninen muovi-seos, joka käsittää 5 a) noin 50-90 paino-% polyamidia, ja b) noin 2-40 paino-% ultrasuurimolekyylistä polyeteeniä, on suladispergoitavissa ja muovattavissa ominaisuuksiltaan ylivoimaiseksi tekniseksi muoviseokseksi, mikäli se käsittää ultrasuurimolekyylisen polyeteenin sulatyöstettä-vyyttä sekä polyamidin ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin välistä yhteensopivuut-10 ta parantavana komponenttina: c) noin 0,1-30 paino-% kopolymeeria, jonka makromolekyylit käsittävät: i) C2-C8-alkyleenitoistoyksiköitä, ii) karboksyyliryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältäviä C2-C6-alkyleeni-toistoyksiköitä ja, edullisesti, 15 iii) Cg-C i Q-aralkyleenitoistoyksiköitä kuten styreeniyksiköitä.The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an improved technical plastic mixture comprising polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene. The invention is thus mainly characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1. It is thus realized that a technical plastic composition comprising 5 a) about 50-90% by weight of polyamide, and b) about 2-40% by weight of ultra-high molecular weight polyethylene can be melt dispersible and molded into a superior technical plastic composition if it comprises ultra-high molecular weight polyethylene. as a component for improving the melt processability of polyethylene and the compatibility between polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene: c) about 0.1-30% by weight of a copolymer whose macromolecules comprise: i) C2-C8 alkylene repeating units, ii) carboxyl group or carboxyl derivatives C 6 alkylene repeating units and, preferably, iii) C 8 -C 10 aralkylene repeating units such as styrene units.

Vaikka edellä mainitun tyyppisiä kopolymeerejä on käytetty polyamidien ja normaalikokoisia molekyylejä omaavien polyeteenien yhteensopivuutta parantavana komponenttina, oli täysin yllättävää, että se samalla toimi ultrasuurimolekyylisen polyetee-20 nin sulatyöstettävyyttä ratkaisevasti parantavana aineena eli työstönapuaineena ja siten mahdollisti erinomaisia ominaisuuksia omaavan uudentyyppisen teknisen muovin valmistamisen.Although copolymers of the above type have been used as a component for improving the compatibility of polyamides with polyethylenes of normal size, it was quite surprising that it also acted as a crucial melt processability enhancer of ultra-high molecular weight polyethylene,

Vaikka keksinnön mukaisen teknisen muoviseoksen kopolymeerikomponentin (c) pi- • · ·; 25 toisuus voi suuresti vaihdella, on edullista, mikäli muoviseos käsittää noin 1-15 • · · · paino-%, edullisemmin 2-10 paino-% ja edullisimmin noin 3-8 paino-% mainittua • * : kopolymeeria (c). Sana "käsittää" tarkoittaa tässä julkaisussa samaa kuin englannin sana "comprise" eli seos voi sisältää muitakin komponentteja kuin sanan "käsittää" tarkoittaman komponentin. Ks. Grubb, B.W., Patents In Chemistry and Technology, 30 Clarendon Press, Oxford (1986) 220.Although the copolymer component (c) of the technical plastic composition according to the invention pi- • · ·; The content can vary widely, it is preferred that the plastic composition comprises about 1-15% by weight, more preferably 2-10% by weight and most preferably about 3-8% by weight of said copolymer (c). The word "comprising" in this publication means the same as the English word "comprise", i.e. the mixture may contain components other than the component referred to by the word "comprising". See. Grubb, B.W., Patents In Chemistry and Technology, 30 Clarendon Press, Oxford (1986) 220.

.. Keksinnön mukainen tekninen muoviseos käsittää siis kopolymeeriä (c), jonka mak- • · *· ] romolekyyleissä on ainakin kahden tyyppisiä toistoyksiköitä. Toinen niistä eli C2-C8- • * alkyleenitoistoyksiköt (i) ovat siis kaksiarvoisia tyydytettyjä alifaattisia hiilivety-yksiköitä (-yleeni, ks. Römpps Chemie-Lexicon, 8. painos (1988), 6. osa, s. 4666), .... 35 joiden on arveltu olevan vuorovaikutuksessa ultrasuurimolekyylisen polyeteenin .;. * molekyylien kanssa. Mainitut C2-Cg-alkyleenitoistoyksiköt voivat olla peräisin hyvin 101716 6 erityyppisistä monomeereistä, kuten dieenimonomeereistä, jotka on hydrattu alky-leenitoistoyksiköiksi, tai yhden tai useamman tyyppisestä olefiinimonomeeristä, joka on suoraan polymeroitu mainituiksi C2-Cg-alkyleenitoistoyksiköiksi (i)... The technical plastic composition according to the invention thus comprises a copolymer (c) whose macromolecules have at least two types of repeating units. The other of these, i.e. the C2-C8- • * alkylene repeating units (i), are thus divalent saturated aliphatic hydrocarbon units (-ylene, see Römpps Chemie-Lexicon, 8th edition (1988), part 6, p. 4666), .. .. 35 which are thought to interact with ultra-high molecular weight polyethylene.;. * with molecules. Said C2-C8 alkylene repeating units may be derived from very different types of monomers, such as diene monomers hydrogenated to alkylene repeating units, or from one or more types of olefin monomers directly polymerized to said C2-C8 alkylene repeating units.

On kuitenkin edullista, mikäli mainitun kopolymeerin (c) makromolekyylien C2-C8-5 alkyleenitoistoyksiköt (i) ovat C2-C6-olefiinin toistoyksiköitä. Tällaisia toistoyksi-köitä ovat esim. eteeni, propeeni, 1-buteeni, 4-metyylipent-l-eeni, 3-metyylibut-l-eeni, 4,4-dimetyylipent-l-eeni ja vinyylisykloheksaani. On kuitenkin edullisinta, mikäli mainitun kopolymeerin (c) makromolekyylien C2-Cg-alkyleeniyksiköt (i) ovat C2-C3-olefiinin toistoyksiköitä, kuten eteenin ja/tai propeenin toistoyksiköitä.However, it is preferable that the alkylene repeating units (i) of the macromolecules C2-C8-5 of said copolymer (c) are repeating units of a C2-C6 olefin. Such repeat units include, for example, ethylene, propylene, 1-butene, 4-methylpent-1-ene, 3-methylbut-1-ene, 4,4-dimethylpent-1-ene and vinylcyclohexane. However, it is most preferred if the C2-C8 alkylene units (i) of the macromolecules of said copolymer (c) are C2-C3 olefin repeat units, such as ethylene and / or propylene repeat units.

10 Keksinnön mukaisen teknisen muoviseoksen mainitun kopolymeerin (c) makromolekyylit sisältävät toisena toistoyksikkötyyppinä karboksyyliryhmän tai karboksyyli-johdannaisryhmän sisältäviä C2-C6-alkyleenitoistoyksiköitä. Nämä toistoyksiköt muodostuvat siis bifunktionaalisesta tyydytetystä alifaattisesta hiilivetyryhmästä, jossa on yksi tai useampi karboksyyliryhmä eli ryhmä -COOH tai karboksyyliryhmän 15 jokin johdannaisryhmä, kuten anhydridi-, esteri-, suola- tai amidiryhmä. On arveltu, että mainittujen toistoyksikköjen karboksyyliryhmä tai karboksyylijohdannaisryhmä on vuorovaikutuksessa teknisen muoviseoksen polyamidikomponentin kanssa, jopa siten, että se joissakin tapauksissa reagoi polyamidin kanssa.The macromolecules of said copolymer (c) of the technical plastic composition according to the invention contain, as a second type of repeating unit, C2-C6 alkylene repeating units containing a carboxyl group or a carboxyl derivative group. These repeat units thus consist of a bifunctional saturated aliphatic hydrocarbon group having one or more carboxyl groups, i.e. a group -COOH, or a derivative group of a carboxyl group, such as an anhydride, ester, salt or amide group. It has been speculated that the carboxyl group or carboxyl derivative group of said repeat units interacts with the polyamide component of the engineering plastic mixture, even so that in some cases it reacts with the polyamide.

20 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mainitun kopolymeerin (c) makromolekyylien karboksyyliryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältävät C2-C6-alkyleeni-toistoyksiköt (ii) ovat mainitun polyamidin kanssa reaktiivisia toistoyksiköitä ja edul- • : lisesti polyamidin pääteaminoryhmien kanssa reaktiivisia toistoyksiköitä. Tällainen : : karboksyyliryhmän tai -johdannaisryhmän sisältävä toistoyksikkö syntyy, kun tyy- li* 25 dyttämätön karboksyylihappo tai sen johdannainen polymeroidaan.According to one embodiment of the invention, the C2-C6 alkylene repeating units (ii) containing a carboxyl group or a carboxyl derivative group of the macromolecules of said copolymer (c) are repeating units reactive with said polyamide and preferably reactive repeating units with polyamine terminal amino groups. Such a:: a repeating unit containing a carboxyl group or a derivative group is formed when a non-stylized carboxylic acid or a derivative thereof is polymerized.

• · · • · · · : Kuten mainittiin, keksinnön mukaisen muoviseoksen kopolymeerin (c) makromole- : *: ’: kyylien karboksyyliryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältävät C2-C6-alky- leenitoistoyksiköt (ii) voivat suuresti vaihdella. On kuitenkin edullista, mikäli maini- : 30 tut toistoyksiköt (ii) ovat etyleenisesti tyydyttämättömän C3-Cg-mono-tai-dikarbok- • · · ‘.‘.V syylihapon tai sen johdannaisen toistoyksiköitä. Käyttökelpoisista C3-Cg-monokarb- oksyylihapoista mainittakoon akryylihappo, metakryylihappo ja etakryylihappo ja :·' C3-Cg-monokarboksyylihappojohdannaisista mainittakoon niiden esterit, kuten met- yyliakiylaatti, metyylimetakrylaatti, etyyliakrylaatti, etyylimetakrylaatti, metyyli- . ·«·. 35 etakrylaatti ja etyylietakrylaatti. Muita toistoyksiköitä (ii) muodostavia C3 -Cg- • « · ] . monokarboksyylihappojohdannaisia ovat suolat, kuten sinkkisuola. Mainituista • · 101716 7 toistoyksiköistä (ii) joissakin voi olla karboksyyliryhmiä ja joissakin karboksyyli-johdannaisryhmiä. Myös amidiryhmät voivat tulla kysymykseen.As mentioned, the C2-C6 alkylene repeating units (ii) of the copolymer (c) of the plastic mixture according to the invention containing a macromolecular or carboxyl derivative group of the alkyls (ii) can vary widely. However, it is preferable that said repeat units (ii) are repeat units of ethylenically unsaturated C 3 -C 8 mono- or dicarboxylic acid or a derivative thereof. Useful C3-C8 monocarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid and ethacrylic acid, and: C3-C8 monocarboxylic acid derivatives include esters such as methyl acylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl acrylate. · «·. 35 ethacrylate and ethyl ethacrylate. C3 -C8- • «·] forming other repeat units (ii). monocarboxylic acid derivatives are salts such as the zinc salt. Of said repeating units (ii), some may have carboxyl groups and some may have carboxyl derivative groups. Amide groups may also be considered.

Keksinnön mukaisen muoviseoksen kopolymeerin (c) makromolekyylien karboksyyli-ryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältävät C2-C6-alkyleenitoistoyksiköt (ii) 5 voivat myös olla C3-Cg-dikarboksyylihapon tai sen johdannaisen toistoyksiköitä. Tyypillisiä käyttökelpoisia C3-C8-dikarboksyylihappoja ovat maleiinihappo, fumaa-rihappo, itakonihappo (metyleenimeripihkahappo), mesakonihappo (metyylifumaari-happo) ja sitrakonihappo (metyylimaleiinihappo). Mainitut toistoyksiköt (ii) voivat myös perustua C3-Cg-dikarboksyylihapon johdannaisiin, kuten estereihin ja suoloi-10 hin. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan kopolymeerin (c) makromolekyylien mainitut toistoyksiköt (ii) ovat C3-Cg-dikarboksyylihappojen anhydridejä, kuten maleiinihappoanhydridi tai sitrakonihappoanhydridi (metyylimaleiinihappoanhydri-di). Erityisen edullinen karboksyyliryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältävä Ci-Cö-alkyleenitoistoyksikkö (ii) on maleiinihappoanhydridin toistoyksikkö.The C2-C6 alkylene repeating units (ii) 5 containing the carboxyl group or carboxyl derivative group of the macromolecules of the copolymer (c) of the plastic composition of the invention may also be repeating units of a C3-C8 dicarboxylic acid or a derivative thereof. Typical useful C3-C8 dicarboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid (methylenuccinic acid), mesaconic acid (methyl fumaric acid) and citraconic acid (methylmaleic acid). Said repeating units (ii) may also be based on C3-C8 dicarboxylic acid derivatives such as esters and salts. According to a preferred embodiment, said repeating units (ii) of the macromolecules of the copolymer (c) are anhydrides of C3-C8 dicarboxylic acids, such as maleic anhydride or citraconic anhydride (methylmaleic anhydride). A particularly preferred C 1 -C 6 alkylene repeating unit (ii) containing a carboxyl group or a carboxyl derivative group is a maleic anhydride repeating unit.

15 Kuten edellä mainittiin, keksinnön mukainen tekninen muoviseos sisältää polyamidia (a), ultrasuurimolekyylistä polyeteeniä (b) ja kopolymeeriä (c), jossa on C2-Cg-al-kyleenitoistoyksiköitä (i) ja karboksyyliryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältäviä C2-C6-alkyleenitoistoyksiköitä (ii). Kopolymeerin makromolekyylien mainitut yksiköt (i) ja (ii) voivat olla missä tahansa järjestyksessä makromolekyylin ket-20 juissa ja makromolekyyliketjut voivat sisältää muunkin tyyppisiä toistoyksiköitä.As mentioned above, the technical plastic composition according to the invention comprises a polyamide (a), an ultra-high molecular weight polyethylene (b) and a copolymer (c) having C2-C8-alkylene repeating units (i) and C2-C6-alkylene repeating units containing a carboxyl group or a carboxyl derivative group. ). Said units (i) and (ii) of the macromolecules of the copolymer may be in any order in the chains of the macromolecule and the macromolecular chains may contain other types of repeating units.

Siten mainittu kopolymeeri (c) voi olla satunnaiskopolymeeri, vuoroittaiskopolymee-ri, sekvenssikopolymeeri, möhkälekopolymeeri, oksaskopolymeeri tai näiden kopoly- • '. meerityyppien jokin yhdistelmä tai sekoitus. On edullista, mikäli kopolymeerin (c) makromolekyylit käsittävät segmenttejä eli ketjun pätkiä, joissa on samantyyppisiä 25 toistoyksiköitä. Siten on edullista, mikäli mainitun kopolymeerin (c) makromolekyylit käsittävät ensimmäisen segmentin, joka käsittää mainittuja C2-Cg-alkyleenitoistoyk- • · •. · · siköitä (i), ja toisen segmentin, joka käsittää mainittuja karboksyyliryhmän tai karb- :T: oksyylijohdannaisryhmän sisältäviä C2-C(j-alkyleenitoistoyksiköitä (ii). Segmentillä (engl. block) tarkoitetaan sellaista useasta rakenneyksiköstä muodostuvaa polymeeri- : . 30 molekyylin osaa, jonka ainakin yksi rakenteellinen piirre ei esiinny viereisissä osissa • · · · . ♦: \ (IUPAC, Compendium of Macromolecular Nomenclature, Blackwell, Oxford, 1991, s·17)· ;'' ‘: On myös selvää, että mainitun kopolymeerin (c) molekyylit voivat sisältää useita en simmäisiä ja toisia segmenttejä eli segmenttejä, jossa on mainittuja toistoyksiköitä (i) ‘ ‘ ‘ 35 ja (ii). Lisäksi segmentit voivat olla missä tahansa järjestyksessä keskenään eli ne 8 1C1716 voivat olla missä tahansa järjestyksessä lineaarisessa tai haaroittuneessa molekyylissä.Thus, said copolymer (c) may be a random copolymer, an alternating copolymer, a sequence copolymer, a block copolymer, a graft copolymer or a copolymer thereof. some combination or mixture of sea types. It is preferred that the macromolecules of copolymer (c) comprise segments, i.e. chain fragments, with repeating units of the same type. Thus, it is preferred that the macromolecules of said copolymer (c) comprise a first segment comprising said C 2 -C 8 alkylene repeating units. · · Units (i), and a second segment comprising said C2-C (j-alkylene repeating units (ii) containing said carboxyl group or carb-: T: oxyl derivative group. A block means a polymer consisting of several structural units. a part of a molecule whose at least one structural feature is not present in adjacent parts • · · ·. ♦: \ (IUPAC, Compendium of Macromolecular Nomenclature, Blackwell, Oxford, 1991, p · 17) ·; '' ': It is also clear that the molecules of the copolymer (c) may contain a plurality of first and second segments, i.e., segments having said repeat units (i) '' '35 and (ii), and the segments may be in any order from each other, i.e., they may be in any order in a linear order. or in a branched molecule.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mainittu kopolymeeri (c) on möhkälekopo-lymeeri, jossa on lineaarisesti peräkkäin järjestetty yksi tai useampi em. tyyppinen 5 ensimmäinen segmentti, jossa on C2-Cg-alkyleenitoistoyksiköitä (i) ja yksi tai useampi em. tyyppinen toinen segmentti, jossa on karboksyyliryhmän tai karboksyylijoh-dannaisryhmän sisältäviä C2-C6-alkyleenitoistoyksiköitä (ii). Tällaisen kopolymeerin (c) arvellaan toimivan siten, että mainittu ensimmäinen segmentti on vuorovaikutuksessa ultrasuurimolekyylisen polyeteenin molekyylien kanssa ja mainittu toinen seg-10 mentti on vuorovaikutuksessa tai jopa reagoi polyamidin kanssa, jolloin tapahtuu ultrasuurimolekyylisen polyeteenin pehmenemistä ja pehmeässä tilassa ultrasuurimolekyylisen polyeteenin tehokas ja tasainen dispergoituminen polyamidiin ja käyttökelpoisen muoviseoksen muodostuminen.According to an embodiment of the invention, said copolymer (c) is a block copolymer having one or more first segments of the above-mentioned type having C2-C8 alkylene repeating units (i) arranged linearly in succession and one or more second segments of the above-mentioned type, wherein are C2-C6 alkylene repeating units containing a carboxyl group or a carboxyl derivative group (ii). Such a copolymer (c) is believed to function such that said first segment interacts with the molecules of the ultra-high molecular weight polyethylene and said second segment interacts with or even reacts with the polyamide to soften the ultra-high molecular weight polyethylene and soften the ultra-high molecular weight polyethylene and formation of a usable plastic mixture.

15 Erään toisen suoritusmuodon mukaan mainittu kopolymeeri (c) on oksasolefiinikopo-lymeeri, jonka makromolekyylien mainituista ensimmäisestä ja toisesta segmentistä toinen muodostaa oksaskopolymeerin pääketjun (rungon) ja toinen pääketjuun kytketyn sivuketjun (oksan). Tämä tapahtuu edullisesti siten, että ensimmäinen segmentti eli se, jossa on C2-C8-alkyleenitoistoyksiköitä (i), muodostaa pääketjun ja toinen 20 segmentti eli se, jossa on karboksyyliryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältäviä C2-C6-alkyleenitoistoyksiköitä (ii), muodostaa sivuketjun.According to another embodiment, said copolymer (c) is an oxazolefin copolymer, one of said first and second segments of macromolecules forming one main chain (backbone) of the graft copolymer and the other a side chain (branch) connected to the main chain. This is preferably done in such a way that the first segment, i.e. the one having C2-C8 alkylene repeating units (i), forms the main chain and the second segment, i.e. the one having C2-C6 alkylene repeating units (ii) containing a carboxyl group or carboxyl derivative group, forms a side chain.

101716 9 viseoksessa käytettävän kopolymeerin (c) tarvitsee sisältää vain vähän karboksyyli-ryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältäviä C2-C6-alkyleenitoistoyksiköitä, jotta se toimisi hyvin sekä ultrasuurimolekyylisen polyeteenin sulatyöstettävyyttä parantavana aineena että polyamidin ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin sopeutteena.101716 9 The copolymer (c) used in the composition needs to contain only C2-C6 alkylene repeating units having a low carboxyl group or a carboxyl derivative group in order to function well both as a melt processability enhancer of ultra-high molecular weight polyethylene and as a polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene.

5 Edellä on lähinnä käsitelty sellaisia kopolymeerejä (c), joiden mainittu ensimmäinen ja toinen segmentti ovat tyypiltään homopolymeerisiä ja jotka eivät sisällä muita yksiköitä kuin mainitut toistoyksiköt (i) ja (ii). Usein kannattaa kuitenkin tasapainottaa kopolymeerin vuorovaikutusta ultrasuurimolekyylisen polyeteenikomponentin ja po-lyamidikomponentin kanssa lisäämällä mainittuihin segmentteihin muita toistoyksi-10 köitä, joiden vuorovaikutus mainittujen polymeerikomponenttien kanssa ei ole yhtä vahva. Tällainen modifiointi voidaan esim. aikaansaada kopolymeroimalla kopoly-meeriin sellaisia karboksyylijohdannaisryhmiä sisältäviä C2-Cg-alkeeneja, jotka eivät ole voimakkaassa vuorovaikutuksessa polyamidin kanssa. Tällaisia johdannaisia ovat mm. karboksyylihappojen esterit ja suolat. Muoviseoksen kopolymeerille (c) voidaan 15 myös suorittaa ulkoinen käsittely, kuten esteröinti ja/tai neutralointi, osan karboksyy-liryhmistä estämiseksi ja polyamidikomponentin kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen modifioimiseksi.5 The copolymers (c) in which said first and second segments are of the homopolymer type and which do not contain units other than said repeating units (i) and (ii) have been discussed above. However, it is often advisable to balance the interaction of the copolymer with the ultra-high molecular weight polyethylene component and the polyamide component by adding to said segments other repeat units which have less strong interaction with said polymer components. Such a modification can be achieved, for example, by copolymerizing C2-C8-alkenes containing carboxyl derivative groups in the copolymer which do not interact strongly with the polyamide. Such derivatives include e.g. esters and salts of carboxylic acids. The plastic mixture copolymer (c) may also be subjected to external treatment, such as esterification and / or neutralization, to prevent some of the carboxyl groups and to modify the interaction with the polyamide component.

Toinen tapa modifioida kopolymeeriä (c) on kopolymeroida sen ensimmäiseen seg-•:. 20 menttiin eli C2-Cg-alkyleenitoistoyksiköitä (i) sisältävään segmenttiin sellaisia tyy dyttämättömiä toistoyksiköitä, jotka eivät ole solvatoivassa vuorovaikutuksessa ultrasuurimolekyylisen polyeteenin molekyylien kanssa. Erään edullisen suoritusmuodon '''! mukaan mainitun kopolymeerin (c) makromolekyylien ensimmäinen segmentti muo- ; ·1; dostuu lineaarisesti järjestetyistä alasegmenteistä, joista osa koostuu mainituista C2- ·';; # '· 25 Cg-alkyleenitoistoyksiköistä (i) ja osa koostuu Cg-C \ o-aralkyleenitoistoyksiköistä.Another way to modify the copolymer (c) is to copolymerize it to the first segment. Unsaturated repeat units which do not solvatively interact with the molecules of the ultra-high molecular weight polyethylene are present in the element containing the C2-C8-alkylene repeat units (i). In a preferred embodiment, '' '! according to the first segment of macromolecules of said copolymer (c); · 1; consists of linearly arranged sub-segments, some of which consist of said C2- · ';; # '· 25 C8 alkylene repeating units (i) and part consists of C8 -C10 aralkylene repeating units.

« » · • · ·«» · • · ·

Edullinen Cg-Cio_aralkyleenitoistoyksikkö on styreenin toistoyksikkö. Tyypillinen ensimmäinen segmentti muodostuu esim. olefiinitoistoyksikköjen ja styreeniyksikkö-jen möhkäletyyppisestä ketjun pätkästä, joka voi olla osa möhkälekopolymeeria tai • 30 oksaskopolymeeria.The preferred C8-C10 aralkylene repeat unit is a styrene repeat unit. A typical first segment consists, for example, of a clump-type chain of olefin repeat units and styrene units, which may be part of a block copolymer or a graft copolymer.

# · · · # · · • · 1 • · · • · Erään suoritusmuodon mukaan mainittu kopolymeeri (c) on oksastettu möhkäleole- fiinikopolymeeri (möhkäle = block), jonka makromolekyylin ensimmäinen segmentti eli pääketju koostuu lineaarisesti jäljestetyistä alasegmenteistä, joiden jäijestys on: : ;. 35 styreenitoistoyksikköjen (iii) alasegmentti - tyydyttämättömien alifaattisten hiilivety- • · · . ’ · ·. toistoyksikköjen kuten olefiinitoistoyksikköjen (i) alasegmentti - styreenitoistoyksik- ίο 101716 köjen (iii) alasegmentti, ja jonka vähintään yksi pääketjuun kytketty toinen segmentti eli sivuketju sisältää maleiinihappoanhydridin toistoyksiköitä (ii).According to one embodiment, said copolymer (c) is a grafted block olefin copolymer (block = block), the first segment of the macromolecule, i.e. the main chain, consisting of linearly sequenced sub-segments, the sequence of which is: ;. 35 styrene repeat units (iii) sub-segment - unsaturated aliphatic hydrocarbons • · ·. ‘· ·. a sub-segment of repeating units such as olefinic repeating units (i) - a sub-segment of styrene repeating unit (iii), and in which at least one second segment connected to the main chain, i.e. a side chain, contains maleic anhydride repeating units (ii).

Maleiinihappoanhydridin toistoyksikköjen (ii) osuus on edullisesti noin 0,05-10 %, 5 edullisemmin noin 0,5-5 %, edullisimmin noin 1-3 %, mainitun oksastetun möhkäle-olefiinikopolymeerin painosta.The proportion of maleic anhydride repeat units (ii) is preferably about 0.05-10%, more preferably about 0.5-5%, most preferably about 1-3%, by weight of said grafted block olefin copolymer.

Edellä on seikkaperäisesti esitetty keksinnön mukaisessa teknisessä muoviseoksessa käyttökelpoisia kopolymeerejä (c). Niiden tarkka kuvaaminen johtuu siitä, että kopo-10 lymeerinä voidaan käyttää hyvin erilaisia polymeerejä, joilla kaikilla kuitenkin on se yhteisominaisuus, että ne sisältävät ultrasuurimolekyylisen polyeteenikomponentin ja polyamidikomponentin kanssa voimakkaasti vuorovaikuttavia ja jopa reagoivia osia. Tämä on selvästi osoitettu edellä esitetyssä kuvauksessa. Lisää keksinnössä käyttökelpoisten sopeutepolymeerien rakenteita on esitetty teoksessa IUPAC Compendium 15 of Macromolecular Nomenclature, Blackwell, Oxford, 1991, s. 14-24.The copolymers (c) useful in the technical plastic composition according to the invention have been described in detail above. Their precise description is due to the fact that a wide variety of polymers can be used as the copolymer, but all of which have the common property of containing highly interacting and even reactive moieties with the ultra-high molecular weight polyethylene component and the polyamide component. This is clearly demonstrated in the description above. Further structures of the adaptive polymers useful in the invention are set forth in IUPAC Compendium 15 of Macromolecular Nomenclature, Blackwell, Oxford, 1991, pp. 14-24.

Keksinnön mukainen tekninen muoviseos sisältää ensimmäisenä teknisenä muovina 50-90 paino-% polyamidia. Polyamidit ovat polymeerejä, jotka sisältävät pääpoly-meeriketjujen erottumattomana osana toistuvia amidiiyhmiä. Lineaariset polyamidit 20 muodostuvat bifunktionaalisten monomeerien kondensaatiotuotteina.The technical plastic composition according to the invention contains 50-90% by weight of polyamide as the first technical plastic. Polyamides are polymers that contain repeating amide groups as an integral part of the main polymer chains. Linear polyamides 20 are formed as condensation products of bifunctional monomers.

': Aminohappomonomeerien, kuten ε-kapronihapon, tai laktaamimonomeerin, kuten ε- ·:·· kaprolaktaamin kohdalla polyamideja kutsutaan AB-tyypeiksi, jolloin A tarkoittaa • | · amiiniryhmiä ja B tarkoittaa karboksyyliryhmiä. Mikäli polyamidit muodostetaan .: diamiinien ja dihappojen kondensaatiolla, niitä kutsutaan AABB-tyypeiksi. Polyami- • *. · 25 dien nimessä esiintyvät numerot tarkoittavat diamiinin hiiliatomien lukumäärää ja • · dihapon hiiliatomien lukumäärää silloin, kun kysymyksessä on kaksi pilkulla toisis- • taan erotettua numeroa, ja aminohapon tai vastaavan laktaamin hiiliatomien lukumäärää silloin, kun nimessä on ainoastaan yksi numero.': For amino acid monomers such as ε-caproic acid or lactam monomer such as ε- ·: ·· caprolactam, polyamides are called AB-types, where A means • | · Amine groups and B represents carboxyl groups. If polyamides are formed by the condensation of diamines and diacids, they are called AABB types. Polyamide- * *. · The numbers in the name of 25 days refer to the number of carbon atoms in the diamine and • · the number of carbon atoms in the diacid in the case of two comma-separated numbers, and the number of carbon atoms in the amino acid or corresponding lactam when there is only one number in the name.

Tärkeimmät esillä olevan keksinnön mukaisessa teknisessä muoviseoksessa esiintyvät :··. 30 polyamidit ovat PA-6,6, joka on kemialliselta nimeltään poly(heksametyleenidiamii- • , ·: · ni-ko-adipiinihappo), PA-6, joka on kemialliselta nimeltään joko polyfc-aminokapro- ' · · nihappo) tai poly^-kaprolaktaami), PA-6,12, jonka kemiallinen nimi on poly(heksa- ‘ · ‘ metyleenidiamiini-ko-dodekaanidihappo), PA-4, joka on kemialliselta nimeltään po- ’ * ‘ ’ ly(2-pyrrolidoni), PA-3, joka on kemialliselta nimeltään poly(P-propiolaktaami), PA- • · . ·:1 35 7, joka on kemialliselta nimeltään poly(m-enantolaktaami), PA-8, joka on kemialli- .... seita nimeltään poly(kapryylilaktaami), PA-11, joka on kemialliselta nimeltään poly- 101716 11 (ω-aminoundekaanihappo), PA-12, joka on kemialliselta nimeltään poly(a>-dodekaa-milaktaami), PA-4,6, joka on kemialliselta nimeltään poly(tetrametyleenidiamiini-ko-adipiinihappo) ja PA-4,2, joka on kemialliselta nimeltään poly(tetrametyleenidiamii-ni-ko-oksaalihappo). Lisäksi kysymykseen saattavat tulla jotkin alifaattis-aromaattiset 5 polyamidit, kuten PA-6,T, joka on kemialliselta nimeltään poly(heksametyleenidi-amiini-ko-tereftaalihappo), PA-4,1, joka on kemialliselta nimeltään poly(tetrametylee-nidiamiini-ko-isoftaalihappo), PA-6,1, joka on kemialliselta nimeltään poly(heksame-tyleenidiamiini-ko-isoftaalihappo) ja PACM-12, joka on kemialliselta nimeltään poly-(bis[4-aminosykloheksyyli]metaani-ko-dodekaanidihappo). Puhtaasti aromaattiset 10 polyamidit tulevat ainoastaan poikkeustapauksessa kysymykseen.The main ones in the technical plastic composition according to the present invention are: ··. The polyamides are PA-6,6, which is chemically called poly (hexamethylenediamine, n-co-adipic acid), PA-6, which is chemically called either poly (aminocaproic acid) or poly -caprolactam), PA-6,12 with the chemical name poly (hexa- '·' methylenediamine-co-dodecanedioic acid), PA-4 with the chemical name po- '*' 'ly (2-pyrrolidone), PA -3, which is chemically called poly (β-propiolactam), PA- • ·. ·: 1 35 7, which is chemically called poly (m-enantolactam), PA-8, which is chemically called poly (caprylic lactam), PA-11, which is chemically called poly- 101716 11 (ω -aminoundecanoic acid), PA-12, which is chemically called poly (α- -dodecamylactam), PA-4,6, which is chemically called poly (tetramethylenediamine-co-adipic acid), and PA-4.2, which is chemically named called poly (tetramethylenediamine-co-oxalic acid). In addition, there may be some aliphatic-aromatic polyamides, such as PA-6, T, which is chemically called poly (hexamethylenediamine-co-terephthalic acid), PA-4.1, which is chemically called poly (tetramethylenediamine-co). -isophthalic acid), PA-6,1, which is chemically called poly (hexamethylenediamine-co-isophthalic acid) and PACM-12, which is chemically called poly- (bis [4-aminocyclohexyl] methane-co-dodecanedioic acid). Purely aromatic polyamides 10 are only exceptionally possible.

Kaikkein edullisimmat esillä olevan keksinnön mukaisessa teknisessä muoviseoksessa käytettävät polyamidit ovat PA-6,6 eli poly(heksametyleenidiamiini-ko-adipiinihap-po) ja PA-6 eli poly(e-kaprolaktaami). Edullinen määrä polyamidia keksinnön mukaisessa teknisessä muoviseoksessa on noin 50-90 paino-%.The most preferred polyamides used in the technical plastic composition of the present invention are PA-6,6 or poly (hexamethylenediamine-co-adipic acid) and PA-6 or poly (ε-caprolactam). The preferred amount of polyamide in the technical plastic composition of the invention is about 50-90% by weight.

1515

Keksinnön mukaisen teknisen muoviseoksen toisena komponenttina (b) on ultrasuuri-molekyylinen polyeteeni. Polyeteeni on polymeeri, jonka makromolekyyleissä on etyleenitoistoyksiköitä. Ultrasuurimolekyylinen polyeteeni (UHMWPE) on taas kor-keatiheyksinen polyeteeni, jonka moolimassa on yli 3x10^. Se muistuttaa kemialli-20 seita rakenteeltaan korkeatiheyksistä polyeteeniä, mutta kun tavallisen korkeatiheyk-sisen polyeteenin moolimassa harvoin ylittää 50 000, ultrasuurimolekyylisen poly-: : eteenin moolimassa on ASTM:n määritelmien mukaan vähintään noin 3x10^. ASTMThe second component (b) of the technical plastic composition according to the invention is ultra-high molecular weight polyethylene. Polyethylene is a polymer whose macromolecules have ethylene repeating units. Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is again a high density polyethylene with a molecular weight of more than 3x10 4. It resembles chemically high density polyethylene, but when the molecular weight of ordinary high density polyethylene rarely exceeds 50,000, the molecular weight of ultra high molecular weight polyethylene is at least about 3x10 4 as defined by ASTM. ASTM

· D 4020: n mukaan se voi olla niinkin suuri kuin 6x10^.· According to the D 4020, it can be as large as 6x10 ^.

.:. Ultrasuurimolekyylisen polyeteenin pitkät molekyyliketjut antavat seuraavan ainut- ·"·, 25 laatuisen ominaisuuksien yhdistelmän: sen kulutuskestävyys on suurempi kuin mil- • · · \*j/ lään muulla kestomuovilla; sen iskusitkeys on suurempi kuin millään toisella muo- *' villa, myös alhaisissa lämpötiloissa; sillä on hyvät korroosionkesto-ominaisuudet ja erinomainen ympäristön aiheuttaman jännityssäröilyn vastustuskyky; sillä on korkea *·' .1 toistuvan kuormituksen aiheuttaman väsymyksen vastustuskyky; se vaimentaa hyvin • · · · 30 ääntä ja iskuja; sen pintakitkakerroin on alhainen; sen pinta ei ole tahmea ja se kestää : hyvin säteilyä..:. The long molecular chains of ultra-high molecular weight polyethylene give the following combination of unique properties: it has a higher abrasion resistance than other thermoplastics; it has a higher impact strength than any other plastic, even at low at temperatures; it has good corrosion resistance properties and excellent resistance to environmental stress cracking; it has a high * · '.1 resistance to fatigue due to repeated loading; it absorbs well • · · · 30 noises and shocks; it has a low coefficient of surface friction; sticky and it withstands: very radiation.

• « ' ·; ·' On siis selvää, että ultrasuurimolekyylisen polyeteenin käyttö teknisenä muovina on : :': äärimmäisen toivottavaa ja että jokainen parannus, joka lisää sen käytettävyyttä tekni- ; ’'': sissä muoviseoksissa, tyydyttää alalla pitkään vallinneen teknisen muovin taipeen.• «'·; · 'It is therefore clear that the use of ultra-high molecular weight polyethylene as a technical plastic is::': extremely desirable and that any improvement that increases its usability as a technical; In plastic mixtures, satisfies the long-standing bending of engineering plastics in the industry.

•« # 101716 12• «# 101716 12

Ultrasuurimolekyylisellä polyeteenillä on kuitenkin se haitta, ettei se ole tavallisten kestomuovien tavoin sulatyöstettävissä esim. kone-elimiksi. Siten tähän asti on pidetty mahdottomana ultrasuurimolekyylisen polyeteenin työstämistä sulassa tilassa esim. ruiskupuristuksen, puhallusmuovauksen, lämpömuovauksen tai suulakepuris-5 tuksen avulla. Pitkät molekyyliketjut tekevät ultrasuurimolekyylisestä polyeteenistä sulamattoman ja valumattoman. Se on siis tähän asti ollut työstettävissä ainoastaan äärimmäisellä paineella, mikä kuluttaa energiaa, rajoittaa sen käyttömahdollisuuksia ja loppukappaleiden muotoa.However, ultra-high molecular weight polyethylene has the disadvantage that, like ordinary thermoplastics, it cannot be melt-processed, e.g. into machine members. Thus, it has hitherto been considered impossible to process ultra-high molecular weight polyethylene in the molten state, e.g. by injection molding, blow molding, thermoforming or extrusion. Long molecular chains make ultra-high molecular weight polyethylene unmeltable and non-flowable. So far, it has only been machinable under extreme pressure, which consumes energy, limits its use and the shape of the end pieces.

10 Keksinnön mukaisen teknisen muoviseoksen kopolymeerikomponentilla (c) on nimittäin se yllättävä ominaisuus, että se sekä sopeuttaa yhteen polyamidia ja ultrasuuri-molekyylistä polyeteeniä että toimii ultrasuurimolekyylisen polyeteenin työstöapuna siten, että ultrasuurimolekyylinen polyeteeni on sulatyöstettävissä ja itse asiassa muodostaa alkuperäistä pienempiä polyamidiin dispergoituneita hiukkasia. Tämän 15 tehokkaan ja tasaisen dispergoitumisen ansiosta syntyneellä teknisellä muoviseoksella on polyamidin ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin parhaat ominaisuudet eli seos on selvästi synerginen. Keksinnön mukaisen teknisen muoviseoksen ultrasuurimolekyylisen polyeteenin (b) osuus on noin 2-40 paino-%.Namely, the copolymer component (c) of the technical plastic composition according to the invention has the surprising property that it both combines polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene and acts as a processing aid for ultra-high molecular weight polyethylene so that the ultra-high molecular weight polyamide is Due to this efficient and uniform dispersion, the resulting technical plastic mixture has the best properties of polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene, i.e. the mixture is clearly synergistic. The ultra-high molecular weight polyethylene (b) of the technical plastic composition according to the invention is about 2 to 40% by weight.

20 Koska kysymyksessä on tekninen muoviseos, jota voidaan käyttää mitä erilaisimmissa tehtävissä, siihen voidaan tietenkin myös lisätä muita alalla tunnettuja lisäaineita . (d), kuten täyteaineita, pehmittimiä, voiteluaineita, stabilisaattoreita, palamisen esto- " ". aineita, väriaineita, vaahdotusaineita, silloitusaineita ja UV-suoja-aineita. Erityisen edullista on lisätä keksinnön mukaiseen tekniseen muoviseokseen vahvistavia lisä- «« · • · ·: 25 aineita, kuten lujittavaa kuitua, kuten hiili- ja lasikuitua, metallijauhetta, lasihelmiä, ..li* pigmenttiä, kumijauhetta ja muita polymeerejä ja sopeuttimia tai apusopeuttimia.20 As this is a technical plastic compound which can be used in a wide variety of applications, other additives known in the art can, of course, also be added. (d) such as fillers, plasticizers, lubricants, stabilizers, flame retardants. substances, dyes, foaming agents, crosslinking agents and UV protection agents. It is particularly advantageous to add reinforcing agents such as reinforcing fiber such as carbon and glass fiber, metal powder, glass beads, pigment, rubber powder and other polymers and adapters or auxiliary accelerators to the technical plastic composition of the invention.

• · : Tyypillinen lujittava kuitu on lasikuitu, jota voi edullisesti olla seoksessa noin 5-40 paino-% ja edullisimmin noin 10-30 paino-%. Edullisesti voidaan lisätä kitkaa tunnetusti vähentäviä lisäaineita, kuten esim. polytetrafluorieteeniä, molybdeenidisulfidia 30 tai silikoniöljyä.• ·: A typical reinforcing fiber is glass fiber, which may preferably be present in the mixture at about 5-40% by weight and most preferably at about 10-30% by weight. Advantageously, additives known to reduce friction, such as, for example, polytetrafluoroethylene, molybdenum disulphide or silicone oil, can be added.

• · · • · · • * ·• · · • · · *

Koska keksinnön mukaisen teknisen muoviseoksen uutuus ja hyödyllisyys johtuu sii-'·' tä, että ultrasuurimolekyylinen polyeteeni on aiemmasta poiketen helposti sulatyös- :: tettävissä, keksintö koskee myös menetelmää, jossa muoviseos valmistetaan sula- . .'; 35 työstämällä mainittu polyamidi (a) mainittu ultrasuurimolekyylinen polyeteeni (b) ja , · · ·. mainittu kopolymeeri (c) siten, että komponentit (a), (b) ja (c) ovat kaikki pehmeässä tilassa. Tämä tapahtuu edullisesti siten, että käytetään sulatyöstölle tyypillisiä leik- 13 ^Λ-ίΓΓ/ΐ/' !G 1 / ίΟ kausvoimia mainitun polyamidin sulatyöstölämpötilassa, joka edullisesti on välillä noin 200°-300°C. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on muutoin tunnusomaista se, mitä on esitetty edellä teknisen muoviseoksen kuvauksen yhteydessä.Since the novelty and usefulness of the technical plastic composition according to the invention is due to the fact that ultra-high molecular weight polyethylene is, unlike before, easily melt-processable, the invention also relates to a process in which the plastic composition is produced by melting. . '; 35 by processing said polyamide (a) said ultra-high molecular weight polyethylene (b) and, · · ·. said copolymer (c) such that components (a), (b) and (c) are all in the soft state. This is preferably done by using shear forces typical of melt processing at a melt processing temperature of said polyamide, which is preferably between about 200 ° -300 ° C. The method according to the invention is otherwise characterized by what has been described above in connection with the description of the technical plastic composition.

Keksinnön mukaisessa teknisessä muoviseoksessa on uuttaja edullista myös sen mor-5 fologia, sillä tähän asti polyamidin ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin seokset ovat aina olleet sellaisia, että ultrasuurimolekyylinen polyeteeni on jakautuneena polyamidiin samanlaisina hiukkasina kuin se oli lisättäessä se polyamidiin.The morphology of the technical plastic composition according to the invention is also preferred, since hitherto the blends of polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene have always been such that the ultra-high molecular weight polyethylene is distributed in the polyamide in the same particles as when it was added to the polyamide.

Keksinnön mukaisen kopolymeerin (c) avulla ultrasuurimolekyylinen polyeteeni jakautuu pienemmiksi pisaroiksi, jotka ovat tasakokoisia ja dispergoituvat hyvin tasai-10 sesti polyamidiin (ks. esimerkit). Keksinnön mukainen tekninen muoviseos on siis edullisesti morfologialtaan sellainen, että polyamidiin (a) on dispergoituneena ultrasuurimolekyylisen polyeteenin (b) hiukkasia, joiden koko on noin 1-10 pm.By means of the copolymer (c) according to the invention, the ultra-high molecular weight polyethylene is divided into smaller droplets which are uniform in size and disperse very evenly in the polyamide (see examples). The technical plastic composition according to the invention is thus preferably of such a morphology that particles of ultra-high molecular weight polyethylene (b) having a size of about 1 to 10 μm are dispersed in the polyamide (a).

Koska esillä oleva keksintö koskee teknistä muoviseosta, se koskee myös tällaisen muoviseoksen käyttöä koneenosiin, kuten liikkuviin osiin, laakereihin, rakenteellisiin 15 kone-elimiin, liuku-, kitka-ja kulumispintoihin, suksenpohjiin, yms.Since the present invention relates to a technical plastic composition, it also relates to the use of such a plastic composition in machine parts such as moving parts, bearings, structural machine members, sliding, friction and wear surfaces, ski soles, and the like.

Seuraavassa keksintöä on valaistu suoritusesimerkeillä ja kokeilla, joissa on viitattu seuraa viin kuviin: kuva 1 esittää sopeuttamattoman PA-6/UHMWPE-seoksen murtopinnan SEM-elekt-:. : ’ 20 ronimikroskooppikuvan suurennettuna a) (kuva 0060) 500 kertaa ja b) (kuva 0059) ": 5 000 kertaa, ,i, kuva 2 esittää CI:lla sopeutetun PA-6/UHMWPE-seoksen murtopinnan SEM-elekt- ronimikroskooppikuvan suurennettuna a) (0063) 500 kertaa ja b) (0034) 5 000 kertaa, • * · • · · · • · · ' kuva 3 esittää Olilla sopeutetun PA-6/UHMWPE-seoksen pinnan elektronimikro- 25 skooppikuvan suurennettuna a) (0074) 500 kertaa ja b) (0017) 5 000 kertaa, • · • c · kuva 4 esittää Olilla sopeutetun PA-6,6/UHMWPE-seoksen pinnan SEM-elektroni-*\ * mikroskooppikuvan suurennettuna a) (0070) 500 kertaa ja b) (0024) 5 000 kertaa, 9 9 f ( » # t kuva 5 esittää sopeuttamattoman ja sopeutetun PA-6/UHMWPE ja PA-6,6/-I UHMWPE-seoksen kimmomoduulin riippuvuutta seoksen UHMWPE-määrästä, < i < . · ·. 30 kuva 6 esittää kuvan 5 seosten vetolujuuden riippuvuuden UHMWPE-määrästä, kuva 7 esittää kuvan 5 seosten lovi-iskulujuuden riippuvuutta UHMWPE-määrästä, 101716 14 kuva 8 esittää PA:n, UHMWPE:n ja PA/UHMWPE-seosten kitkakertoimia paineella 1 MPa ja nopeudella 0,38 m/s, kuva 9 esittää PA:n, UHMWPE:n ja PA/UHMWPE-seosten kulumia paineella 1 MPa ja nopeudella 0,38 m/s, 5 kuva 10 esittää UHMWPE-pitoisuuden vaikutusta PA/UHMWPE-seosten kitkaker-toimiin paineella 1 MPa ja nopeudella 0,38 m/s, kuva 11 esittää UHMWPE-pitoisuuden vaikutusta PA/UHMWPE-seosten kulumaan paineella 1 MPa ja nopeudella 0,38 m/s, kuva 12 esittää koostumuksen ja liukunopeuden vaikutuksia PA/UHMWPE-seosten 10 kitkakertoimiin paineella 1 MPa, kuva 13 esittää koostumuksen ja liukunopeuden vaikutuksia PA/UHMWPE-seosten kulumaan paineella 1 MPa, kuva 14 esittää PA/UHMWPE-seosten kitkakertoimia eri liukumanopeuksilla pai-15 neella 1 MPa, kuva 15 esittää PA/UHMWPE-seosten ominaiskulumisnopeutta eri liukunopeuksilla paineessa 1 MPa, kuva 16 esittää PA/UHMWPE-seosten kitkakertoimia eri kosketuspaineilla nopeu-. _ della 0,76 m/s, ;‘: 20 kuva 17 esittää eri PA/UHMWPE-seosten ominaiskulumisnopeuksia eri kosketus- ; j * paineilla nopeudella 0,76 m/s, • · · Γ " kuva 18 (0013) esittää elektronimikroskooppikuvan kulutetusta koekappalepinnasta, 1 · · *:.*.· kun kulumisaika oli 6 h, kosketuspaine 1 MPa ja kosketuskappaleen nopeus 0,38 m/s '·* * näytteelle N6U (75X), • 25 kuva 19 (0023) esittää elektronimikroskooppikuvan kulutetusta kappaleen pinnasta, • ·· · , ·: ·. kun kulutusaika oli 6 h, kosketuspaine 1 MPa ja koestuselimen nopeus 0,38 m/s näyt- teelle N6GU (75X), kuva 20 (0033) esittää elektronimikroskooppikuvaa näytteen kulutetusta pinnasta, kun ... kulutusaika oli 6 h, kosketuspaine 1 MPa ja koestuselimen nopeus 0,38 m/s näytteelle 30 N66U (75X), 101716 15 kuva 21 (0043) esittää elektronimikroskooppikuvaa koekappaleen kulutuspinnasta, kun koeaika oli 6 h, kosketuspaine 1 MPa ja koestuselimen nopeus 0,38 m/s näytteelle N66GU (75X).In the following, the invention is illustrated by exemplary embodiments and experiments with reference to the following figures: Figure 1 shows the SEM electr of the fracture surface of an unadapted PA-6 / UHMWPE mixture. : '20 climbing micrographs magnified a) (Fig. 0060) 500 times and b) (Fig. 0059) ": 5,000 times,, i, Fig. 2 shows a SEM electron micrograph of the fracture surface of a CI-adjusted PA-6 / UHMWPE mixture magnified a) (0063) 500 times and b) (0034) 5,000 times, • * · • · · · • · · Fig. 3 shows an electron micrograph of the surface of the Ol-adapted PA-6 / UHMWPE mixture enlarged a) (0074 ) 500 times and b) (0017) 5,000 times, • · • c · Figure 4 shows a SEM electron - * \ * micrograph of the surface of an Ol-adapted PA-6.6 / UHMWPE mixture magnified a) (0070) 500 times and b) (0024) 5,000 times, 9 9 f (»# t Fig. 5 shows the dependence of the elastic modulus of the unadapted and adapted PA-6 / UHMWPE and PA-6,6 / -I UHMWPE mixture on the amount of UHMWPE in the mixture, <i <. Fig. 6 shows the dependence of the tensile strength of the mixtures of Fig. 5 on the amount of UHMWPE, Fig. 7 shows the dependence of the notch impact strength of the mixtures of Fig. 5 on the amount of UHMWPE, 101716 14 Fig. 8 shows the coefficients of friction of PA, UHMWPE and PA / UHMWPE alloys at a pressure of 1 MPa and a speed of 0.38 m / s, Figure 9 shows the wear of PA, UHMWPE and PA / UHMWPE alloys at a pressure of 1 MPa and a speed of 0 , 38 m / s, 5 Figure 10 shows the effect of UHMWPE concentration on the frictional actions of PA / UHMWPE mixtures at a pressure of 1 MPa and a speed of 0.38 m / s, Figure 11 shows the effect of UHMWPE concentration on the wear of PA / UHMWPE mixtures at a pressure of 1 MPa and at 0.38 m / s, Figure 12 shows the effects of composition and sliding speed on the friction coefficients of PA / UHMWPE alloys 10 at 1 MPa, Figure 13 shows the effects of composition and sliding speed on wear of PA / UHMWPE alloys at 1 MPa, Figure 14 shows PA / UHMWPE friction coefficients of PA / UHMWPE alloys at different sliding speeds at 1 MPa, Fig. 15 shows the specific wear rate of PA / UHMWPE alloys at different sliding speeds at 1 MPa, Fig. 16 shows the friction coefficients of PA / UHMWPE alloys at different contact pressures. della 0.76 m / s,; ': Fig. 17 shows the specific wear rates of different PA / UHMWPE mixtures at different contact; j * at pressures at a velocity of 0.76 m / s, • · · Γ "Fig. 18 (0013) shows an electron micrograph of the consumed specimen surface, 1 · · *:. *. · after a wear time of 6 h, a contact pressure of 1 MPa and a contact specimen speed of 0.38 m / s' · * * for sample N6U (75X), • 25 Fig. 19 (0023) shows an electron micrograph of the worn surface of the body, • ·· ·, ·: · when the wear time was 6 h, the contact pressure 1 MPa and the speed of the test member 0.38 m / s for sample N6GU (75X), Fig. 20 (0033) shows an electron micrograph of the consumed surface of the sample when ... consumption time was 6 h, contact pressure 1 MPa and test member speed 0.38 m / s for sample 30 N66U (75X), 101716 15 Fig. 21 (0043) shows an electron micrograph of the tread of a specimen after a test time of 6 h, a contact pressure of 1 MPa and a test member speed of 0.38 m / s for sample N66GU (75X).

Esimerkit 5 MateriaalitExamples 5 Materials

Esimerkeissä käytetyt kaupalliset polymeerilaadut olivat seuraavat: (i) BASF ULTRAMIDE PA-6 binaariseoksissa ja ICI MARAN YL B 114 PA-6 ter-naariseoksissaja (ii) ICI MARANYL A 231 PA-6,6 temaariseoksissa ja (iii) Beijing No. 2 Auxiliary Agent Factory M-3 UHMWPE kaikissa seoksissa. Vaikka PA-6:t 10 ovat binaari- ja temaariseoksissa erilaatuisia, ne ovat keskenään vertailukelpoisia murtovenymätuloksia lukuunottamatta.The commercial polymer grades used in the examples were as follows: (i) BASF ULTRAMIDE PA-6 binary blends and ICI MARAN YL B 114 PA-6 tertiary blends and (ii) ICI MARANYL A 231 PA-6.6 in thematic blends; 2 Auxiliary Agent Factory M-3 UHMWPE in all alloys. Although PA-6s 10 are different in binary and thematic blends, they are comparable except for the elongation at break results.

Sopeutteena käytettiin kahdentyyppistä sopeutetta Exxelor PO 2011 (Exxon) ja Kraton X-n 73 In (Shell), joista ensimmäinen eli CI on 0,4 paino-%:lla maleiinian-hydridiä oksastettua polypropeenia ja CII on 2 paino-%:lla maleiinianhydridiä ok-15 sastettua kolmisegmenttistä kopolymeeria, joka muodostuu polystyreenipääteseg-menteistä ja polyolefiinikeskisegmenteistä.Two types of adapters Exxelor PO 2011 (Exxon) and Kraton Xn 73 In (Shell) were used as adapters, the first of which, i.e. CI is 0.4% by weight of maleic anhydride grafted polypropylene and CII is 2% by weight of maleic anhydride ok-15 a woven three-segment copolymer consisting of polystyrene end segments and polyolefin middle segments.

SekoitusBlend

Ennen sekoitusta polyamidi kuivattiin 16 h lämpötilassa 18°C. Sekoitus suoritettiin - ί ’ 20 kaksoisruuviekstruuderilla Berstorff ZE 25x33 D, jonka käyntipyörimisnopeus oli * : 135 rpm. Lämpötila oli 220-240°C PA-6/UHMWPE-seoksilla ja 250-270°C PA- 6,6/UHMWPE-seoksilla. Valmistettiin seoksia, joiden PA-pitoisuus oli välillä 55- # ·;· 91,1 paino-% ja UHMWPE-pitoisuus oli välillä 2,9-40 paino-%. Temaariseosten so- t peutepitoisuus pidettiin vakiona 5 paino-%:ssa. Puristeet jäähdytettiin vedessä, pelle- , ·:·. 25 toitiin ja kuivattiin 16 h 80°C:ssa. Lopuksi kuivatut pelletit ruiskupuristettiin koekap paleiksi. Tällöin käytettiin Arburg 250-275 -ruiskupuristuskonetta, jonka lämpötila oli 240-250°C PA-6/UHMWPE-seoksille ja 270-280°C PA-6,6/UHMWPE-seoksille.Before mixing, the polyamide was dried at 18 ° C for 16 h. Mixing was performed on a ί ’20 twin screw extruder Berstorff ZE 25x33 D with a rotational speed of *: 135 rpm. The temperature was 220-240 ° C for PA-6 / UHMWPE blends and 250-270 ° C for PA-6.6 / UHMWPE blends. Mixtures were prepared with a PA content of between 55% and 91.1% by weight and a UHMWPE content of between 2.9% and 40% by weight. The suitability content of the thematic mixtures was kept constant at 5% by weight. The extrudates were cooled in water, clown, ·: ·. The feed was fed and dried for 16 h at 80 ° C. Finally, the dried pellets were injection molded into test pieces. An Arburg 250-275 injection molding machine with a temperature of 240-250 ° C for PA-6 / UHMWPE alloys and 270-280 ° C for PA-6.6 / UHMWPE alloys was used.

> · · « · · · • · · V ; Seoksen karakterisointi ‘;' ' Seokset karakterisoitiin systemaattisesti mekaanisella, mikroskooppisella ja termisellä 1 .. ’ 30 analyysilla. Kaikki koekappaleet ilmastoitiin 3 päivää ilmastointihuoneessa, jonka .· * ’; lämpötila oli 22°C ja suhteellinen kosteus 50 % ennen mekaanista testausta. Ainakin ....: 5 koekappaletta testattiin keskiarvon laskemiseksi ja standardipoikkeama oli tyypilli- 16 101716 sesti pienempi kuin ±10 %. Vetokokeet tehtiin testilaitteella Alwetron TYP F5000 standardin ISO R 527 mukaan käyttäen 50 mm/min:n vetonopeutta. Veto-venymätie-doista laskettiin kimmomoduuli, maksimikuormaa vastaava jännitys ja maksimiveny-mäprosentti. Charpy-lovi-iskulujuustestit suoritettiin laitteella Ceast Impact Tester 5 standardin ISO 179/2B mukaisesti. Seoksen morfologia tutkittiin pyyhkäisyelektroni- mikroskoopilla (SEM) JEOL JSM-T100, jonka jännite oli 15 kV. Näytteet valmistettiin murtamalla valetut kappaleet nestemäisen typen lämpötilassa ja päällystämällä sitten murtopinnat kullalla varauksen syntymisen estämiseksi elektronisuihkussa.> · · «· · · • · V; Characterization of the mixture ‘;’ ‘Mixtures were systematically characterized by mechanical, microscopic, and thermal 1 ..’ 30 analysis. All specimens were conditioned for 3 days in an air-conditioned room with. · * ’; the temperature was 22 ° C and the relative humidity 50% before mechanical testing. At least ....: 5 specimens were tested for averaging and the standard deviation was typically less than ± 10%. Tensile tests were performed with an Alwetron TYP F5000 tester according to ISO R 527 using a tensile speed of 50 mm / min. From the tensile elongation data, the modulus of elasticity, the stress corresponding to the maximum load and the maximum elongation percentage were calculated. Charpy notch impact tests were performed on a Ceast Impact Tester 5 according to ISO 179 / 2B. The morphology of the mixture was examined with a scanning electron microscope (SEM) JEOL JSM-T100 at a voltage of 15 kV. Samples were prepared by breaking the castings at the temperature of liquid nitrogen and then coating the fracture surfaces with gold to prevent charge buildup in the electron beam.

Lämpö- eli terminen analyysi suoritettiin typpi-ilmakehässä käyttäen Perkin Elmer 10 DSC-2 -differentiaalipyyhkäisykalorimetria. Lämpötila kohotettiin 320-580 K:een nopeudella 20 K/min ja annettiin jäähtyä samalla nopeudella. Sula-ja jäähtymister-mogrammit tallennettiin. Kiteytymistä tutkittiin jäähdytyskäyristä.Thermal analysis was performed in a nitrogen atmosphere using a Perkin Elmer 10 DSC-2 differential scanning calorimeter. The temperature was raised to 320-580 K at a rate of 20 K / min and allowed to cool at the same rate. Melt and cool mograms were recorded. Crystallization was studied from cooling curves.

TuloksetScore

Sopeuttaminen 15 PA ja UHMWPE ovat yleensä yhteensopimattomia ja erottuvat kahteen erilliseen faasiin. Faasien välistä pintajännitystä voidaan vähentää maleiinianhydridillä oksastetuilla polyolefiineilla, kuten kokeissa käytetyillä sopeutteilla CI ja CU. Niissä UHMWPE:n ja sopeutteen välinen myönteinen vuorovaikutus perustuu olefiiniseg-menttien väliseen vuorovaikutukseen. Myönteinen vuorovaikutus polyamidin ja so-20 peutteen välillä perustuu todennäköisesti kemialliseen reaktioon polyamidin amino-. ^ pääteryhmän ja sopeutteen anhydridiryhmän välillä.Adaptation 15 PA and UHMWPE are generally incompatible and separate into two distinct phases. The surface tension between the phases can be reduced with maleic anhydride grafted polyolefins, such as the adapters CI and CU used in the experiments. In them, the positive interaction between UHMWPE and the adapter is based on the interaction between the olefin segments. The positive interaction between the polyamide and the so-20 base is probably based on the chemical reaction of the polyamide amino-. ^ between the end group and the anhydride group of the adapter.

Keksinnön mukaisten sopeutteiden CI ja CII aktiivisuutta kokeiltiin Molaun testillä.The activity of the adapters CI and CII according to the invention was tested by the Molau test.

·;· Ks. Molau, G.E., J. Polvm. Sei. (A) 3 (1965) 4235. Havaittiin, että lisättäessä puh- • i · dasta muurahaishappoa ΡΑ/UHMWPE-seokseen, jossa ei ole mainittuja sopeutteita, * · · · J 25 PA-komponentti liukenee täysin 2-4 h:ssa, kun taas UHMWPE saostuu valkoisina • · · · . ·: ·. hiutaleina. Kun sama koe suoritetaan PA/UHMWPE-seoksella, jossa on joko sopeu- • · · tetta CI tai CII, saadaan hyvin stabiili kolloidinen suspensio. Tämä tulos osoittaa sen, . . että PA/UHMWPE-seoksessa oleva kopolymeerisopeute toimii tehokkaana rajapintani ,: aineena. Seuraavassa on myös verrattu sopeuttamattomia PAAJHMWPE-seoksia ja 30 sopeutettuja PA/UHMWPE-seoksia keskenään mittaamalla niiden morfologiaa, ter-: minen käyttäytyminen ja mekaaniset ominaisuudet.·; · Cf. Molau, G.E., J. Polvm. Sci. (A) 3 (1965) 4235. It was found that when pure formic acid ΡΑ / UHMWPE is added to a mixture without said adaptations, the PA component is completely soluble in 2-4 h, while UHMWPE precipitates as white • · · ·. ·: ·. the form of flakes. When the same experiment is performed with a PA / UHMWPE mixture with either the adapter CI or CII, a very stable colloidal suspension is obtained. This result shows that. . that the copolymer modifier in the PA / UHMWPE blend acts as my effective interface,:. The following also compares unadapted PAAJHMWPE blends and 30 adapted PA / UHMWPE blends by measuring their morphology, thermal behavior and mechanical properties.

« > < < I · I · f C' Λ τη * s· IC I / i 6 17«> <<I · I · f C 'Λ τη * s · IC I / i 6 17

MorfologiaMorphology

Tyypillisiä PA/UHMWPE-seosten (UHMWPE:20-30 paino-%) morfologioita on esitetty kuvissa 1-4 a,b. Sopeuttamattomilla PA/UHMWPE-seoksilla (ks. kuva 1 a,b) PA-faasi muodostaa matriisin ja UHMWPE-faasi on erottunut pallomaisiksi alueiksi.Typical morphologies of PA / UHMWPE blends (UHMWPE: 20-30% by weight) are shown in Figures 1-4 a, b. With unadapted PA / UHMWPE mixtures (see Figure 1a, b) the PA phase forms a matrix and the UHMWPE phase is separated into spherical regions.

5 Dispergoidun faasin hiukkaskoko on välillä 5-100 pm, joten hiukkaskoon jakautuma on erittäin laaja. Morfologisia todisteita siitä, että dispergoituneen faasin ja matriisin rajapinnassa olisi adheesiota, ei ole nähtävissä. Kun dispergoitu faasi irrotetaan matriisista, matriisipintaan jää sileät jäljet. Tämä viittaa siihen, ettei komponenttien välillä ole suurempia adheesiovoimia ja ne ovat keskenään yhteensopimattomia.5 The particle size of the dispersed phase is between 5 and 100 μm, so the particle size distribution is very wide. There is no morphological evidence of adhesion at the interface between the dispersed phase and the matrix. When the dispersed phase is separated from the matrix, smooth marks remain on the matrix surface. This suggests that there are no higher adhesion forces between the components and they are incompatible with each other.

10 Sopeutettujen PA/UHMWPE-seoksien morfologia on täysin erilainen (ks. kuvat 2-4, a,b). Dispergoidun faasin keskimääräinen partikkelikoko on 5-10 kertaisesti pienentynyt ja on välillä 1-10 pm, kun sopeutetta CI tai CU on lisätty PA/UHMWPE-seok-siin. Koska UHMWPE on yleensä sulamaton käytetyissä lämpötiloissa, se tarkoittaa, että kumpikin sopeute toimii yllättävästi myös työstöapuna ja mahdollistaa 15 UHMWPE:n pehmenemisen ja dispergoitumisen pienempinä hiukkasina. Testatuista sopeutteista CU näyttää tehokkaammalta kuin sopeute CI, koska CU antaa korkeampaan dispergointiin viittaavan rakenteen kuin CI. Dispergoituminen on myös tasaisempaa ja faaseja erotettaessa toisistaan polyamidimatriisiin jää karkeammat jäljet, jotka viittaavat suurempaan adheesioon faasien välillä.10 The morphology of the adapted PA / UHMWPE mixtures is completely different (see Figures 2-4, a, b). The average particle size of the dispersed phase is reduced 5 to 10 times and is between 1 and 10 μm when the adapter CI or CU is added to the PA / UHMWPE mixtures. Since UHMWPE is generally non-meltable at the temperatures used, this means that both adapters also surprisingly also act as processing aids and allow the UHMWPE to soften and disperse into smaller particles. Of the adaptations tested, the CU appears to be more effective than the adaptation CI because the CU provides a structure indicative of higher dispersion than the CI. The dispersion is also more uniform and when the phases are separated from each other, coarser traces are left in the polyamide matrix, suggesting greater adhesion between the phases.

20 Sopeutteella CU muodostuu jopa pieniä fibrillejä faaseja erotettaessa, mikä tarkoittaa, että adheesio on niin suuri, että polyamidi antaa periksi faaseja erotettaessa.With the adaptation, CU is formed even when small fibrils are separated during the phases, which means that the adhesion is so high that the polyamide gives up when the phases are separated.

:···’ Mekaaniset ominaisuudet % »1« ] J Binaaristen ja sopeutettujen seosten mekaanisen koestuksen tulokset on esitetty kuvi- ;*·; 25 oissa 5-7. Kuvat 5 ja 6 näyttävät vastaavat kimmomoduulit ja vetolujuudet koostu- muksen funktiona. Nähdään, että kaikkien PA/UHMWPE-seosten kimmomoduulit ja ** ' vetolujuudet olivat alhaisemmat kuin puhtaalla PA:lla. Kaikki arvot osoittavat tasaista vähenemistä UHMWPE-pitoisuuden kasvaessa. Poikkeuksena ovat PA-6/UHMWPE- ·· · ·.· * seokset sopeutteiden kanssa, joissa vedon kimmomoduuli vähenee hitaasti alemmilla :T; 30 UHMWPE-pitoisuuksilla (0-10 paino-%).: ··· ’Mechanical properties%» 1 «] J The results of the mechanical testing of binary and adapted mixtures are shown in Figures; * ·; 25 parts 5-7. Figures 5 and 6 show the corresponding modulus of elasticity and tensile strengths as a function of composition. It is seen that the elastic modulus and ** 'tensile strengths of all PA / UHMWPE alloys were lower than those of pure PA. All values show a steady decrease with increasing UHMWPE concentration. The exceptions are PA-6 / UHMWPE- ·· · ·. · * Mixtures with adapters where the tensile modulus of tension decreases slowly at lower: T; 30 UHMWPE concentrations (0-10% by weight).

',' · Kuvassa 7 esitetään seosten lovi-iskulujuus koostumuksen funktiona. Nähdään, että 1,,.: sopeutteiden vaikutus iskulujuuteen on merkittävämpi. Vaikutus riippuu seoskom- ,';'. ponenttien tyypistä ja osuudesta.',' · Figure 7 shows the notch impact strength of the alloys as a function of composition. It is seen that the effect of 1 ,,.: Adjustments on impact strength is more significant. The effect depends on the mixture, ';'. the type and proportion of components.

' I I « I • I'I I «I • I

18 /* Γ\ S Γ~ Λ /” ιΟ ί/ ίϋ18 / * Γ \ S Γ ~ Λ / ”ιΟ ί / ίϋ

Binaariseosten hauraus on silmiinpistävintä verrattuna UHMWPE- tai PA-kompo-nentteihin. Kun 5 paino-% sopeutetta CU lisättiin PA-6/UHMWPE-seoksiin, tapahtui lovi-iskulujuudessa dramaattinen kasvu suurilla UHMWPE-pitoisuuksilla (20 paino-%). Iskulujuuden paraneminen PA-6,6/UHMWPE-seoksilla ei ollut yhtä merkittä-5 vä kuin PA-6/UHMWPE-seoksilla käytettäessä CII-sopeutetta. Kuitenkin sekä sellaisilla PA-6/UHMWPE-seoksilla että sellaisilla PA-6,6/UHMWPE-seoksilla, joissa UHMWPE-pitoisuus on yli 20 paino-% ja jotka sisältävät 5 paino-% CII-sopeutetta, on jopa korkeampi lovi-iskulujuus kuin puhtaalla PA:lla. CI-sopeute ei sen sijaan paranna lovi-iskulujuutta.The brittleness of binary blends is most striking compared to UHMWPE or PA components. When 5 wt% CU was added to PA-6 / UHMWPE alloys, there was a dramatic increase in notch impact strength at high UHMWPE concentrations (20 wt%). The improvement in impact strength with PA-6.6 / UHMWPE alloys was not as significant as with PA-6 / UHMWPE alloys with CII adaptation. However, both PA-6 / UHMWPE alloys and PA-6.6 / UHMWPE alloys with a UHMWPE content of more than 20% by weight and containing 5% by weight of CII adaptation have an even higher notch impact strength than with pure PA. CI adjustment, on the other hand, does not improve notch impact strength.

10 Lämpökävttävtvminen DSC-termogrammit, jotka otettiin sopeuttamattomista ja sopeutetuista polyamidin ja UHMWPE-seoksista osoittavat, että polyamidikomponenttien sulapisteet eivät muutu seoksessa, kun taas UHMWPE-komponentin sulamispiste alenee hieman käytettäessä sopeutteita CI ja CU. Tämä tarkoittaa, että UHMWPE-komponentti sulaa helpommin, 15 kun se on vuorovaikutuksessa mainittujen sopeutteiden kanssa.10 Thermally curing DSC thermograms taken from unadapted and adapted polyamide and UHMWPE blends show that the melting points of the polyamide components do not change in the blend, whereas the melting point of the UHMWPE component decreases slightly with the use of adapters CI and CU. This means that the UHMWPE component melts more easily when it interacts with said adaptations.

Siten DSC-termogrammien perusteella sopeute eli kopolymeeri (c) parantaa ultrasuu-rimolekyylisen polyeteenin sulatyöstettävyyttä.Thus, based on the DSC thermograms, the modifier (c) improves the melt processability of the ultra-high molecular weight polyethylene.

Seosten edellä esitetyt mekaaniset ominaisuudet on koottu taulukkoon 1.The above mechanical properties of the mixtures are summarized in Table 1.

« * t * i • /lit* « · « · · • · «•I «f f· • · f · ·«* T * i • / lit *« · «· · •« «I« f f · • · f · ·

I « 4 ·«» II «4 ·« »I

*·· t ; ; » • «* ·· t; ; »•«

« « I«« I

* · t M< ♦ t 4 · s i · < I r* · T M <♦ t 4 · s i · <I r

* I* I

I · * • « « i : ti» I » · I 4 · » • 4 101716 19I · * • «« i: ti »I» · I 4 · »• 4 101716 19

Taulukko 1table 1

Ominaisuus UHMWPE PA-6 PA-6,6 PA-6 PA-6,6 PA-6 PA-6,6 +30 % + 20 % + 22,2 % + 14,6 %Feature UHMWPE PA-6 PA-6.6 PA-6 PA-6.6 PA-6 PA-6.6 +30% + 20% + 22.2% + 14.6%

UHMWPE UHMWPE UHMWPE UHMWPEUHMWPE UHMWPE UHMWPE UHMWPE

+ 22,2 % + 26,8 % _______lasikuitu lasikuitu+ 22.2% + 26.8% _______glass fiber fiberglass

Näytekoodi__U N6 N66 N6U N66U N6GU N66GUSample code__U N6 N66 N6U N66U N6GU N66GU

Tiheys ISO 0,928 1,135 1,134 1,056 1,082 1,214 1,259Density ISO 0.928 1.135 1.134 1.056 1.082 1.214 1.259

Rl 183 g/cm3________Rl 183 g / cm3 ________

Kovuus IS0868 65,2 72,9 74,5 71,8 72,4 73,7 75,2Hardness IS0868 65.2 72.9 74.5 71.8 72.4 73.7 75.2

Shore D________Shore D________

Vetolujuus ISO 21 68 67 31 43 53 83 R527 MPa________Tensile strength ISO 21 68 67 31 43 53 83 R527 MPa________

Vetolujuuden kimmokerroin 0,71 2,18 2,61 1,30 1,61 3,46 4,62Tensile modulus of tensile strength 0.71 2.18 2.61 1.30 1.61 3.46 4.62

ISOMAJOR

R527X103MPa________R527X103MPa________

Murtovenymä ISO 76 25 30 35 25 1,4 4,9 R527 %________Elongation at break ISO 76 25 30 35 25 1.4 4.9 R527% ________

Iskulujuus (lovi) ISO ei murru 7,4 6,6 7,6 6,6 6,1 8,7 179/26 KJ/m2 _|___J_____Impact strength (notch) ISO does not break 7.4 6.6 7.6 6.6 6.1 8.7 179/26 KJ / m2 _ | ___ J_____

Esimerkki • ·♦ 5 Koesauvoja, joiden mitat olivat 110x10x4 mm^ kuivattiin 3 vrk 80°C:ssa ja sen jälkeen niiden kosteuden absorptio mitattiin upottamalla ne 24 h:ksi tislattuun veteen » t · huoneenlämpötilassa. Eri näytteiden veden absorptioksi saaliin seuraavat tulokset: • · « • · • i « • · ·Example • · ♦ 5 Test rods measuring 110x10x4 mm were dried for 3 days at 80 ° C and then their moisture absorption was measured by immersing them in distilled water for 24 h at room temperature. The following results for the water absorption of different samples in the catch: • · «• · • i« • · ·

• M I• M I

Iti I « I I I *Iti I «I I I *

' I I'I I

* I « la* Γ":* I «la * Γ":

i 1 Ii 1 I

• a « f I · « a a « · 101716 20• a «f I ·« a a «· 101716 20

Taulukko 4 Näytteiden vesiabsorptio (23°C 24 h) näyte vesiabs. % 5 UHMWPE 0,2 N66 6,7 N6 6,1 N66U(20)CII 2,7 N6U(30)CII 3,5 N666U(20)CII 2,0 N66U(30)CII 3,6 10 Tuloksien mukaan vesiabsorptio on pienentynyt N6U(30)CII tapauksessa 19 %, N66U(30)CI1 17 %, N66U(20)CII 50 % ja N666U(20)CII 63 % verrattuna PA:n ja UHMWPE:n seokseen, jossa polymeereillä ei ole vuorovaikutusta keskenään.Table 4 Water absorption of samples (23 ° C for 24 h). % 5 UHMWPE 0.2 N66 6.7 N6 6.1 N66U (20) CII 2.7 N6U (30) CII 3.5 N666U (20) CII 2.0 N66U (30) CII 3.6 10 According to the results water absorption is reduced by 19% for N6U (30) CII, 17% for N66U (30) CI1, 50% for N66U (20) CII and 63% for N666U (20) CII compared to a mixture of PA and UHMWPE where the polymers do not interact .

Tribologiset ominaisuudetTribological properties

Tutkittiin myös PA-6/UHMWPE-seosten tribologisia eli kulumisominaisuuksia, jol-15 loin joihinkin kappaleisiin oli lisätty noin 25 % lasikuitua.The tribological or wear properties of PA-6 / UHMWPE blends were also studied, with about 25% glass fiber added to some of the pieces.

Materiaalit . ·, Mainittujen polymeeri seosten valukappaleista leikattiin sylinterimäiset tapit, joiden '" ’. kosketushalkaisijat olivat 3,5, 7,0 ja 10,0 mm. Samalla valmistettiin tällaisia koesau- 20 voja myöskin puhtaasta PA:sta, puhtaasta UHMWPE:sta ja sopeuttamattomista • I t • · ·; PA/UHMWPE-seoksista. Vastakappaleeksi valittiin sylinterimäinen teräskiekko,Materials. · Cylindrical pins with contact diameters of 3.5, 7.0 and 10.0 mm were cut from the castings of said polymer blends. At the same time, such test rods were also made of pure PA, pure UHMWPE and unadapted I t • · ·; PA / UHMWPE alloys, a cylindrical steel disc was chosen as the counterpart,

IIIIII

···: jonka pintakarkeus Ra = 0,1 pm.···: with a surface roughness Ra = 0.1 pm.

• · · • · # • · · ·• · · • · # • · · ·

Koestus • · « —Testing • · «-

Kitka-, kulumis- ja raja-PV-kokeet tehtiin tappi-levyllä tribometrilla, jossa oli vaa-25 kasuora pyörivä kiekko. Koetapin pyörimishalkaisija kiekkoon nähden oli 58 ± 1 mm.Friction, wear, and limit PV tests were performed on a pin plate with a tribometer with a scales-25 straight rotating disk. The rotation diameter of the test pin relative to the disc was 58 ± 1 mm.

• · · : Testattava muovitappi kuormitettiin vipuvarren päässä olevilla painoilla. Ennen koet- : !·. ta koetapit ja teräskiekko puhdistettiin tarkoin alkoholilla. Kaikki kokeet suoritettiin " · · ’ ilmastoidussa huoneessa, jonka lämpötila oli 20°C ja suhteellinen kosteus 50 % käyt tämättä ulkoista voiteluainetta. Näytteet pidettiin samassa huoneessa testien aikana.• · ·: The plastic pin to be tested was loaded with weights at the end of the lever arm. Before you try-:! ·. The test pins and steel disc were thoroughly cleaned with alcohol. All experiments were performed in an air-conditioned room with a temperature of 20 ° C and a relative humidity of 50% without the use of an external lubricant. The samples were kept in the same room during the tests.

· · « . * * ·. 30 Koetta varten valittiin useita liukunopeuksia ja kosketuspaineita. Mittausta varten asetettiin 6 h totutusaika. Sinä aikana kitkavoima näytti tasaantuvan vakioarvoon ja koetapin kuluma Ah oli mikrometrin tarkkuudella mitattavissa. Tappia punnittiin 101716 21 myös ominaiskulutusnopeuden K kulumisarvojen saamiseksi. K-arvot saadaan liuku-matkasta S, käytetyistä kuormista F ja volyymihäviöstä V (käyttäen materiaalin tiheyttä), jolloin se lasketaan seuraavalla tavalla:· · «. * * ·. 30 Several sliding speeds and contact pressures were selected for the experiment. A habituation time of 6 h was set for the measurement. During that time, the frictional force seemed to level off to a constant value and the wear Ah of the test pin was measurable with micrometer accuracy. The pin was also weighed 101716 21 to obtain the wear values of the specific consumption rate K. The K-values are obtained from the slip distance S, the applied loads F and the volume loss V (using the density of the material) and are calculated as follows:

K=V/FSK = V / FS

5 Seoksen kuormituksen PV määrittämiseksi valittiin vähintään kolme kosketuspainetta P käytännön painevälin peittämiseksi, esim. 1, 2 ja 8 MPa. Jokaisessa paineessa suoritettiin nopeusporrastesti. Jokaisessa nopeudessa annettiin jatkuvasti rekisteröidyn kitkaväännön saavuttaa tasapaino. Suuremmilla nopeuksilla kitkavääntö ei enää stabiloitunut ja/tai kasvoi nopeasti, mikä johti materiaalin luhistumiseen. Usean kosketus-10 paineen nopeusrajoja voidaan siten käyttää materiaalin raja-PV-arvojen määrittämiseen.5 To determine the PV load of the mixture, at least three contact pressures P were selected to cover the practical pressure range, e.g., 1, 2, and 8 MPa. A speed step test was performed at each pressure. At each speed, a continuously registered friction torque was allowed to reach equilibrium. At higher speeds, the frictional torque no longer stabilized and / or increased rapidly, leading to collapse of the material. Thus, multi-contact-10 pressure velocity limits can be used to determine material limit PV values.

Testattujen muoviseosten todennäköisen kulumismekanismin selvittämiseksi kulutus-pinnat tutkittiin pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM) JEOL TSM-T100 avulla, jota operoitiin 25 kV:lla. Ennen tutkimista näytteet päällystettiin kullalla varautumi-15 sen ja vahingoittumisen välttämiseksi elektronisuihkussa.To determine the probable wear mechanism of the tested plastic blends, the wear surfaces were examined with a JEOL TSM-T100 scanning electron microscope (SEM) operated at 25 kV. Prior to examination, the samples were gold plated to avoid charge-15 and damage in the electron beam.

Koostumuksen vaikutusEffect of composition

Kuvissa 8 ja 9 esitetään jokaisen materiaalin kosketuspaineessa 1 MPa ja liukunopeu-della 0,38 m/s mitattu kitkakerroin ja kuluma. Puhtaan PA-6:n kitkavoiman mittaami-20 nen oli vaikeaa sen suuren arvon ja pysymättömyyden takia verrattuna toisiin materi-. aaleihin näissä koeolosuhteissa. PA-6,6:11a oli alempi kitka ja suurempi kuluma kuin I t « puhtaalla PA-6:lla. Puhtaalla UHMWPE:lla oli paljon alempi kitkakerroin ja kulumis- ‘ ' nopeus kuin sekä PA-6:lla että PA-6,6:11a samoissa koeolosuhteissa.Figures 8 and 9 show the coefficient of friction and wear measured for each material at a contact pressure of 1 MPa and a sliding speed of 0.38 m / s. Measuring the frictional force of pure PA-6 was difficult due to its high value and instability compared to other materials. under these experimental conditions. PA-6,6 had lower friction and higher wear than pure PA-6. Pure UHMWPE had a much lower coefficient of friction and wear rate than both PA-6 and PA-6.6 under the same experimental conditions.

• · · • · .:. UHMWPEm lisääminen sekä PA-6:een että PA-6,6:een johtaa kitkakertoimen ja ku- • *· · : .·. 25 lumisnopeuden huomattavaan laskuun (ks. kuvat 10 ja 11). PA-6,6/UHMWPE-seos- \·\·\ ten kitkakerroin ja kuluma laskevat nopeasti pienillä määrillä UHMWPE:ä (noin 10 • · · paino-%). Suuremmat lisäykset vaikuttavat hyvin vähän parantavasti tribologiseen . . käyttäytymiseen. Noin 20-30 paino-% UHMWPE:ä PA-6/UHMWPE-seoksissa joh- « · · taa dramaattiseen kitkakertoimen laskuun ja vastaavaan kulumisnopeuden paranemi-' 30 seen.• · · • ·.:. Adding UHMWPEm to both PA-6 and PA-6.6 results in a coefficient of friction and • * · ·:. ·. 25 significant decrease in snow speed (see Figures 10 and 11). The coefficient of friction and wear of PA-6.6 / UHMWPE alloys rapidly decrease with small amounts of UHMWPE (about 10% by weight). Larger additions have very little curative effect on tribology. . behavior. About 20-30% by weight of UHMWPE in PA-6 / UHMWPE alloys results in a dramatic decrease in the coefficient of friction and a corresponding improvement in the wear rate.

;.. Sopeutteen sisällyttäminen PA/UHMWPE-seoksiin korostaa näitä myönteisiä vaiku- « · •; · * tuksia. Sopeutetut seokset, jotka perustuvat homogeenisuuteen ja vahvaan rajapinta- •' ,: : adheesioon kahden polymeerifaasin välillä, osoittavat parempaa tribologista käyttäy- 22 101716 tyrnistä kuin ne seokset, jotka on saatu sekoittamalla UHMWPE:ä sulaan polyamidiin PA.; .. The inclusion of the adapter in PA / UHMWPE blends highlights these positive effects. · * Changes. Adapted blends based on homogeneity and strong interface adhesion between the two polymer phases show better tribological behavior of sea buckthorn than those blends obtained by blending UHMWPE into molten polyamide PA.

PA-6,6/UHMWPE-seoksilla oli alemmat kitkakertoimet ja suuremmat kulumisnopeu-det kuin PA-6/UHMWPE-seoksilla.PA-6,6 / UHMWPE alloys had lower coefficients of friction and higher wear rates than PA-6 / UHMWPE alloys.

5 Samat näytteet testattiin myös sopeutetuilla PA-6/UHMWPE-seoksilla, joiden UHMWPE-pitoisuudet olivat 20 paino-% N6U (20) ja 30 paino-% N6U (30), sekä sopeutetuilla PA-6,6/UHMWPE-seoksilla, joiden UHMWPE-pitoisuus oli 20 pai-no-% N66U (20), suurempien liukunopeuksien vaikutuksen tutkimiseksi tribologisiin ominaisuuksiin (kuvat 12 ja 13). Nopeus nostettiin arvosta 0,38 m/s arvoon 1,0 m/s.5 The same samples were also tested with adapted PA-6 / UHMWPE mixtures with UHMWPE concentrations of 20% by weight N6U (20) and 30% by weight N6U (30) and with adapted PA-6.6 / UHMWPE mixtures with The UHMWPE content was 20 wt% N66U (20), to investigate the effect of higher sliding speeds on tribological properties (Figures 12 and 13). The speed was increased from 0.38 m / s to 1.0 m / s.

10 Kaikki kokeet suoritettiin vakiokosketuspaineessa ja samalla totutusajalla (6 h).10 All experiments were performed at constant contact pressure and at the same acclimation time (6 h).

Liukunopeuden nostaminen arvosta 0,38 m/s arvoon 1,0 m/s ei aiheuttanut oleellista muutosta kitkakertoimeen tai kulumaan näytteille N6U (30) ja N66U (20). Näytteille N6U (20) tapahtui kuitenkin dramaattinen muutos, kun liukunopeus nostettiin arvosta 0,76 m/s arvoon 1,0 m/s. Tällöin kitka nousi nopeasti, mikä johti pinnan sulamiseen.Increasing the sliding speed from 0.38 m / s to 1.0 m / s did not cause a significant change in the coefficient of friction or wear for samples N6U (30) and N66U (20). However, for samples N6U (20), a dramatic change occurred when the sliding speed was increased from 0.76 m / s to 1.0 m / s. The friction then increased rapidly, leading to melting of the surface.

15 Voidaan myös nähdä, että lasikuituvahvisteisilla PA/UHMWPE-seoksilla oli alemmat kulumisnopeudet kuin vahvistamattomilla seoksilla arvoilla P = 1 MPa ja V = 0,38 m/s (kuva 9). Lasikuitujen lisääminen johti myös kitkavoiman huomattavaan kasvuun testiolosuhteissa (kuva 8). PA-laatu ei vaikuttanut suuresti lasikuituvahvisteisten seosten kitkaan tai kulumaan.15 It can also be seen that glass fiber reinforced PA / UHMWPE alloys had lower wear rates than unreinforced alloys at P = 1 MPa and V = 0.38 m / s (Figure 9). The addition of glass fibers also led to a significant increase in frictional force under the test conditions (Fig. 8). PA quality did not greatly affect the friction or wear of glass fiber reinforced alloys.

20 Liukunopeuden ia kosketuspaineen vaikutus ....: Puhtaan UHMWPE:n ja sopeutettujen PA/UHMWPE-seosten kitka- ja kulutuskertoi- .:. met mitattiin myös eri liukunopeuksilla ja kosketuspaineilla. Kuvissa 14 ja 15 esite- | ·. tään liukunopeuden vaikutus kitka- ja kulumiskertoimiin.20 Effect of sliding speed and contact pressure ....: Coefficient of friction and wear of pure UHMWPE and adapted PA / UHMWPE mixtures.:. met were also measured at different sliding speeds and contact pressures. In Figures 14 and 15, the brochure | ·. the effect of sliding speed on friction and wear factors.

MM • · i.: : Testatuilla PA/UHMWPE-seoksilla ei havaittu suurempaa kitkan ja kuluman muu- • · · : 25 tosta liukunopeuden muuttuessa.MM • · i .:: The PA / UHMWPE alloys tested did not show a greater change in friction and wear • 25 · as the sliding speed changed.

. . Kuvissa 16 ja 17 on esitetty kosketuspaineen vaikutus kitka- ja kulumiskertoimiin.. . Figures 16 and 17 show the effect of contact pressure on friction and wear factors.

Tuloksena oli, että kitkakerroin hieman laskija kulumisnopeus hieman kasvoi kos- < * « ketuspaineen kasvaessa.As a result, the coefficient of friction slightly decreased the wear rate slightly as the contact pressure increased.

PV-raia :':'; 30 Polymeereillä on PV-raja, jossa P on keskimääräinen kosketuspaine ja V on liukuno- ....: peus. Tämän rajan yläpuolella lämpötila nousee siten, että pinta sulaa ja kulumisno- 23 ^ Γ " 7 ** ί, ι U i / i ο peus nousee hyvin suureksi. Kokeissa suurimpana PV-arvona käytettiin 12 MPa m/s ja se saavutettiin korkeimmalla kosketuspaineen P arvolla 8 MPa ja korkeimmalla liukunopeuden V arvolla 1,5 m/s mainitulla tribometrilla. Näiden materiaalien raja-PV-arvo on esitetty taulukossa 2.PV-raia: ':'; Polymers have a PV limit where P is the mean contact pressure and V is the sliding speed. Above this limit, the temperature rises so that the surface melts and the wear rate becomes very high. The maximum PV value used in the experiments was 12 MPa m / s and was reached at the highest contact pressure P of 23 ^ Γ "7 ** ί, ι U i / i ο. with a value of 8 MPa and a maximum value of 1.5 m / s of the sliding speed V with said tribometer The limit PV value of these materials is shown in Table 2.

5 Taulukko 25 Table 2

Raja-PV-arvot, kun käytetään tappi kiekolla -tribometria ja testataan PA:a, UHMWPE:ä, sopeuttamattomia PA/UHMWPE-seoksia ja sopeutettuja PA/UHMWPE-seoksia.Limit PV values when using pin-to-disk tribometry and testing for PA, UHMWPE, unadapted PA / UHMWPE mixtures, and adapted PA / UHMWPE mixtures.

Materiaalit_N6 UHMWPE N6U N6GU N66U N66GUMaterials_N6 UHMWPE N6U N6GU N66U N66GU

Myötö-P, MPa__1_^8_J_>8 >8 >8Yötö-P, MPa__1_ ^ 8_J_> 8> 8> 8

Myötö-V, m/s 0,38 >1,5 1,3_>1,5 >1,5 >1,5 PV-raja, MPa. m/s 0,38 >12_10,4 |>12 >12 |>12 10Yield V, m / s 0.38> 1.5 1.3_> 1.5> 1.5> 1.5 PV limit, MPa. m / s 0.38> 12_10.4 |> 12> 12 |> 12 10

Vahvistamatonta PA-6/UHMWPE-seosta (N6U) lukuunottamatta kaikkien muiden sopeutettujen PA/UHMWPE-seosten PV-raja oli selvästi yli 12 MPa. m/s. Nämä arvot ovat selvästi kirjallisuuden ilmoittamien polymeeriliukumateriaalien PV-rajojen yläpuolella.With the exception of unreinforced PA-6 / UHMWPE (N6U), the PV limit of all other adapted PA / UHMWPE alloys was well above 12 MPa. m / s. These values are well above the PV limits for polymeric sliding materials reported in the literature.

15 Kulutuspintoien mikroskooppikuvat15 Microscopic images of treads

• . · I•. · I

' ‘ Tappien kulutuspinnoista otettiin elektromikroskooppikuvat, jotka on esitetty kuvissa 18-21. Niiden perusteella voitiin todeta, ettei merkkejä lasikuitujen irtoamisesta tai . ' ulosvedosta keksinnön mukaisista materiaaleista löytynyt, mikä viittaa korkeaan kui- dun ja matriisin väliseen adheesioon.'' Electromicroscopic images of the treads of the pins were taken as shown in Figures 18-21. On this basis, it was found that there were no signs of detachment of the glass fibers or. found in the extraction from the materials of the invention, indicating high adhesion between the fiber and the matrix.

·«· • · · • · · 20 Verrattuna kirjallisuuden tilanteeseen, jossa UHMWPE:ä käytettiin PA-6,6:n täyte- . . aineena ilman sopeutetta, eo. keksinnön mukaisissa seoksissa ei esiintynyt kirjaili- • · · : suuden toteamaa deformaatiota eikä UHMWPE:n leviämistä komposiittipinnalle.· «· • · · • · · 20 Compared to the literature situation where UHMWPE was used as a filler for PA-6.6. . as a substance without adaptation, eo. the compositions of the invention showed no deformation or spread of UHMWPE on the composite surface.

Siten esillä olevan keksinnön mukainen seos on selvästi ylivoimainen kirjallisuuden esittämiin seoksiin verrattuna.Thus, the composition of the present invention is clearly superior to the compositions reported in the literature.

25 Tribologisen tutkimuksen johtopäätökset25 Conclusions of the tribological study

Tribologisen tutkimuksen tulokset osoittivat mm. seuraavaa: 01716 24The results of the tribological examination showed e.g. as follows: 01716 24

Sopeutetut PA/UHMWPE-seokset, jotka perustuvat homogeenisuuteen ja vahvaan rajapinta-adheesioon, ovat tribologisilta ominaisuuksiltaan selvästi parempia kuin keskenään sopeuttamattomat seokset.Adapted PA / UHMWPE blends based on homogeneity and strong interface adhesion are clearly superior in tribological properties than non-mismatched blends.

UHMWPE:n lisääminen sekä PA-6:een että PA-6,6:een johtaa kitkakertoimen ja ku-5 lumisnopeuden huomattavaan alenemiseen.The addition of UHMWPE to both PA-6 and PA-6.6 results in a significant reduction in the coefficient of friction and wear rate.

Lasikuituvahvisteisten PA/UHMWPE-seosten lujuus on parempi kuin vahvistamattomien seosten lujuus. Sen sijaan lasikuidun lisääminen nostaa huomattavasti kitkavoimaa esitetyissä koeolosuhteissa.The strength of glass fiber reinforced PA / UHMWPE alloys is better than that of unreinforced alloys. Instead, the addition of fiberglass significantly increases the frictional force under the experimental conditions shown.

On yllättävää, että sopeutetuilla PA/UHMWPE-seoksilla ei ainoastaan ole alemmat 10 kitkakertoimet vaan niillä on myös parempi kitkan nopeusriippuvuus kuin puhtaalla UHMWPE:lla koko mitatulla alueella.Surprisingly, the adapted PA / UHMWPE alloys not only have lower coefficients of friction but also have better friction rate dependence than pure UHMWPE over the entire measured range.

Sopeutettujen PAAJHMWPE-seosten elektronimikroskooppikuvat todistavat, että PA:n ja UHMWPE:n välillä on suurempi rajapinta-adheesio kuin ilman sopeutetta.Electron micrographs of the adapted PAAJHMWPE mixtures prove that there is a higher interfacial adhesion between PA and UHMWPE than without adaptation.

• · · • · • · · « • · · « • · • · < • « t • · · · • «« • · * « « f • · • · · • · · t · t · < t t « I I I I I «• · · • · • · «• · · • • • • • • • • • • • • IIIIIIIII IIIIIII «

Claims (15)

1. T ekninen muovi seos, joka käsittää a) noin 50-90 paino-% polyamidia, ja b) noin 2-40 paino-% ultrasuurimolekyylistä polyeteeniä, 5 tunnettu siitä, että se käsittää polyamidin ja ultrasuurimolekyylisen polyeteenin välistä yhteensopivuutta sekä ultrasuurimolekyylisen polyeteenin sulatyöstettävyyttä parantavana komponenttina: c) noin 0,1 -30 paino-% kopolymeeria, jonka makromolekyylit käsittävät: i) C2-Cg-alkyleenitoistoyksiköitä, 10 ii) karboksyyliryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältäviä C2-C6-alkylee-nitoistoyksiköitä, ja, edullisesti, iii) Cg-C i o-aralkyleenitoistoyksiköitä kuten styreeniyksiköitä.A technical plastic blend comprising a) about 50-90% by weight polyamide, and b) about 2-40% by weight ultra-high molecular weight polyethylene, characterized in that it comprises compatibility between polyamide and ultra-high molecular weight polyethylene and melt processability of ultra-high molecular weight polyethylene as a curing component: c) about 0.1 to 30% by weight of a copolymer having macromolecules comprising: i) C 2 -C 6 alkylene repeating units, ii) C 2 -C 6 alkylene repeating units containing a carboxyl group or a carboxyl derivative group, and, preferably, iii) C 8 -C i o-aralkylene repeat units such as styrene units. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että se käsittää noin 15 1-15 paino-%, edullisesti noin 2-10 paino-% ja edullisimmin noin 3-8 paino-% mai nittua kopolymeeria (c).Plastic composition according to Claim 1, characterized in that it comprises about 15 to 15% by weight, preferably about 2 to 10% by weight and most preferably about 3 to 8% by weight of said copolymer (c). 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että mainitun kopolymeerin (c) makromolekyylien C2-Cg-alkyleeniyksiköt (i) ovat C2-C6-olefiinin 20 toistoyksiköitä, edullisimmin C2-C3-olefiinin toistoyksiköitä eli eteenin tai propeenin toistoyksiköitä.Plastic composition according to Claim 1 or 2, characterized in that the C 2 -C 8 alkylene units (i) of the macromolecules of said copolymer (c) are C 2 -C 6 olefin repeat units, most preferably C 2 -C 3 olefin repeat units, i.e. ethylene or propylene repeat units. 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että mainitun kopolymeerin (c) makromolekyylien karboksyyliryhmän tai karboksyylijohdan- .... 25 naisryhmän sisältävät C2-C6-alkyleenitoistoyksiköt (ii) ovat etyleenisesti tyydyttä- : mättömän C3-Cg-mono- tai -dikarboksyylihapon tai sen johdannaisen toistoyksiköitä, • · · · edullisesti maleiinihappoanhydridin toistoyksiköitä.Plastic composition according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the C 2 -C 6 alkylene repeating units (ii) containing a carboxyl group or a carboxyl derivative group of the macromolecules of said copolymer (c) are ethylenically unsaturated C 3 -C 6 repeating units of a mono- or dicarboxylic acid or a derivative thereof, preferably repeating units of maleic anhydride. ..... 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että • · · M 30 mainitun kopolymeerin (c) makromolekyylit käsittävät ensimmäisen segmentin, joka *\ * käsittää mainittuja C2-Cg-alkyleenitoistoyksiköitä (i), ja toisen segmentin, joka kä- • · : sittää mainittuja karboksyyliryhmän tai karboksyylijohdannaisryhmän sisältäviä C2- : ": C6-alkyleenitoistoyksiköitä (ii). .’!! 35Plastic mixture according to any one of the preceding claims, characterized in that the macromolecules of said copolymer (c) comprise a first segment comprising said C 2 -C 8 alkylene repeating units (i) and a second segment , which comprises said C2-: ": C6-alkylene repeating units (ii) containing said carboxyl group or carboxyl derivative group. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että mainittu kopo- * · · · ’ lymeeri (c) on oksaskopolymeeri, jonka makromolekyylien mainituista ensimmäisestä ja toisesta segmentistä toinen muodostaa oksaskopolymeerin pääketjun ja toinen pää- ketjuun kytketyn sivuketjun, edullisesti siten, että ensimmäinen segmentti muodostaa pääketjun ja toinen segmentti muodostaa sivuketjun. 101716Plastic blend according to claim 5, characterized in that said copolymer (c) is a graft copolymer, one of said first and second segments of macromolecules forming a backbone of the graft copolymer and the other a side chain linked to the backbone, preferably such that the first one segment forms the main chain and the other segment forms the side chain. 101716 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että mainittu kopo-5 lymeeri (c) on oksasolefiinikopolymeeri, jonka makromolekyylin ensimmäinen segmentti eli pääketju koostuu olefiinin, edullisesti propeenin, toistoyksiköistä (i) ja jonka pääketjuun kytketty vähintään yksi toinen segmentti eli sivuketju käsittää ety-leenisesti tyydyttämättömän karboksyylihapon tai sen johdannaisen, edullisesti male-iinihappoanhydridin, toistoyksiköitä (ii), jolloin etyleenisesti tyydyttämättömän kar- 10 boksyylihapon tai sen johdannaisen toistoyksikköjen (ii) osuus on edullisesti noin 0,05-5 %, edullisemmin noin 0,1-1 %, edullisimmin noin 0,2-0,6 %, maleiinihappo-anhydridiksi laskettuna, oksasolefiinikopolymeerin painosta.Plastic composition according to claim 6, characterized in that said copolymer (c) is an oxazolefin copolymer having a first segment or backbone of the macromolecule consisting of olefin, preferably propylene, repeat units (i) and having at least one second segment or side chain connected to the backbone comprising -ethylenically unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof, preferably maleic anhydride, repeat units (ii), wherein the proportion of ethylenically unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof (ii) is preferably about 0.05-5%, more preferably about 0.1-1 %, most preferably about 0.2-0.6%, based on maleic anhydride, by weight of the oxazolefin copolymer. 8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että mainitun 15 kopolymeerin (c) makromolekyylien ensimmäinen segmentti muodostuu lineaarisesti järjestetyistä alasegmenteistä, joista osa koostuu mainituista C2-Cg-alkyleenitoistoyk-siköistä (i) ja osa koostuu Cg-C \ o-aralkyleenitoistoyksiköistä (iii), edullisesti styreenin toistoyksiköistä.Plastic composition according to claim 5 or 6, characterized in that the first segment of macromolecules of said copolymer (c) consists of linearly arranged sub-segments, part of which consists of said C 2 -C 8 alkylene repeating units (i) and part of which consists of C 8 -C 8 alkylation units. aralkylene repeat units (iii), preferably styrene repeat units. 9. Jonkin patenttivaatimuksista 6-8 mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että mai- ..!: ‘ nittu kopolymeeri (c) on oksastettu möhkäleolefiinikopolymeeri, jonka makromole- :" · kyylin ensimmäinen segmentti eli pääketju koostuu lineaarisesti järjestetyistä alaseg- ;: · menteistä, joiden järjestys on: styreenitoistoyksikköjen (iii) alasegmentti - tyydyttä- • · · mättömien alifaattisten hiilivetytoistoyksikköjen (i) kuten olefiinitoistoyksikköjen : . ·. 25 alasegmentti - styreenitoistoyksikköjen (iii) alasegmentti, ja jonka vähintään yksi pää- . ·. . ketjuun kytketty toinen segmentti eli sivuketju sisältää maleiinihappoanhydridin tois toyksiköitä (ii), jolloin maleiinihappoanhydridin toistoyksikköjen (ii) osuus on edullisesti noin 0,05-10 %, edullisemmin noin 0,5-5 %, edullisimmin noin 1-3 %, mainitun oksastetun möhkäleolefiinikopolymeerin painosta. 30Plastic composition according to one of Claims 6 to 8, characterized in that said copolymer (c) is a grafted block olefin copolymer, the first segment of the macromolecule, i.e. the main chain, consisting of linearly arranged sub-segments; , in the following order: sub - segment of styrene repeat units (iii) - unsatisfied • · · unsaturated aliphatic hydrocarbon repeat units (i) such as olefin repeat units:. the segment or side chain contains maleic anhydride repeat units (ii), wherein the maleic anhydride repeat units (ii) preferably comprise about 0.05-10%, more preferably about 0.5-5%, most preferably about 1-3%, by weight of said grafted block olefin copolymer. • · : 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että • I I :se käsittää polyamidia (a) tai sen jotakin seosta, jolloin polyamidi (a) on Cö-diamiinin . ’. ja Cö-Ci2-dihapon polymerointituote, edullisesti PA 6,6, tai C3-, C4- tai C6-C12- .... · aminohapon tai sen johdannaisen polymerointituote, edullisesti PA6. • · < * o ^ τ 1 /" i » / i ‘OPlastic composition according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises polyamide (a) or a mixture thereof, wherein the polyamide (a) is a C 6 diamine. '. and a polymerization product of a C 6 -C 12 diacid, preferably PA 6,6, or a polymerization product of a C 3, C 4 or C 6 -C 12 amino acid or a derivative thereof, preferably PA 6. • · <* o ^ τ 1 / "i» / i ‘O 11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että se käsittää ultrasuurimolekyylistä polyeteeniä (b) tai sen seosta, jolloin ultrasuurimo-lekyylisen polyeteenin (b) painokeskimääräinen moolimassa on välillä noin 3x10^-6x106. 5Plastic composition according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises ultra-high molecular weight polyethylene (b) or a mixture thereof, wherein the weight-average molecular weight of the ultra-high molecular weight polyethylene (b) is between about 3x10-6x106. 5 12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että se käsittää: d) lisäaineen, joka lisäaine (d) on valittu seuraavista: lujittavaa kuitua, kuten hiili-tai lasikuitua, metallijauhetta, lasihelmiä, pigmenttiä, kumijauhetta, muita polymeere-10 jä ja muita sopeutteita tai apusopeutteita, edullisesti lasikuitua, edullisemmin noin 5-40 paino-% ja edullisimmin noin 10-30 paino-% lasikuitua, tai kitkaa vähentäviä lisäaineita, esim. polytetrafluorieteeniä, molybdeenisulfidia tai silikoniöljyä.Plastic composition according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises: d) an additive (d) selected from the group consisting of a reinforcing fiber, such as carbon or glass fiber, metal powder, glass beads, pigment, rubber powder, other polymeric and other adapters or auxiliaries, preferably glass fiber, more preferably about 5-40% by weight, and most preferably about 10-30% by weight of glass fiber, or friction reducing additives, e.g., polytetrafluoroethylene, molybdenum sulfide, or silicone oil. 13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että 15 se on valmistettu sulatyöstämällä mainittu polyamidi (a), mainittu ultrasuurimolekyy- linen polyeteeni (b) ja mainittu kopolymeeri (c) siten, että komponentit (a), (b) ja (c) ovat kaikki pehmeässä tilassa, edullisesti käyttämällä leikkausvoimia mainitun polyamidin sulatyöstölämpötilassa, joka edullisimmin on välillä noin 200°-300°C.Plastic composition according to any one of the preceding claims, characterized in that it is prepared by melt-processing said polyamide (a), said ultra-high molecular weight polyethylene (b) and said copolymer (c) such that components (a), (b) and ( c) are all in a soft state, preferably using shear forces at a melt processing temperature of said polyamide, most preferably between about 200 ° -300 ° C. 14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen muoviseos, tunnettu siitä, että se on morfologialtaan sellainen, että polyamidiin (a) on dispergoituneena ultrasuuri-molekyylisen polyeteenin (b) hiukkasia, joiden koko on noin 1-10 pm.Plastic composition according to one of the preceding claims, characterized in that its morphology is such that particles of ultra-high molecular weight polyethylene (b) having a size of about 1 to 10 μm are dispersed in the polyamide (a). .:. 15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen muoviseoksen käyttö koneen ....: 25 osiin, kuten liikkuviin osiin, laakereihin, rakenteellisiin kone-elimiin, liuku-, kitka- ja kulumispintoihin, suksenpohjiin, yms. • 1·♦ • » · ·1·» « · • · · • « · • · · · • · ♦ • ♦ » • · « • · · « « 1 »«« < I I « · • · • » « · · · • t · • · · · 101716.:. Use of a plastic composition according to any one of the preceding claims on machine parts: such as moving parts, bearings, structural machine members, sliding, friction and wear surfaces, ski soles, etc. • 1 · ♦ • »· · 1 · »« · • · · «« · • · · • · ♦ • ♦ »• ·« • · «« 1 »« «<II« · • · • «« · · · t · • · · 101716
FI954414A 1995-09-19 1995-09-19 Compatible UHMWPE-PA blend FI101716B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI954414A FI101716B1 (en) 1995-09-19 1995-09-19 Compatible UHMWPE-PA blend
AU21608/97A AU2160897A (en) 1995-09-19 1997-03-17 Technical plastic composition
PCT/FI1997/000172 WO1998041576A1 (en) 1995-09-19 1997-03-17 Technical plastic composition

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI954414 1995-09-19
FI954414A FI101716B1 (en) 1995-09-19 1995-09-19 Compatible UHMWPE-PA blend
PCT/FI1997/000172 WO1998041576A1 (en) 1995-09-19 1997-03-17 Technical plastic composition
FI9700172 1997-03-17

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI954414A0 FI954414A0 (en) 1995-09-19
FI954414A FI954414A (en) 1997-03-20
FI101716B true FI101716B (en) 1998-08-14
FI101716B1 FI101716B1 (en) 1998-08-14

Family

ID=26160020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI954414A FI101716B1 (en) 1995-09-19 1995-09-19 Compatible UHMWPE-PA blend

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2160897A (en)
FI (1) FI101716B1 (en)
WO (1) WO1998041576A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7199188B2 (en) * 2002-05-23 2007-04-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Toughened thermoplastic polyamide compositions
US7879949B2 (en) 2004-10-06 2011-02-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Blends of ethylene copolymers with high-frequency weldability
US8431650B2 (en) 2006-04-13 2013-04-30 E I Du Pont De Nemours And Company Process for recycling polyolefin blend composition using an ethylene copolymer compatibilizing agent
US7700692B2 (en) 2006-04-28 2010-04-20 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process for recycling polyolefin blend composition using an ethylene copolymer compatibilizing agent
WO2012004674A2 (en) 2010-07-06 2012-01-12 Ticona Gmbh High molecular weight polyethylene fibers and membranes, their production and use
CN102958957B (en) 2010-07-06 2015-09-02 提克纳有限公司 Produce the method for High molecular weight polyethylene
BR112012032879A2 (en) * 2010-07-06 2016-11-08 Ticona Gmbh high molecular weight polyethylene molded articles, their production and use
EP2591019A2 (en) 2010-07-06 2013-05-15 Ticona GmbH Process for producing high molecular weight polyethylene
JP5916724B2 (en) 2010-07-06 2016-05-11 ティコナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for producing high molecular weight polyethylene
US9181430B2 (en) * 2013-02-28 2015-11-10 Sabic Global Technologies B.V. Wear and friction properties of engineering thermoplastics with ultra-high molecular weight polyethylene

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4957974A (en) * 1988-03-29 1990-09-18 Rohm And Haas Company Graft copolymers and blends thereof with polyolefins
DE59302667D1 (en) * 1992-07-20 1996-06-27 Bayer Ag Impact-resistant, possibly filled polyamide mixtures with polyamide / polyethylene composite film waste
JP3072495B2 (en) * 1993-02-05 2000-07-31 グンゼ株式会社 Flocked members

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998041576A1 (en) 1998-09-24
FI954414A0 (en) 1995-09-19
AU2160897A (en) 1998-10-12
FI954414A (en) 1997-03-20
FI101716B1 (en) 1998-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pietrasanta et al. Reactive compatibilization of HDPE/PET blends by glycidyl methacrylate functionalized polyolefins
FI101716B (en) Compatible UHMWPE-PA blend
Zhihui et al. Effects of the compatibilizer PP-g-GMA on morphology and mechanical properties of PP/PC blends
Misra et al. Structure and properties of compatibilized blends of polyamide‐6 and ABS
US4966941A (en) Nylon compositions for blowmolding
Holsti‐Miettinen et al. Oxygen barrier properties of polypropylene/polyamide 6 blends
Sathe et al. The effect of composition on morphological, thermal, and mechanical properties of polypropylene/nylon‐6/polypropylene‐g‐butyl acrylate blends
Rösch et al. The role of core/shell-microparticle dispersions in polypropylene/polyamide-6 blends
Arsad et al. Mechanical and rheological properties of PA6/ABS blends-with and without short glass fiber
EP0452306B1 (en) Nylon compositions adequate for blow molding
Heino et al. Studies on fracture behavior of tough PA6/PP blends
CA1216696A (en) Polyamides toughened with elastomeric copolyesteramides
RU2409604C2 (en) Polyamide composition
EP0374887B1 (en) Thermoplastic resin composition
Zhou et al. Mechanical and tribological behavior of compatibilized ultra-high-molecular-weight polyethylene/liquid crystalline polymer composites
EP0494971A1 (en) Polyolefin/thermoplastic blend
TWI793718B (en) Aliphatic and semi-aromatic polyamides with dimer acids and dimer amines
EP0457374A2 (en) Polyketone polymer blends comprising a linear alternating polymer of carbon monoxide and ethylenically unsaturated compounds
Jo et al. Morphological, rheological, and mechanical properties of polyamide 6/styrene-acrylic acid copolymer blends
Sapsrithong et al. Morphology and mechanical properties of polyamide 6 and polybutylene terephthalate blends compatibilized with epoxidized natural rubber
Shonaike Miscibility of nylon 66/Santoprene blends
EP0452305A1 (en) Improved nylon compositions for blowmolding.
Kim et al. The effect of functional group content on poly (ethylene terephthalate)/high density polyethylene blends compatibilized with poly (ethylene-co-acrylic acid)
Jeziorska et al. Poly (phenylene oxide) and renewable polyamide 11 blends compatibilized by ethylene-n-octene copolymer
Boonsong et al. Compatibilization of natural rubber (NR) and chlorosulfonated polyethylene (CSM) blends with zinc salts of sulfonated natural rubber.