BIZALMAS MŐSZAKI JELENTÉS 46303

Átírás

1 BIZALMAS MŐSZAKI JELENTÉS Dátum: Június 7. PROJEKT SZÁMA: AN0139 Székhely: Shawbury, Shrewsbury Shropshire SY4 4NR Egyesült Királyság T: +44 (0) F: +44 (0) E: W: ÖREGÍTETT ÉS NEM ÖREGÍTETT POLIETILÉN FÓLIAMINTÁK ÖSSZEHASONLÍTÓ GPC (GÉL PERMEÁCIÓS KROMATOGRÁFIA) VIZSGÁLATA SYMPHONY ENVIRONMENTAL LIMITED ELSTREE HOUSE ELSTREE WAY BOREHAMWOOD HERTS WD6 1LE Michael Stephens mőszaki igazgató figyelmébe Ian Bates Szerzık John Sidwell Fıtanácsadó Polimerek vizsgálata 1

2 ÖREGÍTETT ÉS NEM ÖREGÍTETT POLIETILÉN FÓLIAMINTÁK ÖSSZEHASONLÍTÓ GPC (GÉL PERMEÁCIÓS KROMATOGRÁFIA) VIZSGÁLATA 1. BEVEZETÉS Egy korábbi projekt (AN0068) keretében poliolefin fóliamintákon elvégzett gyorsított öregítéses vizsgálatok tapasztalatai alapján, valamint a Rapra Technology üzemében Április 27-én történt megbeszélés után világossá vált, hogy az öregített és nem öregített minták GPC vizsgálata fontos információkkal szolgálhat azzal kapcsolatban, hogy a minták a vizsgált idıtartam alatt milyen mértékben bomlanak le. A jelentés a következı mintákon elvégzett GPC vizsgálatok eredményeit foglalja össze: 1. 99% LDPE + 1% oxidáció hatására lebomló MB, nem öregített 2. 99% LDPE + 1% oxidáció hatására lebomló MB, 7 nap UV fénycsöves öregítés 3. 99% LDPE + 1% oxidáció hatására lebomló MB, 7 nap hıöregítés 4. 3-as számú referenciafólia nem öregített 5. 3-as számú referenciafólia 9 nap hıöregítés 2

3 2. VIZSGÁLAT 2.1 MAGAS HİMÉRSÉKLETŐ GÉL PERMEÁCIÓS KROMATOGRÁFIÁS VIZSGÁLAT A MINTÁK ELİKÉSZÍTÉSE Mindegyik mintából egy oldat készült oly módon, hogy 15 mg mintához 15 ml oldószert adtunk, majd felmelegítettük, és 190 C-on 20 percig ráztuk. Ezután az oldatokat 160 C-ra hőtöttük, majd 2 µm lyukbıségő fémszőrın keresztül üvegfiolákba töltöttük. A fiolákat egy melegített automata adagolóba töltöttük, amely 30 percnyi hıkiegyenlítıdés után automatikusan mintát injektált mindegyik fiolából. Az ebben a részben szereplı tömeg-, térfogat-, idı-, és hımérsékleti adatok közelítı értékek A KROMATOGRÁFIÁS VIZSGÁLAT PARAMÉTEREI Berendezés: Polymer Laboratories GPC 220 Oszlopok: Plgel guard és 2 mixed bed-b, 30 cm, 10 µm Oldószer: 1,2,4-triklór-benzén antioxidánssal Áramlási sebesség: 1,0 ml/perc (névleges) Hımérséklet: 160 C (névleges) Érzékelı: refraktív index (és Viscotek nyomáskülönbség) Az adatok győjtése és elemzése a Viscotek Trisec 3.0 szoftverével történt. A minták analitikai vizsgálata május 17. és 31. között történt. 3

4 3. EREDMÉNYEK A minták vizsgálata két menetben történt, az öregített és a nem öregített minták összehasonlítását szolgáló eredmények pedig csoportosítva kerültek jelentésre. 20 perc rázás és melegítés után minden minta teljesen oldott állapotban volt. A szőrés és a kromatográfia során nem merült fel probléma. A vizsgálatok során alkalmazott GPC rendszer kalibrációja polisztirénnel történt, továbbá a minták és a kalibráló anyag közti kémiai eltérés miatt egy viszkozitási állandókat felhasználó matematikai mővelet is alkalmazásra került (a használt Mark Houwink paramétereket lásd lent). Az eredmények ezért polietilénre értendık, és a számított átlagos molekulatömeg és polidiszperzitás értékek (M W/M N) szerint kerültek csoportosításra. Polisztirén Polietilén (kalibráló anyag) (minták) a 0,707 0,725 Log K 3,917 3,391 4

5 3.1 99% LDPE + 1% MB minták Ez a fejezet a 99% LDPE + 1% MB fóliaminták GPC vizsgálatának eredményeit összegzi. A vizsgálat során a nem öregített fóliát egy UV fénycsöves berendezésben 7 napig öregített és egy melegítıberendezésben 7 napig 70 C-on öregített mintával hasonlítottuk össze. A vizsgálat két menetben zajlott, az eredményeket az alábbi táblázatok foglalják össze. A táblázatok az M W, M N és polidiszperzitás adatokat is tartalmazzák. A nem öregített 99% LDPE + 1% MB minta és a 7 napig UV fénycsöves berendezésben öregített fólia vizsgálati eredményeit összehasonlító táblázat Minta Vizsgálat száma MW MN MW/MN Polietilén minták 99%, 0 nap B ,1 (RTL 8400/1R) B ,1 99%, 7 nap UV B ,8 (RTL 8400/4) B ,7 5

6 A nem öregített 99% LDPE + 1% MB minta és a 7 napig 70 C-on melegítı berendezésben öregített fólia vizsgálati eredményeit összehasonlító táblázat Minta Vizsgálat száma MW MN MW/MN %<5,000 Polietilén minták 99%, 0 nap B ,2 6,9 (RTL 8400/1) B ,3 7,1 99%, 7 nap melegítés B , (RTL 8400/3) B ,5 68,1 Az M W értéke mindkét öregítéses eljárás során jelentısen csökkent, a melegítéssel öregített anyag M W értéke pedig 5000, vagyis az ASTM D szabványban jelzett határérték alá csökkent. Az 1. és 2. ábra az öregített és nem öregített 99% LDPE + 1% MB minták molekulatömeg-eloszlását mutatják. 6

7 1. ábra 7 napig UV fénycsöves berendezésben öregített 99% LDPE + 1% MB Az ábrák jól mutatják a molekulatömeg-eloszlás jelentıs változását. 7

8 3.3 3-as számú referenciafólia Ez a fejezet 3-as számú referenciafólia-minta GPC vizsgálatának eredményeit mutatja be. A vizsgálat során egy nem öregített fóliamintát egy 70 C-os melegítıberendezésben 9 napig öregített fóliamintával hasonlítottunk össze. Az alábbi táblázat az M W, M N és polidiszperzitás adatokat tartalmazza. Minta Vizsgálat száma MW MN MW/MN Polietilén minták 0 nap, Ref 3 B ,3 (SRL 8750/1) B ,9 9 nap, Ref 3 B ,9 (SRL 8750/2) B ,9 Az Mw értéke a 9 napig 70 C-on öregített mintában jelentısen csökkent, megközelítve az ASTM D szabványban jelzett határértéket. A 3. ábra a minták molekulatömeg-eloszlását mutatja. Az ábra az értéktartománynak megfelelı léptékő, az y tengely adatai a súlyrész függvényében alakulnak. 8

9 3. ábra 4. KONKLÚZIÓ A polietilén minták GPC vizsgálatának eredményei szerint az M W értéke minden mintában jelentıs mértékben csökkent. A 99% LDPE + 1% MB M W értéke a 7 napos UV fénycsöves és hıöregítéses eljárás során egyaránt megközelítette az ASTM D szabványban jelzett 5000-es határértéket, továbbá a referenciafólia M W értéke 9 nap 70 C-on történı öregítés után szintén megközelítette az 5000-es értéket. A GPC vizsgálatok eredményei igazolják, hogy a polietilén fóliaminták bomlási folyamata az adott vizsgálati körülmények között megfelelt az ASTM D szabvány elvárásainak. 9