Vliv opakovaného vytlačování na degradaci polyetylenu. Strukturní změny v nízkohustotním polyetylenu

Abstract

Článek studuje vliv opakovaného vytlačování na molekulární parametry nízkohustotního polyetylenu (LDPE) Bralen NA 7-25. Nezpracovaný polyetylen byl opakovaně vytlačován ve 20 cyklech a zpracované vzorky byly frakcionovány pomocí srážecí frakcionace. U nezpracovaných i zpracovaných vzorků byly stanoveny hodnoty hmotnostního průměru molárních hmotností (rozptyl světla), číselného průměru molárních hmotností (osmometrie) a limitní viskozitní čísla (viskozimetrie). Vzorky byly rovněž charakterizovány pomocí reologie. Bylo zjištěno, že změny molekulárních parametrů LDPE jsou ovlivněny jak strukturou polymeru tak mechano-chemickou degradací. Navržený degradační mechanismus během opakovaného vytlačování Bralenu zahrnuje štěpení polymerního řetězce, které převládá brzy po začátku zpracování. To je následováno rekombinací makromolekul mající za následek vznik větvení, síťování a tvorbu mikrogelu, jehož přítomnost je patrná na vzorcích vytlačovaných 3 až 20 krát.

The influence of the repeated extrusion on the molecular parameters of low density polyethylene (LDPE) Bralen NA 7-25 was studied. Virgin polyethylene was submitted up to 20 extrusion cycles and the processed samples were fractioned using precipitation fractionation. Non-fractionated samples and the individual polymer fractions were characterized by their weight average molar masses Mw (static light scattering), number average molar masses Mn (osmometry) and limiting viscosity numbers (viscometry). Rheological properties in terms of shear viscosity curve, zero shear viscosity and flow activation energy were also determined by using high pressure capillary rheometer. The course of the changes in molecular parameters of LDPE is influenced both by the initial polymer structure and by the changes induced by the mechano-chemical degradation. The suggested degradation mechanisms during multiple extrusion of Bralen are chain scission predominating in the early stage of processing followed by recombination of macromolecules resulting in branching, crosslinking and formation of microgel, which is clearly notable for the samples extruded 3 to 20 times.