用于高韧度纤维和无纺物的丙烯均聚物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及特别适合用于高韧度纤维和纱和无纺物的具有在3. Odg/min-8. Odg/ min范围内的熔体流动指数的丙烯均聚物。此外，本发明涉及制造这样的丙烯均聚物的方 法。
【背景技术】
[0002] 机械和物理性质的组合以及良好的加工性和和良好的经济性已经使得聚丙烯成 为对于大量的纤维和无纺物应用例如对于建筑业和农业、卫生和医用制品、毯、织物而言的 首选材料。近年来，用于例如农业或者汽车工业的高韧度纤维和无纺物是已经引起特别关 注的应用之一。通常，高韧度纤维可定义为具有至少45cN/tex的韧度。
[0003] 取决于这样的纤维和无纺物的制造中使用的加工方法，对聚丙烯的要求可相差很 大，例如熔体流动。用于纤维和无纺物的聚丙烯通常具有在从3dg/min (对于非常强的高韧 度纤维）一直到几千dg/min (对于熔喷无纺物）的范围内的熔体流动指数。
[0004] 高韧度纤维可通过如下制造：将聚丙烯在挤出机中熔融，和将熔融聚丙烯挤出通 过喷丝头的细的毛细管以获得长丝。然后将这些长丝冷却和因此凝固。为了提高韧度，将 凝固的纤维重新加热，在升高的温度下拉伸并且最后退火。通常，观察到，纤维的韧度随着 拉伸比提高而提高。然而，韧度的提高伴随着伸长率的降低。这导致这样的纤维：其具有高 的韧度，但是由于太刚性，无法吸收能量并且因此倾向于容易断裂。为了避免这些问题，期 望的纤维应具有45cN/tex或更高的最大韧度和55%或更大、更佳地65%或更大的断裂伸 长率，以良好地适合于高韧度纤维和无纺物。
[0005] 高韧度纤维和无纺物的制造者因此对这样的新型丙烯聚合物感兴趣：其容许韧度 的提尚，而没有伸长性质的相应损失。
[0006] 因此，本发明的一个目的是提供容许制造具有提高的韧度、或者具有良好的伸长 性质、或者优选地具有两者的纤维的丙烯聚合物。
[0007] 本发明的另一目的是提供特征在于在纤维纺丝和无纺物制造中的良好加工性的 丙烯聚合物。
【发明内容】
[0008] 我们现已发现，以上目的的至少一个可通过提供如下丙烯均聚物而得到满足：其 包括至少两种具有不同熔体流动指数的丙烯均聚物级分，其中具有最高熔体流动指数的级 分的熔体流动指数和具有最低熔体流动指数的级分的熔体流动指数的比率在3-400范围 内，所述丙烯均聚物特征在于
[0009] -在3.0-8.0dg/min范围内的熔体流动指数（根据ISO 1133、条件L、230°C、 2. 16kg 测量），
[0010] -在1. 5重量％ -3. 5重量％范围内的二甲苯可溶物含量，
[0011] -在97. 0%-99. 0%的mmmm五元组范围内的立构规整度（对二甲苯不溶物级分的 庚烷不溶性级分测定），和
[0012] -在4. 0 · KrtV1-S. 5 · IOlV1范围内的恢复柔量（回复柔量，recovery compliance)〇
[0013] 本发明还提供制造如本发明中限定的丙烯均聚物的方法，所述方法包括如下步 骤：
[0014] (a)使丙烯在齐格勒-纳塔聚合催化剂、烷基铝、氢气和任选的外给体的存在下聚 合，
[0015] 其中所述丙烯均聚物包括至少两种具有不同熔体流动指数的丙烯均聚物级分 (根据ISO 1133、条件L、230°C、2. 16kg测量），其中具有最高熔体流动指数的级分的熔体流 动指数和具有最低熔体流动指数的级分的熔体流动指数的比率在3-400范围内。
[0016] 此外，本发明提供用这样的丙烯均聚物制造的纤维、纱和无纺物，以及它们的制造 方法。
【具体实施方式】
[0017] 对于本发明而言，术语"纤维"和"长丝（filament) "是可互换地使用的。
[0018] 对于本发明而言，术语"聚丙烯"和"丙烯聚合物"是可互换地使用的。
[0019] 我们现已发现，上述目的的至少一个可通过提供如下丙烯均聚物而得到满足：其 具有在明确规定的范围内的熔体流动指数（MFI)、和宽的分子量分布、以及与所述丙烯聚合 物的结构有关的其它明确限定的性质。
[0020] 本发明的丙稀均聚物具有至少3. Odg/min、优选至少3. 5dg/min、更优选至少 4. Odg/min、甚至更优选至少4. 5dg/min、还甚至更优选至少5. Odg/min、和最优选至少 5. 5dg/min的恪体流动指数（MFI)。本发明的丙稀均聚物具有至多8. Odg/min、优选至多 7. 5dg/min、更优选至多7. Odg/min、和最优选至多6. 5dg/min的恪体流动指数（MFI)。所述 熔体流动指数如测试方法中所示的那样测定。
[0021] 进一步地，本发明的丙烯均聚物特征在于在1.5重量％ -3. 5重量％范围内、优选 地在2. 0重量％ -3. 0重量％范围内和最优选地在2. 3重量％ -2. 8重量％范围内的二甲苯 可溶物含量。所述二甲苯可溶物含量是通过如下测定的：将所述聚丙烯在回流的二甲苯中 溶解，将该溶液冷却至25°C，对该溶液进行过滤，和随后蒸发所述溶剂。然后对残留物（其 为所述聚丙烯的二甲苯可溶物部分）进行干燥和称重。
[0022] 本发明的丙稀均聚物进一步特征在于高的全同立构规整度，mmmm五元组的含量 是全同立构规整度的量度。所述mmmm五元组的含量在97. 0% -99. 0 %范围内、优选地在 97. 2% -98. 5%范围内、更优选地在97. 2% -98. 3%范围内。所述mmmm五元组的含量是根 据G.J. Ray 等在Macromolecules, vol. 10, η。4, 1977, 773-778 页中描述的方法对二甲苯不 溶性级分的庚烷不溶性级分通过NMR分析测定的。
[0023] 本发明的丙烯均聚物还特征在于在4. 0 · KrtV1-S. 5 · KT4Pa4范围内、优选地在 4. 5 · IOlV1-S. 5 · IOlV1范围内、更优选地在4. 6 · IOlV1-S. 4 · IOlV1范围内的恢复 柔量。所述恢复柔量是使用平行板旋转应力流变仪测定的。其定义为能恢复的应变除以在 测试期间施加的应力并且给出所述聚合物的纯粹地弹性性质的指示。
[0024] 本发明的丙烯均聚物包括至少两种具有不同熔体流动指数的丙烯均聚物级分 (根据ISO 1133、条件L、230°C、2. 16kg测量），其中具有最高熔体流动指数的级分的熔体流 动指数和具有最低熔体流动指数的级分的熔体流动指数的比率在3-400范围内、优选地在 5-200范围内、更优选地在10-50范围内和最优选在15-30范围内。对于本发明而言，术语 "丙烯均聚物级分"用于识别在单个聚合反应器中使用如本申请中定义的齐格勒-纳塔聚合 催化剂在单一的氢气对丙烯的平均比率下制造的丙烯均聚物。
[0025] 优选地，本发明的丙烯均聚物包括至少两种丙烯均聚物级分，其在一起考虑时占 所述丙烯均聚物的至少90. 0重量％。更优选地，它们占所述丙烯均聚物的至少95. 0重量％ 或97. 0重量％或99. 0重量％、甚至更优选地占至少99. 5重量％和还甚至更优选地占至少 99. 8重量％。最优选地，所述丙烯均聚物由所述两种丙烯均聚物级分构成。
[0026] 优选地，本发明的丙烯均聚物包括两种具有不同熔体流动指数的丙烯均聚物级分 (根据ISO 1133、条件L、230°C、2. 16kg测量），其中具有最低熔体流动指数的丙烯均聚物级 分具有在I. 〇dg/min-2. 5dg/min范围内、优选地在I. 5dg/min_2. Odg/min范围内、和最优选 地在I. 6dg/min-l. 9dg/min范围内的恪体流动指数。
[0027] 优选地，本发明的丙烯均聚物包括至少两种具有不同熔体流动指数的丙烯均聚物 级分，其中具有最低熔体流动指数的丙烯均聚物级分占所述丙烯均聚物的55重量％-65重 量％、优选55重量％ -60重量％。