Ковер и способ его получения с использованием гомогенно разветвленного полимера этилена

Ковер и способ его получения с использованием гомогенно разветвленного полимера этилена

Реферат

 

Изобретения относятся к коврам, пригодным для получения прошивных, широкоформатных изделий с повышенной износостойкостью, и способу их получения. Ковер содержит первичную основу с лицевой и тыльной сторон, множество волокон, присоединенных к основе, отходящих от ее лицевой стороны и остающихся свободными на тыльной поверхности, адгезивный материал основы и необязательно вторичную основу. По меньшей мере одним из материалов первичной и вторичной основ и адгезивным материалом является по меньшей мере один гомогенно разветвленный полимер этилена, имеющего показатель распределения короткоцепочечного разветвления более или равный 70%. На тыльную сторону первичной основы наносят экструзией покрытие адгезивного материала и необязательно вторую основу. Изобретение обеспечивает хорошую прочность ворсового переплетения, износостойкость, барьерные свойства и эластичность. 2 с. и 12 з.п. ф-лы, 18 табл., 7 ил.

Данное изобретение относится к коврам и способам получения ковров, в которых ковры содержат, по меньшей мере, один эластичный полиэтиленовый материал основы. В частности, изобретение относится к ковру и способу получения ковра экструзионной технологией нанесения покрытия, в которых ковер содержит материал основы, содержащий, по меньшей мере, один гомогенно разветвленный полимер этилена.

Настоящее изобретение относится к любому ковру, составленному с помощью материала первичной основы, и включает прошивной ковер и непрошивной ковер, такой как иглопробивной ковер. Хотя отдельные варианты являются применимыми к прошивному ковру и к непрошивному ковру, прошивной ковер является предпочтительным.

Как показано на фиг.1, прошивные ковры являются композитными структурами, которые включают пряжу (которая также известна как пучок волокон), материал первичной основы, имеющий лицевую поверхность и тыльную поверхность, адгезивный материал основы и, необязательно, материал вторичной основы. Для образования лицевой поверхности прошивного ковра пряжа прошивается через материал первичной основы, так что большая длина каждого стежка проходит через лицевую поверхность материала первичной основы. Обычно материал первичной основы выполняется из тканого или нетканого материала, такого как термопластичный полимер, чаще всего полипропилен.

Лицевая сторона прошивного ковра может быть выполнена тремя путями. Во-первых, для ковра трикотажного переплетения петли пряжи, образованные в процессе прошивки, являются цельными с изнанки. Во-вторых, для разрезного ворсового ковра петли пряжи режутся либо в процессе прошивки, либо после с получением пачки единичных концов пряжи вместо петель. В-третьих, некоторые модели ковра включают как петлю, так и разрезной ворс. Одна разновидность этого гибрида относится к ковру с состриженными кончиками, где петли с различной длиной прошиваются с последующей стрижкой ковра по высоте так, чтобы получить неразрезанные, частично разрезанные и полностью разрезанные петли. Альтернативно, ворсопрошивная ковровая машина может быть сконструирована так, чтобы разрезать только некоторые петли, оставляя в результате шаблон из разрезанных и неразрезанных петель. Когда петля разрезана или в случае гибрида, пряжа на тыльной стороне материала первичной основы содержит плотные нерастянутые петли.

Комбинация прошитой пряжи и материала первичной основы без нанесения адгезивного материала основы или материала вторичной основы называется в ковровой промышленности грубым прошитым ковром или неотделанными изделиями. Неотделанные изделия становятся отделанным прошитым ковром путем нанесения адгезивного материала основы и, необязательно, материала вторичной основы на тыльную сторону материала первичной основы. Отделанный прошитый ковер может быть получен в виде широкоформатного ковра на валках обычно шириной 1,8 или 3,6 м.

Альтернативно, ковер может быть получен в виде ковровых плиток обычно 18 квадратных дюймов в Соединенных Штатах и 50 см в других странах.

Адгезивный материал основы наносится на тыльную сторону материала первичной основы для скрепления пряжи с материалом первичной основы. Обычно адгезивный материал основы наносится лоточным аппликатором с использованием валка, валка поверх валка или слоя, или ножа (также называемого раклей) поверх валка или слоя. Правильно нанесенные адгезивные материалы основы практически не проходят через материал первичной основы.

Наиболее часто адгезивный материал основы наносится в виде единичного покрытия или слоя. Степень или прочность, с которой пряжа скрепляется, называется прочностью ворсового пучка или ворсового переплетения. Ковры с достаточной прочностью ворсового переплетения имеют хорошую износостойкость и как таковые имеют длительный срок службы. Кроме того, адгезивный материал основы должен значительно пропитывать пряжу (пучок волокон), расположенную на тыльной стороне материала первичной основы, и должен значительно объединять отдельные волокна в пряже. Хорошая пропитываемость пряжи и объединение волокон дает хорошую износостойкость. Кроме того, в дополнение к хорошей прочности ворсового переплетения и износостойкости адгезивный материал также должен придавать ковру или обеспечивать хорошую эластичность для того, чтобы облегчить легкость установки ковра.

Материалом вторичной основы является обычно легковесный холст, выполненный из тканого или нетканого материала, такого как термопластичный полимер, наиболее часто - полипропилен. Материал вторичной основы необязательно наносится на тыльную сторону ковра на адгезивный материал основы, в первую очередь для обеспечения улучшенной размерной стабильности ковровой структуры, а также с обеспечением большей площади поверхности для нанесения прямых склеивающих адгезивов.

Альтернативные материалы основы могут быть также нанесены на тыльную сторону адгезивного материала основы и/или на тыльную сторону материала вторичной основы, если он присутствует. Альтернативные материалы основы могут включать пеноамортизацию (например, вспененный полиуретан) и чувствительные к давлению заливочные адгезивы. Альтернативные материалы основы могут быть нанесены, например, как ткань с увеличенной площадью поверхности для облегчения использования прямых склеивающих адгезивов (например, в изготовлении промышленного коврового покрытия, автомобильного коврика и авиационной ковровой дорожки, где необходимость амортизации является часто минимальной). Альтернативные материалы основы могут также быть применены для улучшения барьерной защиты по отношению к влаге, инсектицидам и пищевым продуктам; а также для обеспечения или улучшения пламезатухания, теплоизоляции и звукопоглощающих свойств ковра.

Известные адгезивные материалы основы включают вулканизующийся латекс, уретановые или винильные системы, причем латексные системы являются наиболее распространенными. Традиционные латексные системы являются низковязкостными водными композициями, которые наносятся при высоких скоростях получения ковров и обладают хорошей адгезией волокна к основе, прочностью ворсового переплетения и адекватной эластичностью. Обычно избыточная вода выводится, и латекс вулканизуется при прохождении через сушильный шкаф. Бутадиенстирольные каучуки (БСК) являются наиболее распространенными полимерами, используемыми для латексных адгезивных материалов основы. Обычно латексная система основы сильно наполняется неорганическим наполнителем, таким как карбонат кальция или тригидрат алюминия, и включает другие ингредиенты, такие как антиоксиданты, антимикробные добавки, пламегасители, дымоподавители, смачиватели и вспениватели.

Традиционные латексные адгезивные системы основы могут иметь некоторые недостатки. Одним из важных недостатков типичных латексных адгезивных систем основы является не обеспечивание барьера по отношению к влаге. Другим возможным недостатком, особенно для ковра, имеющего полипропиленовую пряжу и полипропиленовые материалы первичной и вторичной основы, является то, что разнородный полимер латексных систем вместе с неорганическим наполнителем может снизить повторную перерабатываемость ковра.

С точки зрения этих недостатков, в ковровой промышленности рассматриваются соответствующие замены традиционных латексных адгезивных систем основы. Одной альтернативой является использование уретановых адгезивных систем основы. Помимо обеспечения адекватной адгезии для укрепления ковра уретановые основы обычно имеют хорошие эластичность и барьерные свойства и при вспенивании могут исключить необходимость в отдельной низлежащей подкладке (т.е. могут составить прямую склеивающую единую систему основы). Однако уретановые системы основы также имеют важные недостатки, включая их относительно высокую стоимость и требования вулканизации, которые необходимо применять при низкой производительности производства ковров по отношению к латексным системам.

Термопластичные полиолефины, такие как сополимеры этилена с винилацетатом (ЭВА) и полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), также предлагаются в качестве адгезивных материалов основы благодаря, в частности, их низкой стоимости, хорошей влагостойкости и отсутствию требований вулканизации. Для нанесения полиолефиновых материалов основы доступными являются различные способы, включая порошковое покрытие, нанесение расплава и экструдированной пленки или листовое ламинирование. Однако использование полиолефинов вместо латексных адгезивных основ может также иметь недостатки. Например, в патенте США 5240530, таблица А, столбец 10, указывается, что обычные полиолефиновые смолы обладают неадекватной адгезией для использования в ковровой конструкции. Дополнительно, по отношению к латексным и другим вулканизующимся системам, обычные полиолефины имеют относительно высокие вязкости нанесения и относительно высокие термические требования. Т.е. обычные термопластичные полиолефины характеризуются относительно высокими вязкостями расплава и высокими температурами перекристаллизации или затвердевания по отношению к типичным характеристикам водных вязкостей и требований к температуре вулканизации латекса и других вулканизующихся (термоотверждающихся) систем.

Даже обычные эластомерные полиолефины, например полиолефины, имеющие низкую кристалличность, обычно имеют относительно высокие вязкости и относительно высокие температуры перекристаллизации. Высокие температуры перекристаллизации дают относительно малые времена плавления в процессе переработки и в сочетании с высокими вязкостями расплава могут сделать трудным достижение адекватной пропитываемости пряжи, особенно при традиционных скоростях нанесения адгезивной основы.

Один способ преодоления вязкостных и перекристаллизационных недостатков обычных полиолефинов заключается в создании рецептуры полиолефиновой смолы в качестве термоплавкого адгезива, которое обычно включает создание рецептуры низкомолекулярных полиолефинов с восками, веществами, повышающими клейкость, различными модификаторами текучести и/или другими эластомерными материалами. Сополимеры этилена с винилацетатом (ЭВА), например, используются в рецептурах термоплавких адгезивных композиций основы, и другие полиолефиновые композиции предлагаются в качестве термоплавких композиций основы. Например, в патенте США 3982051 (Taft et al.) рассматривается, что композиция, содержащая сополимер этилена с винилацетатом, атактический полипропилен и вулканизованный каучук, используется в качестве термоплавкого адгезива ковровой основы.

К сожалению, термоплавкие адгезивные системы обычно не считаются полностью подходящей заменой для традиционных латексных адгезивных основ. Типичные термоплавкие системы на основе ЭВА и других сополимеров этилена и ненасыщенных сомономеров могут требовать сложных рецептур и даже часто давать неадекватные прочности ворсового переплетения. Однако наиболее значительным недостатком типичных термоплавких систем являются их прочности расплава, которые обычно являются слишком низкими, чтобы позволить нанесение покрытия прямой экструзионной технологией. Как таковые полиолефиновые термоплавкие системы обычно наносятся на первичные основы относительно медленными менее эффективными технологиями, такими как применение нагретых раклей или вращающихся расплавпередающих валков.

Хотя безрецептурный полиэтилен высокого давления низкой плотности (ЛЭНП) может быть нанесен традиционной экструзионной технологией нанесения покрытия, ПЭНП-смолы обычно имеет плохую эластичность, которая может привести к избыточной жесткости ковра. С другой стороны, те обычные полиолефины, которые имеют улучшенную эластичность, такие как полиэтилен ультранизкой плотности (ПЭУНП) и интерполимеры этилена и пропилена, еще не обладают достаточной эластичностью, имеют исключительно низкие прочности расплава и/или имеют тенденцию резонировать в процессе нанесения покрытия экструзией. Для преодоления недостатков нанесения покрытия экструзией обычные полиолефины с достаточной эластичностью могут быть нанесены технологией ламинирования с обеспечением адекватной адгезии пряжи к основе; однако технология ламинирования является обычно дорогостоящей и может привести к медленным скоростям производства по отношению к технологиям прямого нанесения покрытия экструзией.

Известные примеры эластичных полиолефиновых материалов основы рассматриваются в патентах США 3390035, 3583936, 3745054 и 3914489. В основном эти описания рассматривают термоплавкие адгезивные композиции основы на основе сополимера этилена, такого как сополимер этилена и винилацетата (ЭВА), и восков. Известные способы улучшения проницаемости термоплавких адгезивных композиций основы через пряжу включают применение давления, когда необработанное изделие находится в контакте с вращающимися расплавпередающими валками, как описано, например, в патенте США 3551231.

Другой известный способ улучшения эффективности термоплавких систем включает использование грунтовочных систем. Например, патенты США 3684600, 3583936 и 3745054 описывают нанесение низковязких водных грунтовок на тыльную поверхность материала первичной основы перед нанесением термоплавкой адгезивной композиции. Термоплавкие адгезивные системы основы, рассмотренные в этих патентах, являются производными от многокомпонентных рецептур на основе функциональных полимеров этилена, таких как, например, сополимеры этилена и этилакрилата (ЭЭА) и этилена с винилацетатом (ЭВА).

Хотя в технике ковровых основ известны различные системы, остается необходимость в термопластичной полиолефиновой системе ковровой основы, которая обеспечит адекватную прочность ворсового переплетения, хорошую износостойкость и хорошую эластичность, вместо вулканизующихся латексных систем основы. Также остается необходимость в способе нанесения, который обеспечивает высокие скорости получения ковров при достижении желаемых характеристик хорошей прочности ворсового переплетения, износостойкости, барьерных свойств и эластичности. Наконец, имеется также необходимость создания ковровой структуры, имеющей волокна и материалы основы, которые являются легко повторно перерабатываемыми без необходимости интенсивной обработки и разделения составляющих материалов ковра.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения ковер содержит множество волокон, материал первичной основы, имеющий лицевую и тыльную сторону, адгезивный материал основы и необязательный материал вторичной основы, причем множество волокон присоединено к материалу первичной основы и выступает от лицевой стороны материала первичной основы и остается свободным на тыльной стороне материала первичной основы, адгезивный материал основы расположен на тыльной стороне материала первичной основы, и необязательный материал вторичной основы является смежным с адгезивным материалом основы, где, по меньшей мере, одно из множеств волокон, материал первичной основы, адгезивный материал основы или необязательный материал вторичной основы состоит из, по меньшей мере, одного гомогенно разветвленного полимера этилена, характеризующегося как имеющий показатель распределения короткоцепочечных разветвлений (ПРКЦР), больший или равный 50%.

Другим аспектом настоящего изобретения является способ получения ковра, причем ковер включает множество волокон, материал первичной основы, имеющий лицевую и тыльную сторону, адгезивный материал основы и необязательный материал вторичной основы, причем множество волокон присоединено к материалу первичной основы и выступает от лицевой стороны материала первичной основы и остается свободным на тыльной стороне материала первичной основы, причем способ содержит стадию нанесения экструзией покрытия адгезивного материала основы или необязательного материала вторичной основы на тыльную сторону материала первичной основы, где нанесенный экструзией адгезивный материал основы или необязательный материал вторичной основы состоит из, по меньшей мере, одного гомогенно разветвленного полимера этилена, характеризующегося как имеющий показатель распределения короткоцепочечного разветвления (ПРКЦР), больший или равный 50%.

Другим аспектом настоящего изобретения является способ получения ковра, причем ковер имеет сжатую нерастянутую матрицу адгезивного материала основы и содержит пряжу, присоединенную к материалу первичной основы, адгезивный материал основы содержит, по меньшей мере, один полимер этилена и находится в непосредственном контакте с материалом первичной основы и имеет по существу проницаемую по существу объединенную пряжу, причем способ содержит стадию введения эффективного количества, по меньшей мере, одного взрывающего агента в адгезивный материал основы и затем активации взрывающего агента в процессе стадии нанесения покрытия экструзией, так что расплавленный или полурасплавленный полимер нагнетается в свободное пространство пряжи, выходящей свободно на тыльную сторону материала первичной основы.

Другим аспектом настоящего изобретения является способ получения ковра, причем ковер имеет лицевую поверхность и содержит пряжу, материал первичной основы, адгезивный материал основы и необязательный материал вторичной основы, где материал первичной основы имеет тыльную поверхность, противоположную лицевой поверхности ковра, пряжа присоединяется к материалу первичной основы, адгезивный материал основы наносится на тыльную поверхность материала первичной основы, и необязательный материал вторичной основы наносится на адгезивный материал основы, причем способ содержит стадию очистки, промывки или испарения тыльной поверхности материала первичной основы паром, растворителем и/или теплом перед нанесением адгезивного материала основы с практическим удалением или замещением технологических добавок.

На фиг.1 показан прошитый ковер 10.

На фиг. 2 схематически представлена линия нанесения покрытия экструзией 20 для получения ковра 70.

На фиг.3 представлены микрофотографии, полученные сканирующей электронной микроскопией при увеличении 20 х (3а) и увеличении 50 х (3в), иллюстрирующие поверхности раздела различных ковровых компонентов из примера 14.

На фиг.4 представлены микрофотографии, полученные сканирующей электронной микроскопией при увеличении 20 х (4а) и увеличении 50 х (4в), иллюстрирующие поверхности раздела различных ковровых компонентов из примера 22.

На фиг. 5 представлен график в системе осей X-Y влияния пропитываемости пучка волокон адгезивным материалом основы на характеристику износостойкости образцов полипропиленовых и полиамидных ковров.

На фиг. 6 представлено поперечное сечение, показывающее конструкцию ковровой плитки в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7 схематически представлена линия нанесения покрытия экструзией для получения ковровой плитки согласно настоящему изобретению.

Термины "непосредственный контакт", "значительное капсулирование" и/или "значительное объединение" используются здесь для обозначения механической адгезии или механических взаимодействий (в противоположность химическому связыванию) между разнородными ковровыми компонентами, независимо от того, способен или нет один или более ковровых компонентов взаимодействовать с другим ковровым компонентом. Относительно механической адгезии или взаимодействий настоящего изобретения имеется некоторое эффективное количество взаимосмешивающихся или взаимоплавящихся полимерных материалов; однако нет непрерывного или интегрального плавления различных компонентов, как определено из визуального анализа микрофотографий (при увеличении 20 х) различных поверхностей раздела ковра. В этом смысле плавление пряжи (или пучков волокон) или отдельных волокон одно от другого в пучке волокон не считается интегральным плавлением в самих таких волокнах, которые называются здесь как один ковровый компонент.

Термин "непосредственный контакт" относится к механическому взаимодействию между тыльной поверхностью материала первичной основы и адгезивным материалом основы.

Термин "значительное капсулирование" относится к адгезивному материалу основы, по существу окружающему пряжу (или пучки волокон) при или в непосредственной близости к поверхности раздела между тыльной поверхностью материала первичной основы и адгезивным материалом основы.

Термин "значительное объединение" относится к общей целостности и размерной стабильности ковра, которая достигается при значительном капсулировании пряжи (или пучков волокон) и непосредственном контактировании тыльной поверхности материала первичной основы с адгезивным материалом основы. Значительно объединенный ковер обладает хорошей компонентной когезионностью и хорошей устойчивостью к расслаиванию относительно различных ковровых компонентов.

Термин "интегральное плавление" (сплавление) используется здесь в том же смысле, как известно в технике, и относится к термоскреплению ковровых компонентов с использованием температуры выше точки плавления адгезивного материала основы. Интегральное плавление имеет место, когда адгезивный материал основы содержит такой же полимер, как либо волокна, либо материал первичной основы, либо и тот и другой. Однако интегральное плавление не имеет места, когда адгезивный материал основы содержит иной полимер, чем волокна и материал первичной основы. Под термином "такой же полимер" понимается, что мономерные звенья полимеров имеют одинаковую химическую природу, хотя их молекулярные или морфологические характеристики могут быть различными. С другой стороны, под термином "иной полимер" понимается, что независимо от каких-либо молекулярных или морфологических различий химия мономерных звеньев полимеров одинакова. Таким образом, в соответствии с различными определениями настоящего изобретения полипропиленовый материал первичной основы и полиэтиленовый адгезивный материал основы не будут интегрально плавиться, потому что химия этих ковровых компонентов различна.

Термин "ковровый компонент" используется здесь для обозначения отдельно ковровых пучков волокон, материала первичной основы, адгезивного материала основы и необязательного материала вторичной основы.

Термин "нанесение покрытия экструзией" используется здесь в его обычном смысле для обозначения экструзионной технологии, в которой полимерная композиция обычно в гранулированном виде нагревается в экструдере при температуре, превышающей ее температуру плавления, и затем нагнетается через щелевую головку с формованием полурасплавленного или расплавленного полимерного холста. Полурасплавленный или расплавленный полимерный холст непрерывно выводится на непрерывно подаваемое неотделанное изделие с покрытием тыльной стороны неотделанного изделия полимерной композицией. На фиг.2 показан экструзионный способ настоящего изобретения, в котором на зажиме лицевая поверхность неотделанного изделия ориентируется к охлаждающему валку, а тыльная поверхность адгезивного материала основы ориентируется к прижимному валку. Нанесение покрытия экструзией отличается от технологии ламинирования.

Термин "технология ламинирования" используется здесь в его обычном смысле для обозначения нанесения адгезивных материалов основы на неотделанные изделия путем формования сначала адгезивного материала основы в виде затвердевшей или по существу затвердевшей пленки или листа и затем на отдельной стадии переработки повторного нагревания или повышения температуры пленки или листа перед ее наложением на тыльную поверхность материала первичной основы.

Термин "теплосодержание" используется здесь для обозначения математического произведения теплоемкости и удельного веса наполнителя. Наполнители, характеризующиеся как имеющие высокое теплосодержание, используются в отдельных вариантах настоящего изобретения для увеличения времени затвердевания или плавления адгезивных материалов основы. В справочнике Handbook for Chemical Technicians, Howard J. Strauss and Milton Kaufmann, McGraw Hill Book Company, 1976, Sections 1-4 и 2-1 дается информация о теплоемкости и удельном весе выбранных минеральных наполнителей. Наполнители, пригодные для использования в настоящем изобретении, не изменяют свое физическое состояние (т. е. остаются твердым материалом) в пределах температурных интервалов экструзионного нанесения покрытия настоящего изобретения. Предпочтительные наполнители с высоким теплосодержанием обладают сочетанием высокого удельного веса и высокой теплоемкости.

Термин "взрывающий агент" используется здесь для обозначения использования традиционных вспенивающих агентов или других соединений, которые выделяют газ или вызывают газовыделение при активации теплом, обычно при некоторой определенной температуре активации. В настоящем изобретении взрывающие агенты используются для взрыва или нагнетания адгезивного материала основы в свободное пространство пряжи (или пучков волокон).

Термин "технологическая добавка" используется здесь для обозначения веществ, таких как прядильные отделочные воски, машинные масла, шлихтующие агенты и т.п., которые могут препятствовать адгезиву или физическим взаимодействиям на границах раздела адгезивных материалов основы. Технологические добавки могут быть удалены или заменены путем очистки или промывки настоящего изобретения, в результате чего достигается улучшенное механическое соединение.

Термины "полипропиленовый ковер" и "полипропиленовые неотделанные изделия" используются здесь для обозначения ковра или неотделанных изделий, по существу состоящих из полипропиленовых волокон, независимо от того, материал первичной основы ковра или неотделанное изделие состоит из полипропилена или такого же другого материала.

Термины "полиамидный ковер" и "полиамидные неотделанные изделия" используются здесь для обозначения ковра и неотделанных изделий, по существу состоящих из полиамидных волокон, независимо от того, материал первичной основы ковра или неотделанное изделие состоит из полиамида или такого же другого материала.

Термин "линейный", как использовано для описания полимеров этилена, используется здесь для обозначения того, что полимерная главная цепь полимера этилена не имеет определяемых и видимых длинноцепочечных разветвлений, например, полимер замещается в среднем менее, чем 0,01 длинноцепочечного разветвления на 1000 углеродов.

Термин "гомогенный полимер этилена", как использовано здесь для описания полимеров этилена, используется здесь в обычном смысле в соответствии с первичным описанием патента США 3645992 (Elston) для обозначения полимера этилена, в котором сомономер статистически распределен в данной молекуле полимера, и в котором фактически все полимерные молекулы имеют фактически одинаковое мольное соотношение этилена и сомономера. Как определено здесь, как по существу линейные полимеры этилена, так и гомогенно разветвленный линейный полиэтилен являются гомогенными полимерами этилена.

Гомогенно разветвленными полимерами этилена являются гомогенные полимеры этилена, которые обладают коротко-цепочечными разветвлениями и которые характеризуются относительно высоким показателем распределения коротко-цепочечных разветвлений (ПРКЦР) или относительно высоким показателем распределения разветвления композиции (ПРРК). Т.е. полимер этилена имеет ПРКЦР или ПРРК более или равно 50%, предпочтительно - более или равно 70%, более предпочтительно - более или равно 90%, и по существу не имеет определяемую фракцию полимера высокой плотности (кристаллическую).

ПРКЦР или ПРРК определяется как массовый процент полимерных молекул, имеющих содержание сомономеров в 50% от среднего общего мольного содержания сомономера, и представляет сравнение распределения сомономера в полимере с распределением сомономера, ожидаемым для распределения Бернулли. ПРКЦР или ПРРК полиолефинов может быть удобно рассчитан по данным, полученным известными в технике методами, такими как, например, фракционирование элюированием при возрастании температуры (сокращено здесь как "ФЭВТ"), как описано, например, в работах Wild et al., Journal of Polymer Science, Poly. Phys. Ed. , Vol. 20, p. 441 (1982), L.D. Cady, "The Role of Comonomer Type and Distribution in LLDPE Product Perfomance", SPE Regional Technical Conference, Quaker Square Hilton, Akron, Ohio, October 1-2, pp. 107-119 (1985) или в патентах США 4798081 и 5008204. Однако предпочтительный метод ФЭВТ не включает количество продувки в расчеты ПРКЦР или ПРРК. Более предпочтительно, распределение сомономера в полимере и ПРКЦР или ПРРК определяются с использованием ¹³С ЯМР-анализа в соответствии с методикой, описанной, например, в патенте США 5292845 и в работе J.C. Randall, Rev. Macromol. Chem. Phys., C29, pp. 201-317.

Термины "гомогенно разветвленный линейный полимер этилена" и "гомогенно разветвленный линейный полимер этилена и альфа-олефина" означают, что олефиновый полимер имеет гомогенное или узкое распределение короткоцепочечных разветвлений (т.е. полимер имеет относительно высокий ПРКЦР или ПРРК), но не имеет длинноцепочечного разветвления. Т.е. линейным полимером этилена является гомогенный полимер этилена, характеризующийся отсутствием длинноцепочечного разветвления. Такие полимеры могут быть получены с использованием способов полимеризации (например, как описано в патенте США 3645992 (Elston), которые обеспечивают однородное распределение короткоцепочечных разветвлений (т. е. гомогенно разветвленных). В своем способе полимеризации Элстон использует растворимые ванадиевые каталитические системы для получения таких полимеров, однако другие, такие как Mitsui Petrochemical Industries и Exxon Chemical Company, по сообщениям, используют так называемые одноцентровые каталитические системы для получения полимеров, имеющих гомогенную структуру, подобную полимеру, описанному Элстоном. Патент США 4937299 (Ewen et al.) и патент США 5218071 (Tsutsui et al.) рассматривают использование металлоценовых катализаторов, таких как каталитические системы на основе гафния, для получения гомогенно разветвленных линейных полимеров этилена.

Гомогенно разветвленные полимеры этилена обычно характеризуются как имеющие молекулярно-массовое распределение Mw/Mn менее 3, предпочтительно - менее 2,8, более предпочтительно - менее 2,3. Коммерческие примеры соответствующих гомогенно разветвленных линейных полимеров этилена включают продаваемые фирмой Mitsui Petrochemical Industries как Tafmer^тм смолы и фирмой Exxon Chemical Company как Exact^тм смолы и Exceed^тм смолы.

Термины "гомогенный линейно разветвленный полимер этилена" или "гомогенно разветвленный линейный полимер этилена и альфа-олефина" не относятся к разветвленному полиэтилену высокого давления, который, как известно специалистам, имеет многочисленные длинноцепочечные разветвления. Термин "гомогенный линейный полимер этилена" в общем относится как к линейным гомополимерам этилена, так и к линейным интерполимерам этилена и альфа-олефина. Линейный интерполимер этилена и альфа-олефина обладает коротко-цепочечным разветвлением, а альфа-олефином является, по меньшей мере, один альфа-С_3-20-олефин (например, пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен, и 1-октен).

При использовании в отношении к гомополимеру этилена (например, полиэтилену высокой плотности, не содержащему никакого сомономера и, таким образом, никаких коротко-цепочечных разветвлений) термина "гомогенный полимер этилена" или "гомогенный линейный полимер этилена" означает, что полимер был получен с использованием гомогенной каталитической системы, такой как, например, система, описанная Элстоном или Эвеном, или системы, описанные в патентах США 5026798 и 5055438 (Canich) или в патенте США 5064802 (Stevens et al.).

Термин "по существу линейный полимер этилена" используется здесь специально для обозначения гомогенно разветвленных полимеров этилена, которые имеют длинноцепочечное разветвление. Термин не относится к гетерогенно или гомогенно разветвленным полимерам этилена, которые имеют линейную главную цепь полимера. Для по существу линейных полимеров этилена длинноцепочечные разветвления имеют такое же распределение сомономера, как полимерная главная цепь, и длинноцепочечные разветвления могут быть примерно такой же длины, как длина полимерной главной цепи, к которой они присоединены. Полимерная главная цепь по существу линейных полимеров этилена замещается от примерно 0,01 длинноцепочечных разветвлений/1000 углеродов до примерно 3 длинноцепочечных разветвлений/1000 углеродов, более предпочтительно - от примерно 0,01 длинноцепочечных разветвлений/1000 углеродов до примерно 1 длинноцепочечного разветвления/1000 углеродов, и особенно - от примерно 0,05 длинноцепочечных разветвлений/1000 углеродов до примерно 1 длинноцепочечного разветвления/1000 углеродов.

Длинноцепочечное разветвление определено здесь как длина цепи не менее 6 углеродов, более которой длина не может различаться с использованием ¹³С ЯМР-спектроскопии. Присутствие длинноцепочечного разветвления может быть определено в гомополимерах этилена при использовании ¹³С ЯМР-спектроскопии и определяется количественно при использовании метода, описанного в работе Randall, Rev. Macromol. Chem. Phys., C29, V. 2 и 3, pp. 285-297.

Хотя современная ¹³С ЯМР-спектроскопия не может определить длину длинноцепочечного разветвления, превышающую 6 углеродных атомов, имеются другие известные методы для определения наличия длинноцепочечных разветвлений в полимерах этилена, включая интерполимеры этилена и 1-октена. Двумя такими методами являются гельпроникающая хроматография, спаренная с детектором низкоуглового рассеяния лазерного луча (ГПХ-НУРЛЛ), и гельпроникающая хроматография, спаренная с детектором дифференциального вискозиметра (ГПХ-ДВ). Использование этих методов для определения длинноцепочечных разветвлений и подлежащие теории хорошо представлены в литературе. См., например, работы Zimm, G.H. и Stockmayer, W.H., J. Chem. Phys., 17, 1301 (1949) и Rudin, A., Modern Method of Polymer Characterization, John Wiley & Sons, New York (1991), pp. 103-112.

В работе A. Willem deGroot и Р. Steve Chum (оба из фирмы The Dow Chemical Company), at the October 4, 1994 conference of the Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopy Society (FACSS) in St. Louis, Missouri, представлены данные, показывающие, что ГПХ-ДВ является используемым методом для количественного определения присутствия длинноцепочечных разветвлений в по существу линейных полимерах этилена. В частности, авторами работы установлено, что уровень содержания длинноцепочечных разветвлений в образцах по существу линейных гомополимеров этилена, измеренный с использованием уравнения Цимма-Стокмайера, хорошо коррелирует с уровнем содержания длинноцепочечных разветвлений, измеренных с использованием ¹³С ЯМР.

Кроме того, указанными авторами установлено, что присутствие октена не изменяет гидродинамического объема образцов полиэтилена в растворе, и, как таковой, он может быть рассчитан для увеличения молекулярной массы, присущего для октеновых короткоцепочечных разветвлений по известному мольному проценту октена в образце. Путем установления вклада увеличения молекулярной массы, присущего 1-октеновым короткоцепочечным разветвлениям, указанные авторы показали, что метод ГПХ-ДВ может быть использован для количественн