专利名称：用于医疗应用的高压ldpe的制作方法用于医疗应用的高压LDPE 本发明涉及医疗包装领域。它请求保护适合制造用于例如液体的可灭菌、可密封的瓶和容器的新的自由基聚合的LDPE。用于输注或注射的医疗、无菌液体通常用称为BFS:吹填密封(blow-fill-seal)的特殊方法瓶装在塑料包装中。吹填密封方法的重要特征是，在水冷吹塑模中，直接由挤出的PE或PP，无菌和无热原模塑瓶或安瓿，立即无菌填充产品，然后在一个步骤中密封容器，最重要的是在相同机器中在无菌条件下迅速，不延迟地密封。已知该技术对最后填充产品的性质为中性。此类用柔性聚合物制备的密封瓶或安瓿仍然需要接着热-灭菌，即通过在高压灭菌器中在饱和水蒸汽中使填充的密封瓶达到约115-121°C温度至少30分钟延长的时间。在敏感物质的情况下，较低温方案适用，例如大多数医疗输注处方中包含的葡萄糖溶液经不起121°C，必须在115. 5°C灭菌30分钟。但可能用已知的PE材料也达不到这种较低温度阈值，需要接近110°C的甚至更低的灭菌温度，因此需要长得多的灭菌时间。从至少在灭菌过程最初加热阶段期间的内压累积来看，所用LDPE材料的温度抗性/软化和熔化温度对于灭菌期间瓶的不泄漏是极为重要的，需要进一步改善。寻求这样的PE材料，即允许同样更快地升高(ramp up)灭菌温度和/或使用更高的灭菌温度，缩短制造中的灭菌过程时间，同时优选保留聚合物用于同时吹塑的优秀可加工性。现有技术尚未能够设计此类材料。本发明的目的是设计新的LDPE材料，和相应的用于其制备的新方法，所述新材料允许比现有技术材料更快的热灭菌和/或在更高的温度灭菌，同时就足够高的熔体流动速率而言保留良好的可加工性。该目的已通过一种新的LDPE材料解决，该材料具有分别对应于更高结晶度和熔化温度的更高密度，同时惊人地保留现有技术材料的比较高的熔体流动速率。以前不知道这种材料。迄今为止，仅通过已知的制造方法还不能实现其性质的组合。根据本发明，首先设计通过乙烯的自由基聚合获得的低密度聚乙烯(LDPE)，其中LDPE是均聚物，该LDPE具有至少O. 932 g/cm3或以上，优选至少O. 933 g/cm3或以上的密度，且其具有6-15的分子量分布Mw/Mn，并具有〉0.45 g/10分钟，优选〉0.80 g/10分钟，更优选 > O. 90 g/10 分钟的 MI (190。。/2. 16 kg)。根据本发明，进一步或接着设计低密度聚乙烯(LDPE)，优选用于吹填密封吹塑，所述低密度聚乙烯通过乙烯的自由基聚合获得，该LDPE具有至少O. 932 g/cm3或以上，优选至少O. 933 g/cm3或以上的密度，具有3-10的分子量分布Mw/Mn，并具有> O. 45 g/10分钟，优选〉O. 80 g/10 分钟，更优选〉O. 90 g/10 分钟的 MI (190。。/2. 16 kg)。优选熔体流动速率或MI (190°C/2. 16 kg)范围，与上文对其给定的下限结合，至多为I. 5 g/10分钟，更优选至多I. 25 g/10分钟，最优选至多I. I g/10分钟。本发明的LDPE通常且优选是均聚物。优选本发明的LDPE包括羰基部分或其它不同的烷基残基，因为在自由基聚合期间使用了链转移剂，该链转移剂选自C3-C10醛或链烷，优选包含叔或仲C-H基团的C3-C15链烷。更优选链转移剂是C3-C6醛，最优选是丙醛。优选本发明LDPE 的密度是 O. 932-0. 936 g/cm3,更优选 O. 932-0. 935 g/cm3,最优选O. 933-0. 934 g/cm3。前述优选密度范围特别适用于与上述熔体流动速率或MI(190°C/2. 16 kg)的限值的优选范围组合，特别是与获得至少>0.80 g/10分钟且至多I. 25g/10分钟的熔体流动速率组合。优选LDPE在DSC具有>118°C的熔化温度。关于测量细节，请参照实验部分给出的方法说明。通常，本发明的LDPE在DSC显示一个峰。所述峰，限定为第二熔化热峰温度(Tm2)，在118。。_122°C的温度范围，优选位于119。。_120°C范围。 本发明LDPE的分子质量分布(以实施本发明的典型模式)优选至少实质上为单峰(就对应于真正的最佳曲线的峰数而言)，优选具有MWD范围优选至多10的前述比较狭窄的多分散性值。优选LDPE 具有 60. 000-130· 000 g/mol，优选 80. 000-120. 000 g/mol 的 Mw。重要的是注意Mw通过GPC采用光散射检测和定量来测定，对应于本发明LDPE的LCB含量。方法在实验部分更详细地阐明。最优选本发明LDPE的维卡氏A(维卡氏A)温度范围是109_112°C。软化温度或维卡氏温度取决于通过DSC测定的熔化温度，在本文有关的范围内随之线性改变。因此熔化温度本身已指示相应较低的维卡氏温度。优选本发明LDPE的零剪切粘度η。〈 9·104 Pas，更优选〈7·104 Pas，其中Hq是由复合粘度测量经过190°C经验Cox-Merz-rule测定的190°C零剪切粘度。190°C复合粘度可通过动态(正弦)剪切聚合物样品在例如双板流变仪比如Anton-PaarMCR 300 (Anton Paar GmbH, Graz/Austria)中测定，充分详细描述于实验部分。根据Cox-Merz-Rule,当将旋转速度ω用福射单位表示时,在低剪切速率，Π*的数值等于基于低剪切毛细管测量的常规、固有粘度。流变学领域技术人员很熟练用这种方式测定零剪切粘度(Cox 等，1958，J. Polymer Science 28, 619)。本发明的LDPE材料，除了实现更高的密度和更高的DSC中的熔化温度以及比较高的MI (190/2. 16)以外，特别允许将其用于吹塑应用，尤其是BFS应用。用本发明LDPE制备或包含本发明LDPE的吹塑品，特别是密封瓶或安瓿，最优选0. 001L-10L体积的瓶或安瓿，是本发明又一个目的。同样，已设计新的独创方法，该方法首次允许设计此类新LDPE聚合物，这是本发明又一个目的。本发明的LDPE通过其优秀的E-模量特征进一步胜出，除了材料在加热后软化的倾向减小以外，这是避免灭菌期间密封瓶泄漏和改变因此使用的高压灭菌器增压的材料。而且，它允许在吹塑应用时更容易加工，这是由于与甚至更低密度的可比较的现有技术材料相比降低的零剪切复合粘度rio。新的LDPE材料进一步保留或甚至逐步改善可比较的现有技术材料的可接受的膨胀率，它与吹塑应用有关。根据本发明又一个目的，请求保护制造本发明LDPE的方法，其特征在于包含通过以下进行乙烯高压聚合的步骤 I.向具有通过可用的试剂入口数限定的至少3个连续反应区的管式反应器，优选向具有正好3个反应区的管式反应器，在第一反应区的第一入口加入过氧化物混合物，该混合物包含至少一种在105°C半衰期〈0. I小时的第一过氧化物，还包含至少一种在105°C半衰期>0. I小时的第二过氧化物， II.在第二入口和在可用的任何其它入口，向所述反应器加入基本由至少一种在氯苯中在105°C半衰期>0. I小时的第二过氧化物组成的过氧化物混合物，所述第二过氧化物与步骤I.)使用的第二过氧化物可以相同或不同， III.从反应器收集聚乙烯产物。半衰期根据一般承认的“蓄热贮存试验”在一氯苯中测定，如在“联合国关于危险品运输的推荐”中指出，Manual of Tests and Criteria (试验和标准手册)，纽约和日内瓦。从上文中，应理解术语“第一过氧化物”、“第二过氧化物”属于符合上文给出各种这样的种类各自的半衰期定义的过氧化物的一般类别。更优选理解以上方法的前提是使用的第一和第二种的所有所述过氧化物引发剂在I分钟具有80°c -160°c的半衰期温度。本领域技术人员经常将半衰期温度简称为“半衰 期”，它是在指定的时间量内(在本文精确是I分钟时间内)一半过氧化物分解的温度。常规地，现有技术也可能按通常10小时或I小时的基础时间提及半衰期；但在本文中，将半衰期理解为指I分钟的参考时间。通常，将过氧化物的半衰期报告为阿雷尼乌斯-半对数图对温度。已知乙烯自由基聚合的管式反应器操作。特别关于管式反应器设计和操作的合适、全面的描述可见于例如 WO 01/60875 和 Ullmans Encylopaedie der technischenChemie, Verlag Chemie GmbH, Weinheim/Germany, Band 19 (1980), 169-178 页，其全部通过引用结合到本文中。特别优选本发明的管式反应器具有在所述WO 01/60875给出和优选的设计。开始后，聚合高度放热，因此需要严格控制最大或峰温度。内部反应器轮廓可能有关，如WO 05/065818所述。在反应管长度上在指定不同反应区的不同入口，沿管式反应器长度重复给予引发剂。过氧化物引发剂通常给予的范围为O. 5-100 ppm (每重量)。在将高度压缩的气态乙烯注入反应器空间以前，重要的是在压缩阶段防止乙烯与存在的共聚单体过早的质量平衡触发的聚合。因此可以和优选将稳定剂(或者称为抑制剂比如空间位阻胺或其混合物)加入单体气体，特别如DE-196 22 441和WO 01/60875所述，优选量〈50ppm。因此可在反应阶段之前的压缩阶段，作为在有机脂族溶剂比如异癸烷中的溶液加入抑制齐U。但还可以使用其它稳定自由基，比如NO或02。尤其是氧，〈10 ppm氧、优选〈5 ppm氧的较低浓度可能足以在低于170°C的温度在压缩阶段允许足够的抑制效应，而不在反应器空间中占主导的较高温度下以剂量触发的方式变为单独的引发剂分子。通过氧引发将需要反应器空间中至少20 ppm的较高氧浓度；根据本发明，强烈优选在聚合期间在管式反应器或反应器空间中不具有氧或具有至少〈10 ppm氧。这种聚合方法的操作模式描述于US5100978，通过引用结合到本文中，包括指定在注射喷嘴之间的反应器温度的急速上升和下降。开始聚合反应的最小温度是125°C_170°C，优选设定在135°C_150°C范围。同时，在本文中，重要的是控制放热聚合期间的反应器温度保持〈230°C。根据本发明，进一步优选在聚合期间使用链转移剂，用于控制聚乙烯的平均链长。出于本发明的目的，术语链转移和质量转移剂在下文同义使用。正如任何引发剂化合物一样，此类质量转移剂参与自由基聚合的起始，掺入产物内。合适的质量转移剂可以是例如二烷基酮、链烷醛(alkanale)或链烷。实例是MEK (甲基-乙基-酮)、1_丙醛或异丙烷。优选此类质量转移或链转移剂选自C3-C10醛或C3-C10链烷，更优选选自C3-C10醛和/或C3-C10支化链烷。最优选使用I-丙醛。在本发明上下文和根据本发明产品特别优选的实施方案中，“LDPE均聚物”的概念相应地将此类聚乙烯低密度均聚物限定为只包括已知常规存在于工业生产的乙烯中的其它烯烃的痕量杂质。因此，本发明的LDPE均聚物不存在基于LDPE总重量>0. 5重量％ (w/w)(更优选>0. 1% (w/w))的烯族共聚单体,所述量超过工业破碎机递送的乙烯通常携带的正常烯族痕量杂质。此类杂质存在与否可通过C-13 NMR分析测定，如技术人员常规已知。相反，术语“LDPE均聚物”包括在最终聚合产物中存在来源于引发剂和/或质量转移剂的整体、分子部分。类似考虑适用于氧的掺入，无论是专门作为引发剂使用时还是可能只存在痕量时，即主要以剂量控制的方式，但作为引发剂使用时，如上文所述。而且，用于增溶引发剂的溶剂可充当聚合期间的质量转移剂。但是，存在于反应器中的任何此类质量转移剂，尤其是一旦掺入产物内就不可与共聚单体本身区分的链烷，优选给予的量〈100 ppm,更优选〈50 ppm,最优选〈15 ppm,因此可不损害终产物中对共聚单体衍生或共聚单体样杂质的上文给定的优选阈值水平。PE-吹填密封包装的耗时的灭菌程序实际上是生产中的限速步骤。单是本LDPE材料的熔化和软化温度的增加就转化成将BFS制品(比如输液瓶)的灭菌温度从150分钟大幅度减小60%至49分钟，如在图4举例。其它优点是灭菌可靠性增加，此类BFS制品的压花改善，通过允许减小制备的BFS物品的壁厚而进一步减少能量和重量。实验部分 用于测定 Mw 的 GPC-MALLS 测量在 Polymer Laboratories PL-GPC C210 仪器上根据IS016014-1，2，4:2003在聚乙烯高温GPC上在以下条件下进行苯乙烯-二乙烯基苯柱，1，2，4-三氯苯(TCB)作为溶剂，流速O. 6 ml/分钟，在135°C，通过多角度激光散射(MALLS)检测器检测。在150°C制备具有1-5 mg/10mL浓度(取决于样品)的聚乙烯(PE)溶液2_4小时，然后转移至位于在135°C加热的传送带中的SEC注射瓶。通过PolymerChar IR4检测器用红外线检测测定聚合物浓度，用Wyatt Dawn EOS多角MALLS检测器(Wyatt Technology,Santa Barbara, Calif.)测量光散射。使用波长658 nm的120mW激光源。具体的折射率取为0. 104 ml/g0用Wyatt ASTRA 4. 7. 3和CORONA I. 4软件进行数据评价。将摩尔质量分布宽度(MWD)或多分散性定义为Mw/Mn。Mw，Mn, Mz, MWD的定义可见于“Handbook of PE(PE 手册)”，A. Peacock 编辑，7-10 页，Marcel Dekker Inc.,New York/Basel 2000。通过高温凝胶渗透色谱，使用主要描述于DIN 55672-1:1995-02(1995年2月版)的方法，进行Mn的测定和由此计算的Mw/Mn的测定(和由通过上文描述的不同的光散射GPC法获得的Mw计算)。运行所述DIN标准时的修改如下溶剂1，2，4-三氯苯(TCB)，装置和溶液的温度135 °C，浓度检测器为能够与TCB使用的Po I ymerChar(Valencia, Paterna 46980, Spain) IR-4 红外线检测器。使用配备串联连接的以下前置柱SHODEX UT-G和分离柱SHODEX UT 806 M (3x)和SHODEX UT 807的WATERS Alliance 2000。将溶剂在氮气下真空蒸馏，用0. 025重量％的2，6-二叔丁基-4-甲酚稳定。所用流速是I ml/分钟，注射500μ1，聚合物浓度范围为 0. 01%〈浓度〈0.05% w/w。用 Polymer Laboratories (现为 Varian, Inc. , EssexRoad, Church Stretton, Shropshire, SY6 6AX, UK)的 580g/mol 直至 11600000g/mol范围的单分散聚苯乙烯(PS)标准物和另外的十六烷来建立分子量校正。然后通过 Universal Calibration 法(Benoit H. , Rempp P.和 Grubisic Ζ. , J. Polymer Sci.,Phys. Ed. , 5, 753 (1967))使校正曲线适应于聚乙烯(PE)。由此使用的Mark-Houwing参数对于 PS 是kPS= 0. 000121 dl/g, a PS=O. 706，且对于 PE 是 kPE= 0. 000406 dl/g,a PE=O. 725，在 135。。在 TCB 中有效。分别用 NTGPC_Control_V6. 02. 03 和 NTGPC_V6. 4. 24(HS -Entwicklungsgesellschaft fiir wissenschaftliche Hard-und Software mb Η,HauptstraBe 36, D-55437 Ober-Hilbersheim)进行数据记录、校正和计算。与在低压下平稳、方便的挤出处理进一步相关，优选摩尔质量〈I Mio. g/mol的本发明聚乙烯的量(通过用于分子量分布标准测定的GPC来测定)优选高于95. 5重量％。这通过应用公司“ HS-Entwicklungsgesellschaft fiir wissenschaft liche Hard-und Software mbH，，，Ober-Hilbersheim /Germany (参见上文)的WIN-GPC软件在摩尔质量分布测量的常规过程中测定。根据ISO 11443-1995, cp. 7. 8 章 “measurement of extrudate swelling (挤出物膨胀的测量)”来测定模口膨胀(膨胀率)。拉伸E-模量根据ISO 527-1和_2 (1A型条，Imm/分钟和O. 05%-0. 25%伸长率的正割模量)在压缩-模塑样品板上测量，所述样品根据ISO 1872-2用从反应器收集的LDPE粒料获得)。 根据ISO 1183测定密度。用ISO 306:2004，方法A50测定维卡氏温度。根据ISO 1133-2005 在 190°C温度和 2. 16 kg (MI)或 21. 6 kg (HLMI)负荷(如指示的)测定熔体流速(MI)。进行DSC以测定熔点温度Tm (即第二熔化热，Tm2)。根据标准方法(ISO 11357-3(1999))，在热流DSC (TA-Instruments Q2000)上通过差示扫描量热法(DSC)测量聚合物的熔化焓(AHf)。向样品架(铝盘)装上5-6 mg试样并密封。然后将样品用20 K/分钟的加热速率从环境温度加热至200°C (第一次加热)。在200°C保持5分钟时间(允许晶体完全熔化)后，用20 K/分钟的冷却速率使样品冷却至-10°C并在此保持2分钟。最后用20 K/分钟的加热速率将样品从-10°C加热至200°C (第二次加热)。在构建基线之后，测量第二加热周期的峰下面积，根据相应的ISO (11357-3 (1999))计算熔化焓(AHf) (J/g)。进行动态粘度测量以测定复合粘度η*。在双板流变仪比如Anton-Paar MCR300 (Anton Paar GmbH, Graz/Austria)中通过聚合物共混物的动态(正弦)变形进行测量。首先，如下制备样品(以粒料或粉末形式)用于测量将2. 2 g材料称重并用于填充70X40X Imm的模塑板。将板置于压力机中，在20_30bar压力下加热直至200°C经历I分钟。在达到200°C温度后，将样品以100 bar加压4分钟。在加压时间结束后，使材料冷却至室温，从模板取出板。对于可能的裂缝、杂质或不均匀，对加压的板进行视觉质量控制测试。从加压的型材切下25mm直径,0. 8_lmm厚聚合物圆盘,引入流变仪中用于动态机械分析(或频率扫描)测量。在Anton Paar MCR300应力控制旋转流变仪中进行弹性(G’)和粘性(G’ ’)模量和复合粘度n*作为频率的函数的测量，如前文所述。设备配备板-板几何形状，即两个各自24. 975 mm半径的平行圆盘，在它们之间具有I. 000 mm标准空隙。对该空隙负载、.5ml样品，在测量温度(对PE的标准T = 190°C)加热。将熔化的样品在测试温度保持5分钟以实现均匀熔化。然后通过仪器在对数上采集0.01-628 rad/s之间的点开始频率扫描。施加应变幅度0. 05 (或5%)的线性范围的周期变形。改变频率，从628. 3 rad/s(或 100 Hz)开始至8. 55 rad/s,对于极低频率方案继续从4. 631 rad/s至O. 01 rad/s(或O. 00159 Hz)，采样速率增大，以便对低频范围采集更多点。获取由施加的变形得到的剪切应力幅度和相位滞后，用于计算模量和复合粘度作为频率的函数。选择在对数上从高频下降至低频的频率范围的点，在至少2-3次振荡后显示每个频率点的结果，获取稳定的测量值。聚合方法的一般描述 本发明涉及具有低熔体流动指数的低密度聚乙烯LDPE的生产。产品经高压乙烯聚合方法在管式反应器中合成，称为专利Lupotech TS 方法，使用丙醛作为链转移剂，和过氧化物混合物作为自由基引发剂。为反应器加上水夹套，以允许温度控制，尤其是在不同反应区的峰温度控制。用于不同实施例的管式反应器具有以下特征 3个反应区(各自长度387 m-413 m-232 m)
反应器总长度1032 m
管道内径40 mm
管式反应器停留时间75 s
来自进气压缩机的所有气体都在预热器/反应器的前端进入
通过沿管式反应器以规则间隔安装的热电偶监测反应器。稀释在异十二烷中的不同过氧化物混合物在各反应区的入口制备和进料。考虑各区入口的相对位置和最高温度，这里列出选择使用的过氧化物(Trigonox 牌，来源AkzoNobel, Amersfoort/The Netherlands)
TBPND:叔丁基-过氧-新癸酸酯，在脂族烃溶剂中75 %纯，CAS No. 26748-41-4TBPPI:叔丁基-过氧特戊酸酯，在脂族烃溶剂中25%纯，CAS No. 927-07-1TBPEH:叔丁基-过氧-2-乙基己酸酯，在脂族烃溶剂中70 %纯，CAS No. 3006-82-4TBPIN:叔丁基-过氧_3，5，5-三甲基己酸酯，在脂族烃溶剂中30%纯，CAS No.13122-18-4。为了限制反应器污染，以规则间隔降低反应器压力，通过排泄阀调节。在穿过最后的反应区之后，将聚乙烯和未转化气态乙烯的混合物都排出，通过反应管末端的排泄阀膨胀，所述排泄阀将压力水平减小至更接近300 bar的热交换器入口压力。在穿过排泄阀的同时，因为Joule Thomson效应,混合物的温度降低几十度,这取决于反应器压力、反应器出口温度和生产的具体聚合物等级。在排泄阀之后，然后将混合物首先在热交换器(称为后冷却器)中冷却，接着进入高压产物分离器(HPPS)，其中将聚合物熔体与未反应的乙烯分离。HPPS的正常压力为约300 bar。在此阶段，将未反应的乙烯分离，优选用于进料包括另外纯化步骤在内的高压再循环回路。将保留在HPPS中的熔体产物(其含有总是溶解/吸收的乙烯)再一次膨胀至低压分离器(LPPS)入口压力，在此将其与所述残留乙烯分离。LPPS的压力范围为O. 5-4 bar,正常保持在O. 5-2. 5 bar。LPPS的熔体产物出口通过滑动阀直接连接到挤出机入口。用于排出最终聚合LDPE材料的挤出机是Pomini单螺杆，带有后脱气。用高压蒸汽加热其模头板。对由此生产的LDPE粒料进行化学和机械测试，如描述于下文部分。用于本发明反应器操作的典型温度曲线显示于图I。注意温度传感器均匀分布于上述反应器的整个长度，因此对应于与反应器入口 /进气压缩机排出口的距离。比较实施例是Lupolen 3220 F (市售购自 Basell Polyolefine GmbH, Germany,密度 O. 930 g/cm3 和 MI 2. 16 kg=0. 77)高压LDPE，即通过自由基聚合获得。在所有

图1-4中它都用作比较实施例。实施例I:
按照上文一般描述进行聚合，具有以下特征
在进气压缩机排出口的反应器压力3055 bar
预热器出口温度=1390C
丙醛流速=20 1/h
各区的最高温度225°C /235°C /235°C
3个区各自的过氧化物混合物的组成在下文表I给出。表1 考虑2和3区入口的温度，TBPND和TBPPI不是必需的。由此获得的产物具有如下特
征
密度933. 6 kg/m3
Ml: O. 94 g/10 分钟(190°C/2. 16 kg)
生产速率=5. 4T/h，总计约18 %转化率
Mw (重均分子量)=123 061 g/mol
Mn (数均分子量)=12 340 g/mol
熔化温度119°C
E-模量487 MPa
膨胀率82%。实施例2 :
按照上文在实验前序中的一般描述再次进行聚合，再进行以下修改
在进气压缩机排出口的反应器压力3055 bar
预热器出口温度=1390C
丙醛流速=18 1/h
各区最大温度212°C /225 °C /222 °C
3个区过氧化物混合物的组成在下文表II给出。表 II


本发明设计了来自自由基高压聚合的新的LDPE。