AT200799B

AT200799B - Verfahren zur Herstellung von porösen Kunststoffen aus Polypropylen

Info

Publication number: AT200799B
Authority: AT
Original assignee: Ruhrchemie Ag
Priority date: 1956-11-08
Filing date: 1957-10-07
Publication date: 1958-11-25
Also published as: AT210630B; BE562196A; DE1092649B; FR1185700A

Description

Verfahren zur Herstellung von porösen Kunststoffen aus Polypropylen
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die Anwendung eines einzigen Lösungsmittels nicht genügt, um dem extrahierten Polypropylen die gewünschten Eigenschaften zu verleihen. Besonders bewährt hat sich in diesem Zusammenhang die aufeinanderfolgende Extraktion mit Aceton, Äther und Kohlenwasserstoffen, wie Heptan oder Octan. In Sonderfällen wird man nach der Kohlenwasserstoffbehandlung noch eine Behandlung mit Alkoholen, z. B.

Äthanol oder Propanol, anschliessen.

Das Verfahren der Erfindung hat besondere Bedeutung für solches Polypropylen, das durch Polymerisation von Propylen bei Drucken unterhalb etwa 100 atü und Temperaturen bis etwa 1000 unter Verwendung von Katalysatoren, die aus Gemischen von metallorganischen Verbindungen, insbesondere Aluminiumalkylverbindungen, mit Metallverbindungen der 4. - 6. Nebengruppe des period. Systems, insbesondere Titanverbindungen, beispielsweise Titantetrachlorid, bestehen, hergestellt wurden.
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möglich, jedoch die Anwendung von Normaldruck zweckmässiger ist. Im allgemeinen wird bei der Siedetemperatur des jeweiligem Lösungsmittels gearbeitet.

Je nach der Art des zum Einsatz gelangenden PolyPropylens werden bei dieser Arbeitsweise etwa 10 - 60 gO aus dem Produkt als unerwünschte Bestandteile für die nachfolgende mechanische und thermische Behandlung entfernt.

Da einige der angewandten Lösungsmittel miteinander aceotrope Gemische bilden, ist es häufig zweckmässig, nach jeder Extraktion eine Trocknung zur Entfernung des betreffenden Lösungsmittels vorzunehmen. Diese Trocknung soll unterhalb 1250 und vorteilhaft in schutzgasatmosphäre, z. B. unter
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beispielsweise 100 mm Hg trocknen. Die Trocknungszeiten liegen unter 24 Stunden, sie betragen bei- spielsweise 6 Stunden und weniger.

Das nach der Trocknung zurückbleibende Polypropylen, das zweckmässig viskosimetrisch bestimmte Molgewichte oberhalb etwa 40,000, besonders vorteilhaft oberhalb 100,000, aufweist, kann dann für die Sinterbehanplung eingesetzt werden. Dieses Polypropylen besitzt einen Schmelzpunkt oberhalb 1500, häufig sogar oberhalb 155 - 1600 und weist einen hohen Anteil an kristallinen Modifikationen auf.

Das Polypropylen kann dann bei Temperaturen bis 1700 gesintert werden, vorzugsweise in inerter oder reduzierender Atmosphäre, beispielsweise in Gegenwart von Stickstoff und/oder Wasserstoff und/oder
Kohlensäure und/oder Methan. Die Sintertemperatur muss selbstverständlich unterhalb jener Temperatur liegen, bei welcher das Material geliert oder schmilzt. Man sintert in einer geeigneten Form ohne oder mit Anwendung von Druck, wobei die eingesetzten kleinen Teilchen, vor allem unter dem Einfluss der
Wärmebehandlung, in ein formbeständiges Erzeugnis überführt werden. Das zur Sinterung verwendete
Polypropylen kann in Form von Pulver, Körnern oder Stückchen anderer Form eingesetzt werden. Nach
Möglichkeit wird man das Polypropylen jedoch in jener Form verwenden, in der es bei den entsprechenden
Herstellungsverfahren direkt anfällt, z.

B. in Pulverform oder in Flockenform. Jedenfalls ist vor der Sin- terung eine thermische und/oder mechanische Vorbehandlung zweckmässig.

Für die Struktur des fertigen Produktes sind Sintertemperaturen und Druck entscheidend. Steigender
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so ist eine möglichst lockere Schüttung anzuwenden, wobei gegebenenfalls ohne mechanischen Druck zu arbeiten ist. Im allgemeinen arbeitet man bei Drucken zwischen 1 und 20 kg/cm. Wünscht man da- gegenFormkörper höherer Dichte mit entsprechend höherer mechanischer Festigkeit, so ist die Anwendung von Drucken bis zu mehreren 100 kg/cm vor und/oder während der Sinterung zweckmässig. Es hat sich herausgestellt, dass die Anwendung von mechanischem Druck allein unter Ausschluss der thermischen Be- handlung zwar zu formbeständigen Körpern führt, die jedoch eine verhältnismässig geringe mechanische Festigkeit aufweisen.

Die Wärmeleitfähigkeit von Polypropylen ist schlecht. Daher kann man Temperaturen z. B. bis über
3000 einwirken lassen, um die gewünschte Sinterung, aber noch kein Schmelzen, zu erreichen. Bei vergleichbaren Zeiten bewirken. steigende Temperaturen eine Zunahme der Dichte.

Die thermische Behandlung wird in an sich bekannter Weise durchgeführt, u. zw. mittels Wärmeleitung und/oder-Strahlung. Als Heizmedien können Dampf, elektrischer Strom, erhitzte Gase, z. B.

Stickstoff, Infrarotstrahlung usw., verwendet werden.

Man kann das Material direkt in einem Arbeitsgang auf die gewünschte Temperatur bringen, jedoch auch absatzweise arbeiten, wobei die Temperaturen, die Zeiten und die Drucke entsprechend den gewünschten Eigenschaften in beliebiger Weise variiert werden können.

Das lockere, extrahierte Material kann in einer Form zunächst kalt einem mehr oder weniger hohen Druck ausgesetzt und der auf diese Weise erhaltene Pressling bei der oben angegebenen Temperatur gesintert werden. Häufig ist es jedoch zweckmässig, die Pressung und Sinterung in einem Arbeitsgang vorzunehmen. Schliesslich ist es auch möglich, ein bereits verpresstes Stück während der Sinterung ebenfalls einem erhöhten Druck auszusetzen, allerdings werden in diesem Fall besonders schwere, jedoch auch mechanisch sehr beständige Stücke erhalten, deren spezifisches Gewicht unter Umständen bis zu 0,9 beträgt.

Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung kann es zweckmässig sein, wenn die spätere Form bereits während der Sinterung vorhanden ist. Hiebei ergibt sich der Vorteil, dass eine spätere Nachbearbeitung nicht notwendig ist, weil nach dem Abkühlen des betreffenden Formsttickes eine einwandfreie Formbeständigkeit vorliegt. Dieser Arbeitsweise kommt besonders für die Herstellung von Platten, zylindrischen und profilen Stäben oder Bändern, Eckstücken usw. in Frage, also für alle jene Körper, die auf Grund der Struktur der Form eine unmittelbare Verformung in den Endzustand vor der Sinterung zu-
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form überführen.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von porösen Kunststoffen aus Polypropylen durch Sintern bei erhöhten Temperaturen und vorzugsweise erhöhtem Druck, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verarbeitende Polypropylen vor dem Sintern einer Extraktion mit Lösungsmitteln unterworfen wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion mit mehreren Lösungsmitteln durchgeführt wird, die vorzugsweise nacheinander zur Einwirkung kommen.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion nacheinander mit Aceton, Äther und Kohlenwasserstoffen, wie Heptan oder Oktan, durchgeführt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass solches Polypropyleneinge- setzt wird, dass durch Polymerisation von Propylen bei Drucken unterhalb etwa 100 atü und Temperaturen bis etwa 1000 unter Verwendung von Katalysatoren, die aus Gemischen von metallorganischen Verbindungen, insbesondere Aluminiumalkylverbindungen, mit Metallverbindungen der 4. - 6. Nebengruppe des periodischen Systems, insbesondere Titanverbindungen, beispielsweise Titantetrachlorid, bestehen, hergestellt wurde.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterung bei Temperaturen bis 1700, vorzugsweise in inerter oder reduzierender Atmosphäre, beispielsweise in Gegenwart von Stickstoff und/oder Wasserstoff und/oder Kohlensäure und/oder Methan erfolgt.