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Mischungen zur Herstellung von im wesentlichen gesättigten Elastomeren sowie Verfahren zur Herstellung der Elastomeren
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In andern Patentschriften der Patentinhaberin wurde die Möglichkeit aufgezeigt, Elastomere aus ge- ring ungesättigten Copolymeren herzustellen, die durch Copolymerisation von Olefinen CH = CHR und Äthylen mit geringen Mengen von Dienen oder Azetylenmonomeren erhalten wurden.
Diese Polymeren können mit Schwefel oder mit Verbindungen, die Schwefel in Freiheit setzen, unter Verwendung von Gemischen, die Rapid- oderUI1 : rarapid-Vulkanisationsbeschleuniger enthalten, vulkansiert werden.
Die mechanischen und elastischenEigenschaften der nach der Vulkanisation erhaltenen Copolymeren sind gut, wenn das als Ausgangsmaterial verwendete Copolymer eine hinreichend reguläre Verteilung der Doppelbindungen ir jedem Makromolekül zeigt und ausserdem alle Makromoleküle ungefähr die gleiche Anzahl Doppelbindungen enthalten. Je irregulärer die Verteilung der Doppelbindungen ist, desto schlechter sind die Eigenschaften der Elastomeren. Die aus diesen Copolymeren erhaltenen Elastomeren zeigen daher oft schlechte elastische Eigenschaften, beispielsweise Werte der bleibenden Formänderung bei Bruch von lOOo und mehr.
Es wurde nun gefunden, dass im wesentlichen amorphe, lineare, gesättigte Polymere von aliphatischen Olefinen CH, = CHR und im wesentlichen amorphe Copolymere der gleichen Olefine untereinander und mit Äthylen, die nach einem oder mehreren der früher patentierten Verfahren der Patentinhaberin erhalten wurden, durch Niederdruckverfahren unter Verwendung von Katalysatoren, die organometallische Bindungen und eine grössere Anzahl von tertiären Kohlenstoffatomen enthalten, durch Aufpfropfen von organischen Verbindungen auf die Polymerkette, die funktionelle Säuregruppen enthalten, direkt zu Produkten vulkanisiert werden können, welche wertvolle elastische Eigenschaften aufweisen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich daher auf Mischungen zur Herstellung von im wesentlichen gesättigten Elastomeren, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass sie hauptsächlich aus einem Polymer und bzw. oder Copolymer von et-Olefinen der Formel CPL = CHR, worin R eine niedere Alkylgruppe bedeutet, bestehen, sowie einer Verbindung, die in ihrem Molekül wenigstens eine Kohlenstoff-Doppelbindung und eine oder mehrere funktionelle Säuregruppen enthält, und imstande ist, mit dem Polymer oder Copolymer in Gegenwart eines Aktivators, welcher eine radikalische Reaktion einleitet, zu reagieren.
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enthält,oder Malainsäureanhydrid zu verwenden, dis eine mässige Tendenz zur Polymerisation.
und zur Bildung von Polymeren mit sehr hohem Molgewicht zeigt, und welche leicht Kettenübergangsreaktionen unter liegt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Elastomeren unter Verwendung der obgenannten Mischungen vorgesehen, welches darin besteht, dass die Mischung mit einem Aktivator für radikalische Reaktionen bei einer Temperatur zwischen 30 und 700C gemischt wird, und die erhaltene Mischung in einer Presse bei einer Temperatur, welche über der Mischtemperatur liegt, vulkanisiert wird.
Es ist bekannt, dass Maleinsäureanhydrid und andere Verbindungen der erwähnten Art zur Vulkanisation von Polymeren mit einer hohen Anzahl von Doppelbindungen (enthaltend wenigstens 501o copoly-
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verwendetNr. 2, 724, 707 (H. P. Brown) zu entnehmen, gemäss welchen Maleinsäureanhydrid in Gegenwart von Aktivatoren für Reaktionen des Radikaltyps und Zinkoxyd zur Vulkanisation von stark ungesättigten Kautschukarten verwendet wird. Nach den indiesenPatentschriften enthaltenenAnweisungen werdenim allgemeinen grosse Mengen von Benzoylperoxyd und Maleinsäureanhydrid verwendet.
Der Vulkanisationsprozess wurde von Brown unter der Annahme erklärt, dass sich das Maleinsäurean- hydrid selbst an die in der Polymerkette anwesenden Doppelbindungen anlagert und so Ringe mit4 C-Atomen bildet, die (C0) 0-Gruppen enthalten. Diese Ringe weisen Säurecharakter auf und können mit Zinkoxyd Salze bilden, wodurch Querbindungen entstehen und das Produkt vulkanisiert wird. Tatsächlich wird in den vorerwähnten Patentschriften auf die Notwendigkeit der Verwendung von Zinkoxyd zur Erlangung von vulkanisierten Produkten klar hingewiesen. Anderseits war es nicht bekannt, dass gesättigte organische Polymere mit Hilfe von Reagenzien dieser Art vulkanisiert werden können.
Es wurde nun gefunden, dass organische Verbindungen der vorerwähnten Art, die Doppelbindungen enthalten, auch auf gesättigte Polymerketten aufgepfropft werden können, und dass bei einem derartigen Pfropfverfahren tertiäre C-Atome, insbesondere der Art
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in welchen das Wasserstoffatom des tertiären C-Atomes sehr beweglich ist, in der gesättigten Polymerkette anwesend sein sollen. In diesem Fall ist es nicht notwendig, dass die Kette Doppelbindungen enthält. Offensichtlich ist die Anwesenheit von wenigen Doppelbindungen in der Kette nicht schädlich, aber auch nicht notwendig.
Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet nun tatsächlich nicht nur die Vulkanisation von gesättigten Polymeren, sondern auch die von ungesättigten Polymeren, die nur wenige Doppelbindungen enthalten, und welche nach dem üblichen Verfahren unter Verwendung von Schwefel nicht leicht vulkanisiert werden können.
Unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es daher möglich, auch die Copolymeren zu vulkanisieren, die im wesentlichen aus -Olefinen bestehen, nur eine geringe Anzahl von Doppelbindungen enthalten und gemäss früheren patentierten Verfahren der Anmelderin erhalten werden, wodurch Elastomere mit guten mechanischen und elastischen Eigenschaften erhalten werden.
Keiner der Reaktionsmechanismen, die zur Erklärung des typischen Prozesses der Anlagerung von Maleinsäureanhydrid vorgeschlagen wurden, wie z. B. die Diels-Alder-Addition an konjungierten Doppelbindungen, die Addition an ungesättigten Polymeren mit der Ausbildung von ringförmigen Gruppen, wie dies den vorhin erwähnten Patentschriften von Brown zu entnehmen ist, die Copolymerisation mit Substanzen, die Doppelbindungen enthalten, wie bei der Herstellung von Polyesterharzen, noch die substitutive Addition an Methylengruppen in a-Stellung bezüglich der Doppelbindung, kann den Vulkanisationsprozess, der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, erklären ; dieser Prozess kann somit lediglich unter Annahme eines Reaktionsmechanismus erklärt werden, der von den obenerwähnten gänzlich verschieden ist.
Tatsächlich kann, da die Vulkanisation bei Produkten stattfindet, die keine Doppelbindungen, aber tertiäre C-Atome enthalten, bei Verwendung von Maleinsäureanhydrid als Verbindung mit Doppelbindungen, die aufgepfropft werden soll, die Reaktion nach folgendem Schema erklärt werden : a) Bildung eines Radikals an der Polymerkette
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wobei RO ein Radikal bedeutet, das vom Initiator stammt. b) Das nach Formel (l) gebildete Radikal kann mit einemMolMaleinsäureanhydrid gemäss folgendem Schema reagieren :
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unter Bildung eines neuen freien Radikals.
Dieses neue Radikal kann mit weiteren Molekülen Maleinsäureanhydrid gemäss einer ähnlichen Reaktion wie der unter (2) angeführten reagieren. Eine derartige Reaktion findet aber tatsächlich leichter mit Verbindungen statt, die von Maleinsäureanhydrid verschieden sind, wie mit Vinyl- oder Vinylidenverbindungen (z. B. Acrylaten oder Methacrylaten). Man kann annehmen, dass mit 1, 2-substituierten Äthylenverbindungen (wie Derivaten vonMalein-, Crotonsäure usw. ) die Ausbildung von Polymerketten weniger wahrscheinlich ist und dafür vorzugsweise andere Reaktionen des radikalischen Typs stattfinden, wie z.
B. folgende : c) Die gemäss (2) gebildetenRadikale können zusammen mit Radikalen, die an andern Ketten gebunden sind, durch eine gegenseitige Abbruchreaktion folgender Art Querbindungen bilden :
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d) oder es kann ein Abbruch der Radikalketten durch Dismutation erfolgen
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oder auch ein Abbruch der wachsenden Radikalketten durch Kombination mit einem freien Radikal
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oder schliesslich auch ein Kettenübergang an Atome oder Radikale, die von andern Polymerketten stammen :
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Gleichzeitig können auch andere Reaktionen stattfinden, wie z. B. Reaktionen zwischen verschiedenen Radikalen, welche in manchen Fällen auch zur Vulkanisation beitragen können. Tatsächlichbildet sich durch einfachen Zusatz von Initiatoren, die freie Radikale liefern, z.
B. durch Beimischen von Benzoylperoxyd zum Polymer, eine bestimmte Anzahl von Querbindungen aus.
In Tabelle 1 sind die wichtigsten Eigenschaften von vulkanisierten Produkten, die durch Mischen eines Äthylen-Propylen-Copolymers mit 1% Benzoylperoxyd und verschiedenen Mengen von Maleinsäureanhydrid erhalten wurden, angegeben. Tabelle 1
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<tb>
<tb> '10 <SEP> Maleinsäure-Spezifische <SEP> Bruch-Formver-Löslichkeit <SEP> Quellung <SEP>
<tb> anhydrid <SEP> Zugfestigkeit <SEP> dehnung <SEP> änderung <SEP> bei <SEP> in <SEP> Benzol <SEP> bei
<tb> bezogen <SEP> auf <SEP> kg/cm <SEP> ' <SEP> ? <SEP> o <SEP> 200P/o <SEP> Dehnung <SEP> bei <SEP> 350C <SEP> Gleichgewicht
<tb> das <SEP> Polymer <SEP> % <SEP> o <SEP> (1)
<tb> 0 <SEP> 23 <SEP> 700 <SEP> 30 <SEP> 50 <SEP> 9
<tb> 4 <SEP> 35 <SEP> 490 <SEP> 20 <SEP> 35 <SEP> 6
<tb> 8 <SEP> 52 <SEP> 450 <SEP> 15 <SEP> 28 <SEP> 5
<tb>
(1) (s.P.Flory:
"Principles of polymer chemistry", Seite 579.)
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Tabelle 1 angegebenen Datenenthalten. Die Tabelle 2 7eigt die mechanischen Eigenschaften von Produkten, die aus einem Äthylen- - Propylen-Copolymer mit einem Molgewicht von 165 000 und einem Gehalt von 47 Mole Propylen mit Hilfe von Maleinsäure hergestellt wurden im Vergleich mit denen von Produkten, die mit Hilfe von Methylmaleat oder Bernsteinsäure an Stelle Maleinsäure hergestellt wurden :
Tabelle 2
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<tb>
<tb> Für <SEP> 100 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Copolymer <SEP> wurden <SEP> verwendet <SEP> :
<SEP>
<tb> Benzoylperoxyd <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP>
<tb> Maleinsäure <SEP> 9 <SEP>
<tb> Dimethylmaleat-11Bernsteinsäure <SEP> - <SEP> - <SEP> 9 <SEP>
<tb> Zinkoxyd <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Vulkanisation <SEP> bei <SEP> 1600C <SEP> 30 <SEP> Minuten <SEP> lang
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 125 <SEP> 47 <SEP> 45
<tb> Bruchdehnung <SEP> "/0 <SEP> 460 <SEP> 835 <SEP> 980
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> zo <SEP> Dehnung <SEP> kg/cm2 <SEP> 25 <SEP> 8 <SEP> 7
<tb>
AnStelle vonMaleinsäure oder-Anhydrid können auch andere ungesättigte Verbindungen, die Säuregruppen enthalten, verwendet werden, wie z. B. Fumar-, Acryl-, Methacryl-, Äthacryl-, Vinylacryl-,
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säuren, Citraconsäureanhydrid usw.
Wenn bestimmte dieser Verbindungen, wie z. B. Acrylsäure, die sich leicht polymerisieren lassen, verwendet werden, können Ketten mir einer höheren Anzahl von monomeren Einheiten an das Copolymer gepfropft werden und es muss daher, um den gleichen Vulkanisationsgrad zu erreichen, eine grössere Menge an Monomeren verwendet werden. Die wichtigsten Eigenschaften von Elastomeren, die aus einem Äthy- len-Propylen-Copolymer mit einem Molgewicht von ungefähr 340000 durch Aufpfropfen von verschiedenen ungesättigten Verbindungen und Vulkanisieren erhalten wurden, sind in Tabelle 3 angegeben. Für
100 Gew.-Teile Copolymer wurden 2 Teile Benzoylperoxyd und 20 Teile Zinkoxyd verwendet. Die un- gesättigte Verbindung wurde zur Mischung in einer Menge zugesetzt, welche notwendig war, um 0, 15
Carboxyläquivalente für 100 g Copolymer zu erhalten.
Die Vulkanisation wurde 30 Minuten lang bei
1600C durchgeführt.
Tabelle 3
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<tb>
<tb> Ungesättigte <SEP> Spezifische <SEP> Bruch-Modul <SEP> Rückprall-Härte <SEP>
<tb> aufgepfropfte <SEP> Zugfestigkeit <SEP> dehnung <SEP> bei <SEP> 3000/0 <SEP> elastizität <SEP> (Internationale
<tb> Verbindung <SEP> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kg/cm <SEP> 2 <SEP> bei <SEP> 180C <SEP> Grade)
<tb> %
<tb> Maleinsäure <SEP> 150 <SEP> 550 <SEP> 57 <SEP> 73 <SEP> 56
<tb> Fumarsäure <SEP> 92 <SEP> 620 <SEP> 47 <SEP> 71 <SEP> 49
<tb> Citraconsäureanhydrid <SEP> 92 <SEP> 460 <SEP> 56 <SEP> 73 <SEP> 55 <SEP>
<tb> Acrylsäure <SEP> 94 <SEP> 4L5 <SEP> 67 <SEP> 73 <SEP> 51
<tb> Itaconsäure <SEP> 105 <SEP> 500 <SEP> 67 <SEP> 71 <SEP> 53
<tb> Crotonsäure <SEP> 85 <SEP> 455 <SEP> 68 <SEP> 72 <SEP> 52
<tb> Zimtsäure <SEP> ô4 <SEP> 5-to <SEP> 44 <SEP> 72 <SEP> 53
<tb>
Aktivatoren für radikalische Reaktionen, die sich für das Verfahren eignen,
sind z. B. Peroxyde, Hydroperoxyde, Azoverbindungen, wie z. B. Benzoylperoxyd, Chlorbenzoylperoxyd, Cumylperoxyd,
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Laurylperoxyd, die Peroxyde von Methyläthylketon und Zyklohexanon, tert. Butylperoxyd, tert. Butylper- benzoat, Cumol-, Tetralin-, Dekalin-, tert. B ylhydroperoxyde, Azo-bis-isobutyronitrilusw. Es ist klar, dass die Vulkanisationstemperatur und-dauer im Verhältnis zu der Art des verwendeten Aktivators abgestimmt werden muss, wobei die Tatsache in Betracht zu ziehen ist, dass die verschiedenen Aktivatoren verschiedene Mengen an freien Radikalen in Freiheit setzen.
Verbindungen, die zwischen den verschiedenen Polymerketten zusammen mit den Säuregruppen Salz- brücken bilden können, sind z. B. metallische Oxyde und Hydroxyde, Glykole, Diamine usw. Von den Metalloxyden sind insbesondere geeignet Zink-, Kalzium-, Kadmium-, Magnesium-, Blei-, Eisenoxyde und-hydroxyde. Tabelle 4 zeigt die Eigenschaften von Produkten, die aus einem Äthylen-Propylen-Copolymer mit einem Molgewicht von ungefähr 340 000 unter Verwendung von 2 Teilen Benzoylperoxyd, 9 TeilenMaleinsäure und 0, 25 Molen Metalloxyd oder-hydroxyd pro 100 Teile Copolymer erhalten wurden. Vulkanisiert wurde 30 Minuten lang bei 160 C.
Tabelle 4
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<tb>
<tb> MeO <SEP> MgO <SEP> CaO <SEP> ZnO <SEP> CdO <SEP> PbO <SEP> FeO <SEP>
<tb> Me <SEP> (0 <SEP> Mg <SEP> (OH). <SEP> ;, <SEP> Ca <SEP> (OH) <SEP>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 132 <SEP> 112 <SEP> 108 <SEP> 109 <SEP> 151 <SEP> 128 <SEP> 110 <SEP> 85
<tb> Bruchdehnung <SEP> r1/0 <SEP> 433 <SEP> 367 <SEP> 487 <SEP> 587 <SEP> 553 <SEP> 487 <SEP> 480 <SEP> 567
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 300r1/0 <SEP> kg/cm2 <SEP> 70 <SEP> 94 <SEP> 62 <SEP> 51 <SEP> 57 <SEP> 70 <SEP> 60 <SEP> 45
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 180C <SEP> % <SEP> 72 <SEP> 71 <SEP> 73... <SEP> 73 <SEP> 73 <SEP> - <SEP> 71 <SEP>
<tb> Härte <SEP> (international) <SEP> 59 <SEP> 61 <SEP> - <SEP> - <SEP> 56 <SEP> 59 <SEP> - <SEP> 56 <SEP>
<tb>
Wie bereits dargelegt, kann die Vulkanisation der Polymeren, die a-Olefine enthalten, durch Mischen des Polymers, z.
B. mit einem Walzenmischer, wie dieser gewöhnlich zur Verarbeitung von Kautschuk verwendet wird, mit den verschiedenen Zusätzen durchgeführt werden. Genauer gesagt kann das Polymer zunächst in den Mischer gebracht und durchgearbeitet werden, bis eine homogene und flexible Schicht erhalten wird ; dann können der radikalische Initiator und die ungesättigte Verbindung zu der Schicht zugesetzt und das Mischen kann fortgesetzt werden, bis eine vollständige Homogenisierung mit dem Polymer erreicht ist.
Schliesslich kann, wenn gewünscht, die Verbindung zur Bildung von Salzbrücken (z. B. ZnO) zugesetzt werden und gegebenenfalls zur Verstärkung auch Füllstoffe, Farben usw. Die Vulkanisation wird dann in einer Presse oder in einem Autoklaven bei hohen Temperaturen, z. B. zwischen 120 und 180 C, j3 nach den Zusätzen der Mischung und insbesondere nach der Art des verwendeten radikalischen Initiators, durchgeführt.
Das Mischen desPolymers mit dem radikalischeninitiator und der aufzupfropfenden Verbindung kann auch auf andere Weise durchgeführt werden ; beispielsweise kann eine gute Homogenisierung durch Arbeiten in Gegenwart eines Lösungsmittels, insbesondere Benzol, erhalten werden, wobei das Lösungsmittel die verschiedenen Mischungsbestandteile auflöst. Es kann so eine Benzollösung eines Äthylen-PropylenCopolymers, so wie sie bei der Polymerisation anfällt, direkt verwendet werden, indem nach Entfernen der Zersetzungsprodukte des Katalysators zu der Lösung Benzoylperoxyd und Maleinsäure anhydrid bei Temperaturen von nicht über 80, vorzugsweise zwischen 40 und 600C zugesetzt werden.
Das so erhaltene Produkt kann vom Lösungsmittel durch Verdampfen des letzteren, vorzugsweise unter Vakuum, abgetrennt werden.
Das erhaltene Produkt kann dann wie beschrieben vulkanisiert werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann aber auch auf eine andere Art, die unter bestimmten Gesichtspunkten vorzuziehen sein kann, durchgeführt werden. Wird das Verfahren, wie im vorhergehenden beschrieben, durchgeführt, so kann die Wahrscheinlichkeit des Aufpfropfens der ungesättigten Verbindung auf die Polymerkette, da die Ausgangsmischung ein Vielkomponentensystem darstellt, beträchtlich herabgesetzt werden durch das Auftreten von andern Reaktionen, die während des Mischens und während, der Vulkanisation stattfinden, wie z.
B. die Salzbildung zwischen der ungesättigten Verbindung mit funktionellen Säuregruppen und der basischen Substanz, Reaktionen zwischen dem radikalischen Initiator (Aktivator) und den ungesättigten Verbindungen, Spaltung des Polymers, wodurch Abbauprodukte entstehen u. dgl.
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<tb>
<tb> Gepfropftes <SEP> Vulkanisiertes
<tb> Copolymer <SEP> Copolymer <SEP>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm <SEP> 20 <SEP> 100
<tb> Bruchdehnung <SEP> "/0 <SEP> 725 <SEP> 780
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 100'10 <SEP> Dehnung <SEP> kg/cm2 <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP>
<tb>
Auf diese Weise können gute Elastomere erhalten werden, wobei das Polymer mit wesentlich gerin-
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hält, vulkanisiert wird, als wenn das Verfahren in nur einem Schritt ausgeführt wird.
In Tabelle 6 werden die wichtigsten Eigenschaften eines Produktes gezeigt, das aus einem ÄthylenPropylen-Copolymer (mit 69 Mol-lo Propylen) nach dem einstufigen Verfahren unter Verwendung von 2 Teilen Dibenzoylperoxyd, 9 Teilen Maleinsäure und 20 Teilen Zinkoxyd auf 100 Teile Polymer erhalten wurde, mit den Eigenschaften eines Produktes aus dem gleichen Copolymer verglichen, das nach dem zweistufigen Verfahren erhalten wurde, unter Verwendung von 1 Teil Dibenzoylperoxyd, 3 Teilen Maleinsäure, 1, 5 Teilen Antioxydans [2, 2-Methylen-bis- (4-methyl-tert. butylphenol)] und 10 Teilen Zinkoxyd auf loo Teile Polymer.
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Tabelle 6
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<tb>
<tb> Direkte <SEP> Vulkanisation
<tb> Vulkanisation <SEP> in <SEP> getrennten <SEP> Stufen
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 137 <SEP> 100
<tb> Bruchdehnung'10 <SEP> 840 <SEP> 780
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> SOOo <SEP> Dehnung <SEP> kg/cm2 <SEP> 24 <SEP> 25 <SEP>
<tb>
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<tb>
<tb> ;Stearinsäureteile <SEP> Spezifische <SEP> Bruchdehnung <SEP> Modul <SEP> bei
<tb> pro <SEP> 100 <SEP> Teile <SEP> Zugfestigkeit <SEP> o <SEP> 300o <SEP> Dehnung
<tb> Polymer <SEP> kgl <SEP> cm2 <SEP> kgl <SEP> cm2 <SEP>
<tb> - <SEP> 95 <SEP> 600 <SEP> 38
<tb> 6 <SEP> 116 <SEP> 630 <SEP> 40
<tb> 11 <SEP> 140 <SEP> 730 <SEP> 31
<tb>
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Bei dieser Hitzebehandlung wird vorzugsweise in Abwesenheit von Sauerstoff gearbeitet, um Abbaureaktionen am Polymer zu verhindern.
Nach dem Zweistufenverfahren kann das Aufpfropfen auch in Lösung vorgenommen werden ; dabei kann z. B. die Lösung des Äthylen-Propylen-Copolymers, wie sie direkt nach der Polymerisation anfällt, verwendet werden ; es werden dann der Radikalinitiator und die ungesättigte Verbindung zur Lösung zugesetzt und die Lösung wird auf eine hohe Temperatur erhitzt, bis das Pfropfpolymer erhalten worden ist.
Letzteres kann durch Ausfällen oder durch Eindampfen bei vermindertem Druck abgetrennt und dann, wie beschrieben, vulkanisiert werden.
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3. Menge (0, 2-10%) und Art des Initiators,
4. Menge (im allgemeinen zwischen 1 und 50%) des Stoffes, der die Salzbrückenbilden kann (z. B. ZnO).
Beispielsweise nehmen, wenn die Elastomeren aus linearen, im wesentlichen amorphen Äthylen-Pro- pylen-Copolymeren hergestellt werden, wie sie beispielsweise nach den obenerwähnten Patentschriften der Patentinhaberin erhalten werden, die Werte der spezifischen Zugfestigkeit, des Elastizitätsmoduls und der Stosselastizität mit Zunahme des Äthylengehaltes zu, wenn die Bedingungen nach 2. und 3. gleich gehalten werden.
Bei Verwendung von zunehmenden Mengen des Stoffes, der Salzbindungen bilden kann, ändern sich die Eigenschaften des vulkanisierten Produktes und es entstehen im allgemeinen Elastomere mit höheren
Werten an spezifischer Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und Rückprallelastizität, wobei die andern Fak- toren gleich bleiben. Es werden so, wenn man 100 Teile Äthylen-Propylen-Copolymer mit 2 Teilen Ben- zoylperoxyd, 7 Teilen Maleinsäureanhydrid und verschiedenen Mengen Zinkoxyd mischt, nach 45 Minu- , ten langem Vulkanisieren bei 1600C folgende Resultate erhalten.
Tabelle 8
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<tb>
<tb> ZnO <SEP> pro <SEP> 100 <SEP> Teile <SEP> Copolymer <SEP> 0 <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 25 <SEP> 50
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kgl <SEP> cm <SEP> 2 <SEP> 38 <SEP> 100 <SEP> 115 <SEP> 142 <SEP> 160
<tb> Bruchdehnung <SEP> "/0 <SEP> 465 <SEP> 520 <SEP> 515 <SEP> 475 <SEP> 460
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 100"/0 <SEP> kg/cm2 <SEP> 11 <SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 16 <SEP> 18
<tb> Rückprallelastizität <SEP> "/0 <SEP>
<tb> bei <SEP> 200C <SEP> 64-79-66
<tb> bei <SEP> 90 C <SEP> 70-81-80
<tb> Härte <SEP> (international) <SEP> 49 <SEP> 53 <SEP> 55 <SEP> 56
<tb> Quellung <SEP> 4,5 <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 2,9 <SEP> 2, <SEP> 7
<tb>
Werden fein verteilte Metalloxyde als Salzbrücken bildende Mittel verwendet, so wird eine Zunahme der Oberflächenhärte und eine Verbesserung der Abriebfestigkeit erreicht.
Wird zur Mischung kein Metalloxyd zugesetzt, so zeigen die vulkanisierten Produkte die Eigenschaft der Transparenz, was für verschiedene Anwendungsgebiete von Interesse sein kann. Ausserdem erleichtert die Anwesenheit von freien Säuregruppen die Adhäsion an Metallflächen und es kann somit deren Verwendung als Überzug für diese Oberflächen angezeigt sein.
Die gesättigten oder im wesentlichen gesättigten Elastomeren, die bei dem im vorhergehenden beschriebenen erfindungsgemässen Verfahren erhältlich sind, zeigen im Vergleich mit stark ungesättigten Kautschukarten den Vorteil einer höheren Oxydations-und Wetterfestigkeit.
Ausserdem zeigen die aus Äthylen-Propylen-Copolymeren erhaltenen Elastomeren mit einem Gehalt von 25 bis 80 Gew.-% Äthylen Zugdehnungskurven, die ähnlich denen von amorphen Produkten, die durch Strecken kristallisieren können, sind. Es ist daher möglich, kautschukartige Produkte zu erhalten, die,
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auch wenn sie einen niedrigen Anfangsmodul aufweisen, hohe Spannungen bei grossen Zugbeanspruchungen erreichen (Fig. 3, Kurve II). Beispielsweise wird gemäss Beispiel 13 ein kautschukartiges Produkt erhalten, das (bei 100 : 10 Dehnung) einen Modul von weniger als 0, 2 kg/mm2, eine Bruchdehnung von ungefähr 5000/0 und eine spezifische Zugfestigkeit von 1, 2 kg/mm2 aufweist.
Beispiel l : 100 Teile eines Äthylen-Propylen-Copolymers, das 58 Mol-% Propylen enthält und ein Molgewicht von ungefähr 190 000 aufweist, werden in einen Zweiwalzenmischer gebracht und bei 600C gemischt, bis eine homogene Folie erhalten wird ; hierauf werden innerhalb 15 Minuten 2 Teile Benzoylperoxyd zugesetzt. Das Mischen wird bei einer niedrigeren Temperatur, ungefähr 30 C, weitere 15 Minuten lang fortgesetzt ; es werden 7 Teile Maleinsäureanhydrid und verschiedene Mengen Zinkoxyd zugesetzt und das Mischen wird fortgesetzt, bis die Masse homogen ist. Das erhaltene Produkt wird in einer ParalIelplatten-Presse 45 Minuten lang bei 1600C vulkanisiert.
Aus der vulkanisierten Folie werden gemäss der ASTM Vorschrift D 412/51 T Musterstücke für Dehnungsversuche und für andere physikalische und chemische Versuche angefertigt. Die Rückstosselastizität wird mit einem Pirelli-Apparat nach Art des Goodyear-Healy-Rückprallpendels bestimmt. Die Quellung wird unter Verwendung von Benzol als Lösungsmittel bei 35 C nach 90 Stunden gemessen.
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<tb>
<tb>
10 <SEP> Teile <SEP> ZnO <SEP> 50 <SEP> Teile <SEP> ZnO
<tb> pro <SEP> 100 <SEP> Teile <SEP> pro <SEP> 100 <SEP> Teile
<tb> Polymer <SEP> Polymer
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 115 <SEP> 160
<tb> Bruchdehnung <SEP> To <SEP> 515 <SEP> 460
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 100"l'0 <SEP> kg/cm <SEP> 2 <SEP> 14 <SEP> 18
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 200 <SEP> lo <SEP> 69 <SEP> 66
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 900 <SEP> % <SEP> 81 <SEP> 80
<tb> Härte <SEP> (internationale <SEP> Grade) <SEP> 55
<tb> Quellung <SEP> 3 <SEP> 2,7
<tb>
Beispiel 2 :
100 Teile eines Äthylen-Propylen-Copolymers mit einem Gehalt von 70 Mol-'1o Pro- pylen und einem Molgewicht von zirka 130 000 werden, wie in Beispiel 1 beschrieben, 20 Minuten lang bei 600C mit zwei Teilen Benzoylperoxyd und 9 Teilen Maleinsäure, und hierauf 15 Minuten lang bei 300C mit 20 Teilen Zinkoxyd gemischt.
Nach Vulkanisation in einer Presse bei 1600C für 30 Minuten wird ein vulkanisiertes Produkt mit folgenden Eigenschaften erhalten :
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<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> kg/cm2 <SEP> 137
<tb> Bruchdehnung <SEP> o <SEP> 845
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 10010, <SEP> kg/cm <SEP> 9
<tb>
Die Form der Zugdehnungskurve ist aus Fig. l ersichtlich.
Beispiel 3: 100 Teile eines Äthylen-Propylen-Copolymers mit einem Molgewicht von zirka 350 000 werden 20 Minuten lang bei 600C mit 3, 2 Teilen tert. Butylperbenzoat und 9 Teilen Maleinsäure gemischt. Hierauf werden während 15 Minuten bei 300C 20 Teile Zinkoxyd zugesetzt.
Nach 30 Minuten Vulkanisation in einer Presse bei 1300C wird ein Produkt mit folgenden Eigenschaften erhalten :
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<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> kg/cm2 <SEP> 69
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 460
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> lolo, <SEP> kg/cm <SEP> 19
<tb> Quellung <SEP> in <SEP> CC14 <SEP> bei <SEP> 500C <SEP> 5,3
<tb>
Beispiel 4 : 100 Teile des Äthylen-Propylen-Copolymers nach Beispiel l werden in einem Walzenmischer mit 3 Teilen Chlorbenzoylperoxyd (Lucidol) und 5 Teilen Maleinsäureanhydrid bei 60 C behandelt.
Nach Vulkanisieren in einer Presse während 20 Minuten bei 1600 C wird ein Produkt mit folgenden Eigenschaften erhalten :
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EMI11.1
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> kg/cm <SEP> 2 <SEP> 40 <SEP>
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 670
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 1001o, <SEP> kg/cm <SEP> 9 <SEP>
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 200o, <SEP> kg/crn <SEP> '13
<tb> Formveränderung <SEP> beim <SEP> Bruch <SEP> l7fo <SEP> 25-30
<tb> Formveränderung <SEP> bei <SEP> 200To <SEP> Dehnung <SEP> l7fo <SEP> 10
<tb>
Beispiel 5 : Es wird eine Benzollösung des Äthylen-Propylen-Copolymers nach Beispiel 1 mit einer Konzentration von 50 g/l hergestellt.
Zu dieser Lösung, die bei 500C unter Stickstoff gehalten wird, werden 10 Teile Benzoylperoxyd und 8, 3 Teile Maleinsäureanhydrid (auf 100 Teile Copolymer) unter Rühren zugesetzt. Die Lösung wird 6 Stunden lang gerührt und darauf wird das Lösungsmittel vollständig durch Eindampfen im Vakuum bei 50 C entfernt. Das so erhaltene Produkt wird bei 300C in einem Walzenmischer mit Zinkoxyd gemischt und homogenisiert und dann in einer Presse bei 1600C 45 Minuten lang vulkanisiert. Durch Veränderung des Zinkoxydgehaltes wurden die in der folgenden Tabelle gezeigten Resultate erhalten.
EMI11.2
<tb>
<tb>
ZnO <SEP> Teile <SEP> Spezifische <SEP> Bruch-Modul <SEP> Formver- <SEP> Formver- <SEP> Rückprall- <SEP> Rückprallpro <SEP> 100 <SEP> Teile <SEP> Zugfestigkeit <SEP> dehnung <SEP> bei <SEP> 100% <SEP> änderung <SEP> änderung <SEP> elastizität <SEP> elastizität
<tb> Copolymer <SEP> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kg/cm2 <SEP> bei <SEP> 200% <SEP> beim <SEP> Bruch <SEP> bei <SEP> 200C <SEP> bei <SEP> 90 C
<tb> Dehnung <SEP> % <SEP> % <SEP> %
<tb> %
<tb> 2,5 <SEP> 58 <SEP> 300 <SEP> 15 <SEP> 8 <SEP> 5 <SEP> 68 <SEP> 81
<tb> 1 <SEP> 37 <SEP> 270 <SEP> 13..
<SEP> 5 <SEP> 69 <SEP> 80
<tb> 0 <SEP> 23 <SEP> 215 <SEP> 12 <SEP> 5 <SEP> 0 <SEP> 62 <SEP> 77
<tb>
EMI11.3
EMI11.4
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit, <SEP> kg/cm2 <SEP> 39
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 230
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 100% <SEP> kg/cm <SEP> 17
<tb> Formveränderung <SEP> beim <SEP> Bruch <SEP> ufo <SEP> 5
<tb>
Beispiel 7 : Zu einer Benzollösung mit einem Gehalt von 40 g/l eines Äthylen-Propylen-IsoprenCopolymers mit einer Jodzahl von 23, die bei 500C gehalten wurde, wurden 8,3 Teile Maleinsäureanhydrid und 10 Teile Benzoylperoxyd pro 100 Gew. - Teile Polymer zugesetzt. Nach 10 Stunden wird das Rühren beendet und das Lösungsmittel bei ungefähr 40 C unter vermindertem Druck abgedampft.
Das so behandelte Polymer wird während weniger Minuten bei 300C mit 2,5 Gew.-% ZnO in einem Laboratoriumswalzenmischer durchgemischt.
Die Mischung wird daraufhin in einer Presse bei 1600C und unter einem Druck von ungefähr 50 kg/cm2 45 Minuten vulkanisiert.
Bei Dehnungsversuchen wurden folgende Resultate erhalten :
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 58
<tb> Bruchdehnung <SEP> 10 <SEP> 375 <SEP>
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 1000lu <SEP> kg/cm2 <SEP> 13
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 200% <SEP> kg/cm2 <SEP> 27
<tb> Formveränderung <SEP> beim <SEP> Bruch <SEP> % <SEP> 10
<tb> Formveränderung <SEP> bei <SEP> 200% <SEP> 10
<tb>
Beispiel 8: Zu einer Benzollösung eines Äthylen-Propylen-Isopren-Copolymers mit einer Jodzahl von 7 und einem Gehalt von 50 g/l, die bei 500C gehalten wurde, wurden 8,3 Teile Maleinsäureanhydrid und 10 Teile Benzoyiperoxyd pro 100 Gew.-T eile Polymer zugesetzt. Nach 10 Stunden wurde das Lösungs- mittel unter vermindertem Druck bei ungefähr 400C abgedampft.
Ein Teil des sorgfältig getrockneten Produktes wird homogenisiert, indem man es 3 Minuten in einem Laboratoriumswalzenmischer bei 300C behandelt.
Nach Vulkanisieren in einer Presse bei 160 C während 45 Minuten wird ein vulkanisiertes Produkt mit folgenden Elastizitätseigenschaften erhalten :
EMI12.2
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 28
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 360
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 100% <SEP> kg/cm <SEP> 9
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 200To <SEP> kg/cm2 <SEP> 15
<tb> Formveränderung <SEP> beim <SEP> Bruch <SEP> % <SEP> 8
<tb> Formveränderung <SEP> bei <SEP> 200% <SEP> o <SEP> 5
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 210C <SEP> % <SEP> 51
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 900C <SEP> % <SEP> 64
<tb>
Der restliche Teil des Produktes wird bei 30 C während 5 Minuten mit 2,5 Gew.-% ZnO in einem Walzenmischer gemischt und dann in einer Presse bei 1600C 45 Minuten vulkanisiert.
Das vulkanisierte Produkt zeigt folgende mechanische Eigenschaften :
EMI12.3
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 48
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 400
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 100% <SEP> kg/cm2 <SEP> 11
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 200go <SEP> 19
<tb> Form <SEP> ver <SEP> änderung <SEP> beim <SEP> Bruch <SEP> % <SEP> 10
<tb> Formveränderung <SEP> bei <SEP> 200% <SEP> % <SEP> 10
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 210C <SEP> % <SEP> 53
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 90 C <SEP> % <SEP> 63 <SEP>
<tb>
Beispiel 9: Zu einer Benzollösung eines Äthylen-Propylen-Isopren-Copolymers mit einer Jodzahl von 5 und einem Gehalt von 60 g/l, welche bei 500C gehalten wurde, wurden pro 100 Teile Polymer 8, 3 Teile Maleinsäureanhydrid und 10 Teile Benzolperoxyd zugesetzt.
Nach 10 Stunden wird das Lösungsmittel unter Vakuum bei 400C abgedampft. Ein Teil des Produktes wird mit 2 Gel. ZaO gemischt und 20 Minuten lang bei 1600C vulkanisiert. Das vulkanisierte Produkt zeigt folgende mechanische Eigenschaften :
EMI12.4
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm <SEP> 34
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 153
<tb> Formveränderung <SEP> beim <SEP> Bruch'10 <SEP> 2
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 21 C <SEP> ja <SEP> 56
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 90 <SEP> % <SEP> 75
<tb>
Der restliche Anteil des Produktes wird nach einfacher Homogenisierung im Walzenmischer in einer Presse bei 1600C 20 Minuten vulkanisiert. Das vulkanisierte Produkt zeigt folgende mechanische Eigenschaften.
<Desc/Clms Page number 13>
EMI13.1
<tb>
<tb>
Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kgl <SEP> cm2 <SEP> 41 <SEP>
<tb> Bruchdehnung <SEP> o <SEP> 265
<tb> Formveränderung <SEP> beim <SEP> Bruch <SEP> % <SEP> 7
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 21 C <SEP> % <SEP> 58
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 90 C'% <SEP> 72 <SEP>
<tb>
EMI13.2
10 :leinsäureanhydrid und 10 Teile Benzoylperoxyd pro 100 Gew.-Teile Polymer zugesetzt.
Nach 20 Stunden wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck bei 400C abgedampft. Das Pro- dukt wird mit 2, so no gemischt und in einer Presse bei 1600C 20 Minuten vulkanisiert. Das vulkani- sierte Produkt zeigt folgende Eigenschaften :
EMI13.3
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 48
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 313
<tb> Formveränderung <SEP> beim <SEP> Bruch <SEP> o <SEP> 40
<tb>
. Beispiel 11: 100 Teile eines Äthylen-Propylen-Copolymers mit einem Molgewicht von ungefähr
EMI13.4
10 Teilen Acrylsäure und 20 Teilen ZnO gemischt.
Die Mischung wird in einer Presse bei 1600C 30 Minuten vulkanisiert. Es entsteht ein Produkt mit folgenden Eigenschaften :
EMI13.5
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm <SEP> 94 <SEP>
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 447
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 100%, <SEP> kg/cm2 <SEP> 26
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 180C <SEP> lo <SEP> 73
<tb> Härte <SEP> (internationale <SEP> Grade) <SEP> 51
<tb>
Be is piel 12 : 100 Teile des Äthylen-Propylen-Copolymers nach Beispiel l werden ungefähr 10 Minuten lang in einem Walzenmischer bei 600C mit 3 Teilen Benzoylperoxyd behandelt.
Hierauf werden 20 Teile einer Mischung des gleichen Copolymers mit Maleinsäure anydrid, enthaltend 4'll/o Maleinsäureanhydrid und 10 Teile ZnO zugesetzt und dasMischen wird fortgesetzt, bis ein homogener Bogen erhalten wird. Nach Vulkanisieren in einer Presse bei 160 C werden Kautschukarten mit folgenden Eigenschaften erhalten :
EMI13.6
<tb>
<tb> Vulkanisations- <SEP> Spezifische <SEP> Bruch- <SEP> Modul <SEP> Formveränderung
<tb> zeit <SEP> Minuten <SEP> Zugfestigkeit <SEP> dehnung <SEP> bei <SEP> 100% <SEP> bei <SEP> 200% <SEP> Dehnung
<tb> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kg/cm2 <SEP> %
<tb> 30 <SEP> 66 <SEP> 450 <SEP> 12 <SEP> 10
<tb> 45 <SEP> 192 <SEP> 490 <SEP> 13 <SEP> 10
<tb>
Die Zug-Dehnungskurven werden in Fig. 2 gezeigt (I Vulkanisationszeit 30 Minuten, II Vulkanisationszeit 45 Minuten).
Beispiel 13: 100 Teile des Äthylen-Propylen-Copolymers nach Beispiel 1 werden in einem Walzenmischer bei 600C mit 3 TeilenBenzoylperoxyd und hierauf mit 8 Teilen Maleinsäureanhydrid und mit ZnO behandelt. Das erhaltene Produkt wird in einer Presse bei 1600C 45 Minuten vulkanisiert.
Es werden Kautschukarten mit folgenden Eigenschaften erhalten :
EMI13.7
<tb>
<tb> ZnO <SEP> Teile <SEP> pro <SEP> Spezifische <SEP> Bruch- <SEP> Modul <SEP> bei <SEP> Formveränderung
<tb> 100 <SEP> Teile <SEP> Zugfestigkeit <SEP> dehnung <SEP> 100 <SEP> % <SEP> bei <SEP> 200 <SEP> %
<tb> Polymer <SEP> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kg/cm2 <SEP> %
<tb> 5 <SEP> 82 <SEP> 600 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> 10 <SEP> 120 <SEP> 520 <SEP> 13 <SEP> 10
<tb>
<Desc/Clms Page number 14>
Die Zug-Dehnungskurven werden in Fig. 3 gezeigt (I, 5 Teile ZnO, 11, 10 Teile ZnO).
Beispiel 14: 100 Teile eines Propylen-Copolymers, wie es in Beispiel 11 verwendet wurde, werden auf die gleiche Art mit 2 Teilen Benzoylperoxyd, 9 Teilen Maleinsäure und 10 Teilen Magnesiumoxyd gemischt. Die Mischung wird bei 1600C 30 Minuten vulkanisiert und ergibt ein Produkt mit folgenden Eigenschaften :
EMI14.1
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm <SEP> 2 <SEP> 132 <SEP>
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 433
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 100go, <SEP> kg/ <SEP> cm2 <SEP> 24
<tb> Rückprallelastizität <SEP> bei <SEP> 180C <SEP> Ufo <SEP> 72
<tb> Härte <SEP> (internationale <SEP> Grade) <SEP> 59
<tb>
EMI14.2
pylen und einem Molgewicht von ungefähr 130 000 werden zusammen mit 2 Teilen Benzoylperoxyd in einen Zweiwalzenmischer gegeben, der bei 600C gehalten wird und 10 Minuten gemischt.
Hierauf werden 9 Teile Maleinsäure zugesetzt und das Mischen wird ungefähr 10 Minuten fortgesetzt. Die so erhaltene Mischung wird in einer Parallelplattenpresse 30 Minuten lang unter einem Druck von 50 kg/cm2 auf 1600C erhitzt.
Die Hälfte des so erhaltenen Produktes wird bei Raumtemperatur 5 Minuten lang in einem Zweiwalzenmischer weiterbehandelt, bis eine plastische und homogene Platte erhalten wird, welcher während 5 Minuten 1, 5 Gel.-% Antioxydans [2,2-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.butylphenol)] und 10 Gew.-% ZnO zugesetzt werden. Diese Mischung wird in einer Presse bei 1600C 30 Minuten lang unter einem Druck von 70 kg/cm2 vulkanisiert.
Der restliche Teil des nach der ersten Behandlung in der Presse erhaltenen Produktes wird bei Raum-
EMI14.3
Musterstücke für Dehnungsversuche hergestellt.
Die Versuche wurden in einer Entfernungsgeschwindigkeit der Greifer von 50 mm/min und bei 180C durchgeführt.
EMI14.4
<tb>
<tb>
Gewichtsteile <SEP> Spezifische <SEP> Bruchdehnung <SEP> Modul <SEP> bei <SEP> zo
<tb> . <SEP> MPC-Russ <SEP> Zugfestigkeit <SEP> % <SEP> kg/cm2
<tb> kg/cm
<tb> 0 <SEP> 83 <SEP> 590 <SEP> 38
<tb> 10 <SEP> 114 <SEP> 607 <SEP> 48
<tb>
Beispiel 16: 100 Gew.-% des Äthylen-Propylen-Copolymers von Beispiel 15 werden 20 Minuten bei 60 C mit einem Gewichtsteil Benzoylperoxyd und 3 Teilen Maleinsäure gemischt. Die Mischung wird in einer Presse 30 Minuten lang unter einem Druck von 50 kg/cm2 auf 1600C erhitzt ; das so erhaltene Produkt wird wiederum bei Raumtemperatur in den Mischer gebracht und hierauf werden 1, 5 Gew.-Teile Antioxydans und 10 Gew.-Teile ZnO zugesetzt.
DieMischungwirddannineinerPressebei160 C45MinutenlanguntereinemDruckvon70kg/cm2 vulkanisiert.
Die Elastomeren zeigen, wenn sie Dehnungsversuchen bei 180C unterworfen werden, folgende Eigenschaften :
EMI14.5
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 100
<tb> Bruchdehnung <SEP> ufo <SEP> 780 <SEP>
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 300% <SEP> kg/cm2 <SEP> 25
<tb>
Beispiel 17 : 100 Gew.-Teile eines Äthylen-Propylen-Copolymers mit einem Gehalt von 601o Polypropylen und einem Molgewicht von ungefähr 150 000 werden 20 Minuten bei 60 C mit einem Teil Benzoylperoxyd und 3 Teilen Maleinsäure gemischt.
Das Produkt wird dann in einer Presse bei 1600C 30 Minuten lang unter einem Druck von 50 kg/cm2
<Desc/Clms Page number 15>
behandelt.
Das so erhaltene Produkt wird weiter in einem Mischer, dessen Walzen auf eine Temperatur von ungefähr 600C gehalten werden, mit 1, 5 Teilen Antioxydans, 6 Teilen Stearinsäure, 10 Teilen ZnO und verschiedenen Teilen MPC-Russ behandelt.
Das Mischen wird ungefähr 20 Minuten fortgesetzt, bis die Mischung homogen ist. Die Vulkanisation wird bei 160 C 45 Minuten lang unter einem Druck von 70 kg/cm2 durchgeführt. Durch Veränderung der zugesetzten Russmengen ändern sich die Eigenschaften des vulkanisierten Produktes wie folgt.
Ergebnis der Dehnungsversuche
EMI15.1
<tb>
<tb> Russ <SEP> Versuchsgeschwindigkeit <SEP> 50 <SEP> mm/min <SEP> Versuchstemperatur
<tb> Gew.-% <SEP> 18 C <SEP>
<tb> Spezifische <SEP> Zug-Bruchdehnung <SEP> Modul <SEP> bei <SEP> 300%
<tb> festigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kg/cm2
<tb> 0 <SEP> 116 <SEP> 630 <SEP> 40
<tb> 20 <SEP> 142 <SEP> 587 <SEP> 57
<tb> 40 <SEP> 170 <SEP> 575 <SEP> 81
<tb>
Beispiel18 :100TeileeinesÄthylen-Propylen-CopolymersmiteinemGehaltvon45Mol-%Propylen und einem Molgewicht von ungefähr 200000 werden 20 Minuten lang bei 600C mit einem Gewichtsteil Benzoylperoxyd und 3 Gew.-Teilen Maleinsäure gemischt und in einer Presse 30 Minuten lang unter einem Druck von 50 kg/cm2 auf 1600C erhitzt.
Das so erhaltene Produkt wird 45 Minuten lang in einem Mischer, dessen Walzen bei 60 C gehalten werden, mit 1, 5 Gew.-Teilen Antioxydans, 11,5 Gew.-Teilen Stearinsäure und 10 Teilen ZnO weiterbehandelt. Die Vulkanisation wird 45 Minuten lang unter einem Druck von 70 kg/cm2 bei 160 C durchgeführt.
Bei den Dehnungsversuchen wurden folgende Resultate erhalten :
EMI15.2
<tb>
<tb> Spezifische <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 110
<tb> Bruchdehnung <SEP> je <SEP> 490
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 300% <SEP> kg/cm2 <SEP> 50
<tb>
Beispiel 19 : 100 Teile eines Äthylen-Propylen-Copolymers mit einem Molgewicht von. 344 000 werden 20 Minuten lang bei einer Temperatur von 600C mit 3 Teilen Maleinsäure gemischt. Die Temperatur wird hierauf auf 200C gebracht, 0,6 Teile tert. Butylperoxyd werden zugesetzt und das Mischen wird 5 Minuten lang fortgesetzt. Die Mischung wird dann in einer Presse auf 2000C und einen Druck von
EMI15.3
Die Vulkanisation wird bei 160 C während 45 Minuten durchgeführt. Das vulkanisierte Produkt wird bei Raumtemperatur geprüft und es werden folgende Werte erhalten :
EMI15.4
<tb>
<tb> Spezifisches <SEP> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm <SEP> 281
<tb> Bruchdehnung <SEP> 11/0 <SEP> 480.
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 100% <SEP> Dehnung <SEP> kg/cm <SEP> 31, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Modul <SEP> bei <SEP> 300"/0 <SEP> Dehnung <SEP> kg/cm2 <SEP> 138
<tb> Härte <SEP> (internationale <SEP> Grade) <SEP> 76,5
<tb> Rückprallelastizität <SEP> 11/0 <SEP> 61.
<tb>
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.