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Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohr, insbesondere Druckrohr, mit einem aus Polypropylen extrudierten Rohrkörper.
Wegen der vorteilhatten Eigenschaften von Polypropylen vor allem hinsichtlich einer guten Medienbeständigkeit und einer guten Druckbelastbarkeit werden aus Poypropylen extrudierte Rohrkörper häufig für Rohrleitungen in chemischen Anlagen und Einrichtungen eingesetzt. Trotz dieser guten Werkstoffeigenschaften kann es unter ungünstigen Bedingungen bei einer grossen Schlagbeanspruchung des Rohrkörpers zur Ausbildung eines Risses kommen, der sich explosionsartig mit Schallgeschwindigkeit ausbreitet, insbesondere bei unter einem entsprechenden Innendruck stehenden Rohrkörpern, wie dies beispielsweise bei Gasleitungen der Fall ist. Der Widerstand gegen eine solche schnelle Rissfortpflanzung wird durch ein genormtes Verfahren (z. B.
DIS 13477) ermittelt, indem ein mit einem bestimmten Innendruck beaufschlagter Rohrkörper mit einem Projektil unter vorgegebenen Bedingungen so beschossen wird, dass ein sich ausbreitender Riss entsteht. Die Risslänge wird als Mass für den Widerstand gegen eine schnelle Rissausbreitung gewertet, wobei von einem sich schnell ausbreitenden Riss gesprochen wird, wenn die Risslänge das 4, 7fache des Aussendurchmessers des Rohrkörpers übersteigt.
Um bei Rohren aus Polyethylen einen höheren Widerstand gegen eine schnelle Rissausbildung zu erhalten, ist es bekannt (EP 0 739 937 A2), ein bestimmtes Gewichtsverhältnis zwischen dem niedermolekularen und dem hochmolekularen Anteil des Polyethylens einzuhalten. Da im Gegensatz zu Polypropylen bei Polyethylen die bimodale Molmassenverteilung für die die Rissfortpflanzung betreffenden Eigenschatten verantwortlich ist, können die bei Druckrohren aus Polyethylen bekannten Massnahmen keine Lehre zur Verbesserung des Widerstandes von PolypropylenRohren gegenüber einer schnellen Rissfortpflanzung geben.
Darüber hinaus ist es bekannt (DE 36 10 644 Al), dass Polypropylen in hexagonal kristallisierter ss-Form eine niedrigere Streckgrenze und eine höhere Schlagzähigkeit im Vergleich zur monoklinen a-Form des Polypropylens aufweist. Als Keimbildner für die ss-Kristallisationsform des Polypropylens wird dabei ein Nukleierungsmittel aus zwei Komponenten eingesetzt, nämlich aus einer organischen, zweibasischen Säure und einem Oxid. Ein solches Polypropylen in O-Kristallisationsform wird für die Herstellung hochschlagfester Körper und vor allem mikroporöser Filme vorgeschlagen.
Als Keimbildner für die ss-Kristallisationsform des Polypropylens sind ausserdem Nukleierungsmittel auf der Basis von Amiden (EP 0 557 721 A2) bekannt, die den Vorteil einer besonders wirkungsvollen Keimbildung mit dem Vorteil einer Farbneutralität verbinden sollen. Wegen des niedrigeren Schmelzpunktes und des geringeren Verformungswiderstandes unter Wärmeeinwirkung werden diese in ss-Form kristallisierten Polypropylen-Werkstoffe vor allem für Verpackungen, Platten und Folien eingesetzt, insbesondere wenn diese Werkstücke bedruckt werden sollen. Ein solchen Stand der Technik kann somit keine Anregung dafür geben, wie der Widerstand gegen eine schnelle Rissfortpflanzung bei Rohren aus Polypropylen entscheidend verbgessert werden könnte.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Rohr, insbesondere ein Druckrohr, der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass ein hoher Widerstand gegenüber einer schnellen Rissausbildung sichergestellt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Rohrkörper aus einem in an sich bekannter Weise in überwiegend hexagonaler ss-Form kristallisierten Polypropylen mit einem auf einem Amid basierenden Nukleierungsmittel besteht.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass ein Rohrstück, das aus einem nicht in einer üblichen monoklinen ct-Kristallisationsform. sondern in einer hexagonalen ss-Kristallisationsform vorliegenden Polypropylen besteht, dann einen hohen Widerstand gegenüber einer schnellen Rissfortpflanzung aufweist, wenn die Kristallisation des Polypropylens aus der Schmelze in Gegenwart eines B-Nukleierungsmittels auf der Basis eines Amids erfolgt. Obwohl verschiedene Nukleierungsmittel auf Amidbasis eingesetzt werden könen, hat sich in diesem Zusammenhang ein B-Nukleierungsmittel aus N, N'-Dicyclohexyl-2, 6-Naphtalindicarboxamid als besonders vorteilhaft erwiesen.
Anhand der folgenden Ausführungsbeispiele soll die überraschende Wirkung der Erfindung im Vergleich zu einem herkömmlichen Rohrkörper aus einem Polypropylen in einer überwiegenden a-Kristallisationsform verdeutlicht werden ; Beispiel 1
Einem homopolymeren Polypropylen wurden 0, 1 Gew. % N, N'-Dicyclohexyl-2, 6-Naphtalindicarboxamid als ss-Nukleierungsmittel mit üblichen Additiven (0. 1 Gew. % Glycerinmonostearat, 0, 3 Gew. % Pentaeryhrityl-
EMI1.1
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(3, 5-di-tert. butyl-4-hydroxyphenyl) -propionat], 0, 1 Gew. % Tris- (2, 4-ditert. butylphenyl) -phosphit, 0, 1Aussendurchmesser von 110 mm aufwies.
Beispiel 2
Einem homopolymeren Polypropylen wurden 0, 1 Gew. % N, N'-l 4-Cyclohexanbisbenzamidals B-Nu- kleierungsmittel mit auch im Beispiel 1 eingesetzten Additiven zugemischt und unter den Bedingungen des Beispiels 1 ein Rohrkörper gleicher Abmessungen extrudiert.
Beispiel 3
Einem Polypropylen gemäss den Beispielen 1 und 2 wurde ein nicht auf einem Amid basierendes B- Nukleierungsmittel aus 0, 1 Gew. % Azelainsäure und 0, 1 Gew. % Calciumcarbonat mit den gleichen Additiven zugemischt und wieder ein Rohrkörper mit den gleichen Abmesseungen hergestellt.
Beispiel 4
Einem den übrigen Beispielen entsprechendes Polypropylen wurde neben den bereits angegebenen Additiven 0, 1 Gew. % Talkum als a-Keimbildner hinzugefügt, um einen Rohrkörper gleicher Abmessungen aus einem in üblicher Weise eine a-Kristallisationsform aufweisenden Polypropylen zu erhalten.
Entsprechend den Versuchsbedingungen nach der Norm DIS 13 477 wurden die eine Länge von 775 mm aufweisenden Rohrkörper gemäss den Beispielen 1 bis 4 im Prüfmedium Luft unter einem Innendruck von 4, 5 bar mit einer Projektilgeschwindigkeit von 20 m/s bei einer Temperatur von 0 +/-2* C beschossen.
Aus der nachstehenden Tabelle können die Versuchsergebnisse abgelesen werden :
EMI2.1
<tb>
<tb> Rohrkörper <SEP> Beispiel <SEP> 1 <SEP> Beispiel <SEP> 2 <SEP> Beispiel <SEP> 3 <SEP> Beispiel <SEP> 4 <SEP>
<tb> Riss) <SEP> änge <SEP> [mm] <SEP> 240 <SEP> 270 <SEP> 532 <SEP> 645 <SEP>
<tb>
Aus diesen Versuchsergebnissen erkennt man unmittelbar, dass die Rohrkörper gemäss den Beispielen 1 und 2 aus einem Polypropylen in ss-Kristallisationsform mit einem Amid als Nukleierungsmittel einen wesentlich höheren Widerstand gegen eine schnelle Rissfortpflanzng als die Rohrkörper entsprechend den Beispielen 3 und 4 aufwiesen.
Aus einem Vergleich der Versuchsergebnisse der Beispiele 3 und 4 lässt sich ausserdem ablesen, dass ein mit einem anderen B-Nukleierungsmittel extrudiertes Polypropylen mit einer überwiegenden ss-Kristallisationsform ähnliche Widerstandswerte wie ein a-nukleiertes Polypropylen zeigt.
Entsprechend der Norm DIS 13 477 kann somit festgehalten werden, dass lediglich die Rohrkörper gemäss den Beispielen 1 und 2 keine RiBausbildung mit hoher Geschwindigkeit aufweisen.