BE531665A - - Google Patents

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BE531665A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   La présente invention a pour objet des charges organiques actives, qui améliorent les propriétés, en particulier les propriétés mécaniques, de polymères élevés naturels ou synthétiques, tels que le caoutchouc naturel et ses modifications ,le polychloroprène, le caout- chouc butylique, les matières synthétiques durcissantes ou thermoplas- tiques, les dérivés de cellulose, l'amidon, etc., ou leurs mélanges. 



   Suivant l'invention, on réalise cette amélioration des pro-   priétés ,   mécaniques au moyen de charges organiques actives qui sont constituées par des polymérisats ou copolymérisats liés transversale- ment, donc tridimensionnels, dénommés ci-après charges vinyliques, et qui sont insolubles dans les polymères élevés qu'il s'agit de mélanger ou d'incorporer. 



   Les nouvelles charges vinyliques peuvent être obtenues par polymérisation ou copolymérisation de monomères ou mélanges de monomè- res qui présentent une structure provoquant la liaison transversale, donc qui présentent plusieurs liaisons insaturées, qui contiennent par conséquent plusieurs groupes vinyle, ou allyle, ou vinyle-allyle. 



   Parmi les composés vinyliques, peuvent convenir par exemple le divinylbenzène, le méthacrylate d'éthylèneglycol, la N,N- méthylëne-   bis-aorylamide,   etc.; parmi les composés allyliques, par exemple le cyanurate de triallyle, la N,N-diallyle-mélamine, etc., et parmi les composés à groupes vinyle et acryle, par exemple l'acrylate d'allyle, le méthacrylate d'allyle, etc. 



   Se sont également révélées appropriées, les charges viny- liques qui sont obtenues par copolymérisation d'un monomère ou mélan- ge de monomères donnant une macromolécule liée transversalement, avec un monomère ou mélange de monomères ou monomère prépolymérisé ne don- nant pas de macromolécules liées transversalement. 



   Suivant l'invention , conviennent aussi pour améliorer les propriétés mécaniques des polymères élevés naturels ou synthétiques, les charges vinyliques obtenues par la polymérisation dite "greffée". 



  Pour obtenir ce type de charges vinyliques, on "greffe", par polymé- risation, sur des corps à poids moléculaire élevé, naturels ou syn- thétiques, sans -liaisons transversales ou   n'ayant   que peu de liaisons transversales, ou encore sur un polymérisat ou copolymérisat, un com- posé monomère qui donne une macromolécule formatrice de liaisons transversales. De cette manière, on peut communiquer aux copolymé- risats des propriétés qu'ils ne présentaient pas auparavant. 



   De faibles proportions d'un tel monomère de greffe', peu- vent suffire à modifier complètement les propriétés des charges viny- liques primitives. 



   Ainsi par exemple, 1 à 5 parties de diméthacrylate d'éthy- lène-glycol suffisent déjà à recouvrir la surface de 100 parties d'une charge vinylique constituée par un copolymérisat styrol-divinylbenzène. 



   Par cette polymérisation "greffée", on peut, non seulement obtenir des charges "vinyliques" conformes à la présente invention à partir de polymérisats ou copolymérisats non liés transversalement, ou insuffisamment liés transversalement, qui en eux-mêmes ne conviennent pas, mais encore, améliorer, renforcer ou'transformer les propriétés de charges vinyliques utilisables, en polymérisant sur celles-ci des mo- nomères qui donnent des macromolécules liées transversalement ou non liées transversalement. 

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   Cette greffe peut aussi se faire plusieurs fois. 



   Cette polymérisation "greffée" doit son importance au fait que l'on peut diminuer notablement la quantité de monomères généralement coûteux qui est nécessaire pour préparer des charges vinyliques très ac- tives, et que l'on peut tirer parti aussi, dans cette préparation, de monomères plus facilement accessibles. 



   Ainsi par exempleon peut obtenir tout d'abord une charge vinylique par copolymérisation d'un monomère à insaturation simple, tel que le styrol, avec de petites quantités d'un monomère qui donne des copolymères formant des liaisons transversales, tel que le divinylben- zène, et ensuite, greffer sur ce produit un polymérisat lié   transversa-   lement particulièrement actif. 



   De la même manière, on peut aussi, par polymérisation gref- fée, convertir des polymérisats solubles en charges vinyliques insolu- bles liées transversalement. 



   On trouvera dans les tableaux XXVII-2 et XXIX-1-4 des exem- ples de charges vinyliques liées transversalement, que l'on peut pré- parer à partir de polymérisats non liés transversalement ou solubles pouvant jouer le rôle dtémulsionnants, grâce à la polymérisation gref- fée, et dans les tableaux   1-6,   XXI 1-5 et XXIV 1 -4, des exemples dans lesquels, sur des charges vinyliques liées transversalement et insolu- bles, on greffe d'autres polymérisats liés transversalement, ou non liés transversalement. 



   Les charges vinyliques obtenues, suivant les principes expo- sés plus haut, par homopolymérisation, copolymérisation ou   interpoly-   mérisation, peuvent, quant à leur structure, se diviser en charges vi- nyliques apolaires et polaires. Tandis que les charges vinyliques apo- laires sont constituées uniquement de carbone et d'hydrogène, les char- ges vinyliques polaires contiennent encore de l'oxygène, des halogènes, de l'azote, etc.., qui forment les groupes polaires tels que carboxyle,   hydroxèle,   halogène, amine, nitrile, amide, aldéhyde, carbonyle, etc. 



   Dans cette division des charges vinyliques, on ne tient pas compte des résidus, par exemple résidus de catalyseurs ou d'émulsion- nants, contenus éventuellement dans ces charges et provenant de la pré- paration, et qui peuvent exister même dans les charges vinyliques apo- laires. 



   Les groupes polaires peuvent exister déjà dans les monomères utilisés pour préparer les charges vinyliques, ou bien être incorporés ultérieurement aux charges vinyliques. 



   On peut ainsi convertir des charges vinyliques apolaires en charges vinyliques polaires, ou incorporer à des charges vinyliques po- laires d'autres groupes polaires. 

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    TABLEAU XXVII Charges vinyliques avec émulsionnant polymère   
 EMI3.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XXVII <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI3.2 
 GR-S 1500 (tableau III Recette M) 000000.00000000008000000000000 100 100 100 Latex charge vinylique (poids sec) antité QOe8000GOOOOOOOOOQ09000QOOOQO.OOOCOOQOOOOOOOOOOCOOOOO00 20 20 
 EMI3.3 
 
<tb> Composition
<tb> Emulsionnant <SEP> polymère
<tb> 
 
 EMI3.4 
 Protéine alpha .......... 20 
 EMI3.5 
 
<tb> copolymère <SEP> acrylamide-styrol-acide <SEP> métacrylique.......... <SEP> 20
<tb> Monomères <SEP> vinyliques
<tb> 
 
 EMI3.6 
 Styrol ..........++.......... 98 98 Divinylbenzène OGOO..g80G$mOeOGo.#.G...GOOOO...OOOOQO..OO 2 2 Recette de polymérisation 00.0..00.0.....0.0...0......0......0.

   (l) (2) Mélange Recette (Tableau XII) .00...00..00.........0......0....0....... F E E Amitrile I.P................................................... - - 2 Viscosité Mooney ML-4 .......................................... 37 48 Vulcanisation, minutes à 141 C ................................. 90 30 20 Résultats Allongement % ......................0.......................... 320 560 730 Module 300 % ............................o...................... 160 460 560 Dureté, duromètre Shore A .......... 39 63 63 Résistance à la traction kg/cm2 ........... 15 102 195 
 EMI3.7 
 
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> ........... <SEP> 574% <SEP> 1193%
<tb> 
   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ Agent de liaisons transversales Recette de polymérisation:

   90 parties styrol, 10 parties divinylbenzène, 20 parties protéine alpha soja (fabricant: Clidden C ), 700 parties d'eau, 2 parties azobis- (isobutyronitrile), température de polymérisation 600 C, durée 12 h. conversion 100 %. 



  (2) Recette de polymérisation: Etape 1: 15 parties acrylamide, 2 parties acide méthacrylique, 3 parties styrol, 300 parties eau, 0,3 parties persulfate de potassium, 0,15 parties bisulfite de sodium, température de polymérisation 60 C, durée 2h. ; Etape 2: 90 parties styrol, 10 parties divinylbenzène, 400 parties eau, 2 parties azobis - (isobutyronitrile), température de polymérisation 60 C, durée 12h. conversion 100 %. 



  L'étape 2 produit une charge vinylique "greffée".   

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   Suivant l'invention, on peut, par exemple, greffer, sur une charge vinylique de nature apolaire, grâce à une polymérisation gref- fée, un corps polaire tel que la polyacrylonitrile, et le cas échéant, de la même manière, un deuxième corps polaire. 



   Les charges vinyliques polaires, aussi bien que les apolai- res, peuvent contenir quelques doubles liaisons résiduelles. Leur pré- sence est souvent souhaitée, parce que ces groupes éthyléniques rési- duels permettent des réactions chimiques, par exemple la fixation de chlore ou de brome, ce qui fait que l'on obtient des charges vinyliques présentant des propriétés nouvelles. De cette manière, on peut donc, par exemple, transformer en charges polaires des charges vinyliques apo- laires qui contiennent encore des groupes éthyléniques. 



   Dans le cas des charges vinyliques polaires, leurs proprié- tés sont déterminées dans une large mesure par leurs groupes polaires. 



   Ainsi, des charges vinyliques déterminées, contenant par exem- ple des groupes carboxyles, préparées à partir d'un acide vinylique ou acrylique ou d'un autre agent de liaisons transversales acide, ou des charges vinyliques contenant un dérivé d'acide, obtenues par réaction sur les doubles liaisons libres de la charge vinylique, possèdent non seulement en elles-mêmes des propriétés excellentes, mais on peut en- core renforcer celles-ci en faisant réagir des charges vinyliques con- tenant des groupes carboxyle sur des corps tels que, par exemple, l'am-   moniac,   ou ses produits de substitution organiques, par exemples les composés organiques d'ammonium mono, di, tri ou tétrasubstitués. On peut voir cet effet supplémentaire sur les tableaux XVI et XVII, re- produits plus loin. 



   On a constaté que cet effet sur les nouvelles charges viny- liques est déjà obtenu avec de faibles quantités de carboxyle (Tableau XVIII), de sorte que la part restante de la charge vinylique peut être constituée par les monomères vinyliques et allyliques relativement peu coûteux, par exemple styrol et divinylbenzène. 



   Comme on le montre dans le tableau XVII, reproduit plus loin, il faut mélanger et vulcaniser les matières immédiatement, lorsqu'on utilise de l'ammoniac ou des amines assez volatiles, tandis que, dans le cas des amines à poids moléculaire plus élevé et moins volatiles, on peut conserver les matières avant mélange et vulcanisation. Mais on a constaté que les amines à poids moléculaire élevé ne semblent pas être aussi actives, de sorte que l'on utilise de préférence des amines ne contenant pas plus de sept atomes de carbone, par groupe amine, voir Tableau XVII. 



   On a trouvé toutefois que la volatilité des amines à bas poids moléculaire peut être diminuée par introduction du groupe nitrile. Mais, chose surprenante, l'introduction des groupes nitriles présente encore un autre avantage: on communique ainsi aux polymères élevés naturels ou synthétiques une résistance excellente aux phénomènes de vieillissement. 



   La polymérisation greffée permet aussi une liaison réelle des charges vinyliques avec les polymères élevés naturels ou synthétiques. 



  En pareil cas, on peut, suivant l'invention, appliquer un greffon chimi- quement réactif, tel que l'acroléine, la méthacroléine ou le crotonal-   déhyde,   sur la charge vinylique, qui peut alors servir à renforcer les ré- sines   phénolo-formiques,   etc. Les charges vinyliques greffées avec des éthers vinyliques ou des composés   polyoxygénés,   tels que l'éther glycé- rine-monovinyle, ou avec des acides polymérisables, tels que les acides acrylique ou méthacrylique, contiennent des groupes hydroxyle ou carboxy- 

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 le qui peuvent alors réagir chimiquement sur d'autres acides, ou alcools, ou amines, ou isocyanates, polyfonctionnels, par polycondensation.

   On obtient de cette façon des additifs inconnus jusqu'ici pour les polymères élevés naturels ou synthétiques, capables de modifier de multiples fa- çons les propriétés de ceux-ci. 



   Les améliorations des propriétés des polymères élevés natu- rels ou synthétiques, qui peuvent être obtenues par l'addition de char- ges vinyliques, dépendent souvent du mode de composition des charges vi- nyliques. 



   Dans le Tableau I, on a indiqué à titre d'exemple la dépen- dance qui existe entre l'addition de diverses charges vinyliques et l'a- mélioration des propriétés d'un type de copolymère butadiène-styrol (mar- que GR-S). 



   Les charges vinyliques sont ici ajoutées sous forme de latex, au latex de GR-S, que l'on travaille alors comme de coutume, par coagu- lation et séchage. 



   Ce Tableau I met en évidence non seulement les avantages que l'on obtient pari'addition des diverses charges vinyliques, mais il prou- ve encore l'avantage qu'il y a à insérer des groupes polaires (1-4), en particulier ceux contenant un hydrogène actif(1-6), et il montre encore l'avantage d'une charge vinylique apolaire   à   polymérisation greffée, par rapport à une charge vinylique copolymère apolaire similaire, ainsi que la supériorité d'une charge vinylique polaire à polymérisation greffée par rapport à une charge vinylique copolymère polaire, 
Une condition importante, pour obtenir l'amélioration visée, suivant l'invention, dans les propriétés mécaniques des charges vinyli- ques, est que les charges vinyliques soient insolubles, et ce, non seu- lement dans les solvants usuels,

   mais surtout dans les polymères élevés que l'on veut mélanger ou incorporer. 



   On peut facilement mesurer cette insolubilité des charges vinyliques dans les solvants à l'aide d'une pipette   Oswald   modifiée, en déterminant la viscosité d'une petite quantité du latex concentré délayé dans un solvant, pour l'eau et aussi pour les composés vinyli- ques solubles. 



   Un solvant approprié est le dioxane, qui donne une disper- sion colloïdale de la charge vinylique. Dans des cas déterminés, on peut encore renforcer l'action du dioxane en utilisant un autre solvant des polymérisats, par exemple la méthylisopropyloétone. 

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 EMI6.1 
 



  TABLEAU l Types de charges vinyliques renforçant le gaz 
 EMI6.2 
 \DO 000('f)C\J 0 00 h4i+Î lÉzzÉl 1 0  F4 00 0 P '<;j-O'\ O lf1 N N r ce H ri trj <8 0 um o! MOO O t.il O fl 1 j oe F4 0\ ri #' umw O 00 r-t wT oeoe H ri -f!00'0\0\i+ rt M H + -s t- a1 fl tT t d- M or- i m h)[#0\00\t#"t'- ('f)1î\ ri N ri )10 0 m 0::> C\J lm ,-o fit3#*lÎt or- H çq!-j Iî\ 0 ri ri 0::> ('f) ('f) 0\ 0\ ('f)0'\ riC\J 
 EMI6.3 
 
<tb> ri
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 N 0 0 ,.0 s M t:>4 0 0 0 0 ri t'-\D 0 C\JH ri \D\D Iî\ri\D('f)O ri C# rr) rAcQ ril j 0 C\JH 0 b4 9QrAo oot-±V rA r-t -t-0 àrhco umT to M ce co o ri + 0 + !-j\D1î\ Olî\t'-C\J -0 S '-t# t-aVTT p! - M d- o u Q) <o t:>4t'-0 OOO'\Iî\ P-)0 ('f)0'\ C\J\D('f)ri op 0 mrd 
 EMI6.5 
 
<tb> -'-
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<tb> 
 
 EMI6.6 
 ..... 



  II II II III III 1111 ..0....a ...........0 ..0)....a .............ri II":: : 1 111 1:1 : : : 1 ... . - ............0 . v'j .. v - e .. v w w . (Fj /W .. . e 1 . 1 . . o ... -ri .............. H O O O O O O O <])..0'...... H IQ .. .. H .......# .......*+ m n . v ..... r-.f 1'11.. p......-+ Q)::;j'a> ' O,±ô . (a 1 -- -j -. <D* 1 lj .rI.........0 mO) P !!0 o o o.. 'ID.......0 mri QI}.

   MO) .ß ...( . . - a . ' rQ (Fj (6C) 80 .........ri IDm 0 .rqo 0! P .. 0 ...... - QI} 1> 8 0 . '<1) r-I * o ofl o) t9........t!D .E'<;j- ...QI}op ..PI.......0) E ri 1  >m s .. cL1 ... .. Çâ Iü O ,.. <<-r< . , -[ -j .q5u d'à wr . . v i e r-( .j. - U . v N O Q 0'... *' .*!>) mri .'<;j-m h-Wh *.icaBSf6 L<D PI..ID.......±:1 mm CIl ID 1 1il aa ça 6' ..Oh '-iµ M<8 -H 01.. m '<1) a> 1><: h t Î 1 1 1 1 .tl '* rd -ri Tl r -1 ID of" 0) . 1 . r-j + (d '" m 3y 1 f-j 0) ....--....:>.. ri 0) ID .rI ri a> m -t-'o! Fi fi - fi o ?-1 ('-l o fi IDO '" - rQi r"i -1 1 1 ilj , 1 ÎÉ ÉÉÎà PI p ri 0 El 0 ri E ... p . CII :>.

   I$l ri 0) h r'S 0 .CII -ri o.. -f'ctoo o...:>...ID'rI -F'?!S<Dh rd ri 8'<1)of" C!0!Q)t Ça h ri of" . 'IDri 0) 0 ,.0 0 llli .±:1 of" CIl m ID 0 rd O...:> CIl oca P-rI Q S.." Ft r! ci3 a<& N ri m -i M dd ID ri 0 0 .±:1 'ID {6 m ri of"ta> 0 :>:..±:1 0) of" + -t p rt d N '" étI ID SDOLr\0--f.' 0 lµ 0?'"' hr-) 9 40 -P m X lµ  1 S él n a - t-ff .r)P)h'-r)<a) N "f' 0(8r-!Ct-)'Kt M-'-' aK-'rt 0 S+ 0-COK!00<C-r< r-! U Cf U2 N ; N O -h U -t (!1 [ .,- .,- i- + of" 0 d of" QI} Q) '<1) of" g '0- ) 1 - CIl PtUCQ-a!>0(=)f=) -P ri P;; po P '<1) r-! 0 P 'a> S'dCE!M<6! '<1) .rxAr.'e t- C5 C5 t-) C5i' F' 
 EMI6.7 
 + copolymère butiadène-styrol marque GR-S 
 EMI6.8 
 (a) Etape it 90 parties tyrol et 10 parties divinylbenzène polymérisées suivant Recette A 
 EMI6.9 
 (tableau III) sous forme de latex.

   Ensuite polymérisé en étape 2 après addition de 5 parties vinyltoluène, 5 parties divinylbenzène et 1,2 parties hydroperoxyde de diisopropyl-benzène (b) Etape 1 :70 parties styrol, 9 parties divinylbenzène et 10 parties acide méthacrylique, polymérisées suivant recette A (Tab. III) sous forme de latex. Ensuite polymérisé après addition de 10 parties isoprène, 1 partie divinylbenzène, 1 partie hydroperoxyde de diisopropylbenzène. 

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   Comme les charges vinyliques sont insolubles, leurs particu- les influent à peine sur la viscosité du solvant, à condition que la concentration des particules soit faible. 



   Mais si l'on a affaire à un polymérisat soluble, la viscosi- té augmente. 



   L'insolubilité des charges vinyliques dans les polymères éle- vés peut aussi être constatée à l'aide d'un microscope électronique, par examen des polymères élevés additionnés des charges vinyliques. 



   Par cette insolubilité dans les polymères élevés qu'il s'a- git de mélanger ou d'incorporer, les charges vinyliques se distinguent essentiellement des additifs connus qui sont solubles dans les polymè- res élevés ou gonflent dans ceux-ci, et qui doivent être considérés com- me des plastifiants améliorateurs de propriétés. L'effet obtenu avec ces additifs connus résulte des lois de mélange, et il est la moyenne proportionnelle des propriétés des deux composants. 



   Par contre, les nouvelles charges vinyliques ne se dissol- vent pas dans les polymères élevés, ne gonflent pas non plus et ne s'in- corporent pas non plus au continuum élastique ou plastique, mais, com- me on peut le constater aumicroscope électronique, elles subsistent en petites particules de forme sphérique, qui sont distribuées uniformé- ment au sein de la matière élastique et plastique. 



   Ainsi,la condition que doivent encore remplir les nouvelles charges vinyliques, est qu'elles se présentent sous forme colloïdale et conservent cette forme colloïdale même dans les polymères élevés que l'on incorporeo 
Sur les figso 1 à 6, on a reproduit des exemples de ces char- ges vinyliques colloïdales qui améliorent les propriétés des polymères élevés. Les vues prises au microscope électronique montrent les ombres au palladium des particules. L'échelle est indiquée sur la fig. 1. Les   figso   5 et 6 donnent des photos analogues à la même échelle, à savoir la charge vinylique de la fig. 2 dans le caoutchouc naturel, et la char- ge vinylique de la fig. 3 dans le copolymère butadiène-styrol (GR-S 100). 



   Les photos des figs. 1 à 4 montrent l'ordre de grandeur de particules colloïdales, dans lequel la charge vinylique agit de façon particulièrement avantageuse, et dans lequel elles sont maintenues en suspension par des mouvements browniens. 



   Les   figso   5 et 6 montrent le degré de distribution des char- ges vinyliques insolubles, dans un coagulat que l'on a obtenu en mélan- geant un latex de charges vinyliques avec le latex de l'élastomère en question, puis en coagulant, en séchant et en laminant. 



   On peut voir par ces figures que le degré de distribution des charges vinyliques dans le coagulat se conserve, que les produits aient été vulcanisés ou non. Ce fait est aussi confirmé par les résul- tats des mesures de solidité. La composition des différentes charges vinyliques suivant figs. 1 à 6 est récapitulée dans le Tableau XXIII ci-après. 



   Pour obtenir des charges vinyliques possédant les proprié- tés et les effets décrits, il faut respecter des prescriptions   particu-     lières   dans la préparation de nouvelles charges vinyliques. 



   Pour préparer des charges vinyliques liées transversalement, ayant la grosseur de particules voulue, il faut polymériser les mono- mères ou mélanges de monomères correspondants, en suspension dans un mi- 

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 lieu liquide, tel que l'eau ou un solvant organiqueen présence ou en l'absence d'émulsionnants. 



   Sans l'addition d'un émulsionnant, on peut polymériser les monomères à cette grosseur de particules, par exemple dans l'eau, si l'on utilise un catalyseur de polymérisation approprié, en quantité suf- fisante, ou aussi, dans des cas déterminés, de petites quantités de mo- nomères solubles dans l'eau. 

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    TABLEAU XXIII Images électroniques des charges vinyliques   
 EMI9.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XXIII <SEP> - <SEP> figure <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI9.2 
 Caoutchouc naturel .......... 100 GR-S + 1500 O/llo&oooeaOCOOQ04)o.eOQOe.000800CC.OOOOOC00003000900000000 100 Latex charge vinylique (poids sec) Quantité .OGOoo..o..o..o.......oo..oe080...S...ooO".ooo.a.0800..0 20 20 Composition Styrol .#...083...............................eeGo............ 93 8 0 78 80 78 Acrylonitrile .o.,o.o.......*.*..........*.*......o........... 



  Méthacrylate de méthyle '...'.'.....'...'.'...........0....... 80 Isoprène et.. CI .....0 ......... 0 ................................. 2 2 Butadiène ........e80.......................................... 10 Acide méthacrylique ........................................... 10 10 Acide acrylique ............................................... 10 10 Diméthacrylate déthylène-glycol ........................... 10 Divinylbenzène .0.........................0................. 2 10 10 10 10 Recette de polymérisation (Tableau III) oo.e...oooos...o..o.e.s...o. (1) G F A G F Grosseur de particules de la charge vinylique ..................

   L ML MS S ML MS   + Copolymère butadiène-styrol, manque GR-S ++ Agent de liaisons transversales +++ L : grosses ; ML : demi-grosses ; MS : demi-fines; S : fines (l) Monomères: 100 parties; eau : 600 parties ; de potassium : 3,0 parties bisulfite de sodium : 1,2 partie.   

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   Si l'on procède à la polymérisation en l'absence d'émulsion- liant, il faut habituellement polymériser en solutions très diluées. 



   Avec ce mode de polymérisation, on obtient des latex à con- centration relativement faible, qui, en outre, présentent souvent un excès de sels formateurs de cendres, mais ceux-ci peuvent être éliminés des latex apolaires, par des échangeurs   d'ions   ou par électrodialyse. 



   La faible concentration des latex obtenus de -cette façon peut être augmentée par des mesures appropriées, par exemple concentration sous vide ou concentration par pulvérisation. 



   Ces travaux de préparation supplémentaires rendent plus dif- ficile et plus coûteuse la préparation des charges vinyliques. Pour cet- te raison, on préfère la polymérisation des monomères ou mélanges de mo- nomères en phase aqueuse en présence d'un émulsionnant. 



   La polymérisation en émulsion peut elle-même être conduite de façon quelconque, mais il faut maintenir des conditions de travail tel- les qu'il en résulte des produits finaux insolubles liés transversalement, possédant une grosseur de particules colloïdale, et donnant des latex stables. 



   On a donné dans le Tableau III quelques exemples de mélanges de polymérisation, sans que la présente invention soit limitée seule- ment à l'utilisation des charges vinyliques obtenus de cette manière. 



   La durée de polymérisation est habituellement de 6 à 12 heu- res ; si la polymérisation n'est pas terminée au bout de 12 heures, on peut ajouter en outre un catalyseur et élever la température. 



   Dans des cas déterminés, il est souhaitable que les charges vinyliques présentent un reste de doubles liaisons, pour qu'elles soient aussi vulcanisables. On emploie alors des monomères   divinyli-   ques, tels que le divinylbenzène, ou des monomères allyle-vinyle, tels que le méthacrylate d'allyle, ou encore un diène tel que le butadiène, à des concentrations modérées. Mais dans ces cas, non seulement il faut contrôler de près les conditions de polymérisations pour mainte- nir quelques doubles liaisons dans la charge vinylique, mais il faut aussi veiller à ce que la température de polymérisation ne s'élève pas. 



  Les proportions éventuelles de monomères apolaires peuvent être élimi- nées sous vide. 

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En employant des émulsionnants dans la polymérisation des mo- nomères ou mélanges de monomères qui donnent les charges vinyliques, on obtient des latex de ces charges vinyliques,qui contiennent l'émulsion- nant en solution. 



   Mais dans beaucoup de cas, ces émulsionnants peuvent avoir une action perturbatrice, ce qui arrive quand l'émulsionnant peut di- minuer la solidité du caoutchouc naturel ou d'autres polymères élevés naturels ou synthétiques,ou quand   l'émulsionnant   réduit la résistance électrique des polymères destinés aux usages d'isolants, ou quand l'é- mulsionnant diminue la tension superficielle, comme par exemple dans la fabrication du caoutchouc mousse, et ne permet pas , par suite, le degré voulu de formation de bulles, ou quand la présence d'un émulsion- nant est indésirable pour d'autres raisons, comme par exemple dans la préparation des résines alkydiques qui servent à fabriquer le Fiber- glas, etc. 



   Dans ce cas, on doit utiliser des charges vinyliques qui sont préparées par polymérisation en l'absence d'émulsionnants. 



   Souvant, les difficultés causées par la présence d'émul - sionnants hétérogènes pouvant être supprimées, suivant l'invention, si l'on utilise, à leur place, des émulsionnants polymères. ' 
Ainsi, par exemple, une solution alcaline de protéine alpha donne un latex à très petites particules de charge vinylique. 



   D'autres émulsionnants polymères sont indiqués à titre d'exemple dans le Tableau   XXVII.   



   Les charges vinyliques insolubles liées transversalement, préparées d'après les procédés indiqués à titre d'exemple ou d'après d'autres procédés, peuvent améliorer les propriétés,en particulier les propriétés mécaniques, des polymères élevés naturels ou synthéti- ques. 



   Les charges vinyliques conformes à l'invention provoquent surtout un tel renforcement chez le caoutchouc naturel et les autres produits naturels du genre caoutchouc, tels que hévéa, balata, gutta- percha, etc.., ainsi que les modifications de ces types de caoutchouc, surtout chez les modifications chimiques du caoutchouc naturel, comme celles obtenues par hydrogénation, chloration, chlorhydration, intro-   duction   de groupes oxygénés, etc.., ou chez les interpolymères obtenus par polymérisation de composés polymérisables tels que butadiène, sty- rol, acrylonitrile, etc., ou leurs mélanges, en présence de latex de caoutchouc, ou chez les mélanges de caoutchouc et polymérisats obtenus après mélange de latex de caoutchouc et d'émulsions de composés poly- mères, suivant le traitement usuel. 



   Par l'addition des nouvelles charges vinyliques au caout- chouc naturel ou aux modifications ci-dessus, on obtient les avanta- ges suivants: 
Les mélanges de caouchouc contenant des charges vinyliques présentent des résistances à la traction qui sont très supérieures aux résistances à la traction d'autres mélanges de caoutchouc ne contenant pas de tels additifs. 



   La faible hystérésis du caoutchouc naturel se conserve et l'on évite aussi la formation accrue de chaleur. 



   L'aspect naturel du caoutchouc naturel n'est pas modifié; 

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 il ne se produit pas de coloration, de sorte que le brillant ou la clar- té des colorants incorporés au caoutchouc se conserve. 



   Les charges vinyliques ajoutées ne nuisent pas à la trans- formation du caoutchouc en membranes minces, fibres ou revêtements, ni au procédé de recouvrement et d'immersion d'objetso 
Les charges vinyliques exercent aussi une action favorable dans le caoutchouc mousse, le caoutchouc naturel ou le latex de caout- chouc, sans que cela gêne ou rende difficile la fabrication de caoutchouc mousse à partir du latex. 



   Par l'addition des nouvelles charges vinyliques, il se pro- duit un renforcement du latex de caoutchouc naturel, et on obtient ainsi, dans la transformation, des produits meilleurs. 



   En outre, à l'aide des nouvelles charges vinyliques, on ob - tient aussi des articles en caoutchouc durci possédant des propriétés améliorées.; 
De plus, on améliore la faculté de liaison des produits de caoutchouc naturel, en particulier avec les métaux. 



   L'addition des charges vinyliques amène, par la suppression ou la réduction de la conductivité et de la polarisation, des proprié- tés électriques améliorées, surtout pour les hautes   fréquenceso   
Par l'emploi de charges vinyliques spéciales de surface, il devient possible de régler, ou même de renverser, des propriétés déter- minées. On peut par exemple, par l'addition de charges vinyliques dé- terminées, augmenter le frottement intérieur ou la polaritéo 
On peut, suivant l'invention, arriver à influencer encore les propriétés du caoutchouc naturel et de ses modifications, en ajou- tant à ceux-ci des charges vinyliques qui y sont insolubles, mais qui, cependant, peuvent réagir sur le caoutchouc ou sur les corps incorpo- rés à celui-ci. 



   On obtient aussi une amélioration importante des propriétés par addition des nouvelles charges vinyliques, chez les polymères éle- vés synthétiques   du,,genre   caoutchouc, donc vulcanisables. 



   L'effet de renforcement des charges vinyliques peut se con- stater aussi bien chez les homopolymérisats apolaires que polaires, qui sont obtenus par polymérisation d'un monomère contenant plusieurs liaisons éthyléniques, dont deux au moins sont conjuguées, en parti- culier de diènes, tels que butadiène isoprène, diméthylbutadiène, pi- pérylène, pentadiène-1,3-  cyclodiène,   chlorobutadiène.   



   On peut aussi constater les mêmes effets favorables chez les polymères élevés vulcanisables obtenus par copolymérisation de deux ou plusieurs hydrocarbures diéniques, ou chez les copolymérisats diéniques, apolaires ou polaires, qui sont obtenus par polymérisation simultanée (copolymérisation) ou successive (interpolymérisation) de mélanges de monomères dont un ou plusieurs monomères sont des diènes conjugués, tandis que dans la deuxième composante, au moins un monomère contient une ou plusieurs liaison insaturées et en même temps ne con- tient pas de groupe polaire dans le cas des copolymérisats diéniques apolaires, mais en contient un dans le cas des copolymérisats diéni- ques polaires 
Des types de ces copolymérisats diéniques apolaires renfor- çables par les charges vinyliques,

   sont par exemple les copolymérisats 

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 de butadiène et de styrol ou de butadiène ou isoprène et d'isobutylène, etc., ainsi que les copolymérisats, par exemple de butadiène et de sty- rol, qui contiennent une petite proportion d'un monomère donnant un po- lymérisat lié transversalement, comme le divinylbenzène, qui a pour rôle d'empêcher la contraction des copolymérisats, et les copolymérisats diéniques qui sont obtenus par polymérisation d'un diène avec plusieurs hydrocarbures vinyliques, par exemple le styrol et le vinyltoluène, et / ou   l'alpha-méthylstyrol.   



   Parmi les copolymérisats diéniques polaires renforçables figurent, par exemple, ceux qui sont obtenus par copolymérisation de   chlorobutadiène   avec un autre diène apolaire ou par copolymérisation de butadiène et d'acrylonitrile ou d'un autre composé monomère polaire. 



   On obtient aussi des résultats analogues chez les mélanges de polymérisats qui sont obtenus par exemple par mélange des latex de poly- mérisats des composants séparés prescrits, après travail des latex. 



   On obtient de tels mélanges de polymérisats, par exemple , lorsqu'on mélange intimement du polybutadiène avec un polymérisat d'un autre monomère ou un copolymérisat par exemple de butadiène et styrol, sous forme de leurs latex, ou lorsqu'on mélange intimement au cylindre les polymérisats secs. 



   L'addition de charges vinyliques produit aussi des avantages nombreux chez les polymères élevés synthétiques du genre caoutchouc, donc vulcanisables, déjà mentionnés, et ce, aussi bien pour les polymè- res auto-renforçants que non auto-renforçants. 



   Ainsi par exemple, on augmente la solidité des copolymérisats   butadiène-styrol,   et on obtient ainsi des produits ayant une résistance à la traction si élevée que, jusqu'ici, on ne pouvait l'obtenir sans avoir simultanément une coloration et/ou une perte de transparence. 



   Cette augmentation des propriétés de solidité se fait aussi sentir chez les polymères élevés présents en émulsion ou dispersion, de sorte que, dans la transformation de ces latex, on obtient des objets immergés, ou des produits mousse, etc., ayant des propriétés améliorées. 



   On peut ainsi, par addition de charges vinyliques, communi- quer aux copolymérisats constitués sur la base butadiène-styrol, par exemple du type GR-S, une résistance à la traction suffisamment élevée pour qu'ils deviennent appropriés à la fabrication de caoutchouc mous- se, alors que les additions faites au caoutchouc naturel,   etc. ,   sont diminuées ou même supprimées. 



   Chose surprenante, les nouvelles charges vinyliques amènent aussi un effet de renforcement chez les polymères élevés auto-renfor- gants, tels que le chloroprène, qui possèdent des résistances à la trac- tion supérieures à celles des copolymérisats de butadiène. En outre, elles amènent tous les avantages déjà décrits dans le cas du caoutchouc naturel, surtout l'augmentation des propriétés de solidité, avec con - servation simultanée de l'hystérésis et tout en évitant la formation accrue de chaleur. 



   Les nouvelles charges vinyliques donnent des effets égale- ment favorables chez ceux des polymères supérieurs vulcanisables qui ne contiennent pas de butadiène ou d'homologues du butadiène, par exem- ple le tétrasulfure de polyéthylène, connu sous le nom de   thiocol.   Ce groupe de polymères élevés vulcanisables renforçables comprend aussi des polymères de lactoprène, qui ne contiennent pas de composants dié- niques, et dans lesquels on utilise, pour la vulcanisation, un échange 

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 d'ester ou une réaction dans laquelle un halogène se trouve déplacé. 



   Il faut aussi ranger dans ce groupe de polymères élevés vulcanisables non diéniques renforçables par charges vinyliques, des résines glycéro- phtalique mélangées, de même des polyesters, y compris ceux qui sont in- saturés et peuvent être encore polymérisés par un peroxyde organique, et les polyesters qui peuvent être liés transversalement par leurs grou- pes carboxyle ou hydroxyle extrêmes, par exemple par la réaction sur un isocyanate avec formation des élastomères dits isocyanate-polyester, du type vulcolano 
Chose surprenante, les nouvelles charges vinyliques produi- sent aussi une amélioration poussée des propriétés chez les polymères élevés synthétiques non vulcanisables, et ce,

   aussi bien dans le cas des matières synthétiques thermoplastiques que dans les matières syn- thétiques   durcissableso   
Une telle amélioration est provoquée, par exemple, chez les composés polymères de vinyle, qui sont fabriqués avec l'éthylène, l'i- sobutylène, le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, le styrol, l'alpha-méthylstyrol, le chlorostyrol, les éthers vinyliques tels que l'éther vinyléthylique, l'alcool vinylique et ses esters, tels que l'a- cétate de vinyle, le butyrate de vinyle, les cétones vinyliques telles que la méthylvinylcétone, la méthylisopropylcétone, les acides vinyli- ques, par exemple l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, ou leurs esters tels que l'acrylate d'éthyle, le méthacrylate de méthyle, etc., ou avec des monomères vinyliques azotés, tels 'que la vinylpyridine, l'acrylonitrile,

   etco 
De la même manière, on peut améliorer aussi les copolyméri- sats obtenus par copolymérisation ou interpolymérisation de deux ou plu- sieurs des monomères indiqués, par exemple le copolymérisat chlorure de vinyle-chlorure de vinylidène. 



   Les nouvelles charges vinyliques améliorent aussi les pro- priétés des homopolymérisats ou copolymérisats qui ont été préparés à partir de diènes, et dans lesquels la vulcanisabilité a été supprimée par saturation des liaisons insaturées, par exemple par hydrogénation, halogénation, chlorhydration ou d'une autre manière. 



   Parmi les polymères élevés synthétiques qui peuvent être améliorés dans leurs propriétés par les charges vinyliques nouvelles, il faut aussi ranger les polysulfones, comme par exemple les   copolymè-   res   isobutylène-anhydride   sulfureux. 



   Bien que ces polymères élevés synthétiques du genre décrit ci-dessus présentent déjà par eux-mêmes des résistances élevées à la traction, celles-ci sont encore accrues par une addition de charges vi- nyliques, surtout lorsque celles-ci contiennent des plastifiants, sans qu'il s'ensuive un durcissement. 



   La transparence des matières synthétiques est non seulement conservée, mais même accrue dans certains cas, et ce , même dans le cas où les matières synthétiques contiennent comme additifs des colorants, pigments ou corps luminescents. Si l'on souhaite éventuellement une certaine transparence des matières synthétiques, on peut la régler à volonté à l'aide de ces charges vinyliqueso 
Un autre avantage réside dans le fait que l'on évite les "suintements" de plastifiant hors de la matière synthétique. 



   En outre, les nouveaux additifs produisent aussi, chez les 

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 matières synthétiques, des améliorations de propriétés similaires à cel- les produites chez les polymères élevés vulcanisables naturels ou syn- thétiques. 



   Ces propriétés améliorées des polymères élevés non vulcanisa- bles se conservent même lorsque ces matières sont transformées en films, pellicules, etc. 



   A l'aide des nouvelles charges vinyliques, on peut aussi amé- liorer appréciablement les propriétés des matières synthétiques durcis- sables, telles que résines phénolo-formiques, résines phénolo-uréiques, par exemple du type bakélite. 



   Les charges vinyliques conformes à la présente invention ren- forcent aussi les dérivés de cellulose, tels que méthylcellulose, éthyl- cellulose,   hydroxyéthylcellulose,   éthers de cellulose ou esters de cel- lulose, tels que l'acétate de cellulose, le nitrate de cellulose, etc. 



  Le renforcement de ces dérivés de cellulose est particulièrement effica- ce quand   ceux-ci   contiennent des plastifiants. 



   On obtient des améliorations analogues en ajoutant les nou- velles charges vinyliques à des polymères élevés naturels, par exemple à l'amidon. 



   Etant donné d'une part le grand nombre des charges vinyli- ques, qui se distinguent, non seulement par leur structure, leur carac- tère polaire ou apolaire, mais aussi par leurs possibilités de modifi- cation en ce qui concerne leurs effets de renforcement, étant donné d'autre part la multiplicité des polymère élevés naturels et synthéti- ques, il apparaît compréhensible, sans autre explication, que l'on peut influencer de différentes façons les propriétés de ces derniers au moyen de charges vinyliques. Pour obtenir un renforcement maximum, on doit ainsi ajouter, à chaque polymère élevé naturel ou synthétique, la char- ge vinylique qui convient, ou un mélange de ces charges. 



   On a trouvé par exemple que l'on peut produire seulement un renforcement modéré en ajoutant des charges vinyliques apolaires à des polymères élevés synthétiques vulcanisables qui, à la dilatation, ne cristallisent pas automatiquement, qui appartiennent donc aux ty- pes non   autorenforçants,   comme par exemple les homopolymères ou copoly- mères diéniques, tels que le polybutadiène, les copolymérisats buta- diène-styrol du type GR-S ou les copolymérisats   butadiène-acryloni-   trile, qui possèdent une résistance à la traction relativement faible. 



  Par contre, avec des charges vinyliques polaires, on obtient un accrois- sement beaucoup plus prononcé de la résistance à la traction; mais si l'on ajoute, à ces polymères élevés, des charges vinyliques polaires contenant des groupes actifs qui ont la propriété de former des sels avec des acides ou bases organiques, on obtient encore de meilleuresré- sistances à la traction dans les caoutchoucs et les produits vulcani- sés qui en dérivent; de même, on améliore fortement leur résistance à l'abrasion, même jusqu'à des niveaux qui peuvent se comparer aux valeurs les plus élevées rencontrées chez les caoutchoucs naturels. 



   Avec des combinaisons déterminées de charges vinyliques et des polymères'élevés synthétiques du genre caoutchouc mentionnés ci- dessus, on peut arriver à des produits ayant une hystérésis plus fai- ble qu'en employant les charges usuelles. 



   Par contre, ces différences entre l'action de renforcement des charges vinyliques apolaires et polaires ne se font pas sentir aus- si fortement dans le cas des polymères élevés naturels ou synthétiques vulcanisables, comme par exemple le caoutchouc naturel, le polychloro- 

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 prène ou le caoutchouc butylique, bien qu'ici encore les charges vinyli- ques polaires et les charges vinyliques polaires dites actives, conte- nant des groupes actifs, donnent de meilleurs résultats et soient par conséquent préférables comme additifs. 



   Outre la composition ou la structure des charges vinyliques qu'il s'agit d'ajouter aux   polymè   élevés naturels ou synthétiques, le mode de leur addition a aussi une grande influence sur le renforce- ment obtenuo 
Si l'on coagule séparément le latex d'une charge vinylique, par exemple à l'aide de sel et d'acide, et si on le dessèche à 80 , on n'observe pas d'amélioration, ou seulement une faible amélioration, des propriétés mécaniques, lors de l'incorporation par cylindrage dans les polymères élevés plastiques et élastiques, comme le montre le   Ta-   bleau II. 



   Apparemment, les particules des charges vinyliques ne se dis- tribuent pas uniformément dans les polymères élevés. 



   Ainsi, l'action favorable de ces charges vinyliques dépend d'une bonne distribution dans les élastomères ou plastomères, distri- bution qui, suivant l'invention, est obtenue seulement lorsqu'on ajou- te le latex de la charge vinylique au latex du polymère élevé qu'il s'agit de renforcer, et lorsqu'on travaille ensuite le mélange de la- tex de façon connueo 
On peut également voir par le Tableau II l'action favorable qui est obtenue par un tel mélange des charges vinyliques sous forme dispersée., 
Une autre possibilité de distribution d'une charge vinyli- que dans un mélange de deux ou plusieurs polymères élevés, consiste, suivant l'invention, à distribuer colloïdalement le latex de la char- ge vinylique que l'on veut utiliser pour renforcer, dans le latex de l'un des polymères élevés,

   puis à ajouter ce mélange de latex au la- tex de l'autre polymère élevé. 



   On peut aussi procéder comme suit: on ajoute la charge viny- lique, sous forme de latex, au latex de l'un des composants polymères, on précipite le mélange, et la poudre sèche obtenue après préparation est ensuite ajoutée, au cylindre, au deuxième composant polymère sec. 



  Ce mode d'incorporation est particulièrement recommandable dans le cas des mélanges de corps polymères dont l'un des composants est solu- ble dans l'autre, par exemple dans le cas d'un mélange de deux copoly- mères de butadiène ayant différentes teneurs en butadiène. L'un des copolymères, par exemple celui qui a une teneur en butadiène d'environ   20%,   est soluble dans un copolymère similaire à haute teneur en buta- diène. 



   Si l'on ajoute à ce dernier le copolymère à teneur plus fai- ble en butadiène, et la charge vinylique incorporée au préalable à celui-ci, les charges vinyliques exercent aussi un effet de renforce- ment dans le mélange. 



   En pareil cas, on peut utiliser la combinaison d'un élasto- mère et de la charge vinylique distribuée dans celui-ci, pour renfor- cer d'autres élastomères ou plastomères. 

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    TABLEAU II   
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 Variation de l'effet de renforcement des charges vinyliques en fonction du mode d'addition (solide   ou en latex) dans le cas de copolymères butadiène-styrol.   
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<tb> 



  Mélange <SEP> n 1 <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> Contrôle <SEP> -2 <SEP> Contrôle <SEP> -3
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (rapporté <SEP> au <SEP> poids <SEP> sec)
<tb> GR-S <SEP> + <SEP> 100 <SEP> (recette <SEP> M-Tableau <SEP> XII++ <SEP> ............. <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> GR-S+ <SEP> 1500 <SEP> (Recette <SEP> M-Tableau <SEP> XII) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Charge <SEP> vinylique <SEP> (rapporté <SEP> au <SEP> poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> ........................................ <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition <SEP> ..................................... <SEP> 
<tb> 



  Styrol <SEP> .......................................... <SEP> 78 <SEP> 78 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 80 <SEP> 80
<tb> Vinylpyridine <SEP> ................................... <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Méthacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> .......................... <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Butadiène <SEP> .......................................... <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> Acide <SEP> méthacrylique <SEP> ................... <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> 
 
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 Divinylbenzène .................................. 2 2 2 2 10 10 
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<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> ............

   <SEP> B <SEP> B <SEP> B <SEP> B <SEP> A <SEP> A
<tb> Elastomère <SEP> et <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> mélangés <SEP> sec <SEP> latex <SEP> sec <SEP> latex <SEP> sec <SEP> latex
<tb> Mélange
<tb> 
 
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 Recette Tableau XII................................ F F E E E E 
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<tb> alpha-isopropylaminopropionitrile <SEP> .................. <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> du <SEP> mélange <SEP> ................... <SEP> 42 <SEP> 75 <SEP> 43 <SEP> 52 <SEP> 42 <SEP> 48
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ..................... <SEP> 105 <SEP> 45 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 45
<tb> Résultats
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> ..................................... <SEP> 360 <SEP> 835 <SEP> 450 <SEP> 885 <SEP> 700 <SEP> 785
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> %.......................................

   <SEP> 280 <SEP> 325 <SEP> 360 <SEP> 210 <SEP> 220 <SEP> 410
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A........................... <SEP> 45 <SEP> 50 <SEP> 58 <SEP> 51 <SEP> 53 <SEP> 56
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction, <SEP> kg/cm2 <SEP> ................... <SEP> 23 <SEP> 149 <SEP> 37 <SEP> 98 <SEP> 38 <SEP> 228
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction.....

   <SEP> 544% <SEP> 176% <SEP> 502%
<tb> 
   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ Préparé avec émulsionnant Santomerse S-3 +++ Agent de liaisons transversales   

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Une charge vinylique de ce genre, combinée avec ce polymère, fournit une nouvelle possibilité d'utilisation des charges vinyliques, et cette combinaisons représente un article de commerce précieux, qui peut, par exemple, être ajouté aux élastomères utilisés dans la fabri- cation des semelles de caoutchouc. 



   L'effet de renforcement que l'on peut obtenir à l'aide des nouvelles charges organiques dépend aussi de la quantité ajoutée aux polymères élevés naturels ou synthétiques. Cette addition peut varier entre de larges limites, mais elle doit de préférence ne pas être supé- rieure à deux tiers du volume total du produit final, car l'espace li- bre autour des particules sphériques fortement tassées doit au moins être rempli par le continuum. 



   Dans les tableaux ci-après, on a reproduit, pour compléter l'explication, le renforcement que l'on peut obtenir, à l'aide des nouvelles charges vinyliques, dans les polymères élevés naturels ou synthétiques, sans que cela limite la portée de l'invention aux types de polymères élevés, quantités de charges vinyliques ajoutées, condi- tions d'incorporation,   etc.,   qui sont mentionnés dans ces tableaux. 



   Dans le Tableau IV, on a reproduit des exemples de renfor - cement du caouchouc naturel, et ce, aussi bien avec une charge vinyli- que copolymère apolaire qu'avec une charge vinylique copolymère polaire. 



   Dans ces exemples, on a mélange des latex de caoutchouc na- turel et de charge vinylique, et on les coagule par addition d'une so- lution acide-selo L'acide était de l'acide sulfurique à 0,5%, et la concentration de sel de cuisine était d'environ 20%, le pH du sérum après la coagulation était d'environ 5. On a lavé et séché le coagu- lat, puis on l'a travaillé et essayé de la façon usuelle. 



   L'échantillon de caoutchouc naturel présente une résistance à la traction de 218   kg/cm2,   tandis que le même caoutchouc, renforcé par une charge polaire et apolaire, présente une résistance   à   la trac- tion de 270 et 323 kg/cm2 respectivement. 

 <Desc/Clms Page number 20> 

 
TABLEAU IV Caoutchouc naturel renforcé par des charges vinyliques 
 EMI20.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> IV <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> Comparaison
<tb> 
<tb> Caoutchouc
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> de <SEP> caoutchouc <SEP> (rapporté <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 
<tb> au <SEP> poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> Latex <SEP> de <SEP> charge <SEP> vinylique
<tb> 
<tb> (rapporté <SEP> au <SEP> poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> .............. <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> 
<tb> Composition <SEP> 20
<tb> 
 
 EMI20.2 
 Styrol ..............

   
 EMI20.3 
 
<tb> Acrylonitrile <SEP> ................... <SEP> 95
<tb> 
<tb> Diméthacrylate <SEP> d'éthylèneglycol <SEP> 5
<tb> 
<tb> Divinylbenzène <SEP> .................. <SEP> 2
<tb> 
<tb> 
<tb> ( <SEP> Agents <SEP> de <SEP> liaisons <SEP> transversales)
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la
<tb> 
 
 EMI20.4 
 charge ......................... D E 
 EMI20.5 
 
<tb> Latex <SEP> de <SEP> résine <SEP> comparables
<tb> 
<tb> 
<tb> (rapporté <SEP> au <SEP> poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> de <SEP> styrol <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> le
<tb> 
 
 EMI20.6 
 caoutchouc ..................... 20 
 EMI20.7 
 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> du <SEP> latex
<tb> 
 
 EMI20.8 
 de résine ........................

   A 
 EMI20.9 
 
<tb> Mélange
<tb> 
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> XII) <SEP> A <SEP> A <SEP> A
<tb> 
<tb> 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ............ <SEP> 31 <SEP> 32 <SEP> 68 <SEP> 53
<tb> 
<tb> 
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ... <SEP> 60 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 30
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résultats
<tb> 
<tb> 
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> ................. <SEP> 820 <SEP> 770 <SEP> 795 <SEP> 715
<tb> 
<tb> 
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> % <SEP> ................... <SEP> 200 <SEP> 380 <SEP> 500 <SEP> 410
<tb> 
<tb> 
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ......

   <SEP> 37 <SEP> 54 <SEP> 59 <SEP> 46
<tb> 
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2 <SEP> 218 <SEP> 270 <SEP> 323 <SEP> 205
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance <SEP> 24% <SEP> 48% <SEP> -5,8%
<tb> 
<tb> 
<tb> à <SEP> la <SEP> traction
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 21> 

 
Aux fins de comparaison, on a mesuré aussi la résistance à la traction du caoutchouc après addition de résine polystyrol. Ces résines polystyrol sont solubles dans le caoutchouc, font durcir un peu celui-ci et ne produisent pas de renforcement notable, mais dimi- nuent très souvent la résistance à la traction. 



   Dans l'exemple comparatif, on a incorporé 20 parties de po- lystyrol à 100 parties de polybutadiène. La résistance à la traction déterminée est, comme d'ailleurs dans les autres expériences, la mo- yenne des deux composants. 



   Le deuxième contrôle du Tableau XIII présente presque les mêmes chiffres que lorsqu'on forme "in situ" 23 parties de polystyrol dans 77 parties de polybutadiène. Il est vrai que les deux composants étaient très intimement mélangés, mais non chimiquement liés entre eux. 



   On peut voir par le Tableau V que la résistance à la trac- tion du polybutadiène est accrue par l'addition de charges vinyliques, et ce, aussi bien pour les charges vinyliques apolaires que polaires. 



  Ainsi, le polybutadiène, avec une charge vinylique polaire, donne un accroissement de 550% de la résistance à la traction. 



   Cette amélioration de la résistance à la traction se consta- te aussi avec un polybutadiène qui contient une addition de résine sty- rolique   solubleo   
Si l'on combine des polybutadiènes à viscosité. Mooney for- te et faible, on peut obtenir des valeurs qui sont plus du double de celles indiquées dans les tableaux pour les charges vinyliques actives. 



   Le renforcement que l'on peut obtenir,   avec Tes   charges vi- nyliques, pour les copolymères butadiène-styrol, et aussi bien pour les types chauds que pour les types froids de ces copolymères, est mis en évidence par le Tableau VI, dans le cas du type de copolymère buta- diène-styrol GR-S 15000 
Le GR-S 1500 et d'autres polymérisats diéniques présentent une hystérésis désagréablement accrue par l'addition de noir de fumée. 



  Cet accroissement, toutefois, est bien moindre en présence de charges vinyliques actives. L'addition de ces nouveaux corps se révèle donc utile lorsqu'il faut éviter la formation de chaleur dans les produits de caoutchouc soumis à la flexion. Ces mélanges présentent aussi une abrasion très faibleo 

 <Desc/Clms Page number 22> 

 
TABLEAU V Polybutadiène renforcé par charge vinylique 
 EMI22.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> V <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> Comparai-
<tb> 
<tb> 
<tb> son
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> élastomère
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (rapporté <SEP> au <SEP> poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Polybutadiène <SEP> ................

   <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (Recette <SEP> L, <SEP> Tableau <SEP> III)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Quantité <SEP> ....................... <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Composition
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Styrol <SEP> 90
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Métacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> ......... <SEP> 90
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Diméthacrylate <SEP> d'éthylèneglycol <SEP> + <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Divinylbenzène <SEP> x <SEP> ................

   <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (x <SEP> Agent <SEP> de <SEP> liaisons <SEP> transversales)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> charge <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> ............. <SEP> C <SEP> A
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> de <SEP> résine <SEP> comparables
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (poids <SEP> sec) <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résine <SEP> styrol <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> les
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> élastomères <SEP> ......................

   <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> du <SEP> latex
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> de <SEP> résine <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> A
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mélange
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> (-Tablau <SEP> III) <SEP> B <SEP> C <SEP> C <SEP> C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> 19 <SEP> 67 <SEP> 65 <SEP> 57
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résultats
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Allongement <SEP> % <SEP> .................... <SEP> 465 <SEP> 400 <SEP> 300 <SEP> 250
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Module <SEP> 300% <SEP> ......................

   <SEP> 100 <SEP> 650 <SEP> 1040 <SEP> -
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........ <SEP> 21 <SEP> 62 <SEP> 60 <SEP> 62
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2 <SEP> 11 <SEP> 57 <SEP> 73 <SEP> 43
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> .................

   <SEP> 406% <SEP> 550% <SEP> 281%
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 23> 

 
TABLEAU VI Copolymère butadiène-styrol renforcé par charges vinyliques 
 EMI23.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> VI <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> Comparai-
<tb> 
<tb> 
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯ <SEP> ¯¯¯ <SEP> son <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> GR-S <SEP> 1500 <SEP> (Recette <SEP> M, <SEP> tab. <SEP> III) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique
<tb> 
<tb> 
<tb> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI23.2 
 Quantité o000oooooaoooee.s.ooves 20 20 
 EMI23.3 
 
<tb> Composition
<tb> 
 
 EMI23.4 
 Styrol ........... 90 
 EMI23.5 
 
<tb> Méthacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> ...........

   <SEP> 90
<tb> 
<tb> 
<tb> Diméthacrylate <SEP> d'éthylèneglycolx <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> Divinylbenzène <SEP> ........... <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> (x <SEP> Agent <SEP> de <SEP> liaisons <SEP> transversales)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> A <SEP> A
<tb> 
<tb> 
<tb> (Tableau <SEP> III)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> de <SEP> résine <SEP> comparables
<tb> 
<tb> 
<tb> poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> de <SEP> styrol <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> le
<tb> 
<tb> 
<tb> caoutchouc <SEP> .................. <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> du <SEP> latex
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> de <SEP> résine <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> .......

   <SEP> A
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mélange
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> ............ <SEP> F <SEP> E <SEP> D <SEP> D
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney, <SEP> ML-4 <SEP> ............ <SEP> 37 <SEP> 57 <SEP> 53 <SEP> 75
<tb> 
<tb> 
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> .... <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 30 <SEP> 60
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résultats
<tb> 
 
 EMI23.6 
 Allongement z0 .0................... 320 620 740 750 
 EMI23.7 
 
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> %...................... <SEP> 160 <SEP> 440 <SEP> 430 <SEP> 200
<tb> 
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........

   <SEP> 39 <SEP> 61 <SEP> 59 <SEP> 48
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> (kg/cm2) <SEP> 15 <SEP> 168 <SEP> 211 <SEP> 65
<tb> 
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la
<tb> 
 
 EMI23.8 
 traction ........... 1.012% 1295 % 333% 

 <Desc/Clms Page number 24> 

 
Les mélanges noir de fumée - GR-S présentent habituellement une dureté de   60,  à condition que l'on mélange 50 parties de noir de fumée avec 100 parties de GR-S. Les charges vinyliques actives don- nent les mêmes valeurs avec seulement 20 parties dans 100 parties de   GR-S.   La résistance à la traction avec 20 parties de charge vinyli- que active est égale ou supérieure à celle obtenue avec 50 parties de noir de fumée. 



   Comme le montrent le Tableau VI et les exemples 5 et 6 du Tableau I, on peut, en utilisant les charges vinyliques, élever de 1000 à   1295%   la résistance à la traction du GR-S 1500, ces mélanges présentant une formation de chaleur moindre que ceux contenant 35 à 50 parties de rouille. 



   Dans la mesure où l'on remplace le noir de fumée par des charges vinyliques dans les pneus, on peut diminuer la température de ces pneus. 



   L'effet de renforcement des charges vinyliques actives peut aussi être constaté chez les copolymérisats   diène-isobutylène   du type des caoutchoucs butyliques, comme on peut le voir par le Tableau VI-A 
Pour préparer le caoutchouc butylique renforcé (exemple 2), on a dissous 100 parties de caoutchouc butylique type GR-1 18 dans 300 parties de chlorure de méthylène, et on a émulsionné avec 10 parties d'acide de résine dismuté (Dresinate Acid 731 fabriqué par la firme Hercule Powder C ) et 5 parties d'une solution d'ammoniac à   28%.   A cette émulsion, on a ajouté 20 parties - par rapport au poids sec - d'un latex de charge vinylique active, et on a coagulé, après avoir bien mélangé, avec de l'acide sulfurique dilué.

   Après le traitement usuel, on a essayé le mélange 

 <Desc/Clms Page number 25> 

 TABLEAU   VI -   A 
 EMI25.1 
 Copolymère isoprène renforcé par charges vinyli- ques 
 EMI25.2 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> VI-A <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2
<tb> 
<tb> Elastomères <SEP> (rapporté <SEP> au <SEP> poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> Caoutchouc <SEP> butylique <SEP> GB-I <SEP> 18 <SEP> ...... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 
 
 EMI25.3 
 Dresinate 731 ........... 10 10 
 EMI25.4 
 
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique
<tb> 
<tb> (rapporté <SEP> au <SEP> poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI25.5 
 Quantité o00oooooeseaooemsoswoveov 20 20 Composition Styrol ........... 90 
 EMI25.6 
 
<tb> Divinylbenzène <SEP> ................

   <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> (x <SEP> Agent <SEP> de <SEP> liaisons <SEP> transversales)
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> A
<tb> 
<tb> 
<tb> (Tableau <SEP> III)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mélange
<tb> 
 
 EMI25.7 
 Recette ...00.....0.00..............

   (l) (1) (l) 
 EMI25.8 
 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> .............. <SEP> 75 <SEP> 49
<tb> 
<tb> 
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ..... <SEP> 45 <SEP> 60 <SEP> 90
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résultats
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Allongement <SEP> % <SEP> 640 <SEP> 750 <SEP> 775
<tb> 
<tb> 
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> %........................ <SEP> 155 <SEP> 160 <SEP> 190
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........... <SEP> 40 <SEP> 38 <SEP> 49
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2 <SEP> ...........

   <SEP> 31 <SEP> 59 <SEP> 80
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> 93 <SEP> % <SEP> 162
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> traction
<tb> 
 (1) Récette de mélange (basée sur 100 parties caoutchouc butylé): 
5 parties oxydes de .zinc, 1 partie acide stéarique, 0,5 partie disulfure de benzothiazyle, 1 partie disulfure de tétraméthyl- thiurame, 2 parties soufre. 



   Les caoutchoucs butyliques renforcés par charges vinyliques actives donnent, par exemple, des tuyaux qui, à basse température,ne sont pas aussi raides que les mélanges chargés de noir de fumée. 



   L'effet de renforcement des charges vinyliques actives sur les homopolymérisats diéniques polaires est indiqué par le Tableau   VII   dans le cas du polychloroprène (néoprène); ici, les charges viny- liques chlorées se révèlent particulièrement efficaces. 



   On peut aussi constater des résultats analogues chez les copolymérisats diéniques polaires qui sont constitués d'une part par le butadiène ou ses homologues ou mélanges de ceux-ci, d'autre part par d'autres composés polaires, par exemple l'acrylonitrile. Dans le Ta- bleau VIII, on indique à titre d'exemple le renforcement possible au moyen de charges polaires et apolaires, dans le cas de deux copolymé- risats butadiène-acrylonitrile à teneur différente en acrylonitrile. 



   De la même manière, on renforce aussi les copolymérisats de 

 <Desc/Clms Page number 26> 

 butadiène qui, au lieu de l'acrylonitrile ou à côté de celle-ci, con- tiennent d'autres composants polaires, par exemple le vinylaldéhyde, la   vinylcétone,   la vinylméthyloétone, l'acroléine, la méthacroléine, la   méthylisopropylcétone,   l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'aci- de cinnamique ainsi que leurs esters   d'alcools ,   phénols, etc.., satu- rés ou insaturés, puis les dérivés polaires des composés vinyliques apolaires, par exemple méthacrylonitrile, vinylpyridine et vinylpyri- dines substituées;   puis ,   les hélogénocarbures polymérisables, par exem- 
 EMI26.1 
 ple le trichlorêthylène, le 1.1-difluoréthylène, etc... 



   Le Tableau IX montre l'effet de renforcement des charges vinyliques conformes à la présente invention, chez le tétrasulfure de polyéthylène (caoutchouc   thion@@),   comme type des polymères élevés syn- thétiques vulcanisables ne contenant pas d'hydrocarbures diéniques. 



   Outre les polymères élevés synthétiques vulcanisables, on peut aussi améliorer les propriétés des polymères élevés thermoplasti- ques synthétiques obtenus par homopolymérisation,   oopolymérisation   ou interpolymérisation des   oomposés   vinyliques monomères. 

 <Desc/Clms Page number 27> 

 



     TABLEAU   VII Polychloroprène renforcé par charges vinyliques 
 EMI27.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> 7 <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> élastomère
<tb> 
<tb> 
<tb> (rapporte <SEP> au <SEP> poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> Polychloroprène <SEP> (1) <SEP> ....................... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique
<tb> 
<tb> (poids <SEP> sec
<tb> 
 
 EMI27.2 
 Quantité 0'0....00......................... < 20 20 Composition o-chlorostyrol ooooaom..reeer..s..sss..sv 9E! Styrol .............. 2 Divînylbenzène ...................... 1,5 0,8 
 EMI27.3 
 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> .......

   <SEP> B <SEP> B
<tb> 
<tb> Tableau <SEP> III
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mélange
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> ...................... <SEP> G <SEP> G <SEP> G
<tb> 
<tb> 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ...................... <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 200
<tb> 
<tb> 
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ............. <SEP> 15 <SEP> 30 <SEP> 60
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résultats
<tb> 
 
 EMI27.4 
 Allongement % ................. 470 515 365 Module 300 %................................ 545 1325 1530 
 EMI27.5 
 
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> .................. <SEP> 52 <SEP> 73 <SEP> 70
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction, <SEP> kg/cm2 <SEP> ...........

   <SEP> 79 <SEP> 168 <SEP> 128
<tb> 
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la
<tb> 
 
 EMI27.6 
 traction 00............................. 111% 62% (1) Polychloroprène marque Néoprène 571 fabriqué par du Pont de
Nemours à C . 



  +) Agent de liaisons transversables 

 <Desc/Clms Page number 28> 

 TABLEAU VIII 
 EMI28.1 
 Copolymère butaàiène-acrylonitrile renforcé par charges vinyliques 
 EMI28.2 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> VIII <SEP> Contrôle <SEP> -1-2 <SEP> -3
<tb> 
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI28.3 
 Copolymère butadiene-'acrylonitrile 
 EMI28.4 
 
<tb> (1) <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Copolymère <SEP> butadiène-acrylonitrile
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (2) <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> charges <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Quantité <SEP> ..................... <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Composition
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Méthacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Vinyipyridine <SEP> .............

   <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Styrol <SEP> .................... <SEP> 90 <SEP> 78
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> o-chlorostyrol <SEP> ............ <SEP> 96
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Divinylbenzène <SEP> ........... <SEP> 10 <SEP> 2 <SEP> 4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (x <SEP> Agent <SEP> de <SEP> liaisons <SEP> transversales
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (Tableau <SEP> III) <SEP> A <SEP> B <SEP> B
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mélange
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> ........ <SEP> E <SEP> E <SEP> H <SEP> E
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ........

   <SEP> 48 <SEP> 95 <SEP> 112 <SEP> 59
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> 60 <SEP> 45 <SEP> 20xx <SEP> 60
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Température <SEP> de <SEP> vulcanisation <SEP> 154 C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résultats
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> .................. <SEP> 320 <SEP> 300 <SEP> 250 <SEP> 450
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> % <SEP> .................... <SEP> 380 <SEP> 1825 <SEP> - <SEP> 900
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Dureté <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ....... <SEP> 50 <SEP> 75 <SEP> 100 <SEP> 63
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction,kg/cm2 <SEP> ..

   <SEP> 31 <SEP> 128 <SEP> 209 <SEP> 120
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance <SEP> 320 <SEP> % <SEP> 583% <SEP> 290 <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> à <SEP> la <SEP> traction
<tb> 
 (1) Produit Hycar 1513 (acrylonitrile 28 %) fabriqué par Goodrich C  (2) Produit   Hycar   1514 (acrylonitrile 22%) fabriqué par Goodrich C  

 <Desc/Clms Page number 29> 

 
TABLEAU IX   Tétrasulfure   de polyéthylène renforcé par charges vinyliques.

   
 EMI29.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> IX <SEP> Contrôle <SEP> -1
<tb> 
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI29.2 
 Tétr.sùlfure de polyéthylène (l) 616004.96 100 100 Latex charge vinylique (poids sec) Quantité moomosoerrseer.sooosr.s.mssv.rrr 20 Composition Acide acrylique esm..esossrrr.resrrrrrsoâr 10 Styrol G.e.G.oaOGG....................e.. 80 Divinylbenzène x ..0....................... 10 
 EMI29.3 
 
<tb> (x <SEP> Agent <SEP> de <SEP> liaisons <SEP> transversales)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> .......
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 



  (tableau <SEP> III)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mélange
<tb> 
 
 EMI29.4 
 Recette (tableau XII) rmorsoeesrrp.r...r...r L L Viscosité Mooney ML-4 ...o.m................. 20 30 Vulcanisation, minutes à 1.. 0 r .............. 120 120 
 EMI29.5 
 
<tb> Résultats
<tb> 
 
 EMI29.6 
 Allongement de rupture % ..................... 500 800 Résistance à la traction, kg/cm2 a r e s . s . a s r r s 7 24 
 EMI29.7 
 
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> 258%
<tb> 
 (1) Mélange de 90 parties thioool   ST   et 10 parties thiocol   LP-2,   fabriqué par Thiokol Corp. 



   Dans le Tableau X, on a indiqué cette influence favorable des charges vinyliques, à titre d'exemple, dans le cas d'un   copolymé-   risat chlorure de vinyle-chlorure de vinylidène. Dans l'exemple men- tionné dans ce tableau , on a mélangé, pendant peu de temps, avec un malaxeur de laboratoire Waring à grande vitesse, le latex de charge vinylique avec le latex de copolymérisat chlorure de vinyle-chlorure de vinylidène, en ajoutant du phtalate   d'octyle,   on a séché le mélange dans une cuvette plate à 60 C, on a laminé sur un laminoir de labora- toire chaud, et on a refroidi. De cette manière, on a obtenu des pelli- cules claires et lisses, dans lesquelles on a coupé les bandes éprou- vetteso On a mesuré la résistance à la traction de celles-ci à l'aide d'un appareil Scott pour essais de tension. 



   Par les chiffres indiqués dans le Tableau X, on peut voir que la résistance à la traction du copolymérisat est accrue de plus de 60% par la charge vinylique, tandis que, comme le montre l'expé- rience , l'addition d'une résine styrolique non liée transversalement diminue au contraire la résistance à la traction de près de 10 %. 



   On peut constater des accroissements analogues de la résis- tance à la traction, non seulement 'chez d'autres copolymérisats de chlo- rure de vinyle, mais encore, comme le montre le Tableau XI, chez les homopolymérisats, copolymérisats ou interpolymérisats d'autres compo- sés vinyliques, par exemple dérivée de cellulose. La teneur en   plas'-   tifiants, quelle que soit leur composition, n'influe aucunement sur l'action des charges vinyliques. Comme on peut le voir par le Tableau XI, on obtient des accroissements de résistance à la traction, aussi bien chez les esters de   plyvinyle   choisis comme exemple, comme l'acé- 

 <Desc/Clms Page number 30> 

 tate de polyvinyle ou le butyrate de polyvinyle, que chez les copoly- mères styrolacrylonitrile, et   l'éthylcellulose.   



   La composition des mélanges utilisés dans les expériences sur les polymères élevés naturels ou synthétiques vulcanisables est   indiquée par le Tableau XII ; mélanges toutefois ne sont pris que   comme modèles, et ne donnent pas toujours les meilleurs résultats, comme on a pu le montrer par l'exemple du chloroprène (Tableau   VII).   



  Le latex de chloroprène (Néoprène) 571 utilisé dans ce tableau est, certes, un excellent formateur de films, mais il possède une teneur trop élevée en gel, pour donner un mélange ayant une grande résistance à la traction. Cependant, ce latex aussi, travaillé après addition de charges vinyliques, donne des produits vulcanisés doués de propriétés notablement améliorées. De même ,les exemples du Tableau VI-A-2 et des Tableaux X et XI sont donnés seulement aux fins de démonstration, sans qu'ils montrent les valeurs maxima des renforcements possibles. 



    TABLEAU X    
Copolymère chlorure de vinyle-chlorure de vinylidène, renforcé par charges vinyliques. 
 EMI30.1 
 
<tb> 



  Mélange <SEP> N  <SEP> X <SEP> Contrôle <SEP> -1-2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Copolymère <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> vinyle-
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> vinylidène(l) <SEP> ....... <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Phtalate <SEP> d'oxtyle <SEP> (plastifiant) <SEP> . <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Quantité <SEP> ........................ <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Composition
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Styrol <SEP> ......................... <SEP> 90
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Méthacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> ....... <SEP> 90
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Divinylbenzènex <SEP> ...............

   <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (Agent <SEP> de <SEP> liaisons <SEP> transversales
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> A <SEP> A
<tb> 
<tb> 
<tb> (Tableau <SEP> III)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résultats
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Allongement <SEP> de <SEP> rupture <SEP> % <SEP> 200 <SEP> 50 <SEP> 200
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction, <SEP> kg/cm2 <SEP> 86 <SEP> 143 <SEP> 143
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance
<tb> 
 
 EMI30.2 
 à la traction ................ 65, 67, (1) Copolymère chlorure de vinyle-chlorure de vinylidène:
Latex 744 B de la Dow Chemical C . 

 <Desc/Clms Page number 31> 

 



    TABLEAU XI Plastomères avec charges vinyliques   
 EMI31.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XI <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> Contrôle <SEP> -2 <SEP> Contrôle <SEP> -3 <SEP> Contrôle <SEP> -4
<tb> Latex <SEP> plastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Acétate <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> (1) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Butyrate <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> (2) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Styrol-acrylonitrile <SEP> (3) <SEP> ................ <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Ethylcellulose <SEP> (4) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique
<tb> ( <SEP> poids <SEP> sec) <SEP> (5) <SEP> ................. <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Résultats
<tb> Allongements <SEP> de <SEP> rupture <SEP> %...............

   <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 565 <SEP> 500 <SEP> 150 <SEP> 150 <SEP> 50 <SEP> 30
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2 <SEP> ......... <SEP> 86 <SEP> 116 <SEP> 41 <SEP> 107 <SEP> 94 <SEP> 158 <SEP> 116 <SEP> 134
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la
<tb> traction <SEP> ............................. <SEP> 36% <SEP> 160% <SEP> 69% <SEP> 15%
<tb> 
   (1) Dispersion aqueuse KR-2, fabricant : Monsanto Chemical C . 



  (2) Dispersion aqueuse Merlan BRS, fabricant: Monsanto Chemical C . 



  (3) Latex Kralastio 4109A, fabricant: Nagatuck Chemical Division of U.S. Rubber C . Il s'agit d'un copolymère styrolacrylonitrile, plastifié avec 25-30 parties de copolymère butadiène-âcrylonitrile suivant brevets américains n  2.439.202, 2.505.349, 2.550.139. C'est un exemple de mélange d'élastomères Classe II et plastomères Classes III, et cet exemple montre le renforcement d'un tel mélange par la charge vinylique. 



  (4) Ethocel-huile de ricin, en proportion 67 :33; avec éthocel ordinaire (viscosité 50 cps), fabricant: Dow Chemical C . 



  (5) Préparation du latex de charge vinylique : parties styrol ; parties divinylbenzène et 10 parties acide méthacrylique, polymérisés suivant Tableau III, Recette A, avec réglage du latex au pH=8 avec utilisation de 28% hydroxyde d'ammonium.   

 <Desc/Clms Page number 32> 

 



    TABLEAU XII Recettes de vulcanisation (parties sur 100 parties matière vulcanisable)   
 EMI32.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XII <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F <SEP> G <SEP> H <SEP> I <SEP> J <SEP> K <SEP> L
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> (léger <SEP> .... <SEP> 4 <SEP> 20
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> ................. <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 0.5
<tb> Acide <SEP> stéarique <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 0.5 <SEP> 1.5 <SEP> 2 <SEP> ' <SEP> 3
<tb> Disulfure <SEP> de <SEP> benzothiazyle <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0.5 <SEP> 4.5 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> 2-mercaptobenzothiazol <SEP> ........ <SEP> 1 <SEP> 0.5 <SEP> 0.

   <SEP> 5 <SEP> 1
<tb> N-cyclohexyl-2-benzothiazolsulfonamide <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 
<tb> Monosulfure <SEP> de <SEP> tétraméthylthiurame <SEP> ...................... <SEP> 0.15
<tb> Accélérateur <SEP> A-32 <SEP> ............. <SEP> 0. <SEP> 2 <SEP> 0. <SEP> 2 <SEP> 0. <SEP> 2
<tb> Bisulfure <SEP> de <SEP> tétraéthylthiurame <SEP> 0.15 <SEP> 0. <SEP> 2
<tb> Soufre <SEP> 2.5 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 2.5 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 2.0 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 2. <SEP> 5
<tb> q-quinonedioime <SEP> ................ <SEP> 1.5
<tb> 
   + Produit de réaction de butyraldéhyde et de la butylidène-aniline:

   fabricant Monsanto Chemical C    

 <Desc/Clms Page number 33> 

 
Le Tableau XIII montre que les interpolymères de polymères élevés vulcanisables naturels ou synthétiques et de composés vinyliques monomères apolaires ou polaires, peuvent aussi être notablement amélio- rés dans leurs propriétés par les nouvelles charges vinyliques. 



   Pour préparer les   interpolymères,   on a ajouté, à des latex de caoutchouc naturel, de polybutadiène ou de polychloroprène, les mo- nomères qui étaient, soit le styrol, soit le méthacrylate de méthyle, ainsi qu'environ 0,5 partie d'hydroperoxyde de cumêne pour 100 parties de latex, et on a chauffé le mélange en flacons clos à 60 C. Au bout de 12 heures,   l'interpolymérisation   était terminée. 



   Les latex d'interpolymères ainsi obtenus ont alors été mé- langés avec les latex de charges vinyliques indiqués au Tableau XIII, les mélanges de latex ont été coagulés au sel et à l'acide, séchés et utilisés pour les mélanges. 



   On peut encore voir, parc-l'exemple 2 de ce Tableau, qu'un mélange de polybutadiène et de polystyrol est aussi renforcé par les charges vinyliques. 



   On obtient aussi des effets similaires avec les charges vi- nyliques conformes à la présente invention, dans le cas des mélanges de copolymères butadiène-styrol (GR-S 1500) et du polybutadiène, ou des copolymères butadiène-acrylonitrile.. 

 <Desc/Clms Page number 34> 

 



    TABLEAU XIII   
 EMI34.1 
 Renforcement des interpolymères du caoutchouc naturel et des élar;tomères, par les cllarges V:B!,Z.-   ligues.   
 EMI34.2 
 
<tb> 



  Mélange <SEP> n  <SEP> XIII <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> Contrôle <SEP> -2 <SEP> Contrôle <SEP> -3
<tb> 
 
 EMI34.3 
 Latex, interpolymères (poids sec 
 EMI34.4 
 
<tb> Composition <SEP> caoutchouc <SEP> et <SEP> élastomère
<tb> Latex <SEP> de <SEP> caoutchouc <SEP> naturel <SEP> 80 <SEP> 80
<tb> Latex <SEP> de <SEP> polybutadiène <SEP> Tab. <SEP> III, <SEP> rec.L <SEP> 77 <SEP> 77
<tb> Polychloroprène <SEP> (Latex <SEP> Néoprène <SEP> 571) <SEP> 95 <SEP> 95
<tb> Monomère <SEP> interpolymérisable
<tb> Méthacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> ..................... <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> Styrol <SEP> ......................................

   <SEP> 23 <SEP> 23
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition
<tb> Méthacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80
<tb> Acide <SEP> méthacrylique <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> 
 
 EMI34.5 
 Butadiène .................................. 5 5 
 EMI34.6 
 
<tb> Diméthacrylate <SEP> d'éthylène-glycol <SEP> ... <SEP> 0.46.*. <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge
<tb> Tableau <SEP> III <SEP> ........................................

   <SEP> A <SEP> B <SEP> B
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (tableau <SEP> XII) <SEP> A <SEP> A <SEP> E <SEP> E <SEP> G <SEP> G
<tb> Allylamine <SEP> 3 <SEP> 2
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> 28 <SEP> 29 <SEP> 118 <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 200
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> 60 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 60
<tb> Résultats
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> ................................... <SEP> 600 <SEP> 650 <SEP> 280 <SEP> 440 <SEP> 400 <SEP> 340
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> %..................................... <SEP> 380 <SEP> 2400 <SEP> 750 <SEP> 585 <SEP> 980
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........,.....,......... <SEP> 41 <SEP> 77 <SEP> 61 <SEP> 72 <SEP> 56 <SEP> 81
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2 <SEP> ..................

   <SEP> 129 <SEP> 237 <SEP> 56 <SEP> 81 <SEP> 60 <SEP> 93
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> de <SEP> la <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> 82% <SEP> 46% <SEP> 56%
<tb> 
   + Agent de liaisons transversales   

 <Desc/Clms Page number 35> 

 
Le polybutadiène possède une flexibilité excellente aux bas- ses températures, de sorte qu'on l'ajoute souvent aux copolymères buta- diène-styrol. 



   Les mélanges de polymérisats indiqués au Tableau XIV ont été obtenus par mélange des latex correspondants, suivi d'une coagulation au sel et à l'acide et d'un   séchage,et.on   les a ensuite essayés après la préparation du mélange. Le pourcentage d'accroissement de la résistan- ce à la traction, qui est de 774 et 598 %, montre l'accroissement des divers composants, dépassant la résistance moyenne à la traction, que l'on obtient grâce au renforcement par charges vinyliques. 



   Les mélanges de latex obtenus de façon analogue par mélange du latex naturel et du latex de copolymères butadiène-styrol (types   GR-S),   mélanges qui servent à la fabrication du caoutchouc mousse, peuvent être renforcés par des charges vinyliques,surtout quand ils sont fabriqués sans émulsionnant, comme le montre le Tableau XXI. 



   D'autres exemples de l'action de renforcement des charges vi- nyliques sont donnés par le Tableau XV, et celui-ci explique l'effet de renforcement des nouvelles charges vinyliques sur le mélange d'un copo- lymère butadiène-styrol à forte teneur en butadiène   (75 %   et plus) (GR-S   1500)   avec un copolymère à teneur en butadiène de 20 % et moins. 



  Ce dernier est soluble dans le copolymère à plus forte teneur en buta- diène. Les mélanges de ce genre s'emploient pour fabriquer les semelles ou talons en caoutchouc, parce que le copolymère à faible teneur en bu- tadiène améliore la rigidité et l'abrasion. 



   Dans les exemples du Tableau XV, on a préparé les copolymè- res à faible teneur en butadiène grâce à une   polymérisation   en émul- sion, et on les a mélangés au latex des copolymères à forte teneur en butadiène (GR-S 1500), avec ou sans addition de charges vinyliques. 



  L'exemple comparatif du Tableau   XV   et l'exemple 7 du Tableau XXII mon- trent que la charge styrolique liée transversalement de ce dernier exem- ple produit une résistance à la traction supérieure de 141   kg/cm2   à celle de la résine styrolique non liée transversalement (résine   Plioli-   te S-3), comme le montre le Tableau XV, - voir aussi Tableau VI. 

 <Desc/Clms Page number 36> 

 



    TABLEAU XIV Elastomères mélanges avec charges vinyliques .    
 EMI36.1 
 
<tb> 



  Mélange <SEP> n  <SEP> XIV
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Polybutadiène <SEP> (Tableau <SEP> III <SEP> Recette <SEP> L) <SEP> 50
<tb> Copolymère <SEP> butadiène-styrol <SEP> (Tableau <SEP> III <SEP> Recette <SEP> M) <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> 
 
 EMI36.2 
 Copolymère butadiene-aorylonitrile + 50 Latex charge vinylique (poids sec) Quantité .....................................*................................ 20 20 Composition Méthacrylate de méthyle ............... 90 90 
 EMI36.3 
 
<tb> diméthacrylate <SEP> d'éthylène-glycol <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> charge <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> A <SEP> A
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (tableau <SEP> XII)
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> 12 <SEP> 52
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C............................

   <SEP> 30 <SEP> 60
<tb> Résultats
<tb> Allongement <SEP> % <SEP> 800 <SEP> 450
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> % <SEP> 260 <SEP> 1180
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ................................ <SEP> 52 <SEP> 70
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traotion <SEP> kg/cm2 <SEP> 115 <SEP> 155
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> 774% <SEP> (1) <SEP> 598% <SEP> (2)
<tb> 
   + (B.F.

   Goodrich Hycar 1513 - 28 parties acrylonitrile) ++ Agent de liaisons transversales (1) Le contrôle donne 13 kg/om2, moyenne des contrôles des tableaux V et VI (2) Le contrôle donne 25 kg/om2, moyenne des contrôles des Tableaux VI et VIII   

 <Desc/Clms Page number 37> 

   TABLEAU XV Combinaisons élastomère-résine vinylique renforcées par charges vinyliques   
 EMI37.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XV <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> Contrôle <SEP> -2 <SEP> Comparaison.
<tb> 



  Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> GR-S <SEP> 100 <SEP> appelé <SEP> maintenant <SEP> GR-S <SEP> 1500) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> résine <SEP> vinylique <SEP> soluble <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI37.2 
 Quantité oamo.soo.aoooo.o.o.ooooooeoo.meo.osooooo0 20 20 20 20 20 Composition Styrol .o.o.........e....oo...o.....ooo.e8..... 90 90 80 80 Butadiène .........++...........0...0............ 10 10 20 20 Résine Pliolite S-3 .........................0. 100 
 EMI37.3 
 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> résine, <SEP> tableau <SEP> III <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
<tb> Latex <SEP> de <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> insoluble <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI37.4 
 Quantité .........................................

   20 20 
 EMI37.5 
 
<tb> Composition
<tb> Styrol <SEP> ..................................... <SEP> 99.2 <SEP> 99. <SEP> 2
<tb> 
 
 EMI37.6 
 Divinylbenzol .............................. 0.8 0.8 
 EMI37.7 
 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> charge <SEP> , <SEP> Tableau <SEP> III <SEP> B <SEP> B
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> ............................ <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F
<tb> Viscosité <SEP> Mooney, <SEP> ML-4 <SEP> ........................... <SEP> 55 <SEP> 87 <SEP> 56 <SEP> 56 <SEP> 51
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C.................... <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 105
<tb> Résultats
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> ................................... <SEP> 590 <SEP> 440 <SEP> 425 <SEP> 425 <SEP> 400
<tb> 
 
 EMI37.8 
 Module 300 %..............................

   160 770 300 1020 460 
 EMI37.9 
 
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........................ <SEP> 54 <SEP> 70 <SEP> 54 <SEP> 84 <SEP> 52
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2 <SEP> .................. <SEP> 39 <SEP> 79 <SEP> 30 <SEP> 96 <SEP> 39
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> ......... <SEP> 141 <SEP> % <SEP> 216%
<tb> 
   +GR-S copolymère butadiène-styrol, marque GR-S 10-20 ++ La résine Pliolite S-3 est un produit sec de la Goodyear Tire & Rubber C . C'est une résine styrolique à 10-20 % de butadiène, et pour cette comparaison on l'a incorporée, au cylindre, dans le GR-1500. 



  +++ Agent de liaisons transversales.   

 <Desc/Clms Page number 38> 

 



   Etant demie que la charge vinylique est insoluble dans les élastomères, on peut mélanger la charge vinylique sous forme de latex avec chacun des deux composants, et coaguler l'ensemble, puis sécher, et, sous cette forme, l'ajouter, sur le cylindre, à l'autre élastomère séché. 



   On peut voir des mélanges, renforcés de façon similaire, de deux polymères élevés vulcanisables, d'après les exemples du Tableau IX, et des mélanges renforcés de polymères élevés vulcanisables et non vulcanisables, d'après les Tableaux XI-3 et XXVI. 



   Comme on peut le voir par les Tableaux XVI à XIX, les char- ges vinyliques contenant des groupes carboxyle, qui peuvent être pré- parées, soit par homopolymérisation, interpolymérisation ou polyméri- sation greffée d'un acide vinylique ou allylique, soit à partir d'un agent de liaisons transversales acide tridimensionnel, soit par réac- tion d'un dérivé d'acide sur la double liaison d'une charge vinylique partiellement insaturée, se distinguent par un effet de renforcement par- ticulièrement bon.

   On peut voir en outre, par les Tableaux XVI et XVII, l'effet favorable de l'ammoniac, ou des composés organiques d'ammonium mono-, di-, tri- ou tétrasubstitués, utilisés en même temps que ces charges vinyliques; l'ammoniac et les amines à faible poids moléculai- re donnent de meilleurs résultats que les amines à poids moléculaire éle- vé, mais ilfaut immédiatement mélanger et vulcaniser les matières, si l'on n'introduit pas simultanément des groupes nitrile. 



   Dans tous les exemples des Tableaux XVI à XIX, on a mélangé les latex des charges vinyliques à groupes carboxyle, avec les latex de l'élastomère, on a coagulé le mélange, on l'a séché et travaillé en- suit e . 

 <Desc/Clms Page number 39> 

 



    TABLEAU XVI Matières élastiques et plastiques et charges vinyliques à groupes carboxyliques qui contiennent une addition d'aminés.   
 EMI39.1 
 
<tb> 



  Mélange <SEP> n  <SEP> XVI-1 <SEP> -2-3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
<tb> Latex <SEP> d'élastomères <SEP> et <SEP> plastomères <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI39.2 
 I Caoutchouc naturel ....................0 100 
 EMI39.3 
 
<tb> IIA-1 <SEP> Polybutadiène <SEP> (Tableau <SEP> III, <SEP> Recette <SEP> L) <SEP> ..... <SEP> 100
<tb> IIA-2 <SEP> GR-S+1500 <SEP> (Tableau <SEP> III <SEP> Recette <SEP> M) <SEP> ........ <SEP> 100
<tb> IIB-1 <SEP> Polychloroprène <SEP> (Néoprène <SEP> 571) <SEP> ................. <SEP> 100
<tb> IIB-2 <SEP> Copolymère <SEP> butadiène-acrylonitrile <SEP> (Hycar <SEP> 1514) <SEP> 100
<tb> III <SEP> Copolymère <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> vinyle <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> vinylidène
<tb> 
 
 EMI39.4 
 (Dow Latex 774B) .......o...e..o...oo.o...o... 100 Latex de charge vinylique (poids sec) Quantité ............................................

   20 20 20 20 20 20 
 EMI39.5 
 
<tb> Composition
<tb> Acide <SEP> acrylique <SEP> .................................. <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> 
 
 EMI39.6 
 Acide méthacrylique .............................. 10 Styrol ........................................... 78 78 80 78... 80 80 Butadiène .......................................e 2 2 2 Divinylbenzène ................................... 10 10 10 10 10 10 
 EMI39.7 
 
<tb> ( <SEP> Agent <SEP> de <SEP> liaisons <SEP> transversales)
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> (Tab. <SEP> III) <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> A <SEP> A
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> .............................. <SEP> A <SEP> C <SEP> E <SEP> G <SEP> E
<tb> Allylamine <SEP> .........................................

   <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> 
 
 EMI39.8 
 Viscosité Mooney ML-Q............................... 29 36 46 200 59 
 EMI39.9 
 
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ..................... <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 60
<tb> Résultats
<tb> Allongement <SEP> % <SEP> ....................................... <SEP> 725 <SEP> 1155 <SEP> 825 <SEP> 345 <SEP> 560 <SEP> 60
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> % <SEP> ........................................ <SEP> 500 <SEP> 170 <SEP> 375 <SEP> 1580 <SEP> 580
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........................... <SEP> 54 <SEP> 49 <SEP> 63 <SEP> 72 <SEP> 60
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/om2 <SEP> .....................

   <SEP> 321 <SEP> 73 <SEP> 262 <SEP> 134 <SEP> 130 <SEP> 167
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction............ <SEP> 47% <SEP> 550% <SEP> 1633% <SEP> 68% <SEP> 325% <SEP> 94%
<tb> 
   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ 89 parties copolymère chlorure de vinyle-chlorure de vinylidène, avec 20 parties de phtalate d'octyle comme plastifiant. 



  +++ Isoprène au lieu du butadiène.   

 <Desc/Clms Page number 40> 

 



    TABLEAU XVII Charges vinyliques à groupes carboxyle avec addition d'amine comme auxiliaire de renforcement   
 EMI40.1 
 Mélange n  .:RiVII Contrôle -1 -2 -3 -4 -5 6 -7 -8 -9 -10 -11 
 EMI40.2 
 
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> GR-S+ <SEP> 1500 <SEP> (Tab.III <SEP> recette <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition <SEP> ++
<tb> Mélange
<tb> Recette-Tableau <SEP> XII) <SEP> F <SEP> I <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C
<tb> Dérivés <SEP> d'ammoniac <SEP> 0
<tb> Ammoniac <SEP> aqueux <SEP> (28 <SEP> %)

   <SEP> ......... <SEP> 4
<tb> Allylamine <SEP> 3
<tb> n-propylamine <SEP> .................. <SEP> 3
<tb> di-n-propylamine <SEP> 3
<tb> isopropylamine <SEP> ................. <SEP> 3
<tb> diisopropylamine <SEP> ................
<tb> diallylamine <SEP> ....................
<tb> tri-n-butylamine <SEP> 6
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> triméthylbenzylammonium <SEP> à <SEP> 50 <SEP> % <SEP> ......... <SEP> 10
<tb> n-isopropylgluoamine <SEP> 6
<tb> 
 
 EMI40.3 
 Viscosité MooneyML-4 ........... 37 60 46 44 44 41 44 43 45 46 47 56 
 EMI40.4 
 
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ..

   <SEP> 90 <SEP> 120 <SEP> 90 <SEP> 45 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 45 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60
<tb> Résultats
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> 320 <SEP> 330 <SEP> 850 <SEP> 720 <SEP> 650 <SEP> 650 <SEP> 655 <SEP> 720 <SEP> 755 <SEP> 730 <SEP> 750 <SEP> 780
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> %..................... <SEP> 160 <SEP> 1800 <SEP> 330 <SEP> 550 <SEP> 445 <SEP> 495 <SEP> 490 <SEP> 380 <SEP> 440 <SEP> 330 <SEP> 330 <SEP> 330
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ......,. <SEP> 39 <SEP> 46 <SEP> 55 <SEP> 63 <SEP> 65 <SEP> 60 <SEP> 63 <SEP> 58 <SEP> 62 <SEP> 58 <SEP> 58 <SEP> 59
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2..

   <SEP> 15 <SEP> 143 <SEP> 191 <SEP> 225 <SEP> 210 <SEP> 212 <SEP> 235 <SEP> 228 <SEP> 219 <SEP> 199 <SEP> 166 <SEP> 173
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à
<tb> la <SEP> traction <SEP> 844% <SEP> 1165% <SEP> 1390% <SEP> 1288% <SEP> 1300% <SEP> 1456% <SEP> 1407% <SEP> 1351% <SEP> 1216% <SEP> 997% <SEP> 1044%
<tb> 
   + Copolymère butadiène-styrol, marque GR-S Copolymère d'émulsion, 78 parties styrol, 10 parties acide acrylique, 2 parties isoprène, 10 parties divinylbenzène (agent de liaisons transversales). Polymérisé suivant Tab. III recette F. A été utilisé dans tous les exemples , excepté mélanges 9-11, dans lesquels on a mis 2 parties d'acide méthacrylique au lieu des 2 parties acide acrylique.   

 <Desc/Clms Page number 41> 

 



    TALEAU XVIII Variation de la durée de vulcanisation en fonction de la teneur en carboxyle des charges vinyliques   
 EMI41.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XVIII <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4
<tb> 
 
 EMI41.2 
 Latex:élastomère (poids sec) 
 EMI41.3 
 
<tb> GR-S+ <SEP> 1500 <SEP> (Tableau <SEP> III <SEP> Recette <SEP> M) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI41.4 
 Quantité o e ............... 20 20 20 20 20 20 Composition Styrol ..0................0...0................... 89 88 87 85 80 Acide méthacrylique .............................. 1 2 3 5 10 Divinylbenzène ++ ................................

   10 10 10 10 10 
 EMI41.5 
 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (tableau <SEP> III) <SEP> ............................. <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
<tb> 1,2-dihydro-2,2,4-triméthylquinoline <SEP> .............. <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> Phénylbetanaphtylamine <SEP> ............................ <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> Amitrile <SEP> I.P. <SEP> +++ <SEP> ................................ <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> Viscosité <SEP> Mooney, <SEP> ML-4 <SEP> ............................ <SEP> 37 <SEP> 49 <SEP> 49 <SEP> 48 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ....................

   <SEP> 90 <SEP> 30 <SEP> 45 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 90
<tb> Résultats
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> ...................................... <SEP> 320 <SEP> 740 <SEP> 690 <SEP> 720 <SEP> 650 <SEP> 700
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> % <SEP> ......................................... <SEP> 160 <SEP> 475 <SEP> 500 <SEP> 480 <SEP> 550 <SEP> 530
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ............................ <SEP> 39 <SEP> 62 <SEP> 62 <SEP> 65 <SEP> 65 <SEP> 64
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction, <SEP> kg/cm2 <SEP> ..................... <SEP> 15 <SEP> 215 <SEP> 218 <SEP> 218 <SEP> 211 <SEP> 220
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> .............

   <SEP> 1320% <SEP> 1342% <SEP> 1342% <SEP> 1295% <SEP> 1353
<tb> 
   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ Agent de liaisons transversales +++ l'Amitrile I.P. est l'alpha-isopropylaminopropionitrile   

 <Desc/Clms Page number 42> 

   TABLEAU XIX   
 EMI42.1 
 Influenpe de la proportion de divinylbel1zène dans les charges ZiaLlig, , a, groupes ca""bo:x:

  yl.L.9....?.!?.' 
 EMI42.2 
 
<tb> Mélange <SEP> DO <SEP> XIX <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> GB-S <SEP> 1500 <SEP> (Tableau <SEP> III, <SEP> recette <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition
<tb> Styrol <SEP> ....................................

   <SEP> 94 <SEP> 93 <SEP> 92 <SEP> 90 <SEP> 87 <SEP> 85
<tb> Acide <SEP> méthacrylique <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
<tb> Divinyibenzène <SEP> (DVB) <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 8 <SEP> 10
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
<tb> Amitrile <SEP> I.P................................. <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ........................ <SEP> 37 <SEP> 52 <SEP> 50 <SEP> 51 <SEP> 53 <SEP> 55 <SEP> 59
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ...............

   <SEP> 90 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60
<tb> Résultats
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> 320 <SEP> 800 <SEP> 750 <SEP> 780 <SEP> 710 <SEP> 690 <SEP> 680
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> % <SEP> ................................. <SEP> 160 <SEP> 440 <SEP> 440 <SEP> 445 <SEP> 555 <SEP> 475 <SEP> 560
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> .....,............. <SEP> 39 <SEP> 61 <SEP> 59 <SEP> 63 <SEP> 63 <SEP> 64 <SEP> 63
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2 <SEP> 15 <SEP> 126 <SEP> 139 <SEP> 191 <SEP> 193 <SEP> 194 <SEP> 214
<tb> 
 
 EMI42.3 
 % accroissement résistance à la traction ..... 732% 8l6% ll60% 1179% 1186% 1319%   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ Agent de liaisons transversales.   

 <Desc/Clms Page number 43> 

 



   Le Tableau XIX montre l'influence de la proportion d'agent de liaisons transversales, dans le cas présent le divinylbenzène, sur les propriétés des charges vinyliques et l'effet renforçant de ces charges à groupes carboxyle dans le caoutchouc synthétique. 



   Pour obtenir une résistance à la traction de 211 kg/cm2 avec un produit vulcanisé de copolymérisat butadiène-styrol (GR-S 1500), cette charge doit contenir environ 10 % de divinylbenzène. Toutefois la teneur en agent de liaisons transversales nécessaire pour obtenir les effets maxima, à laquelle les propriétés de renforcement doivent être attribuées, n'est pas la même pour toutes les charges vinyliques. 



   Par exemple, une charge vinylique préparée à partir du vinyl- toluène n'a besoin que d'environ 5% de divinylbenzène pour présenter les propriétés renforçantes maxima. 



   Les charges contenant des groupes carboxyliques améliorent aussi les propriétés des élastomères vulcanisables contenant des hydro- carbures diéniques (Tableau IX) et des élastomères thermoplastiques (Tableau XVI). 



   On voit l'influence favorable des groupes carboxyle incorpo- rés dans les charges vinyliques, en comparant l'exemple 6 du Tableau XVI avec les exemples 1 et 2 du Tableau X. Le renforcement d'un plas- tomère non vulcanisable, par une charge vinylique à groupes carboxyle, est supérieur de près de 50 % à celui obtenu par une charge vinylique ne contenant pas de groupes carboxyle. 



   Le Tableau XVI (exemple 1) montre encore que le renforcement d'un caoutchouc naturel à l'aide d'une charge vinylique animée est es- sentiellement le même que celui obtenu à l'aide de la charge vinylique polaire beaucoup plus coûteuse, suivant Tableau   IX,   exemple 2, et que, suivant l'exemple 3 (Tableau XVI), le renforcement du copolymère buta- diène-styrol (GR-S 1500) par la charge vinylique   à   groupes carboxyle, à l'aide de l'amine, est plus grand que celui obtenu avec la charge vi- nylique polaire coûteuse de l'exemple 2 (Tableau VI). 



  * On peut voir en outre par le Tableau   XVII   que, tandis que   les:amines   (exemples 2 à 8 ) ne présentent pas de différences dans la dureté et la résistance à la traction du produit vulcanisé, toutes ac- croissent l'effet des charges vinyliques à groupes carboxyle, contrai- rement à l'exemple 1 dans lequel on n'a pas utilisé d'amine. 



   Enfin, le Tableau XVIII montre qu'un abaissement de 10 à 1% de la teneur en carboxyle de la charge vinylique ne produit pas de di- minution notable de l'effet de renforcement, dans le cas où une amine est en même temps présente. Cette constatation permet de conclure qu'il est encore possible d'abaisser davantage la teneur en groupes carboxyle, jusqu'à un point où elle n'allongerait plus notablement le temps de vulcanisation, l'effet favorable étant cependant conservé. 



   Le Tableau XX Montre l'effet de renforcement que l'on peut obtenir avec les charges renforçantes polaires dans le cas du caout- chouc naturel, en fonction de la nature de l'agent de liaisons trans- versales existant dans ces charges. 



   Quand on utilise une charge vinylique polaire à base   d'acry-   lonitrile polymère, il faut préférer, comme agents de liaisons transver- sales, le diméthacrylate d'éthylène-glycol ou l'acrylate d'allyle, plu- tôt que le divinylbenzène. 



   Avec une charge vinylique dans laquelle le composant po- laire est le méthacrylate de méthyle, l'agent de liaisons transversa- 
 EMI43.1 
 ¯I.J,.,"" J 1f C.......)-("'. j""":Y 

 <Desc/Clms Page number 44> 

 les exerce seulement une faible influence sur la propriété que possè- dent les charges vinyliques de renforcer le caoutchouc naturel. 



   Mais dans tous les cas, la charge vinylique améliore nota- blement la résistance à la traction, déjà notable, du caoutchouc naturel. 



  Cela doit souvent être attribué à la tendance à cristalliser que possè- de le caoutchouc naturel. 



   Mais d'après les observations faites sur le caoutchouc natu- rel, on ne pouvait prévoir que les charges vinyliques augmenteraient la résistance à la traction, généralement beaucoup plus faible, des poly- mères élevés synthétiques (élastomères) qui ne présentent pas cette ca-   ractéristique   de cristallisation;

   on ne pouvait pas davantage prévoir qu'une charge vinylique qui renforce un élastomère synthétique pourrait renforcer encore un caoutchouc naturel auto-renforçant* 

 <Desc/Clms Page number 45> 

   TABLEAU XX Caoutchouc naturel renforcé par des charges vinyliques polaires contenant différents agent de liaisons transversales   
 EMI45.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XX <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
<tb> Latex <SEP> caoutchouc <SEP> et <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Caoutchouc <SEP> naturel <SEP> ...................... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> .....................................

   <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition
<tb> Acrylonitrile <SEP> ............................... <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95
<tb> Méthacrylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> ..................... <SEP> 99 <SEP> 90 <SEP> 90
<tb> divinylbenzène <SEP> + <SEP> ............................ <SEP> 5 <SEP> 1.0
<tb> Diméthacrylate <SEP> d' <SEP> éthylène-glycol <SEP> + <SEP> ......... <SEP> 5 <SEP> 10
<tb> Acrylate <SEP> d'allyle <SEP> ......................... <SEP> 5 <SEP> 10
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> 
<tb> (Tableau <SEP> III) <SEP> .............................. <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> A++ <SEP> A++ <SEP> A++
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> XII) <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> .........................

   <SEP> 31 <SEP> 66 <SEP> 68 <SEP> 68 <SEP> 50 <SEP> 52 <SEP> 59
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 30 <SEP> 45 <SEP> 30 <SEP> 45 <SEP> 48
<tb> Résultats
<tb> Allongement <SEP> % <SEP> .................................. <SEP> 820 <SEP> 770 <SEP> 790 <SEP> 795 <SEP> 730 <SEP> 825 <SEP> 765
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> % <SEP> ................................... <SEP> 200 <SEP> 420 <SEP> 440 <SEP> 500 <SEP> 510 <SEP> 350 <SEP> 440
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> .................. <SEP> 37 <SEP> 58 <SEP> 56 <SEP> 59 <SEP> 57 <SEP> 54 <SEP> 49
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction, <SEP> kg.cm2 <SEP> 218 <SEP> 278 <SEP> 336 <SEP> 323 <SEP> 268 <SEP> 271 <SEP> 279
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction........

   <SEP> 54% <SEP> 48% <SEP> 23% <SEP> 21% <SEP> 26%
<tb> 
   + Agent de liaisons transversales ++ Recette A, sauf 5 parties Santomerse - 3 et 0,5 parties hydroperoxyde de diisopropylbenzène   

 <Desc/Clms Page number 46> 

 
Le tableau XXI montre l'effet de renforcement des charges vinyliques qui ont été obtenues par interpolymérisation ou polymérisa- tion greffée, et qui se distinguent par le bon marché de leur fabrica- tion. 



   L'effet favorable de ces charges vinyliques apparaît sur- tout dans la comparaison entre les exemples du Tableau XXI et ceux du Tableau XVIII. Par ce dernier, on peut voir que, si l'on abaisse de 10 à 1 % les groupes carboxyle, la valeur de la résistance à la traction change à peine, mais que la durée de vulcanisation est abaissée de 90 à 30 minutes. 



   Les charges vinyliques utilisées dans le Tableau   XVIII   con- tiennent les groupes carboxyle distribués uniformément dans toute la masse. Par contre, les groupes carboxyle des charges vinyliques utili- sées dans le Tableau XXI sont distribuées à la surface de leurs particu- les. Pour obtenir ces charges vinyliques, on a polymérisé par greffe des monomères vinyliques carboxylés sur des particules de polymérisat styrol-divinylbenzène déjà insolubles, et dans les exemples 7, 6, 5, on a utilisé dix, cinq et quatre parties de ce monomère. Les charges viny- liques obtenues de cette manière présentent à leur surface les groupes carboxyle à une concentration bien plus grande que les charges vinyli- ques du Tableau XVIII; leur quantité est si grande qu'ils nécessitent 90 minutes de vulcanisation.

   En outre, on constate que l'effet augmente si l'on diminue de 10 à 4 parties ces quantités en excès. On peut en déduire qu'en abaissant encore la teneur en composants à groupes carbo- xyle, dans les charges vinyliques à polymérisation greffée, on ne dimi- nuerait pas le renforcement possible, mais que peut-être on pourrait même l'augmenter encore. 

 <Desc/Clms Page number 47> 

 



    TABLEAU XXI GR-S+ avec charges vinyliques interpolymères préparées en 2 étapes   
 EMI47.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XXI <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6 <SEP> -7
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> GR-S+ <SEP> 1500 <SEP> (Tableau <SEP> III <SEP> Recette <SEP> M) <SEP> ........... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI47.2 
 Quantité .o.......... 20 20 20 20 20 20 20 
 EMI47.3 
 
<tb> Composition
<tb> Etape <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> 1
<tb> Styrol <SEP> .................................... <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 61 <SEP> 60 <SEP> 50
<tb> 
 
 EMI47.4 
 Divinylbenzène ++ .........................

   10 10 10 10 8 8 8 Etape de polymérisation 2 Styrol ....O.............................é8 25 25 30 
 EMI47.5 
 
<tb> Acide <SEP> méthacrylique <SEP> ....................... <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 10
<tb> Vinyltoluène <SEP> .............................. <SEP> 5
<tb> Diméthacrylate <SEP> d'éthylène-glycol <SEP> ++ <SEP> 5 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 
<tb> Divinylbenzène <SEP> ++ <SEP> ......................... <SEP> 5
<tb> Acrylate <SEP> d'allyle <SEP> ........................... <SEP> 5
<tb> Cyanurate <SEP> triallylique <SEP> ...................... <SEP> 10
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge
<tb> (Tableau <SEP> III) <SEP> ................................ <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> XII) <SEP> ...........................

   <SEP> F <SEP> K <SEP> K <SEP> K <SEP> K <SEP> K <SEP> K <SEP> K
<tb> 
 
 EMI47.6 
 Amitrile I.P.................................... 2 2 2 
 EMI47.7 
 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney. <SEP> ML-4 <SEP> 37 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 48 <SEP> 45 <SEP> 51 <SEP> 51 <SEP> 55
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141  <SEP> C <SEP> ................. <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90
<tb> Résultats
<tb> Allongements, <SEP> % <SEP> ................................. <SEP> 320 <SEP> 650 <SEP> 620 <SEP> 650 <SEP> 600 <SEP> 630 <SEP> 640 <SEP> 660
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> % <SEP> .................................... <SEP> 160 <SEP> 420 <SEP> 435 <SEP> 440 <SEP> 450 <SEP> 535 <SEP> 520 <SEP> 540
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........................

   <SEP> 39 <SEP> 61 <SEP> 63 <SEP> 63 <SEP> 62 <SEP> 67 <SEP> 69 <SEP> 70
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2 <SEP> .................. <SEP> 15 <SEP> 163 <SEP> 186 <SEP> 157 <SEP> 150 <SEP> 219 <SEP> 220 <SEP> 202
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> 994% <SEP> 1150% <SEP> 957% <SEP> 904% <SEP> 1372% <SEP> 1327% <SEP> 1254%
<tb> 
   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ Agent de liaisons transversales   

 <Desc/Clms Page number 48> 

 
En comparant les charges acides (exemples XXI-5, -6, -7) avec les charges vinyliques non acides (exemples XXI-1 à -4), on peut constater que les premières donnent même de meilleurs résultats que les charges vinyliques ne contenant pas de groupes carboxyle,

   résultat qui est en harmonie avec les résultats trouvés pour les charges vinyliques obtenues par copolymérisation. 



     L'exempte   XXI-2 montre en outre qu'une charge vinylique apo- laire à polymérisation greffée renforce le copolymère apolaire butadiène- styrol (GR-S 1500), tout autant que certaines charges vinyliques polaires à polarisation greffée. Quand on compare avec l'exemple 3 du Tableau I, dans lequel la charge vinylique est constituée par du vinyltoluène lié transversalement par le divinylbenzène, et avec l'exemple 1 du Tableau VI, dans lequel la charge vinylique se compose d'un styrol lié transver- salement par le divinylbenzène, on voit qu'avec une charge vinylique à polymérisation greffée, tout en utilisant moins de vinyltoluène avec le styrol et le divinylbenzène, on obtient un renforcement plus grand qu'avec aucune des autres charges vinyliques polaires. 



   Le Tableau XXI-A montre que des charges vinyliques à bon effet de renforcement peuvent également être obtenues en injectant dans les charges vinyliques un latex d'élastomère ou de caoutchouc naturel prépa- ré à l'avance. La quantité de latex d'élastomère utilisée, avec les charges vinyliques utilisées dans le Tableau   XXI-A,   reste faible; mais on peut l'augmenter sans que les propriétés de liaison transversale des charges vinyliques soient excessivement réduites. 



   On peut aussi voir par ce tableau que la greffe se fait sen- tir dans les propriétés de renforcement, dans une mesure bien plus gran- de que les modifications de caractère du noyau de la charge vinylique. 



   On peut voir par le Tableau XXII l'effet de renforcement des charges vinyliques sans émulsionnant. Ce groupe de charges vinyliques convient particulièrement bien pour être ajouté à ceux des polymères élevés qui doivent présenter de bonnes caractéristiques électriques, et aussi partout: où la présence d'un émulsionnant est gênante. 

 <Desc/Clms Page number 49> 

 



    TABLEAU XXII Charges vinyliques sans émulsionnant et comparaisons,   
 EMI49.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XXII <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -6 <SEP> -7 <SEP> -8
<tb> Latex <SEP> caoutchouc <SEP> et <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI49.2 
 Caoutchouc naturel ............... 100 
 EMI49.3 
 
<tb> Polychloroprène <SEP> (Latex <SEP> Néoprène <SEP> 571) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> GR-S+ <SEP> 1500 <SEP> (Tabo <SEP> III, <SEP> recette <SEP> M) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> mélange <SEP> (1)
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> 
 
 EMI49.4 
 Quantité 000............... 20 20 20 20 20 20 20 Composition Styrol ..ooooe..oooooo.eso.o.e.oooe.ee.ooooo000 96 96 99 98 98 98 98 Acide méthacrylique e.o.o.o.sooo...osoosoooooe.

   2 2 N-t-butyl-acrylamide .......................0.. 1 Divinylbenzène ++............................. 2 2 1 1 1 2 2 N,N-diallylmélamine ......................... 
 EMI49.5 
 
<tb> 



  Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> sans <SEP> émulsionnant
<tb> (tableau <SEP> III) <SEP> ...................... <SEP> G <SEP> G <SEP> G <SEP> G <SEP> I <SEP> G
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> (Tableau <SEP> III)
<tb> avec <SEP> émulsionnant <SEP> ................................ <SEP> A <SEP> +++ <SEP> 
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (-Tableau <SEP> XII) <SEP> ......................... <SEP> A <SEP> E <SEP> G <SEP> G <SEP> G <SEP> E <SEP> E <SEP> E
<tb> Allylamine <SEP> ..................................... <SEP> 1. <SEP> 5 <SEP> 2. <SEP> 0
<tb> 
 
 EMI49.6 
 Viscosité Mooney ML-4 du mélange ..0............

   12 43 200 200 200 47 53 48 
 EMI49.7 
 
<tb> Temps <SEP> de <SEP> vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30
<tb> Résultats
<tb> 
 
 EMI49.8 
 Allongements............................... 705 580 365 400 480 830 900 890 Module 300 % 0.............................0... 430 460 1535 1200 904 222 390 290 Dureté, duromètre Shore A ......e.e......o...eo 54 62 70 60 69 48 54 48 
 EMI49.9 
 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction, <SEP> kg/cm2 <SEP> ..............

   <SEP> 240 <SEP> 117 <SEP> 128 <SEP> 98 <SEP> 172 <SEP> 58 <SEP> 180 <SEP> 139
<tb> pour <SEP> contrôle, <SEP> voir <SEP> tableau- <SEP> exemple <SEP> IC-C <SEP> VI-C <SEP> VII-C <SEP> VII-C <SEP> VII-C <SEP> VI-C <SEP> VI-C <SEP> VI-C
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> 10 <SEP> % <SEP> 677% <SEP> 61% <SEP> 23% <SEP> 27% <SEP> 286% <SEP> 1090% <SEP> 818%
<tb> 
   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ Agent de liaisons transversales +++ 6 parties au lieu de 10 parties Santomerse-3 (1) On a mélangé des parties égales des combinaisons de latex de charges vinyliques et de GR-S XXII-6 et XXJII-7, puis on   
 EMI49.10 
 a coagulé et vulcanisé.

   Il est remarquable que ces mélanges de particules de chs.rge vinylique de grosseur colloïdale relativement petite, ont donné une résistance à la traction supérieure de 11% à la valeur moyenne des deux composants. 



  1 \.J.) -. . \...'.\....0 1 u 

 <Desc/Clms Page number 50> 

   TABLEAU XXI - A   
 EMI50.1 
 GR-S + J.'OI l forg<3¯jLa}.'¯(l!,¯i3- "riu,yli9..u80 z 1 =gt e oeoey< .. J 
 EMI50.2 
 &2ë1 allLP n. XXI-A COLltrôle -1 -2 -3 #### -5 Latex lastorn,:xt (à'Jidx sec) 
 EMI50.3 
 
<tb> GR-S <SEP> 1500 <SEP> (tableau <SEP> III <SEP> Recette <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition <SEP> ++
<tb> Latex <SEP> de <SEP> caoutchouc <SEP> naturel <SEP> .................. <SEP> 5
<tb> Latex <SEP> GR-S <SEP> 1500 <SEP> ++ <SEP> .............................. <SEP> 5
<tb> Latex <SEP> polybutadiène <SEP> ++ <SEP> (Tableau <SEP> III <SEP> Recette <SEP> L) <SEP> ..

   <SEP> 5
<tb> Latex <SEP> polychloroprène <SEP> ++ <SEP> (1) <SEP> ....................
<tb> 



  Latex <SEP> butadiène-acrylonitrile <SEP> ++ <SEP> (2)
<tb> Monomère <SEP> vinylique
<tb> Styrol <SEP> .......................................... <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80
<tb> Acide <SEP> Méthacrylique <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Divinylbenzene <SEP> +++.............................. <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> ............................ <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
<tb> 
 
 EMI50.4 
 alpha-isopropylaminopropionitrile ................ 4 
 EMI50.5 
 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ............................

   <SEP> 37 <SEP> 45 <SEP> 49 <SEP> 46 <SEP> 48
<tb> Temps <SEP> de <SEP> vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141  <SEP> C <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 75 <SEP> 60 <SEP> 30
<tb> Résultats
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> ................................... <SEP> 320 <SEP> 715 <SEP> 710 <SEP> 745 <SEP> 735 <SEP> 790
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> %..................................... <SEP> 160 <SEP> 465 <SEP> 430 <SEP> 400 <SEP> 420 <SEP> 370
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........................

   <SEP> 39 <SEP> 64 <SEP> 61 <SEP> 60 <SEP> 62 <SEP> 58
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction., <SEP> kg/cm2 <SEP> 15 <SEP> 192 <SEP> 192 <SEP> 192 <SEP> 207 <SEP> 196
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> ll67% <SEP> 1169% <SEP> 1169% <SEP> 1272% <SEP> 1197%
<tb> 
   + Copolyruère butadiène-styrol marque GR-S ++ (rapporté au poids sec) +++ Agent de liaisons transversales (1) Latex néop@@@ fabricant-. E.I. du Pont de Nemours & Co . 



  (2) Latex Hycar 1514, fabricant : B. F. Goodrich.   

 <Desc/Clms Page number 51> 

 



   La charge vinylique à base de N-t-butyl-acrylamide, utili- sée dans l'exemple 4, est un type de charge vinylique amide sans émul- sionnant, qui , dans une certaine mesure, renforce un polymère élevé polaire, comme par exemple le polychloroprène. Une charge vinylique de ce genre, à polarité aussi élevée, convient pour renforcer les matières synthétiques thermoplastiques ou durcissables. 



   Comme exemple d'une charge vinylique sans émulsionnant, avec groupes amine basiques, on a cité la   N,N-diallylmélamine,   (exemple 
5); les charges vinyliques de ce genre conviennent pour renforcer le ca- outchouc naturel, les matières synthétiques vulcanisables et non vulca-   nisables.   



   La grosseur de particules des charges vinyliques sans émul- sionnant est déterminée pour la plus petite part par la solubilité des monomères dans l'eau, par la distribution des monomères dans l'eau et l'effet d'ionisation des sels solubles, mais elle est déterminée pour la plus grande part par le nombre des radicaux libres initiateurs de poly- mérisation présents, car chacun de ceux-ci, s'il est actif, libérera une particule. C'est pourquoi, en diminuant la quantité du catalyseur dans la recette qui a été utilisée pour obtenir les exemples du Tableau XXI, on obtient de grosses particules, jusqu'au moment   où,   finalement, elles deviennent si grosses qu'elles ne peuvent plus être maintenues en suspension par le mouvement Brownien, et ne constituent plus des charges vinyliques très actives. 



   Dans la préparation des charges vinyliques très actives sans émulsionnant, il faut choisir la teneur en eau du latex de façon telle que les particules de la charge vinylique ne s'agglomèrent pas et ne commencent pas à se coaguler avec un effet de durcissement apparent. 



  Dès que cela se produit, il faut un surcroît de dilution dans la prépa- ration du latex, ou une correction de la concentration d'ions de celui- ci, ou ces deux mesures à la fois. 



   Du fait que l'on peut, d'une part grossir les particules colloïdales en faisant varier la quantité de catalyseur, et d'autre part limiter leur grosseur ou la réduire en utilisant différentes quan- tités d'émulsionnants, on peut obtenir des latex de charges vinyliques plus ou moins laiteux ou plus ou moins transparents. Lorsqu'il faut obtenir un effet pigmenté, on utilise des charges vinyliques à particu- les plus grosses, tandis que pour les effets de transparence, on emploie des charges vinyliques à petites particules. 



   Sur les figures, on a représenté quatre grosseurs de char- ges vinyliques. Fig. 1 montre des particules de charges vinyliques gros- ses, figo 2 des particules demi-grosses, fig.3 des particules demi-fines et figo 4 des particules fines. Fig. 5 montre un caoutchouc naturel ren- forcé par des particules de charge vinylique suivant fig. 2, et fig. 6 un caoutchouc synthétique à base de butadiène-styrol (GR-S 1500) renfor- cé par une charge vinylique suivant fig. 6. 



   Les microphotographies électroniques - figs. 1 à 4 - ont été prises sur le latex de charge vinylique desséché, sous forme de vues d'om- bres, avec application de la technique d'examen dans le vide poussé, avec palladium vaporisé, et sont agrandies 48.000 fois. 



     Figso   1 et 2 montrent les grosses particules de charge vi- nylique, qui ont été obtenues par polymérisation des monomères dans l'eau en l'absence d'émulsionnant, sous forme de latex stables (Tableau XXIII). 



  Par suite de leurs particules grossières, les latex étaient laiteux. 

 <Desc/Clms Page number 52> 

 



   Figs. 3 et 4 montrent de petites particules d'une charge vinylique dont le latex a été obtenu grâce à une polymérisation en émulsion (Tableau XXIII). Le latex de la charge vinylique suivant fig. 



  3 est un peu trouble, celui de la charge vinylique suivant fig.   4   par contre, est limpide. Ce dernier s'emploie dans tous les cas où il s'a- git de renforcer des polymères élevés transparents. 



   Le caoutchouc naturel renforcé suivant fig. 5 a été obtenu par mélange des latex de caoutchouc naturel et charge vinylique, coa- gulation, séchage et broyage, et par congélation à l'azote liquide et pulvérisation. Fig. 5 montre que la charge vinylique est bien distribuée dans le caoutchouc. 



   Fig. 6 montre la bonne'distribution de la charge vinylique, qui a été incorporée au caoutchouc synthétique de la même manière. 



   Les charges vinyliques suivant la présente invention se distinguent donc par leur grosseur de particules visible au microscope électronique, et leur insolubilité. 



   Les exemples du Tableau XXIV montrent l'effet de renforce; ment des charges   vinyliques   contenant des liaisons   insaurées,   qui ont été soumises à un traitement chimique ultérieur. 



   Du fait que l'on peut contrôler le degré du caractère insa- turé de la charge vinylique lors de sa préparation, et par suite l'am- pleur de la modification chimique, on peut obtenir des charges vinyli- ques modifiées chimiquement, ayant des propriétés modifiées. 



   Le caractère insaturé des charges vinyliques peut être ob- tenu par copolymérisation ou interpolymérisation, ou encore avec des mé- langes de polymérisats, lorsque la charge vinylique est un hydrocarbure diénique, ou contient un de ceux-ci. Etant donné que la charge viny- lique doit être   "fixe",   la teneur en diènes doit être de 22% ou moins, par exemple dans le cas d'une charge vinylique à base de butadiène et de styrol, et la polymérisation doit être poussée assez loin pour que la charge vinylique, grâce au monomère qui produit simultanément des liaisons transversales - par exemple le divinylbenzol - devienne inso- luble, mais que les doubles liaisons locales restent conservées.

   Dans ces charges vinyliques qui contiennent des   liais.ons   insaturées, on peut introduire de l'oxygène, des halogènes et du soufre, ce qui peut modi- fier les propriétés chimiques et physiques, d'autant plus que ces corps peuvent participer à de nouvelles réactions, telles qu'amidation, hydro- lyse, oxydation, réduction, neutralisation, estérification, etc.. 



   Ce traitement chimique ultérieur des charges vinyliques se fait de préférence dans la charge vinylique émulsionnée dans l'eau, donc dans le latex de charge vinylique. 



   Malgré l'insolubilité des charges vinyliques, ces réactions peuvent avoir lieu, car par suite de la grosseur colloïdale de particu- les des charges vinyliques, le rapport de la surface au volume, et par suite l'énergie superficielle, est suffisante. 



   Une oxydation peut avoir lieu grâce à un oxydant soluble dans l'eau, tel que le permanganate de potassium, ou bien avec emploi de l'oxygène ou de l'air en présence dtun catalyseur au cobalt, ou à l'ai- de de bioxyde d'hydrogène. 



   Comme exemple d'une charge vinylique modifiée chimiquement, on a choisi, dans le Tableau   XXIV,   une charge vinylique à polymérisa- tion greffée dont le noyau est constitué par un noyau colloïdal dur, insoluble et infusible, sur lequel on a greffé un revêtement mou, du 

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 genre caoutchouc, constitué par un polymère lié transversalement, ce qui toutefois n'est pas absolument nécessaire, car le noyau de la particule de charge vinylique est aussi insoluble. Cette charge vinylique insaturée a été traitée par le bromeo La réaction chimique se fait très vite, si   l'on   chauffe les deux composants, brome et charge vinylique, en présence d'ammoniac, dans un récipient clos, à environ   100 Co   En une nuit, la réaction est achevée, et le brome est en majeure parti éliminé. 



   On a traité de cette manière une charge vinylique carboxylée bromée par une lessive de soude, suivant exemple 6 (Tableau XXIV), on lalà chauffée à environ 100 C dans un récipient clos et on l'a laissé   repo-   ser une nuit. Ensuite, on a enlevé le brome de la charge vinylique.

   La charge vinylique bromée traitée par la lessive de soude est hydrophile et hydrocarburophobe, et produit un faible renforcement des copolymères butadiène-styrol du type GR-S 
Les propriétés hydrophiles des charges vinyliques bromées traitées par la lessive de soude sont encore démontrées par la facilité avec laquelle le latex bromé forme un précoagulum dur, s'il n'a pas été dilué, avant le traitement par la lessive de soude, avec environ 10 par- ties d'eauo 

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   TABLEAU XXIV Traitement chimique des charges vinyliques insaturées   
 EMI54.1 
 
<tb> Mélange <SEP> n  <SEP> XXIV <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> GR-S <SEP> 1500 <SEP> (Tableau <SEP> III <SEP> Recette <SEP> M) <SEP> .............

   <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition
<tb> Etape <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> 1
<tb> Styrol <SEP> ..................................... <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70
<tb> Acide <SEP> méthacrylique <SEP> ........................ <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Divinylbenzène <SEP> ++......................... <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9
<tb> Etape <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> 2
<tb> Isoprène <SEP> ................................... <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Divinylbenzène <SEP> ++ <SEP> ..........................

   <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 
<tb> Traitement <SEP> chimique, <SEP> étape <SEP> 3
<tb> Brome <SEP> ...................................... <SEP> 5. <SEP> 7 <SEP> 5.7 <SEP> 5.7 <SEP> 5.7
<tb> Traitement <SEP> chimique, <SEP> étape <SEP> 4 <SEP> 
<tb> 
 
 EMI54.2 
 Ammoniac à 28 .....w ...a....s....a...... 4 
 EMI54.3 
 
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> sodium <SEP> ........................ <SEP> 2.8
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> charge <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> XII)........................... <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
<tb> Amitrile <SEP> I.P. <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> ' <SEP> 4
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> .........................

   <SEP> 37 <SEP> 39 <SEP> 56 <SEP> 51 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 54
<tb> vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ................. <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 120 <SEP> 150
<tb> Résultats
<tb> Allongements <SEP> % <SEP> .................................. <SEP> 320 <SEP> 540 <SEP> 630 <SEP> 650 <SEP> 740 <SEP> 815 <SEP> 700
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> %.................................... <SEP> 160 <SEP> 430 <SEP> 650 <SEP> 630 <SEP> 370 <SEP> 390 <SEP> 440
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ....................... <SEP> 39 <SEP> 58 <SEP> 63 <SEP> 65 <SEP> 63 <SEP> 65 <SEP> 65
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction, <SEP> kg/cm2 <SEP> ................

   <SEP> 15 <SEP> 122 <SEP> 175 <SEP> 177 <SEP> 217 <SEP> 192 <SEP> 134
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> 705% <SEP> 1058% <SEP> 1067% <SEP> 1337% <SEP> 1172% <SEP> 784%
<tb> 
   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ Agent de liaisons transversales   

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Les charges vinyliques qui contiennent des groupes carbony- liques peuvent être soumises aux réactions types des groupes carbonyle. 



  Comme types de charges vinyliques carbonylées, on a indiqué dans le Ta- bleau XXV, parmi les cétones, la méthylvinylcétone, et parmi les aldé- hydes, la   méthacroléineo   Comme réaction chimique de ces charges vinyli- ques carbonylées, on a choisi la condensation d'un phénol avec la charge vinylique, et plus spécialement une charge vinylique contenant des grou- pes aldéhydeo 
Pour préparer ce produit de condensation, on a mélangé le latex de charge vinylique à groupes carbonyle avec le latex d'un copoly- mère butadiène-styrol (GR-S 1500), on a coagulé le mélange obtenu et on l'a desséchée Dans ce mélange séché, on broie alors de la résorcine, et après addition des autres composants de mélange9 on vulcanise.

     L'ef-   fet de renforcement de ces charges vinyliques à groupes carbonyle, en soi excellent, est encore accru par ce traitement chimique ultérieur. 



   Le groupe carbonyle actif des charges vinyliques se révèle particulièrement précieux quand il s'agit d'incorporer ces charges viny- liques à des polymères élevés élastiques ou plastiques, ou de les lier à des corps qui sont contenus dans ces polymères élevés. 



   Comme le montrent les Tableaux XVI à XIX, les charges viny- liques à groupe carboxyle, lorsqu'elles sont mélangées à de l'ammoniac ou à des dérivés d'ammoniac, possèdent des propriétés de renforcement ex- cellentes pour les polymères élevés élastiques et plastiques. 



   On peut voir par le Tableau XXVI que l'on peut améliorer la propriété que possède une charge vinylique quelconque de renforcer les polymères élevés élastiques et plastiques, si l'on utilise cette charge en combinaison avec une matière résineuse non liée transversalement contenant des groupes carboxyle, et si, en outre, elle est utilisée en présence d'ammoniac ou d'un dérivé d'ammoniac, à savoir une amine pri- maire, secondaire, tertiaire ou quaternaire. 

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 EMI56.1 
 



  TABLEAU XXVI - Combinaisons é3asom:re- iastorrrre renforcées par charges rir3icues. 
 EMI56.2 
 



  Mélange n XXVI Contrôle -1 2 ......3....4..... -5 -..6 -? 
 EMI56.3 
 
<tb> I <SEP> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> GR-.S+ <SEP> 1500 <SEP> (Tab. <SEP> III <SEP> Recette <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> II <SEP> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> .......................................... <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition
<tb> Styrol <SEP> ..,........................................ <SEP> 85 <SEP> 85 <SEP> 81 <SEP> 81 <SEP> 81
<tb> Butadiène <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 15
<tb> Acide <SEP> acrylique <SEP> ..................................
<tb> 



  Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> (1) <SEP> (1) <SEP> (1) <SEP> (1) <SEP> (1)
<tb> Latex <SEP> plastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Acide <SEP> polyacrylique <SEP> (2) <SEP> 0.75 <SEP> 0. <SEP> 75 <SEP> 0.75 <SEP> 0.75
<tb> Charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> ......................,.................. <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition
<tb> Styrol <SEP> ......................................... <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 80
<tb> Acide <SEP> méthacrylique <SEP> ............................ <SEP> 10
<tb> Divinylbenzène <SEP> ++ <SEP> ,............................. <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> charge <SEP> (Tab. <SEP> III)
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> XII) <SEP> ............................

   <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
<tb> 
 
 EMI56.4 
 Amitrile I.P..................................... 3 3 3 3 3 3 5 
 EMI56.5 
 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> 37 <SEP> 38 <SEP> 47 <SEP> 42 <SEP> 54 <SEP> 46 <SEP> 59 <SEP> 63
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 90
<tb> Résultats
<tb> Allongement <SEP> % <SEP> 320 <SEP> 280 <SEP> 655 <SEP> 300 <SEP> 615 <SEP> 615 <SEP> 660 <SEP> 800
<tb> Module <SEP> 300 <SEP> % <SEP> 160- <SEP> 445 <SEP> 500 <SEP> 675 <SEP> 490 <SEP> 680, <SEP> 490
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A.......................... <SEP> 39 <SEP> 52 <SEP> 60 <SEP> 63 <SEP> 78 <SEP> 59 <SEP> 78 <SEP> 81
<tb> 
 
 EMI56.6 
 Résistance à.latra:ction, kg!cm2 ,N'.'';

  .............. 15 l6 l'If 2fil5 ,j5 179. 81 186 171 % accroissement résistance à la traction 7 % 1258% 1 2jb 1086 434% l132$ 1030%   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ Agent de liaisons transversales (1) Recette de polymérisation : 100 parties monomère, 300 parties eau, 1,5 partie azobis- (isobutyronitrile) 6 parties Santomerse-3, Température de polymérisation 60 C, durée 12 heures. 



  (2) = Polyacrylate de sodium. Fabricant t Monomer-Polymer Inc.   

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   Suivant   l'exempt 1   du Tableau XXVI, on a mélangé un latex de copolymérisat butadiène-styrol (Latex GR-S 1500) avec une solution de polyacrylate de sodium et on a coagulé par l'acide le mélange obte- nu, on l'a desséché, mélangé aux additifs appropriés, et vulcanisé. En comparant avec le contrôle, on trouve que l'addition d'acide polyacry- lique au caoutchouc synthétique en question n'a pas d'influence sur la résistance à la traction. 



   Par l'exemple 1 du Tableau VI, on a pu voir qu'une charge vinylique constituée par 90 parties de styrol et 10 parties de divinyl- benzol dans une résistance à la traction d'environ 169 kg/cm2, lors- qu'on l'ajoute à un latex de copolymère butadiène-styrol (GR-S 1500), que l'on coagule le mélange de latex, qu'on le dessèche et le vulcanise après mélange avec les additifs nécessaires. 



   L'exemple 2 du Tableau XXVI montre que l'addition d'une par- tie de polyacrylate de sodium à un latex d'un copolymère butadiène-sty- rol du type GR-S 1500 et à un latex de charge vinylique à groupes car- boxyle, donne, après préparation du latex et vulcanisation du mélange, une résistance à la traction d'environ 211   kg/cm2   dans le produit final. 



   On obtient des valeurs analogues en utilisant des charges vinyliques à groupes carboxyle (voir Tableaux XVI à XIX). 



   On obtient ainsi un excellent renforcement lorsqu'on utili- se, mélangée avec une charge vinylique et une amine appropriée, une ma- tière à groupes carboxyliques qui est soluble ou capable de se distri- buer dans une matière élastique ou plastique. 

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    TABLEAU XXV   
 EMI58.1 
 Charges vinyliques- à groupes carbonyle, et leur ¯.tJ.".d tement cnimique 
 EMI58.2 
 
<tb> Mélange <SEP> XXV <SEP> Contrôle <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3
<tb> Latex <SEP> élastomère <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> GR-S+ <SEP> 1500 <SEP> (Tableau <SEP> III <SEP> Recette <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Latex <SEP> charge <SEP> vinylique <SEP> (poids <SEP> sec)
<tb> Quantité <SEP> ............................................................ <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb> Composition
<tb> Styrol........................................................................... <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 70
<tb> 
 
 EMI58.3 
 Méthylvinylcétone ................................................................ 10 Méthacroléine .....................................................................

   20 20 Divinylbenzène ................................................................. 10 10 10 
 EMI58.4 
 
<tb> Recette <SEP> de <SEP> polymérisation <SEP> de <SEP> charge <SEP> (Tableau <SEP> III) <SEP> ................................... <SEP> A <SEP> A
<tb> Traitement <SEP> chimique
<tb> 
 
 EMI58.5 
 Raseroine ..................................................................... 1 
 EMI58.6 
 
<tb> Mélange
<tb> Recette <SEP> (Tableau <SEP> XII) <SEP> ............................................................... <SEP> F <SEP> E <SEP> K <SEP> K
<tb> 
 
 EMI58.7 
 Amitrile I.P. ................................................................."." - - 1 1 
 EMI58.8 
 
<tb> Viscosité <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ...............................................................

   <SEP> 37 <SEP> 41 <SEP> 54 <SEP> 54
<tb> Vulcanisation, <SEP> minutes <SEP> à <SEP> 141 C <SEP> ...................................................... <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 105
<tb> Résultats
<tb> Allongement <SEP> % <SEP> ....................................................................... <SEP> 320 <SEP> 600 <SEP> 720 <SEP> 740
<tb> 
 
 EMI58.9 
 Module 300 % ..............................................,........................ 160 470 370 350 
 EMI58.10 
 
<tb> Dureté, <SEP> duromètre <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ............................................................

   <SEP> 39 <SEP> 67 <SEP> 58 <SEP> 59
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> kg/cm2 <SEP> 15 <SEP> 162 <SEP> 152 <SEP> 165
<tb> % <SEP> accroissement <SEP> résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> 970% <SEP> 909% <SEP> 999%
<tb> 
   + Copolymère butadiène-styrol marque GR-S ++ Agent de liaisons transversales   

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Sur le Tableau XV, les exemples de contrôle montrent qu'un élastomère composé de styrol avec 10 à 20 % butadiène, mélangé sous for- me de latex à un copolymère butadiène-styrol du type GR-S 1500 sous for- me de latex, donne, après coagulation,   dessication,   mélange et vulcani- sation, des produits présentant des résistances à la traction de 35 à 
42   kg/om2.   



   L'inclusion d'une petite quantité d'acide acrylique dans un tel polymère double la résistance à la traction qui devient environ 81 kg/cm2, comme le montre l'exemple 5 du Tableau XXVI. 



   Les exemples 1 et 2 du Tableau   XV   montrent que la combinai- son d'une résine vinylique soluble et d'une charge vinylique insoluble donne des résistances à la traction de 91 à 98   kg/om2.   L'exemple 6 du 
Tableau XXVI permet de voit qu'une résine vinylique   à   groupes carboxyle donne une résistance à la traction supérieure à 183   kg/cm2   pour la com- binaison résine vinylique-charge vinylique. 



   Suivant l'exemple 4 (Tableau   XXVI),   on obtient un effet ana- logue en ajoutant 0.75 partie d'acide polyacrylique à une résine vinyli- que ne contenant pas de groupes carboxyle et à une charge vinylique, dans un copolymère butadiène-styrol du type GR-S 1500. 



   On a trouvé   ainsi,Que   les polymères élevés élastiques, donc vulcanisables, et plastiques, non vulcanisables, peuvent être renforcés par la combinaison d'une matière acide polymère et de l'ammoniac et/ou d'une amine, jointes à une charge vinylique, ou par une charge vinylique à groupes carboxyle en combinaison avec l'ammoniac et/ou une amine. 



   En outre, comme on peut le voir par le Tableau XXVI, l'a- cide   polyoarboxylique   lui-même peut être mélangé, sous forme de latex, au latex de charge vinylique, avec du sans daddition d'ammoniac, ou d'a- mine, pour donner un produit commercial susceptible d'être mélangé aux polymères élevés vulcanisables ou non vulcanisables; le latex ou le produit sec obtenu à partir de celui-ci, et provenant d'une telle com- binaison, représentent également un produit commercial. 



   On peut voir par le Tableau   XXVII   qu'avec une classe déter- minée de charge vinylique on peut renforcer aussi les latex de polymè- res élevés vulcanisables ou non vulcanisables qui, par suite de leur usage ultérieur, doivent être exempts d'ingrédients qui abaissant la tension superficielle. Une condition de ce genre est posée, par exem- ple, pour les latex de caoutchouc qui servent à la fabrication du ca- outchouc mousseo 
Si ces ingrédients qui abaissent la tension superficielle ont une influence nuisible, c'est surtout parce que les différentes par- ticules de latex sont couvertes d'une mince couche de l'émulsionnant, qui diminue l'adhérence des particules. 



   De telles charges vinyliques, exemptes d'ingrédients qui perturbent la tension superficielle, ont déjà été indiquées au Tableau XXII ; mais les particules de ces charges vinyliques sont trop grosses, de sorte qu'elles amènent seulement un renforcement limité. 



   Mais on a indiqué dans le Tableau   XXVII   des charges vinyli- ques qui possèdent une grosseur de particules plus faible, car celles-ci ont été obtenues par polymérisation en émulsion, avec utilisation d'é- mulsionnants polymères. 



   Mais dans le cas des émulsionnants à poids moléculaire éle- vé, les forces d'adhérence et de cohésion entre émulsionnant, charge 

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 vinylique et polymères élevés à renforcersuffisent pour donner des ré- sistances à la traction élevées, et ce, même dans le cas où le latex d'é- lastomère, par exemple du type GR-S, ne présentait pas une grande résis- tance à la traction. 



   On peut donc obtenir des films ayant une forte résistance à la traction, si l'on prépare des latex d'un polymère élevé vulcanisa- ble (élastique) ou non vulcanisable (plastique), soit en supprimant l'émulsionnant,, soit en utilisant un émulsionnant polymère approprié, et lorsqu'on les renforce avec des charges vinyliques qui ont également été préparées soit en l'absence d'émulsionnant, soit en présence d'un émulsionnant polymère approprié. 



   C'est donc seulement par la présente invention qu'il est de- venu possible de préparer un bon caoutchouc mousse à partir de copolymè- res butadiène-styrol (GR-S polymères). 



   Comme émulsionnants polymères, on peut utiliser aussi bien ceux de provenant naturelle que ceux d'origine synthétique. 



   Les spécimens alpha de soja sont un exemple de ces émulsion- nants polymères naturels. 



   On peut préparer des émulsionnants polymères synthétiques par copolymérisation de monomères à propriétés hydrophiles et hydropho- bes, que l'on choisit avec le rapport voulu pour obtenir un émulsion- nant polymère qui produise des charges vinyliques à faible grosseur de particules. 



   On obtient par exemple ce genre d'émulsionnant polymère en copolymérisant l'acrylamide, le styrol et l'acide méthacrylique dans l'eau, sans addition d'émulsionnant et avec addition de catalyseur, à 60  C. (Tableau   XVII,   exemple 2). 



   Le copolymère solide se dépose au fond du récipient, mais se dissout à nouveau quand on ajoute une quantité suffisante de lessive de soude pour porter le pH à 8,0. La solution est transparente et ne présente qu'un faible effet   Tyndall.   



   Pour préparer les charges vinyliques, on ajoute, dans la so- lution déjà décrite de l'émulsionnant polymère, le composé monomère, le catalyseur et l'eau, et on soumet alors ce mélange à une deuxième poly- mérisation. Dans cette deuxième étape de polymérisation, la charge vi- nylique liée transversalement se forme alors . 



   On mélange alors le latex de charge vinylique ainsi préparé avec un latex de copolymère butadiène-styrol, par exemple du type GR-S 1500 (Tableau   XXVII,   exemple 2). 



   En choisissant différents monomères hydrophiles et hydropho- bes, ainsi que le catalyseur de polymérisation, on peut obtenir diffé- rents émulsionnants polymères, aussi bien que des charges vinyliques polymérisées dans ceux-ci. 



   Le cas échéant, on peut encore ajouter des plastifiants à l'émulsionnant polymère. 



   Etant donné que l'émulsionnant polymère représente lui-même un polymérisat, on peut aussi, suivant la présente invention, obtenir une charge vinylique active en polymérisant par greffe, sur le polymère synthétique contenu dans l'émulsionnant, un monomère ou mélange de mono- mères formant des liaisons transversales, éventuellement même en présen- ce de polymères ne formant pas de liaisons transversales. 

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   Le progrès technique réalisé grâce à l'invention qui a été traitée en détail ci-dessus, peut être récapitulé comme suit : a) en préparant des polymères élevés insolubles à grosseur de particules colloïdale, on crée un groupe nouveau de "charges organi- ques actives", qui donnent un certain nombre d'avantages dans les matiè- res élastiques et plastiques;

   b) quand on distribue une de ces "charges vinyliques", sur- tout à petite grosseur de particules colloïdale, dans des élastomères syn- thétiques de faible solidité, comme par exemple ceux représentés par les copolymères butadiène-styrol, la résistance à la traction des mélanges de uaoutchouc et des produits vulcanisés fabriqués avec ceux-ci, ainsi que leur résistance à l'abrasion, sont notablement améliorées, et même portées à des chiffres que l'on peut comparer avec les chiffres les plus élevés du caoutchouc naturel, lorsque les charges vinyliques ajoutées sont polaires et contiennent des groupes polaires actifs qui possèdent la fa- culté de former des sels avec des acides ou bases organiques;

   c) avec certaines combinaisons d'élastomères et de charges vinyliques, on peut arriver à des produits d'hystérésis'plus faible qu'en employant les charges usuelles jusqu'ici; les nouvelles charges vinyliques présentent aussi, chose suprenante, une action de renforcement sur les caoutchoucs naturels auto- renforçants les plus divers, à forte résistance à la traction;

   dans des cas déterminés, ce renforcement est produit avec maintien d'une hysté- résis faible en comparaison des caoutchoucs naturels contenant les char- ges usuelles jusqu'à ce jour. e) Chose surprenante, on a trouvé que les charges vinyliques, en   oombinaiaoniaveo   des plastomères qui présentent habituellement eux- mêmes une résistance élevée à la traction, augmentent encore celle-ci, tandis que la transparence des plastomères ou des produits fabriqués avec ceux-ci est accrue, ou reste inchangée, ou encore que l'on peut ob- tenir une opacité contrôlable des   plastomères   f) La présente invention permet non seulement de préparer de nouvelles charges vinyliques et leurs latex, mais aussi des master- batches améliorés, ainsi que des produits vulcanisés et non vulcanisés renforcés améliorés,

   et elle indique de nouveaux procédés pour leur pré- parationo g) On a constaté à ce propos que la nature de l'élastomère et la nature de la charge vinylique dans un élastomère renforcé, pré- sentent entre elles une certaine relation : (1) Dans le cas d'un élastomère qui, à l'étirement, ne pré- sente que peu ou pas de propriétés cristallines, qui est donc du type des élastomères non auto-renforçants, comme par exemple le polybutadiène, les copolymères butadiène-styrol ou butadiène-acrylonitrile, du type GR-S ou GR-A, la nature de la charge vinylique a une importance décisive, pour parvenir à une amélioration notable de la solidité d'un tel mélange. 



  Alors que les charges apolaires n'accroissent la solidité que dans une faible mesure, par contre les charges polaires actives donnent un accrois- sement nettement plus fort des.propriétés physiques, et lorsqu'une charge de ce genre contient des groupes réactifs, qui sont capables de former des sels, on obtient des solidités très supérieures à d'autres. 



   (2) Si par contre un élastomère cristallise à l'étirement, si donc il doit être rangé dans le type des élastomères dits auto-renfor- çants, comme le caoutchouc naturel, les polychloroprènes, le caoutchouc 

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 butylique, etc.., la composition chimique présente alors moins   d'im-   portance au point de vue de la solidité du produit final, bien qu'ici encore, les charges vinyliques contenant des groupes polaires et ré- actifs donnent des résultats un peu meilleurs. 



   (3) L'hypothèse suivante donne probablement une explication plausible de ces phénomènes: les charges vinyliques polaires, surtout celles à groupes réactifs, participent à la vulcanisation de l'élas-   tomère,   ou l'influencent ou l'augmentent localement, et par suite, ne constituent pas seulement des particules colloïdales solides qui ser- vent de charges, mais encore, fixent les molécules d'élastomère aux particules de charge vinylique, et de cette manière servent de cris- tallites ou de combinaisons cristallitiques, comme dans les élastomè- res auto-renforçants. 



     (4) A   propos du point (e) ci-dessus, on a montré que, con- trairement   à   la diminution de solidité causée par l'emploi de charges dans les plastomères (voir King et Wentworth, "Rax materials for elec- trie cables" (Matières premières pour les câbles électriques) 1954, édité par Ernest Been, Ltd. Londres, page 169), les charges vinyliques de la présente invention accroissent notablement la solidité des plas- tomères, les charges polaires à groupes réactifs étant, ici encore, particulièrement actives. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Charges organiques actives pour matières naturelles ou synthétiques à poids moléculaire élevé-telles que caoutchoucs   natu-   rels ou types modifiés de caoutchouc naturels, ou élastomères synthé- tiques auto-renforçants, ou matières synthétiques termoplastiques ou   thermo-durcissantes,   dérivées de cellulose, amidon, et., ou leurs mé- langes - caractérisées par le fait que ces charges sont constituées par des polymérisats ou copolymérisats à liaisons transversales, in- solubles dans les matières à poids moléculaire élevé qu'il s'agit d'ajouter et provenant de monomères vinyliques ou allyliques ou vinyle- allyliques,éventuellement mélangés aussi à d'autres monomères, ces charges étant dites vinyliques, pouvant être aussi modifiées par une réaction chimique,

   et présentant une grosseur de particules d'ordre colloïdal.



    <Desc / Clms Page number 1>
 



   The subject of the present invention is active organic fillers which improve the properties, in particular the mechanical properties, of high natural or synthetic polymers, such as natural rubber and its modifications, polychloroprene, butyl rubber, plastics. hardeners or thermoplastics, cellulose derivatives, starch, etc., or mixtures thereof.



   According to the invention, this improvement in the mechanical properties is achieved by means of active organic fillers which consist of transversely bonded, and therefore three-dimensional, polymerizates or copolymerizates, referred to below as vinyl fillers, and which are insoluble in high polymers that need to be mixed or incorporated.



   The new vinyl fillers can be obtained by polymerization or copolymerization of monomers or mixtures of monomers which have a structure causing the transverse bond, therefore which have several unsaturated bonds, which consequently contain several vinyl, or allyl, or vinyl-allyl groups. .



   Among the vinyl compounds, suitable for example divinylbenzene, ethylene glycol methacrylate, N, N-methylene-bis-aorylamide, etc .; from allylic compounds, for example triallyl cyanurate, N, N-diallyl-melamine, etc., and from compounds with vinyl and acryl groups, for example allyl acrylate, allyl methacrylate, etc. .



   Vinyl fillers which are obtained by copolymerization of a monomer or mixture of monomers yielding a transversely linked macromolecule, with a monomer or mixture of monomers or prepolymerized monomer not yielding linked macromolecules, have also been found suitable. transversely.



   According to the invention, also suitable for improving the mechanical properties of natural or synthetic high polymers, vinyl fillers obtained by the so-called “grafted” polymerization.



  To obtain this type of vinyl fillers, one "graft", by polymerization, on high molecular weight bodies, natural or synthetic, without-crosslinks or having only few crosslinks, or on a polymerizate or copolymerizate, a monomeric compound which provides a crosslink-forming macromolecule. In this way, one can impart to the copolymers properties which they did not previously exhibit.



   Small proportions of such a graft monomer may be sufficient to completely modify the properties of the primary vinyl fillers.



   Thus, for example, 1 to 5 parts of ethylene glycol dimethacrylate are already sufficient to cover the surface of 100 parts of a vinyl filler consisting of a styrol-divinylbenzene copolymer.



   By this "grafted" polymerization, it is not only possible to obtain "vinyl" fillers in accordance with the present invention from polymerisates or copolymerisates which are not transversely linked, or insufficiently linked transversely, which in themselves are not suitable, but also, to improve, strengthen or transform the properties of usable vinyl fillers, by polymerizing thereon monomers which give macromolecules which are transversely linked or not transversely linked.

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   This transplant can also be done several times.



   This "grafted" polymerization owes its importance to the fact that the quantity of generally expensive monomers which is necessary to prepare very active vinyl fillers can be considerably reduced, and that one can also take advantage in this preparation. more easily accessible monomers.



   Thus, for example, a vinyl filler can first be obtained by copolymerization of a single unsaturated monomer, such as styrol, with small amounts of a monomer which gives copolymers forming cross-links, such as divinylbenzene. , and then grafting onto this product a particularly active cross-linked polymerizate.



   Likewise, it is also possible, by graft polymerization, to convert soluble polymerizates into insoluble transversely bonded vinyl fillers.



   Examples of transversely bonded vinyl fillers, which can be prepared from non-transversely bonded or soluble polymerizates which can act as emulsifiers, can be found in Tables XXVII-2 and XXIX-1-4. grafted polymerization, and in Tables 1-6, XXI 1-5 and XXIV 1-4, examples in which, on transversely bonded and insoluble vinyl fillers, other transversely bonded polymerizates are grafted, or not transversely linked.



   The vinyl fillers obtained, according to the principles explained above, by homopolymerization, copolymerization or interpolymerization, can, as regards their structure, be divided into non-polar and polar vinyl fillers. While apolar vinyl fillers consist only of carbon and hydrogen, polar vinyl fillers still contain oxygen, halogens, nitrogen, etc., which form the polar groups such as carboxyl, hydroxel, halogen, amine, nitrile, amide, aldehyde, carbonyl, etc.



   In this division of vinyl fillers, no account is taken of residues, for example residues of catalysts or emulsifiers, possibly contained in these fillers and resulting from the preparation, and which may exist even in apo vinyl fillers. - milks.



   The polar groups may already exist in the monomers used to prepare the vinyl fillers, or else be incorporated subsequently into the vinyl fillers.



   It is thus possible to convert nonpolar vinyl fillers into polar vinyl fillers, or to incorporate other polar groups in polar vinyl fillers.

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    TABLE XXVII Vinyl fillers with polymer emulsifier
 EMI3.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XXVII <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI3.2
 GR-S 1500 (Table III Recipe M) 000000.00000000008000000000000 100 100 100 Latex vinyl filler (dry weight) antity QOe8000GOOOOOOOOOQ09000QOOOQO.OOOCOOQOOOOOOOOOOOOCOOOOO00 20 20
 EMI3.3
 
 <tb> Composition
 <tb> Emulsifier <SEP> polymer
 <tb>
 
 EMI3.4
 Alpha protein .......... 20
 EMI3.5
 
 <tb> copolymer <SEP> acrylamide-styrol-acid <SEP> metacrylic .......... <SEP> 20
 <tb> Monomers <SEP> vinyls
 <tb>
 
 EMI3.6
 Styrol .......... ++ .......... 98 98 Divinylbenzene OGOO..g80G $ mOeOGo. #. G ... GOOOO ... OOOOQO..OO 2 2 Recipe polymerization 00.0..00.0 ..... 0.0 ... 0 ...... 0 ...... 0.

   (l) (2) Mixture Recipe (Table XII) .00 ... 00..00 ......... 0 ...... 0 .... 0 ....... FEE Amitrile IP ............................................... ... - - 2 Mooney ML-4 viscosity ....................................... ... 37 48 Vulcanization, minutes at 141 C ................................. 90 30 20 Results Elongation% ...................... 0 .......................... 320 560 730 Module 300% ............................ o ................ ...... 160 460 560 Hardness, Shore A durometer .......... 39 63 63 Tensile strength kg / cm2 ........... 15 102 195
 EMI3.7
 
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> ........... <SEP> 574% <SEP> 1193%
 <tb>
   + Butadiene-styrol copolymer brand GR-S ++ Cross-linking agent Polymerization recipe:

   90 parts styrol, 10 parts divinylbenzene, 20 parts alpha soy protein (manufacturer: Clidden C), 700 parts water, 2 parts azobis- (isobutyronitrile), polymerization temperature 600 C, duration 12 h. 100% conversion.



  (2) Polymerization recipe: Step 1: 15 parts acrylamide, 2 parts methacrylic acid, 3 parts styrol, 300 parts water, 0.3 parts potassium persulfate, 0.15 parts sodium bisulfite, polymerization temperature 60 C, duration 2h. ; Step 2: 90 parts styrol, 10 parts divinylbenzene, 400 parts water, 2 parts azobis - (isobutyronitrile), polymerization temperature 60 C, duration 12h. 100% conversion.



  Step 2 produces a "grafted" vinyl filler.

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   According to the invention, it is possible, for example, to graft onto a vinyl filler of an apolar nature, by means of a graft polymerization, a polar body such as polyacrylonitrile, and where appropriate, in the same way, a second body. polar.



   Polar vinyl fillers, as well as non-polar fillers, may contain some residual double bonds. Their presence is often desired, because these residual ethylenic groups allow chemical reactions, for example the fixation of chlorine or bromine, which results in vinyl fillers having new properties. In this way, it is therefore possible, for example, to convert apolar vinyl fillers which still contain ethylenic groups into polar fillers.



   In the case of polar vinyl fillers, their properties are determined to a large extent by their polar groups.



   Thus, determined vinyl fillers, containing for example carboxyl groups, prepared from a vinyl or acrylic acid or from another acidic cross-linking agent, or vinyl fillers containing an acid derivative, obtained by reaction on the free double bonds of the vinyl filler, not only possess excellent properties in themselves, but these can be further enhanced by reacting vinyl fillers containing carboxyl groups with bodies such as, for example, ammonia, or its organic substitutes, for example organic mono, di, tri or tetrasubstituted ammonium compounds. This additional effect can be seen in Tables XVI and XVII, reproduced below.



   It has been observed that this effect on the new vinyl fillers is already obtained with small amounts of carboxyl (Table XVIII), so that the remaining part of the vinyl filler can be constituted by the relatively inexpensive vinyl and allylic monomers, for example styrol and divinylbenzene.



   As shown in Table XVII, reproduced below, the materials must be mixed and vulcanized immediately, when ammonia or fairly volatile amines are used, while in the case of amines with a higher molecular weight and less volatile, the materials can be preserved before mixing and vulcanization. However, it has been found that high molecular weight amines do not appear to be as active, so amines containing no more than seven carbon atoms per amine group are preferably used, see Table XVII.



   It has been found, however, that the volatility of low molecular weight amines can be decreased by introducing the nitrile group. Surprisingly, however, the introduction of nitrile groups has yet another advantage: the high natural or synthetic polymers are thus imparted excellent resistance to aging phenomena.



   The graft polymerization also allows for effective bonding of vinyl fillers with natural or synthetic high polymers.



  In such a case, according to the invention, it is possible to apply a chemically reactive graft, such as acrolein, methacrolein or crotonaldehyde, to the vinyl filler, which can then serve to reinforce the phenol resins. -formics, etc. Vinyl fillers grafted with vinyl ethers or polyoxygenated compounds, such as glycerin-monovinyl ether, or with polymerizable acids, such as acrylic or methacrylic acids, contain hydroxyl or carboxy groups.

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 which can then react chemically with other polyfunctional acids, or alcohols, or amines, or isocyanates, by polycondensation.

   In this way, hitherto unknown additives are obtained for natural or synthetic high polymers, capable of modifying the properties thereof in many ways.



   The improvements in the properties of natural or synthetic high polymers, which can be obtained by the addition of vinyl fillers, often depend on the mode of composition of the vinyl fillers.



   In Table I, the dependence which exists between the addition of various vinyl fillers and the improvement in the properties of one type of butadiene-styrol copolymer (GR- brand) has been shown by way of example. S).



   The vinyl fillers are added here in the form of latex, to the GR-S latex, which is then worked as usual, by coagulation and drying.



   This Table I not only demonstrates the advantages which are obtained by the addition of the various vinyl fillers, but it also demonstrates the advantage of inserting polar groups (1-4), in particular. those containing an active hydrogen (1-6), and it still shows the advantage of an apolar vinylic filler with graft polymerization, compared to a similar apolar copolymer vinyl filler, as well as the superiority of a polar vinylic filler with polymerization grafted with respect to a polar copolymer vinyl filler,
An important condition, to obtain the improvement sought, according to the invention, in the mechanical properties of the vinyl fillers, is that the vinyl fillers are insoluble, not only in the usual solvents,

   but especially in the high polymers that we want to mix or incorporate.



   One can easily measure this insolubility of vinyl fillers in solvents using a modified Oswald pipette, by determining the viscosity of a small amount of the concentrated latex diluted in a solvent, for water and also for vinyl compounds. - soluble ques.



   A suitable solvent is dioxane, which gives a colloidal dispersion of the vinyl filler. In specific cases, the action of dioxane can be further enhanced by using another solvent for the polymerisates, for example methyl isopropyloetone.

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  TABLE l Types of vinyl fillers reinforcing the gas
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 \ DO 000 ('f) C \ J 0 00 h4i + Î lÉzzÉl 1 0 F4 00 0 P' <; j-O '\ O lf1 N N r ce H ri trj <8 0 um o! MOO O t.il O fl 1 j oe F4 0 \ ri # 'umw O 00 rt wT oeoe H ri -f! 00'0 \ 0 \ i + rt MH + -s t- a1 fl tT t d- M or- imh) [# 0 \ 00 \ t # "t'- ('f) 1î \ ri N ri) 10 0 m 0 ::> C \ J lm, -o fit3 # * lÎt or- H çq! -j Iî \ 0 ri ri 0 ::> ('f) (' f) 0 \ 0 \ ('f) 0' \ riC \ J
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 <tb> laughed
 <tb>
 
 EMI6.4
 N 0 0, .0 s M t:> 4 0 0 0 0 ri t '- \ D 0 C \ JH ri \ D \ D Iî \ ri \ D (' f) O ri C # rr) rAcQ ril j 0 C \ JH 0 b4 9QrAo oot- ± V rA rt -t-0 àrhco umT to M ce co o ri + 0 +! -J \ D1î \ Olî \ t'-C \ J -0 S '-t # t-aVTT p! - M d- or Q) <o t:> 4t'-0 OOO '\ Iî \ P-) 0 (' f) 0 '\ C \ J \ D (' f) ri op 0 mrd
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 <tb> -'-
 <tb>
 <tb>
 
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 .....



  II II II III III 1111 ..0 .... a ........... 0 ..0) .... a ............. ri II "::: 1 111 1: 1::: 1 .... - ............ 0. V'j .. v - e .. vww. (Fj / W .. . e 1. 1.. o ... -ri .............. HOOOOOOO <]) .. 0 '...... H IQ .. .. H ....... # ....... * + m n. v ..... r-.f 1'11 .. p ......- + Q) ::; j'a> 'O, ± ô. (a 1 - -j -. <D * 1 lj .rI ......... 0 mO) P !! 0 o o o .. 'ID ....... 0 mri QI}.

   MO) .ß ... (.. - a. 'RQ (Fj (6C) 80 ......... ri IDm 0 .rqo 0! P .. 0 ...... - QI} 1> 8 0. ' <1) r-I * o ofl o) t9 ........ t! D .E ' <; j- ... QI} op ..PI ....... 0) E ri 1> m s .. cL1 ... .. Çâ Iü O, .. < <-r <. , - [-j .q5u from to wr. . v i e r- (.j. - U. v N O Q 0 '... *'. *!>) mri. ' <; j-m h-Wh * .icaBSf6 L <D PI..ID ....... ±: 1 mm CIl ID 1 1il aa that 6 '..Oh' -iµ M <8 -H 01 .. m ' <1) a> 1> <: ht Î 1 1 1 1 .tl '* rd -ri Tl r -1 ID of "0). 1. rj + (d'" m 3y 1 fj 0) .... - ....: > .. ri 0) ID .rI ri a> m -t-'o! Fi fi - fi o? -1 ('-l o fi IDO' "- rQi r" i -1 1 1 ilj, 1 ÎÉ ÉÉÎà PI p ri 0 El 0 ri E ... p. CII:>.

   I $ l ri 0) h r'S 0 .CII -ri o .. -f'ctoo o ...:> ... ID'rI -F '?! S <Dh rd laugh 8 ' <1) of "C! 0! Q) t That h ri of". 'IDri 0) 0, .0 0 llli. ±: 1 of "CIl m ID 0 rd O ...:> CIl oca P-rI Q S .." Ft r! ci3 a <& N ri m -i M dd ID ri 0 0. ±: 1 'ID {6 m ri of "ta> 0:>: .. ±: 1 0) of" + -tp rt d N' "etI ID SDOLr \ 0 - f. ' 0 lµ 0? '"' Hr-) 9 40 -P m X lµ 1 S el n a - t-ff .r) P) h'-r) <a) N "f '0 (8r-! Ct -)' Kt M -'- 'aK-'rt 0 S + 0-COK! 00 <C-r <r-! U Cf U2 N; N O -h U -t (! 1 [., -., - i- + of "0 d of" QI} Q) ' <1) of "g '0-) 1 - CIl PtUCQ-a!> 0 (=) f =) -P ri P ;; po P' <1) r-! 0 P 'a> S'dCE! M <6! ' <1) .rxAr.'e t- C5 C5 t-) C5i 'F'
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 + GR-S brand butiadene-styrol copolymer
 EMI6.8
 (a) Step it 90 parts tyrol and 10 parts divinylbenzene polymerized according to Recipe A
 EMI6.9
 (Table III) in the form of latex.

   Then polymerized in step 2 after addition of 5 parts vinyltoluene, 5 parts divinylbenzene and 1.2 parts diisopropyl-benzene hydroperoxide (b) Stage 1: 70 parts styrol, 9 parts divinylbenzene and 10 parts methacrylic acid, polymerized according to recipe A (Tab III) in the form of latex. Then polymerized after addition of 10 parts isoprene, 1 part divinylbenzene, 1 part diisopropylbenzene hydroperoxide.

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   Since vinyl fillers are insoluble, their particles hardly influence the viscosity of the solvent, provided the particle concentration is low.



   But if we are dealing with a soluble polymerizate, the viscosity increases.



   The insolubility of vinyl fillers in high polymers can also be seen using an electron microscope, by examining high polymers with added vinyl fillers.



   By this insolubility in the high polymers which have to be mixed or incorporated, the vinyl fillers are essentially distinguished from the known additives which are soluble in the high polymers or swell in them, and which must be considered as property improving plasticizers. The effect obtained with these known additives results from the mixing laws, and it is the proportional average of the properties of the two components.



   The new vinyl fillers, on the other hand, do not dissolve in high polymers, do not swell, nor do they become part of the elastic or plastic continuum, but, as can be seen in the electron microscope. , they remain in small particles of spherical shape, which are distributed uniformly within the elastic and plastic material.



   Thus, the condition that the new vinyl fillers must still fulfill is that they are in colloidal form and retain this colloidal form even in the high polymers that are incorporated.
Examples of such colloidal vinyl fillers which improve the properties of high polymers are reproduced in Figs 1 to 6. The views taken under an electron microscope show the palladium shadows of the particles. The scale is shown in fig. 1. Figures 5 and 6 give similar photos on the same scale, namely the vinyl charge of fig. 2 in natural rubber, and the vinyl filler of FIG. 3 in butadiene-styrol copolymer (GR-S 100).



   The photos of figs. 1 to 4 show the order of magnitude of colloidal particles, in which the vinyl filler acts in a particularly advantageous manner, and in which they are kept in suspension by Brownian movements.



   Figures 5 and 6 show the degree of distribution of the insoluble vinyl fillers in a coagulate which has been obtained by mixing a latex of vinyl fillers with the latex of the elastomer in question, then by coagulating, in drying and laminating.



   It can be seen from these figures that the degree of distribution of vinyl fillers in the coagulate is maintained, whether the products have been vulcanized or not. This fact is also confirmed by the results of the solidity measurements. The composition of the different vinyl fillers according to figs. 1 to 6 is summarized in Table XXIII below.



   In order to obtain vinyl fillers having the properties and effects described, special requirements must be observed in the preparation of new vinyl fillers.



   In order to prepare transversely linked vinyl fillers of the desired particle size, the corresponding monomers or mixtures of monomers must be polymerized, suspended in a medium.

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 liquid place, such as water or an organic solvent in the presence or absence of emulsifiers.



   Without the addition of an emulsifier, the monomers at this particle size can be polymerized, for example in water, if a suitable polymerization catalyst is used, in a sufficient amount, or also, in some cases. determined, small amounts of water-soluble monomers.

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    TABLE XXIII Electronic images of vinyl charges
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 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XXIII <SEP> - <SEP> figure <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI9.2
 Natural rubber .......... 100 GR-S + 1500 O / llo & oooeaOCOOQ04) o.eOQOe.000800CC.OOOOOC00003000900000000 100 Latex vinyl filler (dry weight) Quantity .OGOoo..o..o..o. ...... oo..oe080 ... S ... ooO ".ooo.a.0800..0 20 20 Composition Styrol. # ... 083 ............ ................... eeGo ............ 93 8 0 78 80 78 Acrylonitrile .o., oo ...... *. * .......... *. * ...... o ...........



  Methyl methacrylate '...'.'.....'...'.'........... 0 ....... 80 Isoprene and .. CI ... ..0 ......... 0 ................................. 2 2 Butadiene. ....... e80 .......................................... 10 Methacrylic acid ........................................... 10 10 Acrylic acid ............................................... 10 10 Dimethacrylate ethylene glycol ........................... 10 Divinylbenzene .0 ................ ......... 0 ................. 2 10 10 10 10 Polymerization recipe (Table III) oo.e ... oooos ... o ..oes..o. (1) G F A G F Particle size of the vinyl filler ..................

   L ML MS S ML MS + Butadiene-styrol copolymer, lacking GR-S ++ Cross-linking agent +++ L: coarse; ML: half-fat; MS: semi-fine; S: fines (1) Monomers: 100 parts; water: 600 parts; of potassium: 3.0 parts sodium bisulfite: 1.2 parts.

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   If the polymerization is carried out in the absence of an emulsion-binder, it is usually necessary to polymerize in very dilute solutions.



   With this mode of polymerization, relatively low concentration latexes are obtained, which, in addition, often have an excess of ash-forming salts, but these can be removed from the apolar latexes, by ion exchangers or by electrodialysis.



   The low concentration of the latices obtained in this way can be increased by suitable measures, for example vacuum concentration or spray concentration.



   This additional preparation work makes the preparation of vinyl fillers more difficult and expensive. For this reason, the polymerization of the monomers or mixtures of monomers in the aqueous phase in the presence of an emulsifier is preferred.



   The emulsion polymerization itself can be carried out in any way, but such working conditions must be maintained as to result in insoluble end products transversely linked, having a colloidal particle size, and giving stable latexes.



   Some examples of polymerization mixtures are given in Table III, without the present invention being limited only to the use of vinyl fillers obtained in this way.



   The polymerization time is usually 6 to 12 hours; if the polymerization is not completed after 12 hours, a further catalyst can be added and the temperature raised.



   In specific cases, it is desirable that the vinyl fillers have a residue of double bonds, so that they are also vulcanizable. Divinyl monomers, such as divinylbenzene, or allyl-vinyl monomers, such as allyl methacrylate, or alternatively a diene such as butadiene, are then employed at moderate concentrations. In these cases, however, not only should the polymerization conditions be closely controlled in order to maintain some double bonds in the vinyl filler, but care must also be taken that the polymerization temperature does not rise.



  Any proportions of non-polar monomers can be removed in vacuo.

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  <Desc / Clms Page number 12>

 
By employing emulsifiers in the polymerization of the monomers or mixtures of monomers which give the vinyl fillers, latexes of these vinyl fillers are obtained which contain the emulsifier in solution.



   But in many cases these emulsifiers can have a disruptive action, which happens when the emulsifier can reduce the strength of natural rubber or other high natural or synthetic polymers, or when the emulsifier reduces the electrical resistance of the compounds. polymers intended for insulating uses, or when the emulsifier lowers surface tension, as for example in the manufacture of foam rubber, and therefore does not allow the desired degree of bubble formation, or when the presence of an emulsifier is undesirable for other reasons, such as, for example, in the preparation of the alkyd resins which are used to make Fibergas, etc.



   In this case, one must use vinyl fillers which are prepared by polymerization in the absence of emulsifiers.



   Often, the difficulties caused by the presence of heterogeneous emulsifiers can be eliminated, according to the invention, if polymer emulsifiers are used instead. '
Thus, for example, an alkaline solution of alpha protein gives a latex with very small particles of vinyl filler.



   Other polymeric emulsifiers are shown by way of example in Table XXVII.



   Insoluble cross-linked vinyl fillers prepared by the exemplary or other methods, can improve the properties, particularly the mechanical properties, of natural or synthetic high polymers.



   The vinyl fillers in accordance with the invention above all cause such reinforcement in natural rubber and other natural products of the rubber type, such as hevea, balata, gutta-percha, etc., as well as the modifications of these types of rubber, especially in chemical modifications of natural rubber, such as those obtained by hydrogenation, chlorination, hydrochlorination, introduction of oxygenated groups, etc., or in interpolymers obtained by polymerization of polymerizable compounds such as butadiene, styrol, acrylonitrile, etc., or their mixtures, in the presence of rubber latex, or in rubber mixtures and polymerizates obtained after mixing rubber latex and emulsions of polymer compounds, according to the usual treatment.



   By adding the new vinyl fillers to natural rubber or to the above modifications, the following advantages are obtained:
Rubber mixtures containing vinyl fillers exhibit tensile strengths which are much higher than the tensile strengths of other rubber mixtures not containing such additives.



   The low hysteresis of natural rubber is maintained and the increased heat build-up is also avoided.



   The natural appearance of natural rubber is not changed;

  <Desc / Clms Page number 13>

 no coloration occurs, so the gloss or clarity of the dyes incorporated into the rubber is retained.



   The added vinyl fillers do not interfere with the transformation of rubber into thin membranes, fibers or coatings, nor with the process of covering and immersing objects.
Vinyl fillers also exert a favorable action in foam rubber, natural rubber or rubber latex, without hindering or making difficult the manufacture of foam rubber from the latex.



   By the addition of the new vinyl fillers, a reinforcement of the natural rubber latex occurs, and thus better products are obtained in the processing.



   Furthermore, with the aid of the new vinyl fillers, cured rubber articles with improved properties are also obtained.
In addition, the bonding ability of natural rubber products, especially with metals, is improved.



   The addition of vinyl fillers brings about, by removing or reducing the conductivity and polarization, improved electrical properties, especially for high frequencies.
By the use of special vinyl surface fillers, it becomes possible to regulate, or even reverse, certain properties. For example, by adding determined vinyl fillers, the internal friction or the polarity can be increased.
According to the invention, it is possible, according to the invention, to further influence the properties of natural rubber and of its modifications, by adding to them vinyl fillers which are insoluble therein, but which, however, can react with the rubber or with it. the bodies incorporated into it.



   A significant improvement in the properties is also obtained by the addition of the new vinyl fillers in high synthetic polymers of the rubber type, and therefore vulcanizable.



   The reinforcing effect of vinyl fillers can be observed both in nonpolar and polar homopolymerisates, which are obtained by polymerization of a monomer containing several ethylenic bonds, at least two of which are conjugated, in particular of dienes, such as butadiene isoprene, dimethylbutadiene, perylene, pentadiene-1,3-cyclodiene, chlorobutadiene.



   The same favorable effects can also be observed in high vulcanizable polymers obtained by copolymerization of two or more diene hydrocarbons, or in diene copolymerisates, nonpolar or polar, which are obtained by simultaneous polymerization (copolymerization) or successive (interpolymerization) of mixtures of monomers of which one or more monomers are conjugated dienes, while in the second component at least one monomer contains one or more unsaturated bonds and at the same time does not contain a polar group in the case of non-polar diene copolymerizates, but in contains in the case of polar diene copolymerizates
Types of these non-polar diene copolymerisates which can be reinforced with vinyl fillers,

   are for example the copolymerizates

  <Desc / Clms Page number 14>

 of butadiene and styrol or of butadiene or isoprene and isobutylene, etc., as well as the copolymerisates, for example of butadiene and of styrol, which contain a small proportion of a monomer giving a cross-linked polymerizate, such as divinylbenzene, which has the role of preventing the contraction of the copolymerisates, and diene copolymerizates which are obtained by polymerization of a diene with several vinyl hydrocarbons, for example styrol and vinyltoluene, and / or alpha-methylstyrol .



   Among the reinforceable polar diene copolymers are, for example, those obtained by copolymerization of chlorobutadiene with another nonpolar diene or by copolymerization of butadiene and acrylonitrile or of another polar monomeric compound.



   Similar results are also obtained with mixtures of polymerizates which are obtained, for example, by mixing latexes of polymerizates of the prescribed separate components after working the latexes.



   Such mixtures of polymerizates are obtained, for example, when polybutadiene is intimately mixed with a polymerizate of another monomer or a copolymerizate, for example of butadiene and styrol, in the form of their latexes, or when intimately mixed with the cylinder. dry polymerizates.



   The addition of vinyl fillers also produces numerous advantages in the high synthetic polymers of the rubber type, therefore vulcanizable, already mentioned, and this, for both self-reinforcing and non-self-reinforcing polymers.



   Thus, for example, the strength of the butadiene-styrol copolymerisates is increased, and products are thus obtained having a tensile strength so high that, hitherto, it could not be obtained without simultaneously having a coloration and / or a loss. transparency.



   This increase in strength properties is also felt in the high polymers present in emulsion or dispersion, so that, in the processing of these latexes, submerged objects, or foam products, etc., having improved properties are obtained.



   It is thus possible, by the addition of vinyl fillers, to impart to the copolymerizates formed on the butadiene-styrol base, for example of the GR-S type, a sufficiently high tensile strength to make them suitable for the manufacture of soft rubber. - se, while the additions made to natural rubber, etc. , are reduced or even suppressed.



   Surprisingly, the new vinyl fillers also provide a reinforcing effect in high self-reinforcing polymers, such as chloroprene, which have higher tensile strengths than butadiene copolymerizates. In addition, they provide all the advantages already described in the case of natural rubber, especially the increase in solidity properties, with simultaneous preservation of hysteresis and while avoiding the increased formation of heat.



   The new vinyl fillers also give favorable effects in those of the higher vulcanizable polymers which do not contain butadiene or butadiene homologues, for example polyethylene tetrasulfide, known as thiocol. This group of high vulcanizable reinforcing polymers also includes polymers of lactoprene, which do not contain diene components, and in which an exchange is used for the vulcanization.

  <Desc / Clms Page number 15>

 ester or a reaction in which a halogen is displaced.



   Also included in this group are high vulcanizable non-diene vinyl reinforcing polymers, mixed glycerophthalic resins, as well as polyesters, including those which are unsaturated and can be further polymerized by an organic peroxide, and polyesters which can be linked transversely by their extreme carboxyl or hydroxyl groups, for example by the reaction with an isocyanate with the formation of so-called isocyanate-polyester elastomers, of the vulcolano type
Surprisingly, the new vinyl fillers also produce a significant improvement in properties in high synthetic unvulcanizable polymers.

   both in the case of thermoplastic plastics and in hardenable plastics
Such improvement is caused, for example, in polymeric vinyl compounds, which are made with ethylene, iobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrol, alpha-methylstyrol, chlorostyrol, vinyl ethers such as vinyl ethyl ether, vinyl alcohol and its esters, such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl ketones such as methyl vinyl ketone, methyl isopropyl ketone, vinyl acids. ques, for example acrylic acid, methacrylic acid, or their esters such as ethyl acrylate, methyl methacrylate, etc., or with nitrogenous vinyl monomers, such as vinylpyridine, acrylonitrile ,

   and co
Likewise, it is also possible to improve the copolymers obtained by copolymerization or interpolymerization of two or more of the monomers indicated, for example the vinyl chloride-vinylidene chloride copolymerizate.



   The new vinyl fillers also improve the properties of homopolymerisates or copolymerisates which have been prepared from dienes, and in which the vulcanizability has been removed by saturation of the unsaturated bonds, for example by hydrogenation, halogenation, hydrochlorination or the like. way.



   Among the high synthetic polymers which can be improved in their properties by the new vinyl fillers, it is also necessary to classify the polysulfones, such as for example the isobutylene-sulfur dioxide copolymers.



   Although these high synthetic polymers of the kind described above already exhibit high tensile strengths in themselves, these are further increased by the addition of vinyl fillers, especially when these contain plasticizers, without that it follows a hardening.



   The transparency of plastics is not only maintained, but even increased in some cases, even in the case where plastics contain dyes, pigments or luminescent substances as additives. If you possibly want a certain transparency of plastics, you can adjust it at will using these vinyl fillers.
Another advantage lies in the fact that the plasticizer "seeps" out of the synthetic material is avoided.



   In addition, the new additives also produce, in

  <Desc / Clms Page number 16>

 synthetic materials, improvements in properties similar to those produced in high vulcanizable natural or synthetic polymers.



   These improved properties of high unvulcanizable polymers are maintained even when these materials are processed into films, films, etc.



   With the aid of the new vinyl fillers, it is also possible to improve appreciably the properties of the curable plastics, such as phenolformic resins, phenolouric resins, for example of the bakelite type.



   The vinyl fillers in accordance with the present invention also reinforce cellulose derivatives, such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, cellulose ethers or cellulose esters, such as cellulose acetate, cellulose nitrate, etc. etc.



  The reinforcement of these cellulose derivatives is particularly effective when they contain plasticizers.



   Similar improvements are obtained by adding the new vinyl fillers to natural high polymers, for example starch.



   Given on the one hand the large number of vinyl fillers, which differ not only by their structure, their polar or non-polar character, but also by their possibilities of modification with regard to their reinforcing effects Given, on the other hand, the multiplicity of natural and synthetic high polymers, it appears understandable, without further explanation, that the properties of the latter can be influenced in different ways by means of vinyl fillers. To achieve maximum reinforcement, therefore, the appropriate vinyl filler, or a mixture of these fillers, must be added to each natural or synthetic high polymer.



   It has been found, for example, that only moderate reinforcement can be produced by adding nonpolar vinyl fillers to high vulcanizable synthetic polymers which, on expansion, do not crystallize automatically, which therefore belong to non-self-reinforcing types, as per example. for example diene homopolymers or copolymers, such as polybutadiene, butadiene-styrol copolymerisates of the GR-S type or butadiene-acrylonitrile copolymerizates, which have a relatively low tensile strength.



  On the other hand, with polar vinyl fillers, a much more pronounced increase in tensile strength is obtained; however, if polar vinyl fillers containing active groups which have the property of forming salts with organic acids or bases are added to these high polymers, even better tensile strengths are obtained in rubbers and rubber. vulcanized products derived therefrom; likewise, their abrasion resistance is greatly improved, even up to levels which can be compared to the highest values encountered in natural rubbers.



   With determined combinations of vinyl fillers and the synthetic rubber-like high polymers mentioned above, products can be obtained having a lower hysteresis than with the usual fillers.



   On the other hand, these differences between the reinforcing action of non-polar and polar vinyl fillers are not so strongly felt in the case of high natural or synthetic vulcanizable polymers, such as for example natural rubber, polychlorinated

  <Desc / Clms Page number 17>

 prene or butyl rubber, although here again polar vinyl fillers and so-called active polar vinyl fillers, containing active groups, give better results and are therefore preferable as additives.



   Besides the composition or the structure of the vinyl fillers which it is a question of adding to the high natural or synthetic polymers, the mode of their addition also has a great influence on the reinforcement obtained.
If the latex is coagulated separately from a vinyl filler, for example with salt and acid, and if it is dried at 80, no improvement, or only a small improvement, is observed. mechanical properties, upon incorporation by rolling into high plastic and elastic polymers, as shown in Table II.



   Apparently, the particles of the vinyl fillers do not distribute uniformly in the high polymers.



   Thus, the favorable action of these vinyl fillers depends on a good distribution in the elastomers or plastomers, a distribution which, according to the invention, is obtained only when the latex of the vinyl filler is added to the latex of the vinyl filler. high polymer that needs to be reinforced, and when the latex mixture is then worked in a known manner.
One can also see from Table II the favorable action which is obtained by such a mixture of vinyl fillers in dispersed form.
Another possibility of distributing a vinyl filler in a mixture of two or more high polymers consists, according to the invention, in colloidally distributing the latex of the vinyl filler which is to be used for reinforcing, in the latex of one of the high polymers,

   then adding this latex mixture to the latex of the other high polymer.



   One can also proceed as follows: one adds the vinyl filler, in the form of latex, to the latex of one of the polymer components, one precipitates the mixture, and the dry powder obtained after preparation is then added, to the cylinder, to the second dry polymer component.



  This method of incorporation is particularly advisable in the case of mixtures of polymeric bodies one of the components of which is soluble in the other, for example in the case of a mixture of two butadiene copolymers having different contents. in butadiene. One of the copolymers, for example one which has a butadiene content of about 20%, is soluble in a similar high butadiene copolymer.



   If the copolymer with a lower butadiene content is added to the latter, and the vinyl filler incorporated therein beforehand, the vinyl fillers also exert a reinforcing effect in the mixture.



   In such a case, the combination of an elastomer and the vinyl filler distributed therein can be used to reinforce other elastomers or plastomers.

  <Desc / Clms Page number 18>

 



    TABLE II
 EMI18.1
 Variation of the reinforcing effect of the vinyl fillers as a function of the mode of addition (solid or latex) in the case of butadiene-styrol copolymers.
 EMI18.2
 
 <tb>



  Mixed <SEP> n 1 <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> Control <SEP> -2 <SEP> Control <SEP> -3
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (reported <SEP> to <SEP> weight <SEP> sec)
 <tb> GR-S <SEP> + <SEP> 100 <SEP> (recipe <SEP> M-Table <SEP> XII ++ <SEP> ............. <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> GR-S + <SEP> 1500 <SEP> (Recipe <SEP> M-Table <SEP> XII) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Load <SEP> vinyl <SEP> (reported <SEP> to <SEP> weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> ........................................ <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition <SEP> ..................................... <SEP>
 <tb>



  Styrol <SEP> .......................................... <SEP> 78 <SEP> 78 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 80 <SEP> 80
 <tb> Vinylpyridine <SEP> ................................... <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb> Methacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> .......................... <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb> Butadiene <SEP> .......................................... <SEP> 2 <SEP> 2
 <tb> Acid <SEP> methacrylic <SEP> ................... <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb>
 
 EMI18.3
 Divinylbenzene .................................. 2 2 2 2 10 10
 EMI18.4
 
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> ............

    <SEP> B <SEP> B <SEP> B <SEP> B <SEP> A <SEP> A
 <tb> Elastomer <SEP> and <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> mixed <SEP> sec <SEP> latex <SEP> sec <SEP> latex <SEP> sec <SEP> latex
 <tb> Mixture
 <tb>
 
 EMI18.5
 Recipe Table XII ................................ F F E E E E
 EMI18.6
 
 <tb> alpha-isopropylaminopropionitrile <SEP> .................. <SEP> 3 <SEP> 3
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> of <SEP> mix <SEP> ................... <SEP> 42 <SEP> 75 <SEP> 43 <SEP> 52 <SEP> 42 <SEP> 48
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ..................... <SEP> 105 <SEP> 45 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 45
 <tb> Results
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> ..................................... <SEP> 360 <SEP> 835 <SEP> 450 <SEP> 885 <SEP> 700 <SEP> 785
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% .......................................

    <SEP> 280 <SEP> 325 <SEP> 360 <SEP> 210 <SEP> 220 <SEP> 410
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A ........................... <SEP> 45 <SEP> 50 <SEP> 58 <SEP> 51 <SEP> 53 <SEP> 56
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction, <SEP> kg / cm2 <SEP> ................... <SEP> 23 <SEP> 149 <SEP> 37 <SEP> 98 <SEP> 38 <SEP> 228
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction .....

    <SEP> 544% <SEP> 176% <SEP> 502%
 <tb>
   + Butadiene-styrol copolymer brand GR-S ++ Prepared with Santomerse S-3 emulsifier +++ Cross-linking agent

  <Desc / Clms Page number 19>

 
Such vinyl filler, in combination with this polymer, provides a new possibility of using vinyl fillers, and this combination represents a valuable item of trade, which can, for example, be added to elastomers used in the manufacture of vinyl fillers. rubber soles.



   The strengthening effect that can be achieved with the new organic fillers also depends on the amount added to the natural or synthetic high polymers. This addition can vary between wide limits, but it should preferably not be more than two-thirds of the total volume of the final product, since the free space around the tightly packed spherical particles must at least be filled by the continuum.



   In the tables below, we have reproduced, to complete the explanation, the reinforcement which can be obtained, using the new vinyl fillers, in high natural or synthetic polymers, without this limiting the scope of the invention to the high types of polymers, amounts of vinyl fillers added, conditions of incorporation, etc., which are mentioned in these tables.



   In Table IV, examples of the reinforcement of natural rubber have been reproduced, both with a non-polar copolymeric vinyl filler and with a polar copolymeric vinyl filler.



   In these examples, latexes of natural rubber and vinyl filler were mixed, and coagulated by the addition of an acid-salt solution. The acid was 0.5% sulfuric acid, and the concentration of cooking salt was about 20%, the pH of the serum after coagulation was about 5. The coagulation was washed and dried, then worked and tested in the usual manner.



   The natural rubber sample exhibits a tensile strength of 218 kg / cm2, while the same rubber, reinforced with a polar and non-polar filler, exhibits a tensile strength of 270 and 323 kg / cm2 respectively.

  <Desc / Clms Page number 20>

 
TABLE IV Natural rubber reinforced with vinyl fillers
 EMI20.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> IV <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> Comparison
 <tb>
 <tb> Rubber
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> rubber <SEP> (reported <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb>
 <tb> to <SEP> weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> load <SEP> vinyl
 <tb>
 <tb> (reported <SEP> to <SEP> weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> .............. <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb>
 <tb> Composition <SEP> 20
 <tb>
 
 EMI20.2
 Styrol ..............

   
 EMI20.3
 
 <tb> Acrylonitrile <SEP> ................... <SEP> 95
 <tb>
 <tb> Dimethacrylate Ethylene glycol <SEP> <SEP> 5
 <tb>
 <tb> Divinylbenzene <SEP> .................. <SEP> 2
 <tb>
 <tb>
 <tb> ( <SEP> Agents <SEP> of <SEP> links <SEP> transversal)
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the
 <tb>
 
 EMI20.4
 in charge of
 EMI20.5
 
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> resin <SEP> comparable
 <tb>
 <tb>
 <tb> (reported <SEP> to <SEP> weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> styrol <SEP> soluble <SEP> in <SEP> on
 <tb>
 
 EMI20.6
 rubber ..................... 20
 EMI20.7
 
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> latex
 <tb>
 
 EMI20.8
 of resin ........................

   AT
 EMI20.9
 
 <tb> Mixture
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> XII) <SEP> A <SEP> A <SEP> A
 <tb>
 <tb>
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ............ <SEP> 31 <SEP> 32 <SEP> 68 <SEP> 53
 <tb>
 <tb>
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ... <SEP> 60 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 30
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Results
 <tb>
 <tb>
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> ................. <SEP> 820 <SEP> 770 <SEP> 795 <SEP> 715
 <tb>
 <tb>
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% <SEP> ................... <SEP> 200 <SEP> 380 <SEP> 500 <SEP> 410
 <tb>
 <tb>
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ......

    <SEP> 37 <SEP> 54 <SEP> 59 <SEP> 46
 <tb>
 <tb>
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 <SEP> 218 <SEP> 270 <SEP> 323 <SEP> 205
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance <SEP> 24% <SEP> 48% <SEP> -5.8%
 <tb>
 <tb>
 <tb> to <SEP> the <SEP> traction
 <tb>
 

  <Desc / Clms Page number 21>

 
For comparison purposes, the tensile strength of the rubber was also measured after addition of polystyrol resin. These polystyrol resins are soluble in the rubber, harden the rubber somewhat and do not produce noticeable reinforcement, but very often decrease the tensile strength.



   In the comparative example, 20 parts of polystyrol were incorporated into 100 parts of polybutadiene. The determined tensile strength is, as indeed in the other experiments, the average of the two components.



   The second check of Table XIII shows almost the same figures as when forming 23 parts of polystyrol in 77 parts of polybutadiene "in situ". It is true that the two components were very intimately mixed, but not chemically linked together.



   It can be seen from Table V that the tensile strength of polybutadiene is increased by the addition of vinyl fillers, for both non-polar and polar vinyl fillers.



  Thus, the polybutadiene, together with a polar vinyl filler, gives a 550% increase in tensile strength.



   This improvement in tensile strength is also seen with a polybutadiene which contains an addition of soluble styrol resin.
If we combine polybutadienes with viscosity. Mooney high and low, values can be obtained which are more than double of those given in the tables for active vinyl fillers.



   The reinforcement which can be obtained, with the vinyl fillers, for the butadiene-styrol copolymers, and for both the hot and cold types of these copolymers, is shown in Table VI, in Table VI. case of the type of butadiene-styrol copolymer GR-S 15000
GR-S 1500 and other diene polymerizates exhibit an unpleasantly increased hysteresis by the addition of carbon black.



  This increase, however, is much less in the presence of active vinyl fillers. The addition of these new bodies is therefore useful when it is necessary to avoid the formation of heat in rubber products subjected to bending. These mixtures also exhibit very low abrasion.

  <Desc / Clms Page number 22>

 
TABLE V Polybutadiene reinforced with vinyl filler
 EMI22.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> V <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> Comparison
 <tb>
 <tb>
 <tb> sound
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> elastomer
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> (reported <SEP> to <SEP> weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Polybutadiene <SEP> ................

    <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> (Recipe <SEP> L, <SEP> Table <SEP> III)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Quantity <SEP> ....................... <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Composition
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Styrol <SEP> 90
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Metacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> ......... <SEP> 90
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Dimethacrylate Ethylene glycol <SEP> <SEP> + <SEP> 10
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Divinylbenzene <SEP> x <SEP> ................

    <SEP> 10
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> (x <SEP> Agent <SEP> of <SEP> links <SEP> transversal)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> load <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> ............. <SEP> C <SEP> A
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> resin <SEP> comparable
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> (weight <SEP> sec) <SEP>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Resin <SEP> styrol <SEP> soluble <SEP> in <SEP> the
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> elastomers <SEP> ......................

    <SEP> 20
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> latex
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> from <SEP> resin <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> A
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Mixture
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> (-Table <SEP> III) <SEP> B <SEP> C <SEP> C <SEP> C
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> 19 <SEP> 67 <SEP> 65 <SEP> 57
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Results
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Elongation <SEP>% <SEP> .................... <SEP> 465 <SEP> 400 <SEP> 300 <SEP> 250
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Module <SEP> 300% <SEP> ......................

    <SEP> 100 <SEP> 650 <SEP> 1040 <SEP> -
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........ <SEP> 21 <SEP> 62 <SEP> 60 <SEP> 62
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 <SEP> 11 <SEP> 57 <SEP> 73 <SEP> 43
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> .................

    <SEP> 406% <SEP> 550% <SEP> 281%
 <tb>
 

  <Desc / Clms Page number 23>

 
TABLE VI Butadiene-styrol copolymer reinforced with vinyl fillers
 EMI23.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> VI <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> Comparison
 <tb>
 <tb>
 <tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯ <SEP> ¯¯¯ <SEP> sound <SEP>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> GR-S <SEP> 1500 <SEP> (Recipe <SEP> M, <SEP> tab. <SEP> III) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl
 <tb>
 <tb>
 <tb> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI23.2
 Quantity o000oooooaoooee.s.ooves 20 20
 EMI23.3
 
 <tb> Composition
 <tb>
 
 EMI23.4
 Styrol ........... 90
 EMI23.5
 
 <tb> Methacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> ...........

    <SEP> 90
 <tb>
 <tb>
 <tb> Dimethacrylate Ethylene glycolx <SEP> <SEP> 10
 <tb>
 <tb>
 <tb> Divinylbenzene <SEP> ........... <SEP> 10
 <tb>
 <tb>
 <tb> (x <SEP> Agent <SEP> of <SEP> links <SEP> transversal)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP> A <SEP> A
 <tb>
 <tb>
 <tb> (Table <SEP> III)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> resin <SEP> comparable
 <tb>
 <tb>
 <tb> weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> styrol <SEP> soluble <SEP> in <SEP> on
 <tb>
 <tb>
 <tb> rubber <SEP> .................. <SEP> 20
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> latex
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> from <SEP> resin <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> .......

    <SEP> A
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Mixture
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> ............ <SEP> F <SEP> E <SEP> D <SEP> D
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney, <SEP> ML-4 <SEP> ............ <SEP> 37 <SEP> 57 <SEP> 53 <SEP> 75
 <tb>
 <tb>
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> .... <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 30 <SEP> 60
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Results
 <tb>
 
 EMI23.6
 Elongation z0 .0 ................... 320 620 740 750
 EMI23.7
 
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% ...................... <SEP> 160 <SEP> 440 <SEP> 430 <SEP> 200
 <tb>
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........

    <SEP> 39 <SEP> 61 <SEP> 59 <SEP> 48
 <tb>
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> (kg / cm2) <SEP> 15 <SEP> 168 <SEP> 211 <SEP> 65
 <tb>
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the
 <tb>
 
 EMI23.8
 traction ........... 1.012% 1295% 333%

  <Desc / Clms Page number 24>

 
Carbon black - GR-S mixtures usually have a hardness of 60, provided that 50 parts of carbon black are mixed with 100 parts of GR-S. The active vinyl fillers give the same values with only 20 parts in 100 parts of GR-S. The tensile strength with 20 parts of active vinyl filler is equal to or greater than that obtained with 50 parts of carbon black.



   As shown in Table VI and Examples 5 and 6 of Table I, it is possible, using vinyl fillers, to increase the tensile strength of GR-S 1500 from 1000 to 1295%, these mixtures exhibiting less heat formation. than those containing 35 to 50 parts of rust.



   As long as the carbon black is replaced by vinyl fillers in the tires, the temperature of these tires can be reduced.



   The reinforcing effect of the active vinyl fillers can also be observed in diene-isobutylene copolymerisates of the type of butyl rubbers, as can be seen from Table VI-A.
To prepare the reinforced butyl rubber (example 2), 100 parts of butyl rubber type GR-1 18 were dissolved in 300 parts of methylene chloride, and emulsified with 10 parts of dismutated resin acid (Dresinate Acid 731 manufactured by the company Hercule Powder C) and 5 parts of a 28% ammonia solution. To this emulsion, 20 parts - based on the dry weight - of an active vinyl filler latex were added, and coagulated, after mixing well, with dilute sulfuric acid.

   After the usual treatment, we tried the mixture

  <Desc / Clms Page number 25>

 TABLE VI - A
 EMI25.1
 Isoprene copolymer reinforced with vinyl fillers
 EMI25.2
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> VI-A <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2
 <tb>
 <tb> Elastomers <SEP> (reported <SEP> to <SEP> weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb> Rubber <SEP> butyl <SEP> GB-I <SEP> 18 <SEP> ...... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb>
 
 EMI25.3
 Dresinate 731 ........... 10 10
 EMI25.4
 
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl
 <tb>
 <tb> (reported <SEP> to <SEP> weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI25.5
 Quantity o00oooooeseaooemsoswoveov 20 20 Composition Styrol ........... 90
 EMI25.6
 
 <tb> Divinylbenzene <SEP> ................

    <SEP> 10
 <tb>
 <tb>
 <tb> (x <SEP> Agent <SEP> of <SEP> links <SEP> transversal)
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP> A
 <tb>
 <tb>
 <tb> (Table <SEP> III)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Mixture
 <tb>
 
 EMI25.7
 Recipe ... 00 ..... 0.00 ..............

   (l) (1) (l)
 EMI25.8
 
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> .............. <SEP> 75 <SEP> 49
 <tb>
 <tb>
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ..... <SEP> 45 <SEP> 60 <SEP> 90
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Results
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Elongation <SEP>% <SEP> 640 <SEP> 750 <SEP> 775
 <tb>
 <tb>
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% ........................ <SEP> 155 <SEP> 160 <SEP> 190
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........... <SEP> 40 <SEP> 38 <SEP> 49
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 <SEP> ...........

    <SEP> 31 <SEP> 59 <SEP> 80
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> 93 <SEP>% <SEP> 162
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> traction
 <tb>
 (1) Mixing recipe (based on 100 parts butyl rubber):
5 parts zinc oxides, 1 part stearic acid, 0.5 part benzothiazyl disulfide, 1 part tetramethylthiuram disulfide, 2 parts sulfur.



   Butyl rubbers reinforced with active vinyl fillers give, for example, pipes which, at low temperatures, are not as stiff as mixtures loaded with carbon black.



   The reinforcing effect of the active vinyl fillers on the polar diene homopolymerisates is indicated in Table VII in the case of polychloroprene (neoprene); here, chlorinated vinyl fillers prove to be particularly effective.



   Similar results can also be observed with polar diene copolymerisates which consist on the one hand of butadiene or its homologues or mixtures thereof, on the other hand of other polar compounds, for example acrylonitrile. In Table VIII, the possible reinforcement by means of polar and non-polar fillers is indicated by way of example, in the case of two butadiene-acrylonitrile copolymers with a different acrylonitrile content.



   In the same way, the copolymerizates of

  <Desc / Clms Page number 26>

 butadiene which, instead of or next to acrylonitrile, contains other polar components, for example vinylaldehyde, vinyl ketone, vinylmethyloetone, acrolein, methacrolein, methylisopropylketone, acid acrylic, methacrylic acid, cinnamic acid as well as their esters of alcohols, phenols, etc., saturated or unsaturated, then the polar derivatives of nonpolar vinyl compounds, for example methacrylonitrile, vinylpyridine and vinylpyri- substituted dines; then, the polymerizable helogenocarbons, for example
 EMI26.1
 ple trichlorethylene, 1.1-difluoroethylene, etc ...



   Table IX shows the reinforcing effect of the vinyl fillers according to the present invention in polyethylene tetrasulfide (thion rubber) as a type of the vulcanizable high synthetic polymers not containing diene hydrocarbons.



   In addition to the vulcanizable synthetic high polymers, the properties of synthetic thermoplastic high polymers obtained by homopolymerization, oopolymerization or interpolymerization of the vinyl monomer compounds can also be improved.

  <Desc / Clms Page number 27>

 



     TABLE VII Polychloroprene reinforced with vinyl fillers
 EMI27.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> 7 <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> elastomer
 <tb>
 <tb>
 <tb> (report <SEP> to <SEP> weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb> Polychloroprene <SEP> (1) <SEP> ....................... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl
 <tb>
 <tb> (weight <SEP> sec
 <tb>
 
 EMI27.2
 Quantity 0'0 .... 00 ......................... <20 20 Composition o-chlorostyrol ooooaom..reeer..s..sss..sv 9E! Styrol .............. 2 Divinylbenzene ...................... 1.5 0.8
 EMI27.3
 
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP> .......

    <SEP> B <SEP> B
 <tb>
 <tb> Table <SEP> III
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Mixture
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> ...................... <SEP> G <SEP> G <SEP> G
 <tb>
 <tb>
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ...................... <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 200
 <tb>
 <tb>
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ............. <SEP> 15 <SEP> 30 <SEP> 60
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Results
 <tb>
 
 EMI27.4
 Elongation% ................. 470 515 365 Modulus 300% ......................... ....... 545 1325 1530
 EMI27.5
 
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> .................. <SEP> 52 <SEP> 73 <SEP> 70
 <tb>
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction, <SEP> kg / cm2 <SEP> ...........

    <SEP> 79 <SEP> 168 <SEP> 128
 <tb>
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the
 <tb>
 
 EMI27.6
 traction 00 ............................. 111% 62% (1) Polychloroprene brand Neoprene 571 manufactured by du Pont de
Nemours to C.



  +) Cross-linking agent

  <Desc / Clms Page number 28>

 TABLE VIII
 EMI28.1
 Butaiene-acrylonitrile copolymer reinforced with vinyl fillers
 EMI28.2
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> VIII <SEP> Control <SEP> -1-2 <SEP> -3
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI28.3
 Butadiene-'acrylonitrile copolymer
 EMI28.4
 
 <tb> (1) <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Copolymer <SEP> butadiene-acrylonitrile
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> (2) <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> charges <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Quantity <SEP> ..................... <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Composition
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Methacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> 10
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Vinyipyridine <SEP> .............

    <SEP> 10
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Styrol <SEP> .................... <SEP> 90 <SEP> 78
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> o-chlorostyrol <SEP> ............ <SEP> 96
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Divinylbenzene <SEP> ........... <SEP> 10 <SEP> 2 <SEP> 4
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> (x <SEP> Agent <SEP> of <SEP> links <SEP> transversal
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> (Table <SEP> III) <SEP> A <SEP> B <SEP> B
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Mixture
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> ........ <SEP> E <SEP> E <SEP> H <SEP> E
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ........

    <SEP> 48 <SEP> 95 <SEP> 112 <SEP> 59
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> 60 <SEP> 45 <SEP> 20xx <SEP> 60
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Temperature <SEP> of <SEP> vulcanization <SEP> 154 C
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Results
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> .................. <SEP> 320 <SEP> 300 <SEP> 250 <SEP> 450
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% <SEP> .................... <SEP> 380 <SEP> 1825 <SEP> - <SEP> 900
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Hardness <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ....... <SEP> 50 <SEP> 75 <SEP> 100 <SEP> 63
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction, kg / cm2 <SEP> ..

    <SEP> 31 <SEP> 128 <SEP> 209 <SEP> 120
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance <SEP> 320 <SEP>% <SEP> 583% <SEP> 290 <SEP>%
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> to <SEP> the <SEP> traction
 <tb>
 (1) Product Hycar 1513 (acrylonitrile 28%) manufactured by Goodrich C (2) Product Hycar 1514 (acrylonitrile 22%) manufactured by Goodrich C

  <Desc / Clms Page number 29>

 
TABLE IX Polyethylene tetrasulphide reinforced with vinyl fillers.

   
 EMI29.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> IX <SEP> Control <SEP> -1
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI29.2
 Polyethylene tetrussulfide (l) 616004.96 100 100 Latex vinyl filler (dry weight) Quantity moomosoerrseer.sooosr.s.mssv.rrr 20 Composition Acrylic acid esm..esossrrr.resrrrrrsoâr 10 Styrol GeGoaOGG ........ ............ e .. 80 Divinylbenzene x ..0 ....................... 10
 EMI29.3
 
 <tb> (x <SEP> Agent <SEP> of <SEP> links <SEP> transversal)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP> .......
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>



  (board <SEP> III)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Mixture
 <tb>
 
 EMI29.4
 Recipe (Table XII) rmorsoeesrrp.r ... r ... r LL Mooney Viscosity ML-4 ... om ................ 20 30 Vulcanization, minutes to 1. . 0 r .............. 120 120
 EMI29.5
 
 <tb> Results
 <tb>
 
 EMI29.6
 Elongation at break% ..................... 500 800 Tensile strength, kg / cm2 a r e s. s. a s r r s 7 24
 EMI29.7
 
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> 258%
 <tb>
 (1) Mixture of 90 parts thioool ST and 10 parts thiocol LP-2, manufactured by Thiokol Corp.



   In Table X, this favorable influence of vinyl fillers has been indicated, by way of example, in the case of a vinyl chloride-vinylidene chloride copolymerate. In the example given in this table, the vinyl filler latex was mixed for a short time with a Waring laboratory mixer at high speed, with the latex of vinyl chloride-vinylidene chloride copolymerizate, adding of octyl phthalate, the mixture was dried in a flat cuvette at 60 ° C., rolled on a hot laboratory rolling mill, and cooled. In this way, clear and smooth films were obtained, in which the test strips were cut. The tensile strength of these was measured using a Scott apparatus for tension tests. .



   From the figures shown in Table X it can be seen that the tensile strength of the copolymerizate is increased by more than 60% by the vinyl filler, while, as experience shows, the addition of a Styrofoam resin not transversely bonded, on the contrary, reduces the tensile strength by nearly 10%.



   Similar increases in tensile strength can be seen not only in other vinyl chloride copolymerisates, but also, as shown in Table XI, in the homopolymerisates, copolymerisates or interpolymerisates of others. vinyl compounds, for example derived from cellulose. The content of plasticizers, whatever their composition, has no influence whatsoever on the action of the vinyl fillers. As can be seen from Table XI, increases in tensile strength are obtained, both in the plyvinyl esters chosen as an example, such as ac-

  <Desc / Clms Page number 30>

 polyvinyl tate or polyvinyl butyrate, as in the copolymers styrolacrylonitrile, and ethylcellulose.



   The composition of the blends used in the experiments on natural or synthetic vulcanizable high polymers is shown in Table XII; mixtures, however, are only taken as models, and do not always give the best results, as has been shown by the example of chloroprene (Table VII).



  The chloroprene latex (Neoprene) 571 used in this table is, of course, an excellent film former, but it has too high a gel content, to give a mixture having a high tensile strength. However, this latex also, worked after addition of vinyl fillers, gives vulcanized products endowed with markedly improved properties. Likewise, the examples of Table VI-A-2 and Tables X and XI are given for demonstration purposes only, without showing the maximum values of possible reinforcements.



    PAINTINGS
Vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, reinforced with vinyl fillers.
 EMI30.1
 
 <tb>



  Mixed <SEP> N <SEP> X <SEP> Control <SEP> -1-2
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Copolymer <SEP> chloride <SEP> of <SEP> vinyl-
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> chloride <SEP> of <SEP> vinylidene (l) <SEP> ....... <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Phthalate Oxyl <SEP> <SEP> (plasticizer) <SEP>. <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Quantity <SEP> ........................ <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Composition
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Styrol <SEP> ......................... <SEP> 90
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Methacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> ....... <SEP> 90
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Divinylbenzènex <SEP> ...............

    <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> (Agent <SEP> of <SEP> links <SEP> transversal
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP> A <SEP> A
 <tb>
 <tb>
 <tb> (Table <SEP> III)
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Results
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Elongation <SEP> of <SEP> break <SEP>% <SEP> 200 <SEP> 50 <SEP> 200
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction, <SEP> kg / cm2 <SEP> 86 <SEP> 143 <SEP> 143
 <tb>
 <tb>
 <tb>
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance
 <tb>
 
 EMI30.2
 tensile strength ................ 65, 67, (1) Vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer:
Latex 744 B from Dow Chemical C.

  <Desc / Clms Page number 31>

 



    TABLE XI Plastomers with vinyl fillers
 EMI31.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XI <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> Control <SEP> -2 <SEP> Control <SEP> -3 <SEP> Control <SEP> -4
 <tb> Latex <SEP> plastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Acetate <SEP> of <SEP> polyvinyl <SEP> (1) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Butyrate <SEP> of <SEP> polyvinyl <SEP> (2) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Styrol-acrylonitrile <SEP> (3) <SEP> ................ <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Ethylcellulose <SEP> (4) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl
 <tb> ( <SEP> weight <SEP> sec) <SEP> (5) <SEP> ................. <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Results
 <tb> Elongations <SEP> of <SEP> break <SEP>% ...............

    <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 565 <SEP> 500 <SEP> 150 <SEP> 150 <SEP> 50 <SEP> 30
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 <SEP> ......... <SEP> 86 <SEP> 116 <SEP> 41 <SEP> 107 <SEP> 94 <SEP> 158 <SEP> 116 <SEP> 134
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the
 <tb> traction <SEP> ............................. <SEP> 36% <SEP> 160% <SEP> 69% <SEP> 15%
 <tb>
   (1) KR-2 aqueous dispersion, manufacturer: Monsanto Chemical C.



  (2) Aqueous dispersion Whiting BRS, manufacturer: Monsanto Chemical C.



  (3) Latex Kralastio 4109A, manufacturer: Nagatuck Chemical Division of U.S. Rubber C. It is a styrolacrylonitrile copolymer, plasticized with 25-30 parts of butadiene-acrylonitrile copolymer according to US Patents No. 2,439,202, 2,505,349, 2,550,139. This is an example of a mixture of Class II elastomers and Class III plastomers, and this example shows the reinforcement of such a mixture by the vinyl filler.



  (4) Ethocel-castor oil, proportion 67:33; with ordinary ethocel (viscosity 50 cps), manufacturer: Dow Chemical C.



  (5) Preparation of the vinyl filler latex: styrol parts; parts divinylbenzene and 10 parts methacrylic acid, polymerized according to Table III, Recipe A, with adjustment of the latex to pH = 8 using 28% ammonium hydroxide.

  <Desc / Clms Page number 32>

 



    TABLE XII Vulcanization recipes (parts out of 100 parts vulcanizable material)
 EMI32.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XII <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E <SEP> F <SEP> G <SEP> H <SEP> I <SEP> J <SEP> K <SEP> L
 <tb> Oxide <SEP> of <SEP> magnesium <SEP> (light <SEP> .... <SEP> 4 <SEP> 20
 <tb> Oxide <SEP> of <SEP> zinc <SEP> ................. <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 0.5
 <tb> Acid <SEP> stearic <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 0.5 <SEP> 1.5 <SEP> 2 <SEP> ' <SEP> 3
 <tb> Disulfide <SEP> of <SEP> benzothiazyl <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0.5 <SEP> 4.5 <SEP> 1 <SEP> 1
 <tb> 2-mercaptobenzothiazol <SEP> ........ <SEP> 1 <SEP> 0.5 <SEP> 0.

    <SEP> 5 <SEP> 1
 <tb> N-cyclohexyl-2-benzothiazolsulfonamide <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP>
 <tb> Monosulfide <SEP> of <SEP> tetramethylthiuram <SEP> ...................... <SEP> 0.15
 <tb> Accelerator <SEP> A-32 <SEP> ............. <SEP> 0. <SEP> 2 <SEP> 0. <SEP> 2 <SEP> 0. <SEP> 2
 <tb> Bisulfide <SEP> of <SEP> tetraethylthiuram <SEP> 0.15 <SEP> 0. <SEP> 2
 <tb> Sulfur <SEP> 2.5 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 2.5 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 2.0 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 2. <SEP> 5
 <tb> q-quinonedioime <SEP> ................ <SEP> 1.5
 <tb>
   + Reaction product of butyraldehyde and butylidene-aniline:

   manufacturer Monsanto Chemical C

  <Desc / Clms Page number 33>

 
Table XIII shows that the interpolymers of high natural or synthetic vulcanizable polymers and of nonpolar or polar monomeric vinyl compounds can also be significantly improved in their properties by the new vinyl fillers.



   To prepare the interpolymers, the monomers which were either styrol or methyl methacrylate were added to natural rubber, polybutadiene or polychloroprene latexes, together with about 0.5 part of hydroperoxide. of cumene per 100 parts of latex, and the mixture in closed bottles was heated to 60 ° C. After 12 hours, the interpolymerization was complete.



   The interpolymer latexes thus obtained were then mixed with the latexes of vinyl fillers indicated in Table XIII, the latex mixtures were coagulated with salt and acid, dried and used for the mixtures.



   It can also be seen, from example 2 of this Table, that a mixture of polybutadiene and polystyrol is also reinforced by the vinyl fillers.



   Similar effects are also obtained with the vinyl fillers in accordance with the present invention, in the case of mixtures of butadiene-styrol copolymers (GR-S 1500) and polybutadiene, or butadiene-acrylonitrile copolymers.

  <Desc / Clms Page number 34>

 



    TABLE XIII
 EMI34.1
 Reinforcement of interpolymers of natural rubber and elar; tomères, by cllarges V: B!, Z.- leagues.
 EMI34.2
 
 <tb>



  Mixed <SEP> n <SEP> XIII <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> Control <SEP> -2 <SEP> Control <SEP> -3
 <tb>
 
 EMI34.3
 Latex, interpolymers (dry weight
 EMI34.4
 
 <tb> Composition <SEP> rubber <SEP> and <SEP> elastomer
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> rubber <SEP> natural <SEP> 80 <SEP> 80
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> polybutadiene <SEP> Tab. <SEP> III, <SEP> rec.L <SEP> 77 <SEP> 77
 <tb> Polychloroprene <SEP> (Latex <SEP> Neoprene <SEP> 571) <SEP> 95 <SEP> 95
 <tb> Monomer <SEP> interpolymerizable
 <tb> Methacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> ..................... <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 5 <SEP> 5
 <tb> Styrol <SEP> ......................................

    <SEP> 23 <SEP> 23
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition
 <tb> Methacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80
 <tb> Acid <SEP> methacrylic <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> 5
 <tb>
 
 EMI34.5
 Butadiene .................................. 5 5
 EMI34.6
 
 <tb> Dimethacrylate Ethylene glycol <SEP> <SEP> ... <SEP> 0.46. *. <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load
 <tb> Table <SEP> III <SEP> ........................................

    <SEP> A <SEP> B <SEP> B
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (array <SEP> XII) <SEP> A <SEP> A <SEP> E <SEP> E <SEP> G <SEP> G
 <tb> Allylamine <SEP> 3 <SEP> 2
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> 28 <SEP> 29 <SEP> 118 <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 200
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> 60 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 60
 <tb> Results
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> ................................... <SEP> 600 <SEP> 650 <SEP> 280 <SEP> 440 <SEP> 400 <SEP> 340
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% ..................................... <SEP> 380 <SEP> 2400 <SEP> 750 <SEP> 585 <SEP> 980
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........, ....., ......... <SEP> 41 <SEP> 77 <SEP> 61 <SEP> 72 <SEP> 56 <SEP> 81
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 <SEP> ..................

    <SEP> 129 <SEP> 237 <SEP> 56 <SEP> 81 <SEP> 60 <SEP> 93
 <tb>% <SEP> increase <SEP> of <SEP> the <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> 82% <SEP> 46% <SEP> 56%
 <tb>
   + Cross-linking agent

  <Desc / Clms Page number 35>

 
Polybutadiene has excellent flexibility at low temperatures, so it is often added to butadiene-styrol copolymers.



   The mixtures of polymerizates shown in Table XIV were obtained by mixing the corresponding latexes, followed by salt and acid coagulation and drying, and then tested after the preparation of the mixture. The percentage increase in tensile strength, which is 774 and 598%, shows the increase in the various components, exceeding the average tensile strength, which is obtained by reinforcement with vinyl fillers.



   The latex mixtures obtained in a similar way by mixing natural latex and the latex of butadiene-styrol copolymers (GR-S types), mixtures used in the manufacture of foam rubber, can be reinforced with vinyl fillers, especially when they are manufactured without emulsifier, as shown in Table XXI.



   Further examples of the strengthening action of vinyl fillers are given in Table XV, and this explains the strengthening effect of the novel vinyl fillers on the mixture of a high butadiene-styrol copolymer. butadiene content (75% and more) (GR-S 1500) with a copolymer with a butadiene content of 20% and less.



  The latter is soluble in the higher butadiene content copolymer. Blends of this kind are used in making rubber soles or heels because the low butadiene copolymer improves stiffness and abrasion.



   In the examples of Table XV, the low butadiene copolymers were prepared by emulsion polymerization, and mixed with the latex of the high butadiene copolymers (GR-S 1500), with or without the addition of vinyl fillers.



  The comparative example of Table XV and Example 7 of Table XXII show that the transversely bonded styrol filler of the latter example produces a tensile strength that is 141 kg / cm2 higher than that of the unbound styrol resin. transversely (Pliolite S-3 resin), as shown in Table XV, - see also Table VI.

  <Desc / Clms Page number 36>

 



    TABLE XIV Elastomers mixed with vinyl fillers.
 EMI36.1
 
 <tb>



  Mixed <SEP> n <SEP> XIV
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Polybutadiene <SEP> (Table <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> L) <SEP> 50
 <tb> Copolymer <SEP> butadiene-styrol <SEP> (Table <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> M) <SEP> 50 <SEP> 50
 <tb>
 
 EMI36.2
 Butadiene-aorylonitrile copolymer + 50 Latex vinyl filler (dry weight) Quantity .................................... . * ................................ 20 20 Composition Methyl methacrylate .......... ..... 90 90
 EMI36.3
 
 <tb> dimethacrylate Ethylene glycol <SEP> <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> load <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> A <SEP> A
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (array <SEP> XII)
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> 12 <SEP> 52
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C ............................

    <SEP> 30 <SEP> 60
 <tb> Results
 <tb> Elongation <SEP>% <SEP> 800 <SEP> 450
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% <SEP> 260 <SEP> 1180
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ................................ <SEP> 52 <SEP> 70
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traotion <SEP> kg / cm2 <SEP> 115 <SEP> 155
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> 774% <SEP> (1) <SEP> 598% <SEP> (2)
 <tb>
   + (B.F.

   Goodrich Hycar 1513 - 28 parts acrylonitrile) ++ Cross-linking agent (1) The control gives 13 kg / om2, average of the controls in Tables V and VI (2) The control gives 25 kg / om2, average of the controls in Tables VI and VIII

  <Desc / Clms Page number 37>

   TABLE XV Elastomer-vinyl resin combinations reinforced with vinyl fillers
 EMI37.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XV <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> Control <SEP> -2 <SEP> Comparison.
 <tb>



  Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> GR-S <SEP> 100 <SEP> called <SEP> now <SEP> GR-S <SEP> 1500) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> resin <SEP> vinyl <SEP> soluble <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI37.2
 Quantity oamo.soo.aoooo.ooooooooeoo.meo.osooooo0 20 20 20 20 20 Composition Styrol .oo ........ e .... oo ... o ..... ooo.e8 .. ... 90 90 80 80 Butadiene ......... ++ ........... 0 ... 0 ............ 10 10 20 20 Pliolite S-3 Resin ......................... 0. 100
 EMI37.3
 
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> resin, <SEP> table <SEP> III <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> insoluble <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI37.4
 Amount .........................................

   20 20
 EMI37.5
 
 <tb> Composition
 <tb> Styrol <SEP> ..................................... <SEP> 99.2 <SEP> 99. <SEP> 2
 <tb>
 
 EMI37.6
 Divinylbenzol .............................. 0.8 0.8
 EMI37.7
 
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> load <SEP>, <SEP> Table <SEP> III <SEP> B <SEP> B
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> ............................ <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney, <SEP> ML-4 <SEP> ........................... <SEP> 55 <SEP> 87 <SEP> 56 <SEP> 56 <SEP> 51
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C .................... <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 105
 <tb> Results
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> ................................... <SEP> 590 <SEP> 440 <SEP> 425 <SEP> 425 <SEP> 400
 <tb>
 
 EMI37.8
 Module 300% ..............................

   160 770 300 1020 460
 EMI37.9
 
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........................ <SEP> 54 <SEP> 70 <SEP> 54 <SEP> 84 <SEP> 52
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 <SEP> .................. <SEP> 39 <SEP> 79 <SEP> 30 <SEP> 96 <SEP> 39
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> ......... <SEP> 141 <SEP>% <SEP> 216%
 <tb>
   + GR-S butadiene-styrol copolymer, brand GR-S 10-20 ++ Pliolite S-3 resin is a dry product of Goodyear Tire & Rubber C. It is a styrol resin with 10-20% butadiene, and for this comparison it was incorporated, in the cylinder, in the GR-1500.



  +++ Cross-linking agent.

  <Desc / Clms Page number 38>

 



   Since the vinyl filler is insoluble in the elastomers, we can mix the vinyl filler in the form of latex with each of the two components, and coagulate the whole, then dry, and, in this form, add it, on the cylinder , to the other dried elastomer.



   Similarly reinforced blends of two high vulcanizable polymers can be seen from the examples in Table IX and reinforced blends of high vulcanizable and unvulcanizable polymers from Tables XI-3 and XXVI.



   As can be seen from Tables XVI to XIX, vinyl charges containing carboxyl groups, which can be prepared either by homopolymerization, interpolymerization or graft polymerization of a vinyl or allylic acid, or from of a three-dimensional acidic crosslinker, or by reaction of an acid derivative on the double bond of a partially unsaturated vinyl filler, are distinguished by a particularly good strengthening effect.

   It can also be seen, from Tables XVI and XVII, the favorable effect of ammonia, or of mono-, di-, tri- or tetrasubstituted organic ammonium compounds, used at the same time as these vinyl fillers; ammonia and low molecular weight amines perform better than high molecular weight amines, but the materials must be mixed and vulcanized immediately, if nitrile groups are not simultaneously introduced.



   In all of the examples of Tables XVI to XIX, the latexes of the carboxyl grouped vinyl fillers were mixed with the latexes of the elastomer, the mixture was coagulated, dried and then worked.

  <Desc / Clms Page number 39>

 



    TABLE XVI Elastic and plastic materials and vinyl fillers containing carboxylic groups which contain an addition of amines.
 EMI39.1
 
 <tb>



  Mixed <SEP> n <SEP> XVI-1 <SEP> -2-3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
 <tb> Latex <SEP> of elastomers <SEP> and <SEP> plastomers <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI39.2
 I Natural rubber .................... 0 100
 EMI39.3
 
 <tb> IIA-1 <SEP> Polybutadiene <SEP> (Table <SEP> III, <SEP> Recipe <SEP> L) <SEP> ..... <SEP> 100
 <tb> IIA-2 <SEP> GR-S + 1500 <SEP> (Table <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> M) <SEP> ........ <SEP> 100
 <tb> IIB-1 <SEP> Polychloroprene <SEP> (Neoprene <SEP> 571) <SEP> ................. <SEP> 100
 <tb> IIB-2 <SEP> Copolymer <SEP> butadiene-acrylonitrile <SEP> (Hycar <SEP> 1514) <SEP> 100
 <tb> III <SEP> Copolymer <SEP> chloride <SEP> of <SEP> vinyl <SEP> chloride <SEP> of <SEP> vinylidene
 <tb>
 
 EMI39.4
 (Dow Latex 774B) ....... o ... e..o ... oo.o ... o ... 100 Vinyl filler latex (dry weight) Quantity ....... .....................................

   20 20 20 20 20 20
 EMI39.5
 
 <tb> Composition
 <tb> Acid <SEP> acrylic <SEP> .................................. <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb>
 
 EMI39.6
 Methacrylic acid .............................. 10 Styrol ................ ........................... 78 78 80 78 ... 80 80 Butadiene ............. .......................... e 2 2 2 Divinylbenzene ................... ................ 10 10 10 10 10 10
 EMI39.7
 
 <tb> ( <SEP> Agent <SEP> of <SEP> links <SEP> transversal)
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP> (Tab. <SEP> III) <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> A <SEP> A
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> .............................. <SEP> A <SEP> C <SEP> E <SEP> G <SEP> E
 <tb> Allylamine <SEP> .........................................

    <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3
 <tb>
 
 EMI39.8
 Mooney ML-Q viscosity ............................... 29 36 46 200 59
 EMI39.9
 
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ..................... <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 60
 <tb> Results
 <tb> Elongation <SEP>% <SEP> ....................................... <SEP> 725 <SEP> 1155 <SEP> 825 <SEP> 345 <SEP> 560 <SEP> 60
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% <SEP> ........................................ <SEP> 500 <SEP> 170 <SEP> 375 <SEP> 1580 <SEP> 580
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........................... <SEP> 54 <SEP> 49 <SEP> 63 <SEP> 72 <SEP> 60
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / om2 <SEP> .....................

    <SEP> 321 <SEP> 73 <SEP> 262 <SEP> 134 <SEP> 130 <SEP> 167
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction ............ <SEP> 47% <SEP> 550% <SEP> 1633% <SEP> 68% <SEP> 325% <SEP> 94%
 <tb>
   + Butadiene-styrol copolymer brand GR-S ++ 89 parts vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, with 20 parts of octyl phthalate as plasticizer.



  +++ Isoprene instead of butadiene.

  <Desc / Clms Page number 40>

 



    TABLE XVII Vinyl fillers with carboxyl groups with addition of amine as a reinforcing aid
 EMI40.1
 Mixture n .: RiVII Control -1 -2 -3 -4 -5 6 -7 -8 -9 -10 -11
 EMI40.2
 
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> GR-S + <SEP> 1500 <SEP> (Tab.III <SEP> recipe <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition <SEP> ++
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe-Table <SEP> XII) <SEP> F <SEP> I <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C <SEP> C
 <tb> Derivatives Ammonia <SEP> <SEP> 0
 <tb> Ammonia <SEP> aqueous <SEP> (28 <SEP>%)

    <SEP> ......... <SEP> 4
 <tb> Allylamine <SEP> 3
 <tb> n-propylamine <SEP> .................. <SEP> 3
 <tb> di-n-propylamine <SEP> 3
 <tb> isopropylamine <SEP> ................. <SEP> 3
 <tb> diisopropylamine <SEP> ................
 <tb> diallylamine <SEP> ....................
 <tb> tri-n-butylamine <SEP> 6
 <tb> Hydroxide <SEP> of <SEP> trimethylbenzylammonium <SEP> to <SEP> 50 <SEP>% <SEP> ......... <SEP> 10
 <tb> n-isopropylgluoamine <SEP> 6
 <tb>
 
 EMI40.3
 Mooney ML-4 viscosity ........... 37 60 46 44 44 41 44 43 45 46 47 56
 EMI40.4
 
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ..

    <SEP> 90 <SEP> 120 <SEP> 90 <SEP> 45 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 45 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60
 <tb> Results
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> 320 <SEP> 330 <SEP> 850 <SEP> 720 <SEP> 650 <SEP> 650 <SEP> 655 <SEP> 720 <SEP> 755 <SEP> 730 <SEP> 750 <SEP> 780
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% ..................... <SEP> 160 <SEP> 1800 <SEP> 330 <SEP> 550 <SEP> 445 <SEP> 495 <SEP> 490 <SEP> 380 <SEP> 440 <SEP> 330 <SEP> 330 <SEP> 330
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ......,. <SEP> 39 <SEP> 46 <SEP> 55 <SEP> 63 <SEP> 65 <SEP> 60 <SEP> 63 <SEP> 58 <SEP> 62 <SEP> 58 <SEP> 58 <SEP> 59
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 ..

    <SEP> 15 <SEP> 143 <SEP> 191 <SEP> 225 <SEP> 210 <SEP> 212 <SEP> 235 <SEP> 228 <SEP> 219 <SEP> 199 <SEP> 166 <SEP> 173
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to
 <tb> the <SEP> traction <SEP> 844% <SEP> 1165% <SEP> 1390% <SEP> 1288% <SEP> 1300% <SEP> 1456% <SEP> 1407% <SEP> 1351% <SEP> 1216% <SEP> 997% <SEP> 1044%
 <tb>
   + Butadiene-styrol copolymer, GR-S brand Emulsion copolymer, 78 parts styrol, 10 parts acrylic acid, 2 parts isoprene, 10 parts divinylbenzene (cross-linking agent). Polymerized according to Tab. Recipe III F. Was used in all examples except mixtures 9-11, in which 2 parts methacrylic acid was used instead of 2 parts acrylic acid.

  <Desc / Clms Page number 41>

 



    RATE XVIII Variation of the vulcanization time depending on the carboxyl content of the vinyl fillers
 EMI41.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XVIII <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4
 <tb>
 
 EMI41.2
 Latex: elastomer (dry weight)
 EMI41.3
 
 <tb> GR-S + <SEP> 1500 <SEP> (Table <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> M) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI41.4
 Quantity oe ............... 20 20 20 20 20 20 Composition Styrol ..0 ................ 0 ... 0. .................. 89 88 87 85 80 Methacrylic acid ......................... ..... 1 2 3 5 10 Divinylbenzene ++ ................................

   10 10 10 10 10
 EMI41.5
 
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (array <SEP> III) <SEP> ............................. <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
 <tb> 1,2-dihydro-2,2,4-trimethylquinoline <SEP> .............. <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1
 <tb> Phenylbetanaphthylamine <SEP> ............................ <SEP> 1 <SEP> 1
 <tb> Amitrile <SEP> I.P. <SEP> +++ <SEP> ................................ <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney, <SEP> ML-4 <SEP> ............................ <SEP> 37 <SEP> 49 <SEP> 49 <SEP> 48 <SEP> 50 <SEP> 50
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ....................

    <SEP> 90 <SEP> 30 <SEP> 45 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 90
 <tb> Results
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> ...................................... <SEP> 320 <SEP> 740 <SEP> 690 <SEP> 720 <SEP> 650 <SEP> 700
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% <SEP> ......................................... <SEP> 160 <SEP> 475 <SEP> 500 <SEP> 480 <SEP> 550 <SEP> 530
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ............................ <SEP> 39 <SEP> 62 <SEP> 62 <SEP> 65 <SEP> 65 <SEP> 64
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction, <SEP> kg / cm2 <SEP> ..................... <SEP> 15 <SEP> 215 <SEP> 218 <SEP> 218 <SEP> 211 <SEP> 220
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> .............

    <SEP> 1320% <SEP> 1342% <SEP> 1342% <SEP> 1295% <SEP> 1353
 <tb>
   + Butadiene-styrol copolymer brand GR-S ++ Cross-linking agent +++ Amitrile I.P. is alpha-isopropylaminopropionitrile

  <Desc / Clms Page number 42>

   TABLE XIX
 EMI42.1
 Influenpe of the proportion of divinylbel1zene in the fillers ZiaLlig,, a, groups ca "" bo: x:

  yl.L.9 ....?.!?. '
 EMI42.2
 
 <tb> Mixture <SEP> DO <SEP> XIX <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> GB-S <SEP> 1500 <SEP> (Table <SEP> III, <SEP> recipe <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition
 <tb> Styrol <SEP> ....................................

    <SEP> 94 <SEP> 93 <SEP> 92 <SEP> 90 <SEP> 87 <SEP> 85
 <tb> Acid <SEP> methacrylic <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 5
 <tb> Divinyibenzene <SEP> (DVB) <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 8 <SEP> 10
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F <SEP> F
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
 <tb> Amitrile <SEP> I.P ................................. <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 3
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ........................ <SEP> 37 <SEP> 52 <SEP> 50 <SEP> 51 <SEP> 53 <SEP> 55 <SEP> 59
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ...............

    <SEP> 90 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60
 <tb> Results
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> 320 <SEP> 800 <SEP> 750 <SEP> 780 <SEP> 710 <SEP> 690 <SEP> 680
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% <SEP> ................................. <SEP> 160 <SEP> 440 <SEP> 440 <SEP> 445 <SEP> 555 <SEP> 475 <SEP> 560
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ....., ............. <SEP> 39 <SEP> 61 <SEP> 59 <SEP> 63 <SEP> 63 <SEP> 64 <SEP> 63
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 <SEP> 15 <SEP> 126 <SEP> 139 <SEP> 191 <SEP> 193 <SEP> 194 <SEP> 214
 <tb>
 
 EMI42.3
 % increase in tensile strength ..... 732% 8l6% 1160% 1179% 1186% 1319% + Butadiene-styrol copolymer brand GR-S ++ Cross-linking agent.

  <Desc / Clms Page number 43>

 



   Table XIX shows the influence of the proportion of cross-linking agent, in this case divinylbenzene, on the properties of vinyl fillers and the reinforcing effect of these fillers containing carboxyl groups in synthetic rubber.



   To obtain a tensile strength of 211 kg / cm2 with a vulcanized product of butadiene-styrol copolymer (GR-S 1500), this filler must contain approximately 10% of divinylbenzene. However, the content of the cross-linking agent necessary to obtain the maximum effects, to which the reinforcing properties should be attributed, is not the same for all vinyl fillers.



   For example, a vinyl filler prepared from vinyltoluene only needs about 5% divinylbenzene to exhibit the maximum reinforcing properties.



   The fillers containing carboxylic groups also improve the properties of vulcanizable elastomers containing diene hydrocarbons (Table IX) and thermoplastic elastomers (Table XVI).



   The favorable influence of the carboxyl groups incorporated in the vinyl fillers can be seen by comparing Example 6 of Table XVI with Examples 1 and 2 of Table X. The reinforcement of an unvulcanizable plastomer by a filler vinyl containing carboxyl groups is nearly 50% higher than that obtained by a vinyl filler not containing carboxyl groups.



   Table XVI (Example 1) further shows that the reinforcement of a natural rubber using an animated vinyl filler is essentially the same as that obtained using the much more expensive polar vinyl filler, according to Table IX, Example 2, and that, according to Example 3 (Table XVI), the reinforcement of the butadiene-styrol copolymer (GR-S 1500) with the vinyl filler containing carboxyl groups, using the amine , is greater than that obtained with the expensive polar vinyl filler of Example 2 (Table VI).



  * It can be seen further from Table XVII that, while the: amines (Examples 2 to 8) do not exhibit differences in the hardness and tensile strength of the vulcanized product, all of them increase the effect of fillers. vinyl containing carboxyl groups, unlike Example 1 in which an amine was not used.



   Finally, Table XVIII shows that a reduction from 10 to 1% of the carboxyl content of the vinyl filler does not produce a noticeable reduction in the strengthening effect, in the case where an amine is present at the same time. . This finding makes it possible to conclude that it is still possible to further lower the content of carboxyl groups, to a point where it would no longer significantly extend the vulcanization time, the favorable effect being however retained.



   Table XX shows the reinforcing effect which can be obtained with the polar reinforcing fillers in the case of natural rubber, depending on the nature of the crosslinker existing in these fillers.



   When using a polar vinyl filler based on polymeric acrylonitrile, ethylene glycol dimethacrylate or allyl acrylate should be preferred as crosslinkers rather than divinylbenzene.



   With a vinyl filler in which the polar component is methyl methacrylate, the cross-linking agent
 EMI43.1
 ¯I.J,., "" J 1f C .......) - ("'. J" "": Y

  <Desc / Clms Page number 44>

 They exert only a slight influence on the property of vinyl fillers to reinforce natural rubber.



   But in all cases, the vinyl filler significantly improves the tensile strength, already notable, of natural rubber.



  This is often to be attributed to the tendency to crystallize which natural rubber has.



   But from observations made on natural rubber, one could not predict that vinyl fillers would increase the tensile strength, generally much lower, of high synthetic polymers (elastomers) which do not exhibit this capacity. crystallization characteristic;

   nor could it be foreseen that a vinyl filler which reinforces a synthetic elastomer could further strengthen a self-reinforcing natural rubber *

  <Desc / Clms Page number 45>

   TABLE XX Natural rubber reinforced with polar vinyl fillers containing different cross-linking agents
 EMI45.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XX <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
 <tb> Latex <SEP> rubber <SEP> and <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Rubber <SEP> natural <SEP> ...................... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> .....................................

    <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition
 <tb> Acrylonitrile <SEP> ............................... <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 95
 <tb> Methacrylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> ..................... <SEP> 99 <SEP> 90 <SEP> 90
 <tb> divinylbenzene <SEP> + <SEP> ............................ <SEP> 5 <SEP> 1.0
 <tb> Dimethacrylate <SEP> of <SEP> ethylene glycol <SEP> + <SEP> ......... <SEP> 5 <SEP> 10
 <tb> Acrylate Allyl's <SEP> <SEP> ......................... <SEP> 5 <SEP> 10
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP>
 <tb> (Table <SEP> III) <SEP> .............................. <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> A ++ <SEP> A ++ <SEP> A ++
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> XII) <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> .........................

    <SEP> 31 <SEP> 66 <SEP> 68 <SEP> 68 <SEP> 50 <SEP> 52 <SEP> 59
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 30 <SEP> 45 <SEP> 30 <SEP> 45 <SEP> 48
 <tb> Results
 <tb> Elongation <SEP>% <SEP> .................................. <SEP> 820 <SEP> 770 <SEP> 790 <SEP> 795 <SEP> 730 <SEP> 825 <SEP> 765
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% <SEP> ................................... <SEP> 200 <SEP> 420 <SEP> 440 <SEP> 500 <SEP> 510 <SEP> 350 <SEP> 440
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> .................. <SEP> 37 <SEP> 58 <SEP> 56 <SEP> 59 <SEP> 57 <SEP> 54 <SEP> 49
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction, <SEP> kg.cm2 <SEP> 218 <SEP> 278 <SEP> 336 <SEP> 323 <SEP> 268 <SEP> 271 <SEP> 279
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction ........

    <SEP> 54% <SEP> 48% <SEP> 23% <SEP> 21% <SEP> 26%
 <tb>
   + Crosslinker ++ Recipe A, except 5 parts Santomerse - 3 and 0.5 parts diisopropylbenzene hydroperoxide

  <Desc / Clms Page number 46>

 
Table XXI shows the reinforcing effect of vinyl fillers which have been obtained by interpolymerization or graft polymerization, and which are distinguished by the inexpensiveness of their manufacture.



   The favorable effect of these vinyl fillers appears above all in the comparison between the examples in Table XXI and those in Table XVIII. By the latter, it can be seen that if the carboxyl groups are lowered by 10 to 1%, the value of the tensile strength hardly changes, but the vulcanization time is lowered from 90 to 30 minutes.



   The vinyl fillers used in Table XVIII contain the carboxyl groups distributed uniformly throughout the mass. In contrast, the carboxyl groups of the vinyl fillers used in Table XXI are distributed on the surface of their particles. To obtain these vinyl fillers, carboxylated vinyl monomers were polymerized by grafting onto already insoluble styrol-divinylbenzene polymer particles, and in Examples 7, 6, 5, ten, five and four parts of this monomer were used. The vinyl fillers obtained in this way have the carboxyl groups on their surface in a much greater concentration than the vinyl fillers of Table XVIII; their quantity is so great that they require 90 minutes of vulcanization.

   In addition, the effect is found to increase if these excess amounts are reduced from 10 to 4 parts. From this it can be deduced that by further lowering the content of the components containing carboxyl groups in the graft polymerization vinyl fillers the possible reinforcement would not be reduced, but that perhaps it could even be increased further.

  <Desc / Clms Page number 47>

 



    TABLE XXI GR-S + with interpolymeric vinyl fillers prepared in 2 steps
 EMI47.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XXI <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6 <SEP> -7
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> GR-S + <SEP> 1500 <SEP> (Table <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> M) <SEP> ........... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI47.2
 Quantity .o .......... 20 20 20 20 20 20 20
 EMI47.3
 
 <tb> Composition
 <tb> Step <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> 1
 <tb> Styrol <SEP> .................................... <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 61 <SEP> 60 <SEP> 50
 <tb>
 
 EMI47.4
 Divinylbenzene ++ .........................

   10 10 10 10 8 8 8 Polymerization step 2 Styrol .... O ............................. é8 25 25 30
 EMI47.5
 
 <tb> Acid <SEP> methacrylic <SEP> ....................... <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 10
 <tb> Vinyltoluene <SEP> .............................. <SEP> 5
 <tb> Dimethacrylate Ethylene glycol <SEP> <SEP> ++ <SEP> 5 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP>
 <tb> Divinylbenzene <SEP> ++ <SEP> ......................... <SEP> 5
 <tb> Acrylate Allyl's <SEP> <SEP> ........................... <SEP> 5
 <tb> Cyanurate <SEP> triallylic <SEP> ...................... <SEP> 10
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load
 <tb> (Table <SEP> III) <SEP> ................................ <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> XII) <SEP> ...........................

    <SEP> F <SEP> K <SEP> K <SEP> K <SEP> K <SEP> K <SEP> K <SEP> K
 <tb>
 
 EMI47.6
 Amitrile I.P .................................... 2 2 2
 EMI47.7
 
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney. <SEP> ML-4 <SEP> 37 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 48 <SEP> 45 <SEP> 51 <SEP> 51 <SEP> 55
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 <SEP> C <SEP> ................. <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90
 <tb> Results
 <tb> Elongations, <SEP>% <SEP> ................................. <SEP> 320 <SEP> 650 <SEP> 620 <SEP> 650 <SEP> 600 <SEP> 630 <SEP> 640 <SEP> 660
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% <SEP> .................................... <SEP> 160 <SEP> 420 <SEP> 435 <SEP> 440 <SEP> 450 <SEP> 535 <SEP> 520 <SEP> 540
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........................

    <SEP> 39 <SEP> 61 <SEP> 63 <SEP> 63 <SEP> 62 <SEP> 67 <SEP> 69 <SEP> 70
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 <SEP> .................. <SEP> 15 <SEP> 163 <SEP> 186 <SEP> 157 <SEP> 150 <SEP> 219 <SEP> 220 <SEP> 202
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> 994% <SEP> 1150% <SEP> 957% <SEP> 904% <SEP> 1372% <SEP> 1327% <SEP> 1254%
 <tb>
   + Butadiene-styrol copolymer brand GR-S ++ Cross-linking agent

  <Desc / Clms Page number 48>

 
By comparing the acid fillers (examples XXI-5, -6, -7) with the non-acidic vinyl fillers (examples XXI-1 to -4), it can be seen that the former give even better results than the vinyl fillers not containing no carboxyl groups,

   result which is in harmony with the results found for vinyl fillers obtained by copolymerization.



     Example XXI-2 further shows that an apolar vinyl filler with graft polymerization strengthens the nonpolar butadiene-styrol copolymer (GR-S 1500), just as certain polar vinyl fillers with grafted polarization. When compared with Example 3 of Table I, in which the vinyl filler consists of vinyltoluene cross-linked by divinylbenzene, and with Example 1 of Table VI, in which the vinyl filler consists of a bound styrol Transversely through the divinylbenzene, it is seen that with a graft polymerization vinyl filler, while using less vinyltoluene with the styrol and the divinylbenzene, a greater reinforcement is obtained than with any of the other polar vinyl fillers.



   Table XXI-A shows that vinyl fillers with a good reinforcing effect can also be obtained by injecting into the vinyl fillers an elastomer or natural rubber latex prepared in advance. The amount of elastomer latex used, with the vinyl fillers used in Table XXI-A, remains low; but it can be increased without the transverse bonding properties of vinyl fillers being excessively reduced.



   It can also be seen from this table that the graft is felt in the reinforcing properties to a much greater extent than the changes in the core character of the vinyl filler.



   We can see from Table XXII the reinforcing effect of vinyl fillers without emulsifier. This group of vinyl fillers is particularly suitable for addition to those high polymers which must have good electrical characteristics, and also wherever the presence of an emulsifier is troublesome.

  <Desc / Clms Page number 49>

 



    TABLE XXII Vinyl fillers without emulsifier and comparisons,
 EMI49.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XXII <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -6 <SEP> -7 <SEP> -8
 <tb> Latex <SEP> rubber <SEP> and <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI49.2
 Natural rubber ............... 100
 EMI49.3
 
 <tb> Polychloroprene <SEP> (Latex <SEP> Neoprene <SEP> 571) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> GR-S + <SEP> 1500 <SEP> (Tabo <SEP> III, <SEP> recipe <SEP> M) <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> mix <SEP> (1)
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb>
 
 EMI49.4
 Quantity 000 ............... 20 20 20 20 20 20 20 Composition Styrol ..ooooe..oooooo.eso.oeoooe.ee.ooooo000 96 96 99 98 98 98 98 Methacrylic acid eooosooo ... osoosoooooe.

   2 2 Nt-butyl-acrylamide ....................... 0 .. 1 Divinylbenzene ++ ............. ................ 2 2 1 1 1 2 2 N, N-diallylmelamine ...................... ...
 EMI49.5
 
 <tb>



  Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> without <SEP> emulsifier
 <tb> (array <SEP> III) <SEP> ...................... <SEP> G <SEP> G <SEP> G <SEP> G <SEP> I <SEP> G
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> (Table <SEP> III)
 <tb> with <SEP> emulsifier <SEP> ................................ <SEP> A <SEP> +++ <SEP>
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (-Table <SEP> XII) <SEP> ......................... <SEP> A <SEP> E <SEP> G <SEP> G <SEP> G <SEP> E <SEP> E <SEP> E
 <tb> Allylamine <SEP> ..................................... <SEP> 1. <SEP> 5 <SEP> 2. <SEP> 0
 <tb>
 
 EMI49.6
 Mooney ML-4 viscosity of the mixture ..0 ............

   12 43 200 200 200 47 53 48
 EMI49.7
 
 <tb> Time <SEP> of <SEP> vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30
 <tb> Results
 <tb>
 
 EMI49.8
 Elongations ............................... 705 580 365 400 480 830 900 890 Modulus 300% 0 ...... ....................... 0 ... 430 460 1535 1200 904 222 390 290 Hardness, Shore A durometer ...... ee ... ..o ... eo 54 62 70 60 69 48 54 48
 EMI49.9
 
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction, <SEP> kg / cm2 <SEP> ..............

    <SEP> 240 <SEP> 117 <SEP> 128 <SEP> 98 <SEP> 172 <SEP> 58 <SEP> 180 <SEP> 139
 <tb> for <SEP> control, <SEP> see <SEP> table- <SEP> example <SEP> IC-C <SEP> VI-C <SEP> VII-C <SEP> VII-C <SEP> VII-C <SEP> VI-C <SEP> VI-C <SEP> VI-C
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> 10 <SEP>% <SEP> 677% <SEP> 61% <SEP> 23% <SEP> 27% <SEP> 286% <SEP> 1090% <SEP> 818%
 <tb>
   + GR-S brand butadiene-styrol copolymer ++ Cross linking agent +++ 6 parts instead of 10 parts Santomerse-3 (1) Equal parts of the latex combinations of vinyl fillers and GR-S XXII were mixed -6 and XXJII-7, then we
 EMI49.10
 coagulated and vulcanized.

   It is remarkable that these mixtures of vinyl chsrge particles of relatively small colloidal size gave tensile strength 11% higher than the average value of the two components.



  1 \ .J.) -. . \ ... '. \ .... 0 1 u

  <Desc / Clms Page number 50>

   TABLE XXI - A
 EMI50.1
 GR-S + J.'OI l forg <3¯jLa}. '¯ (l!, ¯i3- "riu, yli9..u80 z 1 = gt e oeoey <.. J
 EMI50.2
 & 2ë1 allLP n. XXI-A COLlcheck -1 -2 -3 #### -5 Latex lastorn,: xt (à'Jidx sec)
 EMI50.3
 
 <tb> GR-S <SEP> 1500 <SEP> (array <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition <SEP> ++
 <tb> Latex <SEP> of <SEP> rubber <SEP> natural <SEP> .................. <SEP> 5
 <tb> Latex <SEP> GR-S <SEP> 1500 <SEP> ++ <SEP> .............................. <SEP> 5
 <tb> Latex <SEP> polybutadiene <SEP> ++ <SEP> (Table <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> L) <SEP> ..

    <SEP> 5
 <tb> Latex <SEP> polychloroprene <SEP> ++ <SEP> (1) <SEP> ....................
 <tb>



  Latex <SEP> butadiene-acrylonitrile <SEP> ++ <SEP> (2)
 <tb> Monomer <SEP> vinyl
 <tb> Styrol <SEP> .......................................... <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80
 <tb> Acid <SEP> Methacrylic <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb> Divinylbenzene <SEP> +++ .............................. <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> the <SEP> load <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> ............................ <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
 <tb>
 
 EMI50.4
 alpha-isopropylaminopropionitrile ................ 4
 EMI50.5
 
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ............................

    <SEP> 37 <SEP> 45 <SEP> 49 <SEP> 46 <SEP> 48
 <tb> Time <SEP> of <SEP> vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 <SEP> C <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 75 <SEP> 60 <SEP> 30
 <tb> Results
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> ................................... <SEP> 320 <SEP> 715 <SEP> 710 <SEP> 745 <SEP> 735 <SEP> 790
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% ..................................... <SEP> 160 <SEP> 465 <SEP> 430 <SEP> 400 <SEP> 420 <SEP> 370
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ........................

    <SEP> 39 <SEP> 64 <SEP> 61 <SEP> 60 <SEP> 62 <SEP> 58
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction., <SEP> kg / cm2 <SEP> 15 <SEP> 192 <SEP> 192 <SEP> 192 <SEP> 207 <SEP> 196
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> ll67% <SEP> 1169% <SEP> 1169% <SEP> 1272% <SEP> 1197%
 <tb>
   + Butadiene-styrol copolymer brand GR-S ++ (based on dry weight) +++ Cross-linking agent (1) Neop latex @@@ manufacturer-. E.I. du Pont de Nemours & Co.



  (2) Latex Hycar 1514, manufacturer: B. F. Goodrich.

  <Desc / Clms Page number 51>

 



   The Nt-butyl-acrylamide vinyl filler, used in Example 4, is a type of non-emulsifying amide vinyl filler, which to some extent strengthens a high polar polymer, such as for example polychloroprene. Such a vinyl filler with such a high polarity is suitable for reinforcing thermoplastic or curable plastics.



   As an example of a vinyl filler without emulsifier, with basic amine groups, N, N-diallylmelamine was cited (example
5); vinyl fillers of this kind are suitable for reinforcing natural rubber, vulcanizable and non-vulcanizable plastics.



   The particle size of vinyl fillers without emulsifier is determined for the most part by the solubility of the monomers in water, the distribution of the monomers in water and the ionization effect of the soluble salts, but it is determined for the most part by the number of polymerization initiating free radicals present, since each of these, if active, will release a particle. Therefore, by reducing the amount of the catalyst in the recipe which was used to obtain the examples in Table XXI, large particles are obtained, until the point where, finally, they become so large that they can no longer be kept in suspension by the Brownian movement, and no longer constitute very active vinyl charges.



   In the preparation of the very active vinyl fillers without emulsifier, the water content of the latex must be chosen such that the particles of the vinyl filler do not agglomerate and do not begin to coagulate with an apparent hardening effect.



  As soon as this occurs, further dilution in the preparation of the latex, or correction of the ion concentration thereof, or both at the same time, is required.



   Since it is possible, on the one hand, to enlarge the colloidal particles by varying the quantity of catalyst, and on the other hand to limit their size or to reduce it by using different quantities of emulsifiers, it is possible to obtain latexes. more or less milky or more or less transparent vinyl fillers. When a pigmented effect is required, larger particle vinyl fillers are used, while for transparency effects small particle vinyl fillers are used.



   In the figures, four sizes of vinyl fillers have been shown. Fig. 1 shows coarse vinyl filler particles, figo 2 semi-coarse particles, fig.3 semi-fine particles and figo 4 fine particles. Fig. 5 shows a natural rubber reinforced with vinyl filler particles according to fig. 2, and fig. 6 a synthetic rubber based on butadiene-styrol (GR-S 1500) reinforced with a vinyl filler according to fig. 6.



   Electronic photomicrographs - figs. 1 to 4 - were taken on the dried vinyl filler latex, as shadow views, with application of the high vacuum examination technique, with vaporized palladium, and are magnified 48,000 times.



     Figures 1 and 2 show the large particles of vinyl filler, which were obtained by polymerizing the monomers in water in the absence of an emulsifier, in the form of stable latexes (Table XXIII).



  Due to their coarse particles, the latexes were milky.

  <Desc / Clms Page number 52>

 



   Figs. 3 and 4 show small particles of a vinyl filler from which the latex was obtained by emulsion polymerization (Table XXIII). The latex of the vinyl filler according to fig.



  3 is a little cloudy, that of the vinyl filler according to FIG. 4 on the other hand, is crystal clear. The latter is used in all cases where it is a question of reinforcing high transparent polymers.



   The reinforced natural rubber according to fig. 5 was obtained by mixing the natural rubber latexes and vinyl filler, coagulating, drying and grinding, and freezing with liquid nitrogen and spraying. Fig. 5 shows that the vinyl filler is well distributed in the rubber.



   Fig. 6 shows the good distribution of the vinyl filler, which has been incorporated into the synthetic rubber in the same manner.



   The vinyl fillers according to the present invention are therefore distinguished by their particle size visible under an electron microscope, and their insolubility.



   The examples in Table XXIV show the reinforcing effect; ment of vinyl fillers containing inserted bonds, which have been subjected to a subsequent chemical treatment.



   Because the degree of unsaturated character of the vinyl filler can be controlled during its preparation, and hence the extent of chemical modification, chemically modified vinyl fillers can be obtained having high properties. changed properties.



   The unsaturated character of the vinyl fillers can be obtained by copolymerization or interpolymerization, or alternatively with mixtures of polymerizates, when the vinyl filler is a diene hydrocarbon, or contains one of these. Since the vinyl filler should be "fixed", the dienes content should be 22% or less, for example in the case of a vinyl filler based on butadiene and styrol, and the polymerization should be advanced. far enough so that the vinyl charge, thanks to the monomer which simultaneously produces crosslinks - for example divinylbenzol - becomes insoluble, but the local double bonds remain preserved.

   In these vinyl fillers which contain unsaturated bonds, oxygen, halogens and sulfur can be introduced, which can modify the chemical and physical properties, especially since these bodies can participate in new reactions, such as amidation, hydrolysis, oxidation, reduction, neutralization, esterification, etc.



   This subsequent chemical treatment of the vinyl fillers is preferably carried out in the vinyl filler emulsified in water, therefore in the vinyl filler latex.



   Despite the insolubility of the vinyl fillers, these reactions can take place, because due to the colloidal particle size of the vinyl fillers, the surface area to volume ratio, and hence the surface energy, is sufficient.



   Oxidation can take place with a water soluble oxidant, such as potassium permanganate, or with the use of oxygen or air in the presence of a cobalt catalyst, or with the aid of hydrogen dioxide.



   As an example of a chemically modified vinyl filler, a graft polymerization vinyl filler was chosen from Table XXIV, the core of which is constituted by a hard, insoluble and infusible colloidal core, onto which a soft coating has been grafted. , of

  <Desc / Clms Page number 53>

 rubber type, consisting of a transversely bonded polymer, which however is not absolutely necessary, since the core of the vinyl filler particle is also insoluble. This unsaturated vinyl filler was treated with bromine The chemical reaction takes place very quickly, if the two components, bromine and vinyl filler, are heated in the presence of ammonia, in a closed container, to about 100 Co In one night , the reaction is complete, and most of the bromine is removed.



   A carboxylated vinyl filler brominated with sodium hydroxide solution, according to Example 6 (Table XXIV), was treated in this manner, heated to about 100 ° C. in a closed container and allowed to stand overnight. Then the bromine was removed from the vinyl filler.

   The brominated vinyl filler treated with sodium hydroxide solution is hydrophilic and hydrocarburophobic, and produces a weak reinforcement of the butadiene-styrol copolymers of the GR-S type
The hydrophilic properties of brominated vinyl fillers treated with sodium hydroxide solution are further demonstrated by the ease with which the brominated latex forms a hard precoagulum, if not diluted, before the sodium hydroxide treatment, with approximately 10 parts of water

  <Desc / Clms Page number 54>

   TABLE XXIV Chemical treatment of unsaturated vinyl fillers
 EMI54.1
 
 <tb> Mixture <SEP> n <SEP> XXIV <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3 <SEP> -4 <SEP> -5 <SEP> -6
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> GR-S <SEP> 1500 <SEP> (Table <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> M) <SEP> .............

    <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition
 <tb> Step <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> 1
 <tb> Styrol <SEP> ..................................... <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70
 <tb> Acid <SEP> methacrylic <SEP> ........................ <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb> Divinylbenzene <SEP> ++ ......................... <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9
 <tb> Step <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> 2
 <tb> Isoprene <SEP> ................................... <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb> Divinylbenzene <SEP> ++ <SEP> ..........................

    <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP>
 <tb> Processing Chemical <SEP>, <SEP> step <SEP> 3
 <tb> Bromine <SEP> ...................................... <SEP> 5. <SEP> 7 <SEP> 5.7 <SEP> 5.7 <SEP> 5.7
 <tb> Processing Chemical <SEP>, <SEP> step <SEP> 4 <SEP>
 <tb>
 
 EMI54.2
 Ammonia at 28 ..... w ... a .... s .... a ...... 4
 EMI54.3
 
 <tb> Hydroxide <SEP> of <SEP> sodium <SEP> ........................ <SEP> 2.8
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> load <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> A
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> XII) ........................... <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
 <tb> Amitrile <SEP> I.P. <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> ' <SEP> 4
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> .........................

    <SEP> 37 <SEP> 39 <SEP> 56 <SEP> 51 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 54
 <tb> vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ................. <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 120 <SEP> 150
 <tb> Results
 <tb> Elongations <SEP>% <SEP> .................................. <SEP> 320 <SEP> 540 <SEP> 630 <SEP> 650 <SEP> 740 <SEP> 815 <SEP> 700
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% .................................... <SEP> 160 <SEP> 430 <SEP> 650 <SEP> 630 <SEP> 370 <SEP> 390 <SEP> 440
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ....................... <SEP> 39 <SEP> 58 <SEP> 63 <SEP> 65 <SEP> 63 <SEP> 65 <SEP> 65
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction, <SEP> kg / cm2 <SEP> ................

    <SEP> 15 <SEP> 122 <SEP> 175 <SEP> 177 <SEP> 217 <SEP> 192 <SEP> 134
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> 705% <SEP> 1058% <SEP> 1067% <SEP> 1337% <SEP> 1172% <SEP> 784%
 <tb>
   + Butadiene-styrol copolymer brand GR-S ++ Cross-linking agent

  <Desc / Clms Page number 55>

 
Vinyl fillers which contain carbonyl groups can be subjected to the typical reactions of carbonyl groups.



  As types of carbonylated vinyl fillers, it has been indicated in Table XXV, among ketones, methyl vinyl ketone, and among aldehydes, methacrolein. As chemical reaction of these carbonylated vinyl fillers, the condensation of 'a phenol with the vinyl filler, and more especially a vinyl filler containing aldehyde groups
To prepare this condensation product, the latex of carbonyl-containing vinyl filler was mixed with the latex of a butadiene-styrol copolymer (GR-S 1500), the resulting mixture was coagulated and dried. This dried mixture is then ground resorcinol, and after addition of the other components of the mixture9 is vulcanized.

     The strengthening effect of these vinyl fillers having carbonyl groups, in itself excellent, is further enhanced by this subsequent chemical treatment.



   The active carbonyl group of vinyl fillers is particularly valuable when it comes to incorporating such vinyl fillers into high elastic or plastic polymers, or binding them to bodies which are contained in these high polymers.



   As shown in Tables XVI to XIX, the carboxyl group vinyl fillers, when mixed with ammonia or ammonia derivatives, have excellent reinforcing properties for high elastic polymers and. plastics.



   It can be seen from Table XXVI that one can improve the property of any vinyl filler of reinforcing high elastic and plastic polymers, if this filler is used in combination with an unbound resinous material containing carboxyl groups. , and whether, moreover, it is used in the presence of ammonia or of an ammonia derivative, namely a primary, secondary, tertiary or quaternary amine.

  <Desc / Clms Page number 56>

 
 EMI56.1
 



  TABLE XXVI - É3asom combinations: re-iastorrrre reinforced by rir3icues loads.
 EMI56.2
 



  Mixture n XXVI Control -1 2 ...... 3 .... 4 ..... -5 - .. 6 -?
 EMI56.3
 
 <tb> I <SEP> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> GR-.S + <SEP> 1500 <SEP> (Tab. <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> II <SEP> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> .......................................... <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition
 <tb> Styrol <SEP> .., ........................................ <SEP> 85 <SEP> 85 <SEP> 81 <SEP> 81 <SEP> 81
 <tb> Butadiene <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 15
 <tb> Acid <SEP> acrylic <SEP> ..................................
 <tb>



  Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> (1) <SEP> (1) <SEP> (1) <SEP> (1) <SEP> (1)
 <tb> Latex <SEP> plastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Acid <SEP> polyacrylic <SEP> (2) <SEP> 0.75 <SEP> 0. <SEP> 75 <SEP> 0.75 <SEP> 0.75
 <tb> Load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> ......................, .................. <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition
 <tb> Styrol <SEP> ......................................... <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 80
 <tb> Acid <SEP> methacrylic <SEP> ............................ <SEP> 10
 <tb> Divinylbenzene <SEP> ++ <SEP>, ............................. <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> load <SEP> (Tab. <SEP> III)
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> XII) <SEP> ............................

    <SEP> F <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E <SEP> E
 <tb>
 
 EMI56.4
 Amitrile I.P ..................................... 3 3 3 3 3 3 5
 EMI56.5
 
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> 37 <SEP> 38 <SEP> 47 <SEP> 42 <SEP> 54 <SEP> 46 <SEP> 59 <SEP> 63
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 90
 <tb> Results
 <tb> Elongation <SEP>% <SEP> 320 <SEP> 280 <SEP> 655 <SEP> 300 <SEP> 615 <SEP> 615 <SEP> 660 <SEP> 800
 <tb> Module <SEP> 300 <SEP>% <SEP> 160- <SEP> 445 <SEP> 500 <SEP> 675 <SEP> 490 <SEP> 680, <SEP> 490
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A .......................... <SEP> 39 <SEP> 52 <SEP> 60 <SEP> 63 <SEP> 78 <SEP> 59 <SEP> 78 <SEP> 81
 <tb>
 
 EMI56.6
 Resistance to.latra: ction, kg! Cm2, N '.' ';

  .............. 15 l6 l'If 2fil5, j5 179. 81 186 171% increased tensile strength 7% 1258% 1 2jb 1086 434% l132 $ 1030% + Butadiene copolymer- styrol brand GR-S ++ Cross-linking agent (1) Polymerization recipe: 100 parts monomer, 300 parts water, 1.5 parts azobis- (isobutyronitrile) 6 parts Santomerse-3, Polymerization temperature 60 C, duration 12 hours .



  (2) = Sodium polyacrylate. Manufacturer t Monomer-Polymer Inc.

  <Desc / Clms Page number 57>

 



   According to Exempt 1 of Table XXVI, a latex of butadiene-styrol copolymerized (Latex GR-S 1500) was mixed with a solution of sodium polyacrylate and the resulting mixture was coagulated with acid, and the resulting mixture was acid coagulated. dried, mixed with the appropriate additives, and vulcanized. Comparing with the control, it was found that the addition of polyacrylic acid to the synthetic rubber in question had no influence on the tensile strength.



   From Example 1 of Table VI, it could be seen that a vinyl filler consisting of 90 parts of styrol and 10 parts of divinylbenzol in a tensile strength of about 169 kg / cm2, when It is added to a latex of butadiene-styrol copolymer (GR-S 1500), which the latex mixture is coagulated, dried and vulcanized after mixing with the necessary additives.



   Example 2 of Table XXVI shows that the addition of a part of sodium polyacrylate to a latex of a butadiene-styrol copolymer of the GR-S 1500 type and to a latex of vinyl filler containing groups because - boxyle, gives, after preparation of the latex and vulcanization of the mixture, a tensile strength of about 211 kg / cm2 in the final product.



   Similar values are obtained using vinyl fillers containing carboxyl groups (see Tables XVI to XIX).



   An excellent reinforcement is thus obtained when, in admixture with a vinyl filler and a suitable amine, a carboxylic group material which is soluble or capable of distributing in an elastic or plastic material is used.

  <Desc / Clms Page number 58>

 



    TABLE XXV
 EMI58.1
 Vinylic charges- containing carbonyl groups, and their chemical ¯.tJ. ".
 EMI58.2
 
 <tb> Mixture <SEP> XXV <SEP> Control <SEP> -1 <SEP> -2 <SEP> -3
 <tb> Latex <SEP> elastomer <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> GR-S + <SEP> 1500 <SEP> (Table <SEP> III <SEP> Recipe <SEP> M) <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
 <tb> Latex <SEP> load <SEP> vinyl <SEP> (weight <SEP> sec)
 <tb> Quantity <SEP> ............................................... ............. <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
 <tb> Composition
 <tb> Styrol .............................................. ............................. <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 70
 <tb>
 
 EMI58.3
 Methyl vinyl ketone ................................................. ............... 10 Methacrolein ................................. ....................................

   20 20 Divinylbenzene ............................................... .................. 10 10 10
 EMI58.4
 
 <tb> Recipe <SEP> of <SEP> polymerization <SEP> of <SEP> load <SEP> (Table <SEP> III) <SEP> ................................... <SEP> A <SEP> A
 <tb> Processing Chemical <SEP>
 <tb>
 
 EMI58.5
 Raseroine ................................................. .................... 1
 EMI58.6
 
 <tb> Mixture
 <tb> Recipe <SEP> (Table <SEP> XII) <SEP> ............................................... ................ <SEP> F <SEP> E <SEP> K <SEP> K
 <tb>
 
 EMI58.7
 Amitrile IP ................................................ ................. "." - - 1 1
 EMI58.8
 
 <tb> Viscosity <SEP> Mooney <SEP> ML-4 <SEP> ............................................... ................

    <SEP> 37 <SEP> 41 <SEP> 54 <SEP> 54
 <tb> Vulcanization, <SEP> minutes <SEP> to <SEP> 141 C <SEP> ............................................... ....... <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 60 <SEP> 105
 <tb> Results
 <tb> Elongation <SEP>% <SEP> ............................................... ........................ <SEP> 320 <SEP> 600 <SEP> 720 <SEP> 740
 <tb>
 
 EMI58.9
 Module 300% .............................................., ........................ 160 470 370 350
 EMI58.10
 
 <tb> Hardness, <SEP> durometer <SEP> Shore <SEP> A <SEP> ............................................... .............

    <SEP> 39 <SEP> 67 <SEP> 58 <SEP> 59
 <tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> kg / cm2 <SEP> 15 <SEP> 162 <SEP> 152 <SEP> 165
 <tb>% <SEP> increase <SEP> resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction <SEP> 970% <SEP> 909% <SEP> 999%
 <tb>
   + Butadiene-styrol copolymer brand GR-S ++ Cross-linking agent

  <Desc / Clms Page number 59>

 
In Table XV, the control examples show that an elastomer composed of styrol with 10 to 20% butadiene, mixed in the form of latex with a butadiene-styrol copolymer of the GR-S 1500 type in the form of latex, after coagulation, drying, mixing and vulcanization, gives products with tensile strengths of 35 to
42 kg / om2.



   The inclusion of a small amount of acrylic acid in such a polymer doubles the tensile strength which becomes about 81 kg / cm2, as shown in Example 5 of Table XXVI.



   Examples 1 and 2 of Table XV show that the combination of a soluble vinyl resin and an insoluble vinyl filler gives tensile strengths of 91 to 98 kg / ². Example 6 of
Table XXVI shows that a vinyl resin containing carboxyl groups gives a tensile strength greater than 183 kg / cm 2 for the vinyl resin-vinyl filler combination.



   According to Example 4 (Table XXVI), a similar effect is obtained by adding 0.75 part of polyacrylic acid to a vinyl resin containing no carboxyl groups and to a vinyl filler, in a butadiene-styrol copolymer of type GR-S 1500.



   It has thus been found, that high elastic, therefore vulcanizable, and plastic, non-vulcanizable polymers can be reinforced by the combination of a polymeric acid material and ammonia and / or an amine, together with a vinyl filler. , or by a vinyl charge containing carboxyl groups in combination with ammonia and / or an amine.



   Further, as can be seen from Table XXVI, the polyoarboxylic acid itself can be mixed, as a latex, with the vinyl filler latex, with no addition of ammonia, or a-. lead, to give a commercial product capable of being blended with the vulcanizable or unvulcanizable high polymers; the latex or the dry product obtained therefrom, and originating from such a combination, also represents a commercial product.



   It can be seen from Table XXVII that with a certain class of vinyl filler it is also possible to reinforce latexes of high vulcanisable or unvulcanisable polymers which, as a result of their subsequent use, must be free of lowering ingredients. surface tension. A condition of this kind is laid down, for example, for rubber latexes which are used in the manufacture of foam rubber.
If these ingredients which lower the surface tension have a detrimental influence, it is mainly because the different latex particles are covered with a thin layer of the emulsifier, which decreases the adhesion of the particles.



   Such vinyl fillers, free of ingredients which disturb the surface tension, have already been indicated in Table XXII; but the particles of these vinyl fillers are too large, so that they provide only limited reinforcement.



   However, in Table XXVII, vinyl fillers have been shown which have a smaller particle size, since these were obtained by emulsion polymerization, with the use of polymeric emulsifiers.



   But in the case of high molecular weight emulsifiers, the adhesion and cohesion forces between emulsifier, filler

  <Desc / Clms Page number 60>

 vinyl and high to reinforced polymers are sufficient to give high tensile strengths, even in the case where the elastomer latex, for example of the GR-S type, did not exhibit a high tensile strength. traction.



   Films with high tensile strength can therefore be obtained if latexes of a high vulcanizable (elastic) or unvulcanizable (plastic) polymer are prepared, either by removing the emulsifier, or by using a suitable polymeric emulsifier, and when reinforced with vinyl fillers which have also been prepared either in the absence of an emulsifier or in the presence of a suitable polymeric emulsifier.



   It is therefore only by the present invention that it has become possible to prepare a good foam rubber from butadiene-styrol copolymers (GR-S polymers).



   As polymer emulsifiers, it is possible to use both those of natural origin and those of synthetic origin.



   Alpha specimens of soybean are an example of such natural polymer emulsifiers.



   Synthetic polymeric emulsifiers can be prepared by the copolymerization of monomers having hydrophilic and hydrophobic properties, selected in the desired ratio to obtain a polymeric emulsifier which produces low particle size vinyl fillers.



   This type of polymer emulsifier is obtained, for example, by copolymerizing acrylamide, styrol and methacrylic acid in water, without addition of emulsifier and with addition of catalyst, at 60 ° C. (Table XVII, example 2) .



   The solid copolymer settles to the bottom of the container, but dissolves again when a sufficient quantity of sodium hydroxide solution is added to bring the pH to 8.0. The solution is transparent and exhibits only a weak Tyndall effect.



   To prepare the vinyl fillers, the monomeric compound, the catalyst and water are added to the already described solution of the polymer emulsifier, and this mixture is then subjected to a second polymerization. In this second polymerization step, the transversely bonded vinyl filler then forms.



   The vinyl filler latex thus prepared is then mixed with a latex of butadiene-styrol copolymer, for example of the GR-S 1500 type (Table XXVII, Example 2).



   By choosing different hydrophilic and hydrophobic monomers, as well as the polymerization catalyst, different polymer emulsifiers can be obtained, as well as vinyl fillers polymerized therein.



   If necessary, plasticizers can also be added to the polymeric emulsifier.



   Since the polymer emulsifier itself represents a polymerizate, it is also possible, according to the present invention, to obtain an active vinyl filler by graft polymerization, on the synthetic polymer contained in the emulsifier, a monomer or mixture of mono- polymers forming crosslinks, possibly even in the presence of polymers which do not form crosslinks.

  <Desc / Clms Page number 61>

 



   The technical progress achieved by the invention, which has been discussed in detail above, can be summarized as follows: a) by preparing high insoluble polymers with colloidal particle size, a new group of "organic fillers is created. active ", which give a number of advantages in elastic and plastic materials;

   b) when one of these "vinyl fillers" is distributed, especially with small colloidal particle size, in synthetic elastomers of low strength, such as for example those represented by butadiene-styrol copolymers, the tensile strength mixtures of rubber and the vulcanized products made therewith, as well as their abrasion resistance, are markedly improved, and even brought to figures which can be compared with the higher figures of natural rubber, when the added vinyl fillers are polar and contain active polar groups which have the ability to form salts with organic acids or bases;

   c) with certain combinations of elastomers and vinyl fillers, lower hysteresis products can be obtained than by using the fillers customary hitherto; the new vinyl fillers also have, surprisingly, a reinforcing action on the most diverse natural self-reinforcing rubbers, with high tensile strength;

   in specific cases, this reinforcement is produced while maintaining a low hysteresis in comparison with natural rubbers containing the usual fillers to date. e) Surprisingly, it has been found that the vinyl fillers, in oombinaiaoniaveo of the plastomers which themselves usually exhibit a high tensile strength, further increase this, while the transparency of plastomers or of products made with them. is increased, or remains unchanged, or that one can obtain a controllable opacity of the plastomers f) The present invention allows not only to prepare new vinyl fillers and their latexes, but also improved master batches, as well as improved vulcanized and unvulcanized reinforced products,

   and it indicates new processes for their preparation. g) It has been observed in this connection that the nature of the elastomer and the nature of the vinyl filler in a reinforced elastomer have a certain relation between them: (1) In the case of an elastomer which, on stretching, exhibits little or no crystalline properties, which is therefore of the type of non-self-reinforcing elastomers, such as for example polybutadiene, butadiene-styrol copolymers or butadiene-acrylonitrile, of the GR-S or GR-A type, the nature of the vinyl filler is of decisive importance in order to achieve a notable improvement in the strength of such a mixture.



  While nonpolar charges increase strength only to a small extent, on the other hand, active polar charges give a markedly greater increase in physical properties, and when such a charge contains reactive groups, which are capable of forming salts, we obtain solidities much higher than others.



   (2) If, on the other hand, an elastomer crystallizes on stretching, if it must therefore be classified in the type of so-called self-reinforcing elastomers, such as natural rubber, polychloroprenes, rubber

  <Desc / Clms Page number 62>

 butyl, etc., the chemical composition is then less important from the point of view of the strength of the final product, although again vinyl fillers containing polar and reactive groups give somewhat better results. better.



   (3) The following hypothesis probably gives a plausible explanation of these phenomena: the polar vinyl charges, especially those with reactive groups, participate in the vulcanization of the elastomer, or influence or increase it locally, and by following, do not only constitute solid colloidal particles which serve as fillers, but also bind the elastomer molecules to the vinyl filler particles, and in this way serve as crystallites or crystallitic combinations, as in elastomers. - self-reinforcing res.



     (4) Regarding point (e) above, it has been shown that, unlike the decrease in strength caused by the use of fillers in plastomers (see King and Wentworth, "Rax materials for elec- trie cables "(Raw Materials for Electric Cables) 1954, edited by Ernest Been, Ltd. London, page 169), the vinyl fillers of the present invention markedly increase the strength of plastomers, the reactive group polar fillers here being again, particularly active.



   CLAIMS.



   1. Organic active fillers for high molecular weight natural or synthetic materials - such as natural rubbers or modified types of natural rubber, or self-strengthening synthetic elastomers, or thermoplastic or heat-hardening plastics, derived from cellulose, starch, and., or their mixtures - characterized in that these fillers consist of polymerisates or copolymerisates with transverse bonds, insoluble in the high molecular weight materials to be added and coming from vinyl or allylic or vinyl-allyl monomers, optionally also mixed with other monomers, these fillers being said to be vinylic, which can also be modified by a chemical reaction,

   and exhibiting a colloidal order particle size.


    

Claims (1)

2. Charges organiques actives suivant revendication 1, ca- ractérisées par le fait que les charges vinyliques à liaisons trans- versales contiennent dans la masse et/ou à la surface, des groupes polaires réactifs, tels que carboxyle, hydroxyle, halogène, amine, ni- trile, amide, aldéhyde, carbonyle, etc.., qui peuvent donner lieu éventuellement à des réactions chimiques avec les polymères naturels ou synthétiques à incorporer, par exemple à des poly-condensations et sont utilisées surtout au remplissage des élastomères non auto-renfor- gants ou de leurs combinaisons, particulièrement du type des homopo- lymères ou copolymères diéniques, par exemple : polybutadiène,copoly- mères butadiène-styrol ou autres copolymères butadiène-vinyle, etc... 2. Active organic fillers according to claim 1, charac- terized in that the cross-linked vinyl fillers contain, in the mass and / or on the surface, reactive polar groups, such as carboxyl, hydroxyl, halogen, amine, etc. nitrile, amide, aldehyde, carbonyl, etc., which may possibly give rise to chemical reactions with natural or synthetic polymers to be incorporated, for example in poly-condensations and are used above all for filling non-self-contained elastomers. reinforcers or combinations thereof, particularly of the type of diene homopolymers or copolymers, for example: polybutadiene, butadiene-styrol copolymers or other butadiene-vinyl copolymers, etc. 3. Charges organiques actives suivant revendications 1 et 2, caractérisées par le fait que les charges vinyliques à liaisons trans- versales contiennent des groupes réactifs tels que carboxyle, amino, py- ridyle, etc. pouvant éventuellement donner lieu à des réactions chimi- ques avec les polymères naturels ou synthétiques à incorporer, par exemple à des polycondensations. <Desc/Clms Page number 63> 3. Active organic fillers according to claims 1 and 2, characterized in that the cross-linked vinyl fillers contain reactive groups such as carboxyl, amino, pyridyl, and the like. possibly giving rise to chemical reactions with the natural or synthetic polymers to be incorporated, for example in polycondensations. <Desc / Clms Page number 63> 4. Charges organiques actives suivant revendications 1 à 3 caractérisées par le fait qu'elles sont obtenues par polymérisation ou copolymérisation de monomères dont l'un au moins contient plusieurs liaisons éthyléniques polymérisables, tels que groupes vinyliques et allyliques par exemple: divinylbenzène, diméthylacrylate d'éthylène- glycol, N-N-diallyl-bis-acrylamide cyanurate triallylique, N-N-dial- lylmélamine, acrylate d'allyle, méthacrylate d'allyle, etc.. 4. Active organic fillers according to claims 1 to 3, characterized in that they are obtained by polymerization or copolymerization of monomers, at least one of which contains several polymerizable ethylenic bonds, such as vinyl and allyl groups, for example: divinylbenzene, dimethylacrylate d ethylene glycol, NN-diallyl-bis-acrylamide triallyl cyanurate, NN-dial-lylmelamine, allyl acrylate, allyl methacrylate, etc. 5. Charges organiques actives suivant revendications 1 à 4, caractérisées par le fait qu'elles sont obtenues par polymérisation des monomères ou mélanges de monomères en phase aqueuse, en l'absen- ce ou de préférence en présence d'émulsionnants connus ou d'émulsion- nants polymères, l'opération se faisant en une ou plusieurs étapes jusqu'à insolubilité dans les polymères élevés naturels ou synthéti- ques qu'il s'agit d'incorporer ou d'ajouter. 5. Active organic fillers according to claims 1 to 4, characterized in that they are obtained by polymerization of the monomers or mixtures of monomers in the aqueous phase, in the absence or preferably in the presence of known emulsifiers or of. Polymer emulsifiers, the operation being carried out in one or more stages until insolubility in the high natural or synthetic polymers to be incorporated or added. 6. Charges organiques actives suivant revendication 1 à 5, caractérisées par le fait que, pour les préparer, on forme tout d'a- bord, par copolymérisation de monomères hydrophiles et hydrophobes en présence d'eau et d'un catalyseur, un émulsionnant polymère dans le- quel on polymérise les monomères qui produisent les charges vinyli- ques génératrices de liaisons transversales, éventuellement après di- lution avec de l'eau, avec fixation d'un pH déterminé et en utilisant un nouveau catalyseur, le tout jusqu'à formation des liaisons trans- versales. 6. Active organic fillers according to claim 1 to 5, characterized in that, in order to prepare them, an emulsifier is first formed by copolymerization of hydrophilic and hydrophobic monomers in the presence of water and of a catalyst. polymer in which the monomers which produce the vinyl fillers generating transverse bonds are polymerized, optionally after dilution with water, with fixing of a determined pH and using a new catalyst, the whole until formation of cross-links. Charges organiques actives suivant revendications 1 à 6, caractérisées .par le fait que leur préparation se fait grâce à une po- lymérisation greffe, dans laquelle des monomères ou mélanges de mono- mères qui donnent des polymérisats ou copolymérisats formant ou non des liaisons transversales, viennent se greffe sur des polymères éle- vés, naturels ou synthétiques, déjà existants, liés transversalement ou non, les charges étant insolubles dans les polymères élevés, natu- rels ou synthétiques, qu'il s'agit d'incorporer. Active organic fillers according to Claims 1 to 6, characterized in that their preparation is carried out by means of graft polymerization, in which monomers or mixtures of monomers which give polymerisates or copolymerisates which may or may not form transverse bonds, are grafted on high polymers, natural or synthetic, already existing, transversely linked or not, the fillers being insoluble in the high polymers, natural or synthetic, which it is a question of incorporating. 8. Charges organiques actives suivant revendication 1 à 7 , caractérisées par le fait que les charges vinyliques contenant des groupes carboxyle contiennent, en mélange, des quantités additionnel- les d'ammoniac, et/ou d'amines et/ou de nitrilamineso 9. Charges organiques actives suivant revendications 1 à 8, caractérisées par le fait que les charges vinyliques à liaiaons trans- versales, contenant des groupes aldéhyde, sont traités par des compo- sés qui sont capables de réagir sur l'aldéhyde, comme par exemple le phénol, les composés phénoliques, l'urée, etc. 8. Active organic fillers according to claim 1 to 7, characterized in that the vinyl fillers containing carboxyl groups contain, as a mixture, additional amounts of ammonia, and / or amines and / or nitrilamines. 9. Active organic fillers according to claims 1 to 8, characterized in that the cross-linked vinyl fillers containing aldehyde groups are treated with compounds which are capable of reacting with the aldehyde, such as for example. phenol, phenolic compounds, urea, etc. 100 Procédé d'incorporation de charges organiques actives suivant revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on ajoute celles-ci, sous forme de latex, aux latex, émulsions ou dispersions de polymères élevés naturels ou synthétiques, que l'on utilise ces mélan- ges tels quels, dans chaque cas, par exemple pour préparer des films, enduits, etco, ou par coagulation, lavage et séchage avec ou sans addi- tion de charges et/ou plastifiants et/ou anti-corrosifs et/ou stabili- sateurs et/ou vulcanisants, et qu'on les vulcanise éventuellement. 100 Process for incorporating active organic fillers according to claims 1 and 2, characterized in that these are added, in latex form, to latexes, emulsions or dispersions of high natural or synthetic polymers, which are uses these mixtures as they are, in each case, for example to prepare films, coatings, etco, or by coagulation, washing and drying with or without the addition of fillers and / or plasticizers and / or anti-corrosives and / or or stabilizers and / or vulcanizers, and that they are optionally vulcanized. 11. Procédé d'incorporation de charges organiques actives suivant revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'on ajoute le latex de charge, avec des agents de transfert organiques - de préfé- rence sous la forme de leurs latex, - aux latex des polymères élevés naturels ou synthétiques,et que l'on travaille le mélange de latex de <Desc/Clms Page number 64> manière en soi connue, ou qu'après avoir travaillé le mélange de la- tex de charge vinylique et d'agents de transfert organiques, on ajou- te ce mélange aux polymères élevés naturels ou synthétiques sous forme solide, sur un cylindre ou dans un malaxeur. 11. Process for incorporating active organic fillers according to claims 1 to 10, characterized in that the filler latex is added, with organic transfer agents - preferably in the form of their latexes, - to latex from high natural or synthetic polymers, and whether one works the latex mixture of <Desc / Clms Page number 64> in a manner known per se, or that after having worked the mixture of vinyl filler latex and organic transfer agents, this mixture is added to the natural or synthetic high polymers in solid form, on a cylinder or in a cylinder. mixer. 12. Polymères élevés naturels ou synthétiques contenant des charges suivant 1 à 11. en annexe 3 dessins. 12. High natural or synthetic polymers containing fillers according to 1 to 11. in appendix 3 drawings.
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