Verfahren zur Herstellung von Kunstmassen aus Polyvinylchlorid. Die Verformung von Polyvinylchlorid, das bei den verschiedenen Polymerisations- verfahren als Pulver oder in gröberen amor phen Massen anfällt, auf Pressmassen, wie Folien und dergleichen, hat bisher nur zu mehr oder weniger spröden Massen von ver hältnismässig sehr geringer Festigkeit geführt. In Anlehnung an die Praxis der Verarbei tung von verschiedenen andern Kunstmassen, wie z. B.
Nitrozellulose oder Zelluloid, hat man dabei bisher zwar in den Verarbeitungs maschinen, wie Kalandern oder Pressen, hohe Drucke angewendet; man ist aber bezüglich der Temperaturen bei denjenigen verblieben, welche bei den üblichen Maschinen gebräuch lich waren und für die Verformung des Poly- vinylchlorids gerade ausreichten, und bei spielsweise bei der Verarbeitung von Zellu loid aus Gründen der Sicherheit nicht ge steigert werden durften.
Da ausserdem das Polyvinylchlorid bei länger andauernder Er hitzung auf Temperaturen von wesentlich über<B>100</B> Grad eine langsame Zersetzung unter Verfärbung erfährt,. insbesondere dann, wenn die Produkte nicht von sehr hoher Reinheit sind, haben auch von dieser Seite her starke Bedenken gegen die Zulässigkeit der Anwendung höherer Temperaturen ge herrscht.
Es wurde nun gefunden, dass eine schnelle und erhebliche Temperatursteigerung über die bisher als zulässig erachtete Grenze, d. b. über etwa 140 C hinaus, bei gleichzeitiger Anwendung von Druck zu einem ganz über raschenden Ergebnis führt: Es tritt bei schnel ler Erhitzung des zum Beispiel in Pulver form auf Kalander mit einer Arbeitstempe ratur von etwa 1.50 Grad aufgetragenen Poly- vinylchlorids vom @ Polymerisationsgrad mit dem K-Wert 60 fast plötzlich eine fort schreitend die Masse erfassende Umwandlung ein, die dazu führt,
dass auf dem galander eine Folie entsteht, welche vom Kalander abgezogen werden kann und durchsichtig ist, dabei eine sehr hohe Biegsamkeit und Dehn barkeit aufweist. Zersetzungserscheinungen sind hierbei trotz der Ilöhe der Temperatur nicht festzustellen.
Der Begriff "K-Wert" soll den Poly- merisationsgrad des verwendeten Polyvinyl- chlorids angeben: K = k - 10s. k wird durch Viskositätsmessungen nach Ubbelohde oder Höppler bestimmt und errechnet sich nach der Formel
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Diese Gleichung ist rein empirisch aufge stellt.
In ihr ist z die relative Viskosität, d. h. entspricht dem Quotienten
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c ist der Prozentgehalt in Volumprozenten und k der Parameter der Kurve, also die von der Konzentration c unabhängige Grösse, die als "Eigenviskosität" bezeichnet wird; weil sie jedem Produkt "eigen" und für dieses charakteristisch ist, also auch benutzt werden kann, um auf den Polymerisations- grad zu schliessen. Diese Berechnungsart ist veröffentlicht in "Zellulose-Chemiell, Band XTn, 1932.
Folien mit diesen Eigenschaften können in der Dicke von einigen Millimetern her gestellt werden, dünnere Folien können ent weder unmittelbar oder durch weiteres Aus walzen stärkerer Folien bei Temperaturen unterhalb, wie auch oberhalb der Herstel lungstemperatur gewonnen werden. Folien dieser Art können an den meisten der Stel len angewendet werden, an denen eine bieg same, durchsichtige Folie verlangt wird, die sich vor andern organischen Kunststoffen durch völlige Unbrennbarkeit auszeichnet und für alle Zwecke verwendbar ist, für die bis her aus Lösungsmitteln gegossene Folien aus plastischen Stoffen verwendet werden.
Weiterhin kann unter den angegebenen Arbeitsbedingungen eine Verpressung des Polyvinylchlorids zu Gegenständen des täg lichen Bedarfes vorgenommen werden. Bei der Herstellung von solchen Körpern, welche eine grössere Masse besitzen, wie z. B. Rohre und dergleichen, wird vorzugsweise zunächst eine Vorbehandlung des pulverförmigen Poly- vinylchlorids in der Weise durebgeführt, dass es zunächst unter Erhitzen in einer Knet maschine oder Schnecke oder aber auch auf dem Kalander plastisch gemacht wird, wo bei gleichzeitig etwaige Lufteinschlüsse ent fernt werden.
Das noch heisse und zähflüssige Material wird dann in die Presse eingebracht und bei einer Temperatur, die bei einem Polyvinylchlorid vom Polymerisationsgrad 60 bei zirka 150 liegt, in die gewünschte Form gebracht. Für die Verformung kann ausser einer Rohrpresse auch jede beliebige andere Pressform benutzt werden, ebenso kann das Material durch Spritzguss verarbeitet werden.
Die Verarbeitungstemperatur ist abhängig vom Polymerisationsgrad des Polyvinyl- chlorids. Das Polyvinylchlorid vom K-Wert 60 wird vorzugsweise bei Temperaturen von zirka 150 unter Druck verformt; diese Tem peratur ist zu erhöhen, wenn höher poly merisiertes Vinylchlorid verarbeitet wird; sie erniedrigt sich, wenn man von Polymerisaten geringerer Molekülgrösse ausgeht. Durch einen einfachen Vorversuch lässt sich in jedem Falle die geeignetste Temperatur heraus finden.
Da aber diese Temperatur in der Nähe des Temperaturbereiches liegt, in wel chem Zersetzung des Polyvinylchlorids ein treten kann, empfiehlt sich eine möglichst schnelle Verarbeitung. Man erhält dann glas klare, farblose oder höchstens schwachge färbte Formlinge, die eine überraschend hohe Festigkeit gegen Druck und Schlag und eine gute Elastizität besitzen. Unter Erwärmen bis auf den Erweichungspunkt kann eine weitere Verformung vorgenommen werden. Eine mechanische Bearbeitung der Pressstücke etc. kann, je nach ihrer Art, bei gewöhnlicher Temperatur oder in der Wärme stattfinden.
Durch Mitverwendung von Pigment oder löslichen Farbstoffen können gefärbte Pro dukte erhalten werden.
Process for the production of synthetic compositions from polyvinyl chloride. The deformation of polyvinyl chloride, which is obtained in the various polymerization processes as a powder or in coarser amorphous masses, onto molded masses such as films and the like, has so far only led to more or less brittle masses of relatively very low strength. Based on the practice of processing various other art masses, such. B.
Nitrocellulose or celluloid, it has been used in the processing machines, such as calenders or presses, high pressures; However, with regard to the temperatures, the temperatures used were those which were used in conventional machines and which were just sufficient for deforming the polyvinyl chloride and which, for example, could not be increased when processing cellulose for reasons of safety.
In addition, since the polyvinyl chloride undergoes slow decomposition with discoloration when heated to temperatures of significantly above <B> 100 </B> degrees for a long time. In particular, if the products are not of very high purity, there are also serious concerns from this point of view against the admissibility of using higher temperatures.
It has now been found that a rapid and considerable increase in temperature above the limit previously considered permissible, i.e. b. over about 140 C, with simultaneous application of pressure leads to a completely surprising result: it occurs when the polyvinyl chloride applied in powder form on the calender, for example, in powder form at a working temperature of about 1.50 degrees with a degree of polymerization is rapidly heated K-value 60 almost suddenly a progressive transformation that captures the mass, which leads to
that a film is created on the galander, which can be pulled off the calender and is transparent, with a very high degree of flexibility and elasticity. In spite of the high temperature, there were no signs of decomposition.
The term "K value" is intended to indicate the degree of polymerisation of the polyvinyl chloride used: K = k - 10s. k is determined by viscosity measurements according to Ubbelohde or Höppler and is calculated using the formula
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This equation is purely empirical.
In it, z is the relative viscosity, i.e. H. corresponds to the quotient
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c is the percentage in percent by volume and k is the parameter of the curve, that is to say the variable which is independent of the concentration c and which is referred to as "intrinsic viscosity"; because it is "unique" to every product and is characteristic of it, so it can also be used to determine the degree of polymerisation. This type of calculation is published in "Zellulose-Chemiell, Volume XTn, 1932.
Films with these properties can be produced in a thickness of a few millimeters; thinner films can be obtained either directly or by further rolling out thicker films at temperatures below and above the production temperature. Films of this type can be used in most of the Stel len where a flexible, transparent film is required, which is characterized by complete incombustibility from other organic plastics and can be used for all purposes, for the films cast up to now from solvents plastic materials are used.
In addition, the polyvinyl chloride can be compressed to produce items that are required daily under the specified working conditions. In the production of such bodies, which have a greater mass, such. B. pipes and the like, a pretreatment of the powdery polyvinyl chloride is preferably carried out first in such a way that it is first made plastic while heating in a kneading machine or screw or on the calender, where at the same time any air inclusions are removed .
The still hot and viscous material is then introduced into the press and brought into the desired shape at a temperature that is around 150 for a polyvinyl chloride with a degree of polymerization of 60. In addition to a pipe press, any other compression mold can be used for the deformation, and the material can also be processed by injection molding.
The processing temperature depends on the degree of polymerisation of the polyvinyl chloride. The polyvinyl chloride with a K value of 60 is preferably molded under pressure at temperatures of around 150; this tem perature should be increased if higher polymerised vinyl chloride is processed; it decreases if one starts out from polymers of smaller molecular size. In any case, the most suitable temperature can be found with a simple preliminary test.
Since this temperature is close to the temperature range in which decomposition of the polyvinyl chloride can occur, processing as quickly as possible is recommended. Glass-clear, colorless or at most weakly colored moldings are then obtained which have surprisingly high resistance to pressure and impact and good elasticity. Further deformation can be carried out by heating to the softening point. A mechanical processing of the pressed pieces etc. can, depending on their type, take place at normal temperature or in the heat.
Colored products can be obtained by using pigments or soluble dyes.