Verfahren zur Herstellung von langgestreckten Formkörpern, wie Folien, Fäden usw. aus Polystyrol durch Warmreckung.
Für die Herstellung von Polystyrol ist ein Verfahren bekannt geworden, Styrol mit einem wasserlöslichen Emulgator, zum Beispiel einer Seife, in Wasser zu emulgieren, dann durch Wärmezufuhr zu polymerisieren und den entstehenden Latex in bekannter Weise auszufällen. Als wasserlösliche Seife wird vor allem Natriumoleat und als Fällmittel ein Elektrolyt, zum Beispiel Essigsäure oder dergleichen, verwendet. Um einen elektrotechnisch wertvollen Stoff zu gewinnen, empfiehlt es sich, den Emulgator beson clercs guet auszuwaschen. Das im Emulsions Polymerisationsverfahren gewonnene Polystyrol ist aus mehreren Gründen, insbesondere durch seine um 15 bis 20 C höhere Wärmebeständiokeit den auf andere Weise gewonnenen Polystyrolen überlegen.
Es wurde nun die merkwürdige Beobachtung gemacht, dass ein nach diesem Emulsions-Polymerisationsverfahren gewonnenes Polystyrol im Gegensatz zu nach andern Verfahren (zum Beispiel dem sogenannten Blockpolymerisationsverfahren) gewonnenen Polystyrolen nicht mit Erfolg warm gereckt werden kann. Die Warmreckung des Polystyrols dient bekanntlich der Verbesserung seiner mechanischen Eigenschaften ohne Beeinträchtigung der hervorragenden dielek trischen Eigenschaften.
Während bei dem durch sogenannte Blockpolymerisation gewonnenen Polystyrol die Verarbeitung zu Bändern und Fäden nach entsprechender Durchknetung in der Ziehmaschine ohne weiteres gelingt und Formkorper mit ausseror- dentlich kl, einer Toleranz herstellbar sind, lässt sich das im Emulsionsverfahren hergestellte Polystyrol in dieser Weise überhaupt nicht verarbeiten. Das Material besitzt ein so gringes Bindevermögen bezw. eine so schleehte Haftfestigkeit in sich, dass die aus der Maschine kommenden FÏden oder Folien schon nach ganz kurzer Zeit abreissen.
Die Erfindung schafft nun ein Verfahren, mit dem das in Emulsion polymerisierte Polystyrol entgegen den bisherigen Versuchen doch noch warm gereckt werden kann. Gemäss der Erfindung wird dieses Polystyrol nämlich zunächst einer Depolymerisation unterworfen und erst dann warm gereekt. Die Depolymerisation erfolgt am besten, wie die angestellten Versuche gezeigt haben, bei etwa 150 C während mehreren Stunden, zum Beispiel 4 bis H Stunden, bei höheren Temperaturen, zum Beispiel 160 bis 200 , genü- gen entsprechend kürzere Zeiten, zum Beispiel nur 3 bis 5 Stunden.
Wie Versuche ergaben, tritt bei dieser Depolymerisation eine Veränderung des Poly stvrols ein, die seine Verarbeitbarkeit erst ermöglicht, ohne seine sonstigen wertvollen Eigenschaften zu gefÏhrden. Die Depoly- merisation wird nämlieh nur so weit geführt, dass die besonders langkettigen Anteile des Polystyrols, an denen das im Emulsionsverfahren gewonnene Polystyrol reicher ist als das nach dem Blockverfahren hergestellte, zerstört werden, während die übrigen An- teile unverändert bleiben. Insbesondere erhÏlt man nach obigem Verfahren keine zu sätzlichen niederpolymeren Anteile in grö sserer Venge, welche die Wärmebeständigkeit meist stark beeinflussen.
Denn aus den durchgeführten Versuchen ergab sicli die Erkenntnis, da¯ f r die Wärmebeständigkeit eines Kunststoffes insbesondere aus Fadenmolekülen (wozu bekanntlich das Polystyrol gehort) nicht die Anwesenheit besonders langkettiger Ioleküle, sondern das Fehlen der kurzkettigen massgebend ist. Da die Depolymerisation vorsichtig vorgenommen werden mu¯, wird si mit Vorteil bei Anwesenheit eines Schutzgases, zum Beispiel Stickstoff, Wasserstoff oder dergleichen. und gleichzeitiger Abwesenheit von Sauerstoff vorgenommen. Bei Anwesenheit von Sauer- stoff besteht nämlich die Gefahr, da¯ sauerstoffhaltige Abbauprodukte entstehen k¯n nen, welche die wertvollen dielektrischen Eigenschaften des Polystyrols versehlech- tern.
Ein gemäss der Erfindung depolymeri- siertes Polystyrol verändert sich bei der Warmreckung nicht mehr, so dass die wertvollen Eigenschaften des im Emulsionsver- fahren gewonnenen Polystyrols, insbesondere seine Wärmebeständigkeit, auch bei dem ge reckten Polystyrol erhalten bleiben.
Um die höhere Wärmebeständigkeit des neuen Werkstoffes zu belegen, seien folgende Zahlenangaben gemacht : Fäden und Bänder aus dem bisher bekannten (gereckten) Polystyrol haben eine Wärmel) eständigkeit von 70¯ C. Bei dieser Temperatur können sie zum Beispiel 24 Stunden gehalten werden, ohne dass die Schrumpfung mehr als 12 bue- trägt. Bei nur wenige Grade höheren Temperaturen tritt sehr rasch eine Entreckung ein, wobei das Material nicht nur seine Form verliert, sondern auch versprödet. Ein erfindungsgemäss behandeltes Polystyrol kann demgegenüber ohne Schaden 24 Stunden auf 88¯ C gehalten werden, wobei sogar eine Schrumpfung kleiner als 1 zu verzeiehnen ist.
Bei höheren Temperaturen tritt eine ganz langsame Entreckung ein. Der neue Werkstoff ist also nicht nur wesentlich wärmebestÏndiger, sondern auch unempfindlicher gegen thermische Überlastung. Ein weiteres Kennzeichen f r die Wärmebeständigkeit des neuen Werkstoffes ist die Temperaturkonstanz, welcher Umstand besonders im Bau elektrischer Kondensatoren bedeutsam ist. Kondensatoren und insbesondere Wickelkondensatoren, die hieraus gefertigt sind, können nämlich bis 80 C belastet werden, während aus dem bisher bekannten gereck- ten Polystyrol gefertigte Wickelkondensa- toren im allgemeinen nur bis zn 60 C belastbar waren, ohne da¯ eine irreversible Kapazitätsänderung auftrat.
AuBer der höheren Warmebeständigkeit sind auch die mechanischen Eigenschaften des neuen Werkstoffes besser als die der vorher bekannten Polvstyrole. So verhalten sich zum Beispie ! die Falzzahlen, die ein Mass f r die Biegefähigkeit sind, wie 1 : 10 (bei einer 20 Á-Folie z. B. 200 : 2000).
Al. Anwendungsgebiet des Erzeugnisses, ! peziell im Gebiet der Elektrotechnik, sei (usser der Verwendung in elektrischen gon- lensatoren noch die Verwendung in elektrischen Kabeln (insbesondere Hochfrequenz @abeln) erwähnt. Auch für den Bau von Starkstromkabeln hat die Erfindung Bedeu tung, weil das bisherige gereckte Polystyrol für diesen Zweck praktisch aus Temperatur- gr nden nicht gen gte.
PATENTANSPRUOH : Verfa. hren zur Herstellung von langgestreckten Formkorpern aus. Polystyrol durch'Wa-rmreckung,dadurchgekennzeich- net, dass ein im Emulsions-Polymerisationsverfahren gewonnenes Polystyrol zunÏchst einer Depolymerisation unterworfen und hierauf warmgereckt wird.