CH435698A - Verfahren zum Herstellen von Strangpressprofilen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum Herstellen von Strangpressprofilen
Die Erfindung betrifft ein diskontinuierliches Verfahren zum Herstellen von Stäben oder Profilen aus Polyamiden durch aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen.



   Es ist bekannt, diskontinuierliche Rohre aus Polyamiden herzustellen, indem man eine Schmelze aus Lactamen,   Aktivatoren    und Katalysatoren in erwärmten und rotierenden Formen polymerisiert Mit derartigen Verfahren können Formteile mit einer Länge bis zu 6 m hergestellt werden.



   Es wurde auch schon vorgeschlagen, kontinuierlich Formkörper aus Polyamiden herzustellen, indem man eine Schmelze aus Lactamen, Aktivatoren und Katalysatoren in einem Extruder polymerisiert und das Polyamid durch eine gekühlte Formvorrichtung auspresst. Besonders nachteilig hierbei ist, dass die Polyamidketten durch die im Extruder auftretenden Scherkräfte und die Temperaturen, die häufig bis über den Schmelzpunkt der Polyamide ansteigen, abgebaut werden.



   Es wurde nun gefunden, dass man diskontinuierlich Stangen und Profile aus Polyamiden durch aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen in einer Profilpressmaschine und Auspressen des Polyamids durch eine gekühlte Formvorrichtung erfindungsgemäss herstellen kann, indem man als Profilpressmaschine eine Strangpresse verwendet und das Polyamid im Zustand einer    unterkühlten      Schmelze >     durch die Formvorrichtung   presst.   



   Man erhält Stäbe oder Profile aus Polyamiden, in denen die Moleküle verstreckt sind, so dass derartige Formkörper bessere Festigkeitseigenschaften haben. So   beträgt beispielsweise die e Kerbschlagzähigkeit der er-    findungsgemäss hergestellten Formkörper das   1,5-fache    von nach üblichen Verfahren hergestellten Polyamidteilen. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die Polyamidketten nicht merklich abgebaut werden und die Polyamide eine enge Molekulargewichtsverteilung haben. Bei den gemäss vorliegenden Verfahren erreichten hohen Ab  zugsgeschwindigkeiten    wird die normalerweise zu erwartende Lunkerbildung unterbunden. Darüber hinaus werden gemäss dem Verfahren der Erfindung Polyamide   erhalten,    deren Monomerengehalt unterhalb von 1,2   Gew. %    liegt.

   Bei nach üblichen Verfahren durch aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen hergestellten Polyamiden beträgt vergleichsweise der Monomerengehalt etwa 3 bis 9 %; die erfindungsgemäss hergestellten Formkörper haben ausserdem eine um 50   Ges. %    geringere Wasseraufnahme.



   Dies ist überraschend, da bekannt ist, dass die   aki-      vierte anionische e Polymerisation von Lactamen sehr    schnell verläuft und man Produkte mit unmessbar hohen K-Werten erhält, die praktisch in wenigen Minuten nicht mehr ohne Zersetzung schmelzbar sind. Wie ausserdem Vergleichsversuche ergeben haben, ist es nicht möglich, ein nach herkömmlichen Verfahren hergestelltes Polyamid auf beispielsweise 1900 C zu erwärmen und dann strangzupressen.



   Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorteilhaft durchgeführt, indem man die polyamidbildenden Ausgangsstoffe zunächst in einem dünnwandigen Gefäss, das auf Polymerisationstemperaturen, etwa auf 80 bis 1600 C, vorzugsweise auf 100 bis 1400 C, erwärmt ist, mischt. Das Gefäss, das mit einem beweglichen Boden versehen ist, wird in die waagrecht angeordnete Strangpresse eingesetzt. Der Kolben der Strangpresse wird auf   den beweglichen Boden des Gefässes ¯ aufgesetzt, und    das sich nach der Polymerisation im Zustand einer    unterkühlten    Schmelze  befindliche Polymerisat wird durch die gekühlte Formvorrichtung ausgepresst. Temperaturregelung ist nicht erforderlich. Durch die Kühlung bedingt, erreicht man eine sofortige Erstarrung der Oberfläche und damit eine Formbeständigkeit der ausgepressten Profile.

   Die günstigsten Eigenschaften bei den Formkörpern werden erreicht, wenn das Polyamid im Temperaturbereich zwischen 210 und 1800 C (Eigentemperatur) ausgepresst wird. In diesem Temperatur  bereich ist das Polyamid im Zustand einer  unterkühlten Schmelze .



   Bei einem Druck von 10 to und einem Stempelquerschnitt von 150 mm sowie einer Stempelfläche von 180 mm2 kann eine   Auspressgeschwindigkeit    von 20 m/Min. erreicht werden. Bei einem Durchmesser des Zylinders der Strangpresse von 150 mm können kreiszylindrische Stangen von 10 bis 40 mm Durchmesser und 15 bis 20 m Länge hergestellt werden. Der Pressdruck beträgt dabei zwischen 5 und 10 to.



   Um Strangpressprofile mit besonders hohen Festigkeiten zu erhalten, ist es zweckmässig, diese direkt nach dem Auspressen auf einer Walzenstrasse oder in Ziehdüsen zu verstrecken.



   Zur weiteren Erläuterung des Verfahrens dienen die Fig. 1 und 2, die ein Beispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens darstellen.



   In Fig. 1 bedeuten: 1 eine Mischplatte, mit der der aus Lactam, Katalysator und Aktivator bestehende Polymerisationsansatz 2 gemischt wird, 3 ein beweglicher Boden, 4 und 5 sind die an den beweglichen Boden angebrachten Zuführungen, durch welche die einzelnen Komponenten des Polymerisationsansatzes in das Gefäss hineingedrückt werden.



   In Fig. 2   bedeuten:    6 der Zylinder der Strangpresse, 7 die gekühlte Formvorrichtung, 8 das ausgepresste Profil, 9 das Polymerisationsgefäss, 10 der bewegliche Boden des Polymerisationsgefässes und 11 der Stempel der Strangpresse.



  Unter aktivierter anionischer Polymerisation wird die Polymerisation von Lactamen in Gegenwart von Aktivatoren und Katalysatoren verstanden.



   Als Polymerisationskatalysatoren können die hierfür bekannten Verbindungen, wie die Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle, z. B. Natrium, Kalium, Calcium oder deren basische Verbindungen, wie die Amide, Alkoholate oder Hydroxyde, die Organometallverbindungen der   1.    bis III. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente oder bevorzugt   Alkalilactamverbindungen,    wie Natriumlactamat, verwendet werden.



   Geeignete Lactame mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen im Ring sind insbesondere Caprolactam, ferner Capryllactam, Önanthlactam,   Capnnlao;tiam,    Laurinlactam, substituierte Lactame, wie   e-Sithyl-E-caprolactam,    e  Athyl-0-önanthlactam    oder Methylenbiscaprolactame.



   Als Aktivatoren sind beispielsweise acylierte Lactame, wie N-Acetylcaprolactam, und Verbindungen, die acylierend wirken, wie Isocyanate, sowie besonders substituierte Harnstoffe, aber auch Urethane oder Guanidine geeignet.



   Die Polymerisation kann auch in Gegenwart üblicher Zusätze, wie   Füll-oder    Farbstoffen oder Pigmenten, durchgeführt werden.



   Die erfindungsgemäss hergestellten Profile eignen sich für alle Verwendungszwecke, für die nach üblichen Verfahren hergestellte Profile verwendet werden.



   Beispiel
In ein Polymerisationsgefäss (Fig. 2) von 1,2 1 halt wird eine Mischung aus 500 g Caprolactam, 35 g Hexamethylenbiscarbamidocaprolactam (Additionsprodukt von 2 Mol Caprolactam an 1 Mol Hexamethylen  diisocyanat- 1,6)    und 35 Teilen   Natriumcaprolactamat    gefüllt. Die Mischung wird vorher durch getrennte Zugabe von Caprolactamat enthaltendem Caprolactam und   Rexamethylenbiscarbamidocaprolactam    enthaltendem Caprolactam in das Gefäss gemäss Fig. 1 und anschliessendem Durchmischen hergestellt. Die Temperatur der Schmelze beträgt   1400 C,    die des Polymerisationsgefässes 1600 C. Die Mischplatte 1 wird, nachdem das Gemisch homogenisiert ist, entfernt. Das Gefäss (Fig. 1), das mit einem beweglichen Boden versehen ist, wird in die waagrecht angeordnete Strangpresse (Fig. 2) eingesetzt.

   Der Kolben der Strangpresse wird auf den beweglichen Boden des Gefässes aufgesetzt und das sich nach Abschluss der Polymerisation im Zustand einer unterkühlten Schmelze befindliche Polyamid, das eine Temperatur von etwa 1850 C hat, durch die gekühlte Formvorrichtung 7 gepresst. Diese Auspresstemperatur liegt 250 C unterhalb des Schmelzpunktes des Polyamids. Der zum Auspressen benötigte hydrostatische Druck beträgt 8 bis 9 Kp/cm2. Aus dem so erhaltenen Rundstab können beispielsweise Zahnräder, die besonders gute Eigenschaften haben, hergestellt werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum diskontinuierlichen Herstellen von Stangen und Profilen aus Polyamiden durch aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen in einer Profilpressmaschine und Auspressen des Polyamids durch eine gekühlte Formvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass man als Profilpressmaschine eine Strangpressmaschine verwendet und das Polyamid im Zustand einer unter- kühlten Schmelze durch die Formvorrichtung presst.