CH649565A5 - Polymer cell structure, and process for the production thereof - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine dreidimensionale, mikroporöse Polymerzellstruktur, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Vielzahl von im wesentlichen sphärischen Mikrozellen aufweist, die einen mittleren Durchmesser C von 0,5-100 Mikrometer besitzen und im wesentlichen gleichförmig über die Struktur verteilt sind, wobei benachbarte Zellen durch Poren miteinander verbunden sind, deren Durchmesser kleiner ist als derjenige der Mikrozellen, dass die Polymerzellstruktur eine Porengrössen-verteilung aufweist, die einem Schärfefaktor S von 1 bis 30 entspricht, wobei der Schärfefaktor S durch Analyse einer Quecksilberintrusionskurve ermittelt wird und definiert ist als das Verhältnis des Drucks, bei dem 85% des Quecksilbers eingedrungen ist, zu dem Druck, bei dem 15% des Quecksilbers eingedrungen ist, dass der dekadische Logarithmus des Verhältnisses des mittleren Zellendurchmessers C zum mittleren Porendurchmesser P einen Wert im Bereich von 0,2-2,4 und der dekadische Logarithmus des Verhältnisses des Schärfefaktors S zum mittleren Zellendurchmesser C einen Wert im Bereich von —1,4 bis 1,0 aufweist, dass die Poren und die Zellen leer sind, und dass das Polymer ein synthetisches thermoplastisches Polymer aus der Klasse, die aus den Homo- und Copolymeren von äthylenisch ungesättigten Monomeren, den Kondensationspolymeren und den Oxydationspolymeren besteht, oder ein Gemisch von zu dieser Klasse gehörenden synthetischen thermoplastischen Polymeren ist. The present invention relates to a three-dimensional, microporous polymer cell structure which is characterized in that it has a multiplicity of essentially spherical microcells which have an average diameter C of 0.5-100 micrometers and are distributed substantially uniformly over the structure , adjacent cells being connected to one another by pores whose diameter is smaller than that of the microcells, that the polymer cell structure has a pore size distribution which corresponds to a sharpness factor S from 1 to 30, the sharpness factor S being determined and defined by analyzing a mercury intrusion curve is, as the ratio of the pressure at which 85% of the mercury has penetrated to the pressure at which 15% of the mercury has penetrated, the decimal logarithm of the ratio of the mean cell diameter C to the mean pore diameter P has a value in the range of 0. 2-2.4 and the decadal Logarithm of the ratio of the sharpness factor S to the average cell diameter C has a value in the range from -1.4 to 1.0, that the pores and the cells are empty, and that the polymer is a synthetic thermoplastic polymer from the class consisting of the Homo - and copolymers of ethylenically unsaturated monomers, the condensation polymers and the oxidation polymers, or a mixture of synthetic thermoplastic polymers belonging to this class.
Das Verfahren zur Herstellung dieser Polymerzellstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischung aus einem oder mehr als einem synthetischen thermoplastischen Polymer aus der Klasse, die aus den Homo- und Copolymeren von äthylenisch ungesättigten Monomeren, den Kondensationspolymeren und den Oxydationspolymeren besteht, und einer verträglichen Flüssigkeit zur Bildung einer homogenen Lösung auf eine ausreichende Temperatur über eine genügende Zeit erhitzt, die homogene Lösung formt und die geformte Lösung abkühlt, so dass Flüssig-Flüssig-Phasentrennung eintritt und dabei im wesentlichen zur gleichen Zeit eine Vielzahl von flüssigen Tröpfchen von im wesentlichen gleicher Grösse in der kontinuierlichen flüssigen Polymerphase gebildet wird, das Abkühlen fortsetzt, um das Polymer zu verfestigen, und im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit aus dem gebildeten festen Körper entfernt, um so die Polymerzellstruktur zu bilden. The process for producing this polymer cell structure is characterized in that a mixture of one or more than one synthetic thermoplastic polymer from the class consisting of the homo- and copolymers of ethylenically unsaturated monomers, the condensation polymers and the oxidation polymers, and a compatible liquid heated to a sufficient temperature for a sufficient time to form a homogeneous solution, forms the homogeneous solution, and cools the shaped solution so that liquid-liquid phase separation occurs, thereby at the same time a plurality of liquid droplets of substantially the same size is formed in the continuous liquid polymer phase, cooling continues to solidify the polymer, and substantially all of the liquid is removed from the solid body formed so as to form the polymer cell structure.
Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine dreidimensionale mikroporöse Polymerzellstruktur, deren Zellen und Poren zumindest teilweise mit einer Wirkstoffflüssigkeit gefüllt sind, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Vielzahl von im wesentlichen sphärischen Mikrozellen aufweist, die einen mittleren Durchmesser C von 0,5-100 Mikrometer besitzen und im wesentlichen gleichförmig über die Struktur verteilt sind, wobei benachbarte Zellen durch Poren miteinander verbunden sind, deren Durchmesser kleiner ist als derjenige der Mikrozellen, dass die Polymerzellstruktur eine Porengrössenverteilung aufweist, die einem Schärfefaktor S von 1 bis 30 entspricht, wobei der Schärfefaktor S durch Analyse einer Quecksilberintrusionskurve ermittelt wird und definiert ist als das Verhältnis des Druckes, bei dem 85% des Quecksilbers eingedrungen ist, zu dem Druck, bei dem 15% des Quecksilbers eingedrungen ist, dass der dekadische Logarithmus des Verhältnisses des mittleren Zellendurchmessers C zum mittleren Porendurchmesser P einen Wert im Bereich von 0,2-2,4 und der dekadische Logarithmus des Verhältnisses des Schärfefaktors S zum mittleren Zellendurchmesser C einen Wert im Bereich von —1,4 bis 1,0 aufweist, dass die Poren und Zellen mindestens teilweise mit einer Wirkstoffflüssigkeit gefüllt sind, und dass das Polymer ein synthetisches thermoplastisches Polymer aus der Furthermore, the invention relates to a three-dimensional microporous polymer cell structure, the cells and pores of which are at least partially filled with an active substance liquid which is characterized in that it has a multiplicity of essentially spherical microcells which have an average diameter C of 0.5- 100 microns and are distributed substantially uniformly over the structure, with neighboring cells being connected to one another by pores whose diameter is smaller than that of the microcells, that the polymer cell structure has a pore size distribution which corresponds to a sharpness factor S of 1 to 30, the Sharpness factor S is determined by analysis of a mercury intrusion curve and is defined as the ratio of the pressure at which 85% of the mercury has penetrated to the pressure at which 15% of the mercury has entered that the decimal logarithm of the ratio of the mean cell diameter C to the mean pore diameter P has a value in the range of 0.2-2.4 and the decimal logarithm of the ratio of the sharpness factor S to the mean cell diameter C has a value in the range of - 1.4 to 1.0 that the pores and cells are at least partially filled with an active ingredient liquid, and that the polymer is a synthetic thermoplastic polymer from the
Klasse, die aus den Homo- und Copolymeren von äthylenisch ungesättigten Monomeren, den Kondensationspolymeren und den Oxydationspolymeren besteht, oder ein Gemisch von zu dieser Klasse gehörenden synthetischen thermoplastischen Polymeren ist. Class consisting of the homo- and copolymers of ethylenically unsaturated monomers, the condensation polymers and the oxidation polymers, or a mixture of synthetic thermoplastic polymers belonging to this class.
Mehrere, sich voneinander unterscheidende Verfahren wurden früher zur Herstellung von mikroporösen Polymerzellstrukturen entwickelt. Solche Verfahren reichen von der klassischen Phaseninversion bis zur nuklearen Beschiessung, um mikroporöse, feste Teilchen in ein Substrat einzuarbeiten, welche anschliessend ausgelaugt werden, oder zum Zusammensintern von mikroporösen Teilchen in irgendeiner Art und Weise. Frühere Anstrengungen auf diesem Gebiet haben noch weitere Verfahren sowie unzählige Variationen von dem, was man als klassische oder Grundverfahren betrachten kann, mit sich gebracht. Several different methods were previously developed for the production of microporous polymer cell structures. Such processes range from classic phase inversion to nuclear bombardment, in order to incorporate microporous, solid particles into a substrate, which are then leached out, or for sintering together microporous particles in any way. Previous efforts in this area have brought with it other processes, as well as countless variations of what can be considered classic or basic processes.
Das Interesse an mikroporösen Polymerzellprodukten wurde durch zahlreiche, mögliche Anwendungen für Materialien von dieser Beschaffenheit verursacht. Diese möglichen Anwendungen sind wohl bekannt und reichen von Stempelkissen, usw. bis zu leder-ähnlichen atmenden Blättern oder Filtermedien. Ausserdem blieb die kommerzielle Verwendung trotz allen möglichen Anwendungen verhältnismässig bescheiden. Dazu weisen die kommerziell verwendeten Verfahren verschiedene Begrenzungen auf; sie erlauben keine solche Wandelbarkeit, wie sie zur Ausdehnung der Anwendungen erforderlich ist, um den möglichen Markt für mikroporöse Produkte zu erreichen. The interest in microporous polymer cell products has been caused by numerous possible applications for materials of this nature. These possible applications are well known and range from ink pads, etc. to leather-like breathing sheets or filter media. In addition, despite all possible uses, commercial use remained relatively modest. To this end, the commercially used methods have various limitations; they do not allow the kind of changeability that is required to expand applications to reach the potential market for microporous products.
Wie bereits erwähnt, werden einige kommerziell zugängliche, mikroporöse Polymerzellprodukte durch nukleare Beschiessung hergestellt. Mit einem solchen Verfahren ist es möglich, eine ziemlich enge Porengrössen-Verteilung zu erreichen; hingegen muss das Porenvolumen relativ niedrig sein (d.h. weniger als etwa 10% leerer Raum), so dass man sicher ist, dass das Polymer sich während der Herstellung nicht zersetzen wird. Viele Polymere können in einem solchen Verfahren nicht eingesetzt werden, weil das Polymer nicht die Fähigkeit zum Ätzen besitzt, dazu erfordert das Verfahren noch, dass eine verhältnismässig dünne Schicht oder Film des Polymers verwendet wird, und dass bei der Ausführung des Verfahrens erhebliche Untersuchungen vorgenommen werden müssen, um ein «doppeltes Spuren» zu vermeiden, was zur Bildung von übergrossen Poren führt. As previously mentioned, some commercially available microporous polymer cell products are made by nuclear bombardment. With such a method it is possible to achieve a fairly narrow pore size distribution; however, the pore volume must be relatively low (i.e. less than about 10% empty space) so that one is certain that the polymer will not degrade during manufacture. Many polymers cannot be used in such a process because the polymer does not have the ability to etch, the process further requires that a relatively thin layer or film of the polymer be used and that significant investigations are made in carrying out the process in order to avoid a “double trace”, which leads to the formation of oversized pores.
Die klassische Phaseninversion wurde ebenfalls kommerziell verwendet, um mikroporöse Polymere aus Zelluloseace-tat und gewissen anderen Polymeren zu erzeugen. Die klassische Phaseninversion wurde im einzelnen von R.E. Kesting in synthetische, polymere Membranen, Mc-Graw-Hill, 1971 zusammengestellt. Besonders auf Seite 117 der genannten Veröffentlichung ist ausdrücklich angegeben, dass die klassische Phaseninversion die Verwendung von mindestens drei Komponenten, d.h., ein Polymer, ein Lösungsmittel für das genannte Polymer und ein Nicht-Lösungsmittel für das genannte Polymer, beinhaltet. Classic phase inversion has also been used commercially to produce microporous polymers from cellulosic tat and certain other polymers. The classic phase inversion was described in detail by R.E. Kesting in Synthetic, Polymeric Membranes, Mc-Graw-Hill, 1971. In particular, on page 117 of the cited publication, it is expressly stated that the classic phase inversion involves the use of at least three components, i.e. a polymer, a solvent for the said polymer and a non-solvent for the said polymer.
Es soll ebenfalls auf das US-Patent Nr. 3 945 926 hingewiesen werden, in welchem die Bildung von Polycarbonat-Harzmembranen aus einer Giesslösung offenbart ist, wobei diese das Harz, ein Lösungsmittel, ein Anschwellmittel und/ oder ein Nicht-Lösungsmittel enthält. Es ist in den Zeilen 42-47, Kolonne 15 des genannten Patentes angegeben, dass bei völliger Abwesenheit eines Quellmittels die Phaseninversion gewöhnlich nicht erfolgt, und dass bei niedrigen Konzentrationen der Quellmittel Strukturen mit geschlossenen Zellen angetroffen werden. Attention is also drawn to U.S. Patent No. 3,945,926 which discloses the formation of polycarbonate resin membranes from a casting solution containing the resin, a solvent, a swelling agent and / or a non-solvent. It is stated in lines 42-47, column 15 of the cited patent that phase inversion usually does not take place in the complete absence of a swelling agent and that structures with closed cells are found at low concentrations of the swelling agent.
Aus der vorangegangenen Diskussion ist es ganz offensichtlich, dass die klassische Phaseninversion die Verwendung eines Lösungsmittels für das System bei Raumtemperatur erfordert, so dass viele, weitere, nützliche Polymere From the previous discussion, it is quite evident that the classic phase inversion requires the use of a solvent for the system at room temperature, so many other useful polymers
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
649 565 649 565
4 4th
nicht durch Polymere, wie Zelluloseacetat, ersetzt werden können. Von dem Gesichtspunkt des Verfahrens aus wird das Verfahren der klassischen Phaseninversion gewöhnlich auch auf die Bildung von Filmen eingeschränkt sein, was auf die grosse Menge der bei der Herstellung von Lösungen gebrauchten Lösungsmittel zurückzuführen ist, welche anschliessend extrahiert werden müssen. Es ist ebenfalls ersichtlich, dass die klassische Phaseninversion ein verhältnismässig hohes Ausmass der Überwachung des Verfahrens erfordert, um Strukturen der gewünschten Konfiguration zu erhalten. Somit müssen die relativen Konzentrationen von Lösungsmittel, Nicht-Lösungsmittel und Quellmittel kritisch kontrolliert werden, wie dies in den Kolonnen 14-16 des US-Patentes Nr. 3 945 926 beschrieben ist. Um andererseits die Zahl, Grösse und Homogenität der resultierenden Struktur zu ändern, muss man die oben erwähnten Parameter nach empirischen Ermittlungsverfahren modifizieren. cannot be replaced by polymers such as cellulose acetate. From the point of view of the process, the classical phase inversion process will usually also be limited to the formation of films, due to the large amount of solvents used in the preparation of solutions, which then have to be extracted. It can also be seen that the classical phase inversion requires a relatively high degree of monitoring of the method in order to obtain structures of the desired configuration. Thus, the relative concentrations of solvent, nonsolvent, and swelling agent must be critically controlled, as described in columns 14-16 of U.S. Patent No. 3,945,926. On the other hand, in order to change the number, size and homogeneity of the resulting structure, the parameters mentioned above have to be modified according to empirical determination methods.
Andere kommerziell erhältliche, mikroporöse Polymere werden durch Sintern von mikroporösen Polymerteilchen hergestellt, wobei diese von Polyäthylen mit hoher Dichte bis zu Polyvinylidenfluorid reichen. Es ist jedoch mit einem solchen Verfahren schwierig, ein Produkt mit der engen Po-rengrössen-Verteilung zu erhalten, welche für viele Anwendungen notwendig ist. Other commercially available microporous polymers are made by sintering microporous polymer particles ranging from high density polyethylene to polyvinylidene fluoride. However, with such a method it is difficult to obtain a product with the narrow pore size distribution which is necessary for many applications.
Ein weiteres, allgemeines Verfahren, welches Gegenstand von erheblichen, früheren Anstrengungen war, beinhaltet das Erwärmen eines Polymers mit verschiedenen Flüssigkeiten zur Bildung einer Dispersion oder Lösung, sowie anschliessend ein Abkühlen, gefolgt von einem Entfernen der Flüssigkeit mit einem Lösungsmittel usw. Diese Art Verfahren ist z.B. in den folgenden US-Patenten offenbart; 3 607 793; 3 378 507; 3 310 505; 3 748 287; 3 536 796; 3 308 073; und 3 812 224. Man nimmt nicht an, dass die genannten Verfahren kommerziell in einem bedeutenden Umfang verwendet werden; wenn überhaupt, so nur dann, weil es an der wirtschaftlichen Durchführbarkeit der früher entwickelten Verfahren mangelte. Die früheren Verfahren erlauben ebenfalls keine Herstellung von mikroporösen Polymeren, welche verhältnismässig homogene, mikrozellulare Strukturen mit der Porengrösse und den Porengrössen-Verteilungen vereinigen, obwohl diese besonders gewünscht sind. Another general process, which has been the subject of significant previous efforts, involves heating a polymer with various liquids to form a dispersion or solution, and then cooling, followed by removal of the liquid with a solvent, etc. This type of process is e.g. disclosed in the following U.S. patents; 3,607,793; 3,378,507; 3,310,505; 3,748,287; 3,536,796; 3,308,073; and 3 812 224. It is not believed that the methods mentioned will be used commercially to any significant extent; if at all, only because the previously feasible methods were not economically viable. The previous methods also do not allow the production of microporous polymers which combine relatively homogeneous, microcellular structures with the pore size and the pore size distributions, although these are particularly desired.
Im Hinblick auf die nach bekannten Verfahren erhaltenen mikroporösen Polymeren, ist bisher kein Verfahren bekannt, gemäss welchem man isotrope olefmische oder Oxi-dationspolymere erzeugen kann, deren Porengrössen zu einem erheblichen Anteil im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 5 Mikrometer liegen und zugleich eine relativ enge Porengrös-sen-Verteilung haben und somit in einem hohen Ausmass eine Gleichförmigkeit in bezug auf die Porengrösse in einer Polymerprobe zeigen. Einige bekannte olefmische oder Oxi-dationspolymere hatten Porengrössen im oben erwähnten Bereich, aber ohne eine relativ enge Porengrössen-Vertei-lung, was dazu führte, dass Materialien ohne einen bedeutenden Wert für Anwendungen hergestellt wurden. Ein Beispiel einer solchen Anwendung ist die Filtration, wozu ein hohes Ausmass an Selektivität erforderlich ist. Überdies hatten frühere mikroporöse olefmische oder Oxidationspoly-mere, von welchen man annehmen kann, dass sie relativ enge Porengrössen-Verteilungen zeigen, absolute Porengrössen, welche ausserhalb des oben erwähnten Bereiches (gewöhnlich mit im wesentlichen kleineren Porengrössen) für den Gebrauch bei Anwendungsgebieten, wie Ultra-Filtration, lagen. Schliesslich hatten einige bekannte olefmische Polymere Porengrössen im oben angegebenen Bereich und man konnte der Meinung sein, dass sie relativ enge Porengrössen-Verteilungen zeigten. Solche Materialien wurden jedoch unter Anwendung von solchen Verfahren, wie Streckziehen, hergestellt, welche dem resultierenden, anisotropen Material ein hohes Ausmass an Orientierung gaben, wodurch dieses für viele Anwendungsgebiete ungeeignet wurde. Es bestand somit ein Bedarf nach mikroporösen, olefinischen und Oxida-5 tionspolymeren, welche eine Porengrösse in einem Bereich von 0,1 bis etwa 5 Mikrometer aufweisen und durch eine verhältnismässig enge, isotrope Porengrössen-Verteilung gekennzeichnet sind. With regard to the microporous polymers obtained by known processes, no process is known to date, according to which isotropic olefinic or oxidation polymers can be produced, the pore sizes of which are to a considerable extent in the range from about 0.1 to about 5 micrometers and at the same time one have a relatively narrow pore size distribution and thus show a high degree of uniformity with regard to the pore size in a polymer sample. Some known olefinic or oxidation polymers had pore sizes in the range mentioned above, but without a relatively narrow pore size distribution, which resulted in materials being made without significant application value. An example of such an application is filtration, which requires a high degree of selectivity. In addition, previous microporous olefinic or oxidation polymers, which are believed to have relatively narrow pore size distributions, had absolute pore sizes outside the range mentioned above (usually with substantially smaller pore sizes) for use in applications such as ultra -Filtration, lay. Finally, some known olefinic polymers had pore sizes in the range given above, and it could be thought that they showed relatively narrow pore size distributions. However, such materials were made using such methods as stretch drawing, which gave the resulting anisotropic material a high degree of orientation, making it unsuitable for many applications. There was therefore a need for microporous, olefinic and oxidation polymers which have a pore size in a range from 0.1 to about 5 micrometers and are characterized by a relatively narrow, isotropic pore size distribution.
Ein Hauptnachteil von vielen bis jetzt erhältlichen mi-lo kroporösen Polymeren bestand auch darin, dass die Fliessgeschwindigkeit von solchen Polymeren niedrig ist, wenn sie in Strukturen, wie Mikrofiltrations-Membranen, verwendet werden. Einer der Hauptgründe für solche niedrige Fliessgeschwindigkeiten ist das typisch niedrige Porenvolumen von 15 vielen solchen Polymeren; somit können vielleicht 20% der Polymerstruktur oder weniger «Leer»-Volumen sein, durch welches ein Filtrat fliessen kann, wobei die restlichen 80% der Struktur aus dem Polymerharz bestehen, welches die mikroporöse Struktur bildet. Somit bestand ebenfalls ein Be-20 darf nach mikroporösen Polymeren mit einem hohen Ausmass an «Leer»-Volumen, insbesondere in bezug auf olefmische Polymere. A major disadvantage of many of the mi-lo croporous polymers available to date has also been that the flow rate of such polymers is slow when used in structures such as microfiltration membranes. One of the main reasons for such low flow rates is the typically low pore volume of many such polymers; thus, maybe 20% or less of the polymer structure can be "empty" volume through which a filtrate can flow, with the remaining 80% of the structure being the polymer resin that forms the microporous structure. Thus there was also a Be-20 requirement for microporous polymers with a high degree of «empty» volume, in particular with regard to olefinic polymers.
Es ist demgemäss ein Ziel der vorliegenden Erfindung, mikroporöse Polymerzellprodukte bereitzustellen, welche 25 durch eine relative Homogenität und enge Porengrössen-Verteilungen gekennzeichnet sind. It is accordingly an object of the present invention to provide microporous polymer cell products which are characterized by a relative homogeneity and narrow pore size distributions.
Ein zusätzliches Ziel ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von mikroporösen Polymerzellstrukturen, in welchem man eine grosse Zahl von nützlichen ther-30 moplastischen Polymeren einsetzen kann. An additional aim is to provide a process for the production of microporous polymer cell structures in which a large number of useful ther-30 moplastic polymers can be used.
Bei diesem Verfahren kann man leicht mikroporöse Polymere mit Zellstruktur aus einem synthetischen, thermoplastischen Polymer, nämlich Polyolefine, Kondensationspolymere und Oxidationspolymeren oder Mischungen davon, 35 herstellen. In this process, microporous polymers with a cell structure can easily be produced from a synthetic, thermoplastic polymer, namely polyolefins, condensation polymers and oxidation polymers or mixtures thereof.
Die erfindungsgemässe Polymerzellstruktur kann in Form von dünnen Filmen bis zu verhältnismässig dicken Blöcken vorliegen und es können auch Polymerzellstrukture in komplizierten Formen bereitgestellt werden. The polymer cell structure according to the invention can be in the form of thin films up to relatively thick blocks, and polymer cell structures can also be provided in complicated shapes.
40 Beim Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Polymerzellstruktur werden funktionelle Flüssigkeiten in Materialien, welche die Kennzeichen eines Feststoffes besitzen, umgewandelt. 40 In the process for producing the polymer cell structure according to the invention, functional liquids are converted into materials which have the characteristics of a solid.
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Temperatur, 45 aufgetragen gegen die Konzentration für ein hypothetisches Polymer/Flüssigkeits-System, wobei die binodialen und spi-nodalen Kurven wiedergegeben sind und die Konzentration erläutert ist, welche man zur Erreichung der mikroporösen Polymere und zur Ausübung des erfindungsgemässen Verso fahrens benötigt; Fig. 1 is a graphical representation of temperature 45 plotted against concentration for a hypothetical polymer / liquid system, showing the binodial and spinodal curves and explaining the concentration used to achieve the microporous polymers and to exercise the Verso driving according to the invention required;
Fig. 1A ist eine graphische Darstellung der Temperatur gegen die Konzentration; sie ist ähnlich wie diejenige von Fig. 1, enthält aber ebenfalls die Gefrierpunktserniedrigungskurve; Figure 1A is a graph of temperature versus concentration; it is similar to that of Fig. 1 but also contains the freezing point depression curve;
55 Fig. 2 ist eine Mikrophotographie bei 55-facher Vergrös-serung, welche die Makrostruktur eines erfindungsgemässen mikroporösen Polypropylenpolymers mit Zellstruktur mit etwa 75% Porenvolumen zeigt; 55 FIG. 2 is a photomicrograph at a magnification of 55 times, which shows the macrostructure of a microporous polypropylene polymer according to the invention having a cell structure and having a pore volume of approximately 75%;
Fig. 3 bis 5 sind Mikrophotographien der porösen Poly-6o propylenstruktur von Fig. 2, bei 550-, 2200- bzw. 5500-fa-cher Vergrösserung und sie erläutern die homogene Zellenstruktur; 3 to 5 are microphotographs of the porous poly-6o propylene structure from FIG. 2, at a magnification of 550, 2200 and 5500 times, respectively, and explain the homogeneous cell structure;
Fig. 6 bis 10 sind Mikrophotographien bei 1325-, 1550-, 1620-, 1450-bzw. 1250-facher Vergrösserung von zusätzli-65 chen mikroporösen Polypropylenstrukturen und sie zeigen die Modifikationen in der Struktur, wenn das Porenvolumen von 90% auf 70%, auf 60%, auf 40% bzw. auf 20% herabgesetzt wird; 6 to 10 are photomicrographs at 1325, 1550, 1620, 1450 and. 1250x magnification of additional 65 microporous polypropylene structures and they show the modifications in the structure when the pore volume is reduced from 90% to 70%, to 60%, to 40% or to 20%;
Fig. 11 bis 13 sind Mikrophotographien bei 2000-, 2050-und 1950-facher Vergrösserung von noch weiteren erfindungsgemässen mikroporösen Polypropylenzellstrukturen und sie illustrieren die Abnahme der Zellengrösse, wenn der Polypropylen-Gehalt von 10 Gew.-% in Fig. 11 auf 20% bzw. 30% in den Fig. 12 bzw. 13 erhöht wird; 11 to 13 are microphotographs at a magnification of 2000, 2050 and 1950 times of still further microporous polypropylene cell structures according to the invention and they illustrate the decrease in cell size when the polypropylene content increases from 10% by weight in FIG. 11 to 20% or 30% is increased in Figures 12 and 13;
Fig. 14 bis 17 sind Mikrophotographien bei 250-, 2500-, 2500- und 2475-facher Vergrösserung von erfindungsgemässen mikroporösen Zellstrukturen aus Polyethylen mit niedriger Dichte, wobei die Fig. 14 und 15 die Makro- und Mikrostruktur eines mikroporösen Polymers zeigen, welches 20 Gew.-% Polyethylen enthält, und die Fig. 16 und 17 die Mikrostruktur mit 40% bzw. 70% Polyethylen wiedergeben; 14 to 17 are microphotographs at a magnification of 250, 2500, 2500 and 2475 times of microporous cell structures of low density polyethylene according to the invention, with FIGS. 14 and 15 showing the macro and microstructure of a microporous polymer which is 20th % By weight of polyethylene, and FIGS. 16 and 17 show the microstructure with 40% and 70% polyethylene, respectively;
Fig. 18 und 19 sind Mikrophotographien bei 2100- bzw. 2000-facher Vergrösserung von erfindungsgemässen mikroporösen Zellstrukturen aus Polyethylen mit hoher Dichte und sie illustrieren die Strukturen bei 30 Gew.-% bzw. 70 Gew.-% Polyethylen; 18 and 19 are photomicrographs at 2100 and 2000 times magnification of microporous cell structures according to the invention made of high-density polyethylene and they illustrate the structures at 30% by weight and 70% by weight of polyethylene, respectively;
Fig. 20 und 21 sind Mikrophotographien bei 2550- bzw. 2575-facher Vergrösserung von erfindungsgemässen mikroporösen SBR-Polymeren mit Zellstruktur und sie zeigen eine homogene Zellenstruktur; 20 and 21 are photomicrographs at 2550 and 2575 times magnification of microporous SBR polymers according to the invention with cell structure and they show a homogeneous cell structure;
Fig. 22 ist eine Mikrophotographie bei 2400-facher Vergrösserung von einem mikroporösen Methylpenten-poly-mer; 22 is a photomicrograph at 2400x of a microporous methylpentene polymer;
Fig. 23 und 24 sind Mikrophotographien bei 225- bzw. 2550-facher Vergrösserung eines mikroporösen Ethylen-acrylsäure-copolymers; 23 and 24 are photomicrographs at 225 and 2550 magnifications, respectively, of a microporous ethylene-acrylic acid copolymer;
Fig. 25 ist eine Mikrophotographie bei 2500-facher Vergrösserung von einem mikroporösen Polymer, welches aus einer Polyphenylenoxid/Polystyrol-Mischung gebildet wurde; Fig. 25 is a photomicrograph at 2500X of a microporous polymer formed from a polyphenylene oxide / polystyrene mixture;
Fig. 26 ist eine Mikrophotographie bei 2050-facher Vergrösserung; sie illustriert ein mikroporöses Polystyrol-Polymer; Fig. 26 is a photomicrograph at 2050 magnifications; it illustrates a microporous polystyrene polymer;
Fig. 27 ist eine Mikrophotographie bei 2000-facher Vergrösserung und sie zeigt ein mikroporöses Polyvinyl-chlorid-polymer; Fig. 27 is a microphotograph at 2,000 times and shows a microporous polyvinyl chloride polymer;
Fig. 28 und 29 sind Mikrophotographien bei 2000-facher Vergrösserung von mikroporösen Polymeren aus Polyethylen mit niedriger Dichte; sie zeigen ein teilweises Verdecken der Grundstruktur durch eine Struktur in der Art von «Blattwerk»; 28 and 29 are microphotographs at 2,000 times magnification of microporous polymers made of low density polyethylene; they show a partial concealment of the basic structure by a structure in the manner of "foliage";
Fig. 30 bis 33 sind Quecksilber-Eindringkurven der erfindungsgemässen mikroporösen Polypropylen-Strukturen; sie illustrieren die enge Porendurchmesser-Verteilung, welche charakteristisch für die Polymere der vorliegenden Erfindung ist; 30 to 33 are mercury penetration curves of the microporous polypropylene structures according to the invention; they illustrate the narrow pore diameter distribution which is characteristic of the polymers of the present invention;
Fig. 34 bis 40 sind Quecksilber-Eindringkurven von kommerziellen mikroporösen Produkten, wie «Celgard»-Polypropylen (Fig. 24), «Amerace A20» und «Amerace A30»-Polyvinylchlorid (Fig. 35 bzw. 36), «Porex»-Polypro-pylen (Fig. 37), «Milliporen BDWP 29300»-Celluloseacetat (Fig. 38), «Gelman TCM-200»-Cellulosetriacetat und «Gel-man Acropor WA»-Acrylnitril-Polyvinylchlorid-Copolymer (Fig. 39 bzw. 40); 34 to 40 are mercury penetration curves of commercial microporous products such as "Celgard" polypropylene (Fig. 24), "Amerace A20" and "Amerace A30" polyvinyl chloride (Fig. 35 and 36), "Porex" - Polypropylene (Fig. 37), "Milliporen BDWP 29300" cellulose acetate (Fig. 38), "Gelman TCM-200" cellulose triacetate and "Gel-man Acropor WA" acrylonitrile-polyvinyl chloride copolymer (Fig. 39 or 40);
Fig. 41 bis 43 sind Quecksilber-Eindringkurven von gemäss US-Patent Nr. 3 378 507 hergestellten mikroporösen Strukturen, wobei Polyethylen (Fig. 41 und 42) und Polypropylen (Fig. 43) verwendet wurden; Figures 41 through 43 are mercury penetration curves of microporous structures made in accordance with U.S. Patent No. 3,378,507 using polyethylene (Figures 41 and 42) and polypropylene (Figure 43);
Fig. 44 enthält eine Quecksilber-Eindringkurve eines mikroporösen Polyethylen-Materials, welches in Übereinstimmung mit dem US-Patent Nr. 3 310 505 hergestellt wurde; 44 contains a mercury penetration curve of a microporous polyethylene material made in accordance with U.S. Patent No. 3,310,505;
Fig. 45 und 46 sind Mikrophotographien eines porösen Polyethylen-Produktes, welches durch Wiederholung von Beispiel 2 des US-Patentes Nr. 3 378 507 hergestellt wurde, wobei ein Spritzguss-Verfahren verwendet wurde; Fig. 45 (240-fache Vergrösserung) zeigt die Makrostruktur und 45 and 46 are photomicrographs of a porous polyethylene product made by repeating Example 2 of U.S. Patent No. 3,378,507 using an injection molding process; Fig. 45 (magnification 240 times) shows the macro structure and
649 565 649 565
Fig. 46 (2400-fache Vergrösserung) gibt die Mikrostruktur wieder; Fig. 46 (2400 times magnification) shows the microstructure;
Fig. 47 und 48 sind Mikrophotographien eines porösen Polyethylen-Produktes, welches durch Wiederholung von Beispiel 2 des US-Patentes 3 378 507 hergestellt wurde, wobei ein Spritzguss-Verfahren eingesetzt wurde; Fig. 47 {195-fache Vergrösserung) zeigt die Makrostruktur und Fig. 48 (2000-fache Vergrösserung) gibt die Mikrostruktur wieder; 47 and 48 are photomicrographs of a porous polyethylene product made by repeating Example 2 of U.S. Patent 3,378,507 using an injection molding process; Fig. 47 (195 times magnification) shows the macro structure and Fig. 48 (2000 times magnification) shows the microstructure;
Fig. 49 und 50 sind Mikrophotographien eines porösen Polypropylen-Produktes, welches durch Wiederholung von Beispiel 2 des US-Patentes 3 378 507 hergestellt wurde, wobei ein Spritzguss-Verfahren verwendet wurde; Fig. 49 (195-fache Vergrösserung) zeigt die Makrostruktur und Fig. 50 (2000-fache Vergrösserung) gibt die Mikrostruktur wieder; Figures 49 and 50 are photomicrographs of a porous polypropylene product made by repeating Example 2 of U.S. Patent 3,378,507 using an injection molding process; Fig. 49 (195 times magnification) shows the macro structure and Fig. 50 (2000 times magnification) shows the microstructure;
Fig. 51 und 52 sind Mikrophotographien eines porösen Polypropylen-Produktes, welches durch Wiederholung von Beispiel 2 des US-Patentes 3 378 507 unter Verwendung eines Spritzguss-Verfahrens hergestellt wurde, wobei Fig. 51 (206-fache Vergrösserung) die Makrostruktur und Fig. 52 (2000-fache Vergrösserung) die Mikrostruktur zeigen; 51 and 52 are photomicrographs of a porous polypropylene product made by repeating Example 2 of U.S. Patent 3,378,507 using an injection molding process, Fig. 51 (206x magnification) the macrostructure and Fig. 52 (2000 times magnification) show the microstructure;
Fig. 53 und 54 sind Mikrophotographien eines porösen Polyethylen-Produktes, welche durch Wiederholung von Beispiel 2 des US-Patentes 3 310 505 hergestellt wurde, wobei Fig. 52 (205-fache Vergrösserung) die Makrostruktur und Fig. 54 (200-fache Vergrösserung) die Mikrostruktur zeigen; 53 and 54 are photomicrographs of a porous polyethylene product made by repeating Example 2 of U.S. Patent 3,310,505, with Fig. 52 (205X magnification) the macrostructure and Fig. 54 (200X magnification) ) show the microstructure;
Fig. 55 zeigt eine Schmelz- und eine Kristallisationskurve für ein Polypropylen- und Chinolin-Polymer/Flüssigkeits-System; Fig. 55 shows a melting and a crystallization curve for a polypropylene and quinoline polymer / liquid system;
Fig. 56 zeigt eine Schmelzkurve und mehrere Kristallisationskurven für ein Polypropylen- und N,N-Bis(2-hydroxy-ethyl)talgamin-Polymer/Flüssigkeitssystem; Figure 56 shows a melting curve and multiple crystallization curves for a polypropylene and N, N-bis (2-hydroxy-ethyl) tallow amine polymer / liquid system;
Fig. 57 zeigt eine Schmelz- und eine Kristallisationskurve für ein Polypropylen- und das Dioctylphthalat-Polymer/ Flüssigkeits-System, wobei ein System demonstriert wird, welches nicht unter die vorliegende Erfindung fällt; Fig. 57 shows a melting and crystallization curve for a polypropylene and dioctyl phthalate polymer / liquid system, demonstrating a system which does not fall under the present invention;
Fig. 58 zeigt das Phasendiagramm für ein niedrig molekulares Polyethylen und ein Diphenylether-Polymer/Flüssig-keits-System, wobei die Bestimmung mit Abkühl- und Aufheizgeschwindigkeiten von 1 °C/min. erfolgte; 58 shows the phase diagram for a low molecular weight polyethylene and a diphenyl ether polymer / liquid system, the determination with cooling and heating rates of 1 ° C./min. took place;
Fig. 59 zeigt mehrere Schmelz- und Kristallisationskurven für ein niedrig molekulares Polyethylen- und ein Diphe-nylether-Polymer/Flüssigkeits-System; 59 shows several melting and crystallization curves for a low molecular weight polyethylene and a diphenyl ether polymer / liquid system;
Fig. 60 zeigt eine Glasumwandlungs-Kurve für ein niedrig molekulares Polystyrol- und ein 1-Dodecanol-Polymer/ Flüssigkeits-System; 60 shows a glass conversion curve for a low molecular polystyrene and a 1-dodecanol polymer / liquid system;
Fig. 61 ist eine Mikrophotographie bei 5000-facher Vergrösserung einer erfindungsgemässen mikroporösen Zellenstruktur mit 70% Porenvolumen, welches aus Polymethyl-methacrylat hergestellt wurde; 61 is a microphotograph at a magnification of 5,000 times of a microporous cell structure according to the invention with 70% pore volume, which was produced from polymethyl methacrylate;
Fig. 62 zeigt Schmelz- und Kristallisationskurven für ein Nylon 11- und ein Tetramethylen-Sulfon-Polymer/Flüssig-keits-System; Figure 62 shows melting and crystallization curves for a nylon 11 and a tetramethylene sulfone polymer / liquid system;
Fig. 63 ist eine Mikrophotographie bei 2000-facher Vergrösserung einer erfindungsgemässen mikroporösen Zellenstruktur mit 70% leerem Porenvolumen, welche aus Nylon 11 hergestellt wurde; 63 is a microphotograph at a magnification of 2,000 times of a microporous cell structure according to the invention with 70% empty pore volume, which was produced from nylon 11;
Fig. 64 ist eine Mikrophotographie bei 2000-facher Vergrösserung einer erfindungsgemässen mikroporösen Zellenstruktur mit 70% leerem Porenvolumen, welche aus Polycar-bonat hergestellt wurde; 64 is a microphotograph at a magnification of 2,000 times of a microporous cell structure according to the invention with 70% empty pore volume, which was produced from polycarbonate;
Fig. 65 ist eine Mikrophotographie bei 2000-facher Vergrösserung einer erfindungsgemässen Zellenstruktur mit 70% leerem Porenvolumen, welche aus Polyphenylenoxid hergestellt wurde; 65 is a microphotograph at a magnification of 2,000 times of a cell structure according to the invention with 70% empty pore volume, which was produced from polyphenylene oxide;
Fig. 66 und 67 sind Mikrophotographien bei 2000-facher Vergrösserung einer mikroporösen Nicht-Zellen-Struktur 66 and 67 are microphotographs at a magnification of 2,000 times of a microporous non-cell structure
5 5
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
649565 649565
mit 60% bzw. 75% leerem Porenvolumen, welche aus Polypropylen hergestellt wurde; with 60% or 75% empty pore volume, which was made from polypropylene;
Fig. 68 bzw. 69 sind Quecksilber-Eindringkurven für eine nicht-zellulare, mikroporöse Polypropylen-Struktur mit 60% bzw. 75% leerem Porenvolumen; 68 and 69 are mercury penetration curves for a non-cellular, microporous polypropylene structure with 60% and 75% empty pore volume;
Fig. 70 ist eine graphische Darstellung der einzigartigen, mikroporösen erfindungsgemässen Zellenstrukturen, im Vergleich zu gewissen bekannten Zusammensetzungen. 70 is a graphical representation of the unique microporous cell structures of the present invention compared to certain known compositions.
Während die Erfindung verschiedene Modifikationen und alternative Formen zulässt, sollen hier im Einzelnen die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben werden. Es soll jedoch klargestellt werden, dass damit nicht beabsichtigt wird, die Erfindung auf die offenbarten, spezifischen Formen einzuschränken. Es sollen alle Modifikationen und alternativen Formen umfasst werden, welche innerhalb den erfindungsgemässen Bereich fallen, wobei dieser in den Ansprüchen festgehalten ist. While the invention allows for various modifications and alternative forms, the preferred embodiments are to be described in detail here. However, it should be understood that the intention is not to limit the invention to the specific forms disclosed. All modifications and alternative forms are to be encompassed which fall within the scope of the invention, which is set out in the claims.
Es wurde nun entdeckt, dass man die weiter oben definierte dreidimensionale, mikroporöse Polymerzellstruktur, erhält, indem man eine Mischung aus einem oder mehr als einem synthetischen thermoplastischen Polymer aus der Klasse, die aus den Homo- und Copolymeren von äthylenisch ungesättigten Monomeren, den Kondensationspolymeren und den Oxydationspolymeren besteht, und einer verträglichen Flüssigkeit zur Bildung einer homogenen Lösung auf eine ausreichende Temperatur über eine genügende Zeit erhitzt, die homogene Lösung formt und die geformte Lösung abkühlt, so dass Flüssig-Flüssig-Phasentrennung eintritt und dabei im wesentlichen zur gleichen Zeit eine Vielzahl von flüssigen Tröpfchen von im wesentlichen gleicher Grösse in der kontinuierlichen flüssigen Polymerphase gebildet wird, das Abkühlen fortsetzt, um das Polymer zu verfestigen, und im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit aus dem gebildeten festen Körper entfernt, um so die Polymerzellstruktur zu bilden. It has now been discovered that the three-dimensional, microporous polymer cell structure defined above can be obtained by using a mixture of one or more than one synthetic thermoplastic polymer from the class consisting of the homo- and copolymers of ethylenically unsaturated monomers, the condensation polymers and the oxidation polymers, and a compatible liquid to form a homogeneous solution is heated to a sufficient temperature for a sufficient time, forms the homogeneous solution, and cools the molded solution so that liquid-liquid phase separation occurs while doing a variety at substantially the same time is formed by liquid droplets of substantially equal size in the continuous liquid polymer phase, which continues to cool to solidify the polymer and removes substantially all of the liquid from the solid body formed so as to form the polymer cell structure.
Wenn sich die Lösung in der gewünschten Form abkühlt, ist es nicht notwendig, während dem Abkühlen der Lösung einen Mischvorgang oder eine andere Beanspruchungskraft anzuwenden. Das Abkühlen wird fortgesetzt, so dass man einen Feststoff erhält. Der Feststoff benötigt zur Erzielung einer genügenden mechanischen Unversehrtheit lediglich, dass man ihm auf solche Weise bearbeiten kann, dass keine physikalische Verformung eintritt. If the solution cools in the desired form, it is not necessary to use a mixing process or other stress while cooling the solution. Cooling continues so that a solid is obtained. To achieve sufficient mechanical integrity, the solid merely requires that it can be processed in such a way that no physical deformation occurs.
Gewisse neue, erfindungsgemässe mikroporöse olefmische und Oxidationspolymere mit Zellstruktur sind durch eine enge Porengrössen-Verteilung gekennzeichnet, wie dies mit dem Quecksilber-Eindringungsvermögen in die Poren bestimmt wurde. Die schmale Porengrössen-Verteilung wird analytisch durch den Schärfefaktor S ausgedrückt, welche nachfolgend erklärt wird. Die «S»-Werte der erfindungsgemässen Polymerzellstruktur reichen von 1 bis 30. Die genannten erfindungsgemässen Polymere mit Zellstruktur sind ebenfalls durch die durchschnittlichen Porengrössen gekennzeichnet, welche insbesondere von 0,10 bis 5 Mikrometer reichen, wobei 0,2 bis 1 Mikrometer bevorzugt sind. Überdies sind solche mikroporösen Produkte mit Zellstruktur im wesentlichen isotrop; somit haben sie vor allem die gleiche Querschnitts-Konfiguration, wenn sie entlang irgendeiner Raumebene analysiert werden. Certain new microporous olefinic and oxidation polymers according to the invention with cell structure are characterized by a narrow pore size distribution, as determined by the mercury penetration capacity into the pores. The narrow pore size distribution is analytically expressed by the sharpness factor S, which is explained below. The “S” values of the polymer cell structure according to the invention range from 1 to 30. The mentioned polymers with cell structure according to the invention are also characterized by the average pore sizes, which in particular range from 0.10 to 5 micrometers, with 0.2 to 1 micrometer being preferred. Moreover, such microporous products with a cell structure are essentially isotropic; thus above all they have the same cross-sectional configuration if they are analyzed along any spatial plane.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren zur Herstellung der mikroporösen Polymere mit Zellstruktur so ausgeführt, dass eine Mischung, welche ein synthetisches thermoplastisches Polymer, insbesondere ein Poly-olefin, ein Ethylen-Acrylsäure-Copolymer, eine Polypheny-lenoxid-Polystyrol-Mischung oder eine Mischung aus einem oder mehr der oben erwähnten Polymeren enthält und eine verträgliche Flüssigkeit auf eine Temperatur und während einer Zeit erwärmt werden, welche zur Bildung einer homogenen Lösung ausreichen. Die Lösung wird dann abgekühlt, wobei damit im wesentlichen zur gleichen Zeit eine Vielzahl von flüssigen Tröpfchen von im wesentlichen gleicher Grösse entstehen. Das Abkühlen wird dann fortgesetzt, damit das 5 Polymer erstarrt; mindestens ein wesentlicher Anteil der Flüssigkeit wird aus dem resultierenden Feststoff entfernt, um die gewünschte Polymerzellstruktur zu bilden. In a preferred embodiment, the process for producing the microporous polymers with a cell structure is carried out such that a mixture comprising a synthetic thermoplastic polymer, in particular a polyolefin, an ethylene-acrylic acid copolymer, a polyphenylene oxide-polystyrene mixture or a Contains mixture of one or more of the above-mentioned polymers and a compatible liquid are heated to a temperature and for a time sufficient to form a homogeneous solution. The solution is then cooled, producing a multitude of liquid droplets of substantially the same size at substantially the same time. Cooling then continues so that the polymer solidifies; at least a substantial portion of the liquid is removed from the resulting solid to form the desired polymer cell structure.
Nach dem obigen Verfahren werden mikroporöse Polymerprodukte entstehen, welche durch eine zellulare dreidi-lo mensionale, Poren enthaltende Mikrostruktur gekennzeichnet sind, d.h., eine Reihe von umschlossenen Zellen mit im wesentlichen sphärischen Formen und Poren oder Durchgängen, welche die benachbarten Zellen untereinander verbinden. Die Grundstruktur ist verhältnismässig homogen, 15 wobei die Zellen gleichförmig über die drei Dimensionen verteilt sind und die untereinander verbindenden Poren Durchmesser aufweisen, welche verhältnismässig eng in bezug auf die Grössenverteilung sind, wie dies durch Eindringen von Quecksilber gemessen wurde. Um die Bezugnahme 20 zu vereinfachen, werden die mikroporösen Polymere mit einer solchen Struktur nachfolgend als «zellular» bezeichnet. The above process will result in microporous polymer products characterized by a cellular three-dimensional, pore-containing microstructure, i.e., a series of enclosed cells with essentially spherical shapes and pores or passageways that interconnect the neighboring cells. The basic structure is relatively homogeneous, 15 with the cells being uniformly distributed over the three dimensions and the interconnecting pores having diameters which are relatively narrow in relation to the size distribution, as was measured by the penetration of mercury. To simplify reference 20, the microporous polymers with such a structure are referred to below as "cellular".
Bei der weiter oben definierten dreidimensionalen Polymerzellstruktur, deren Zellen und Poren zumindest teilweise mit einer Wirkstoffflüssigkeit gefüllt sind, sind als Wirkflüs-25 sigkeit ein Schmiermittel, ein oberflächenaktives Mittel, ein Gleitmittel, ein Pestizid, ein Weichmacher, ein Arzneimittel, ein Treibstoffzusatzmittel, ein Poliermittel, ein Insektenschutzmittel, ein Flammschutzmittel, ein Antioxidans, ein Antibeschlagmittel oder ein Duftstoff bevorzugt. 30 Die Wirkflüssigkeiten können auf diese Weise die Verarbeitungsvorteile eines Feststoffes erhalten, wobei diese direkt, wie z.B. in einer Grundmischung, verwendet werden können. Solche Produkte können auf direkte Art entstehen, indem man als die verträgliche Flüssigkeit eine funktionelle 35 Flüssigkeit einsetzt und die Entfernung der verträglichen Flüssigkeit nicht ausführt, oder auf indirekte Weise, indem man entweder das mikroporöse Polymer nach der Entfernung der verträglichen Flüssigkeit wieder beschickt oder die verträgliche Flüssigkeit vor der Entfernung verdrängt, um 40 die funktionelle Flüssigkeit einzubauen. In the three-dimensional polymer cell structure defined above, the cells and pores of which are at least partially filled with an active substance liquid, the active liquid is a lubricant, a surface-active agent, a lubricant, a pesticide, a plasticizer, a drug, a fuel additive, a polishing agent , an insect repellent, a flame retardant, an antioxidant, an anti-fogging agent or a fragrance is preferred. In this way, the active liquids can obtain the processing advantages of a solid. in a basic mixture, can be used. Such products can be created directly by using a functional liquid as the compatible liquid and failing to remove the compatible liquid, or indirectly by either reloading the microporous polymer after the compatible liquid is removed or the compatible one Fluid displaced prior to removal to incorporate the functional fluid.
Kurz zusammengefasst bezieht sich das erfindungsgemässe Verfahren auf die folgenden Schritte: Erhitzen des gewünschten Polymers mit einer verträglichen Flüssigkeit zur Bildung einer homogenen Lösung; Abkühlen der genannten 45 Lösung in einer geeigneten Weise zur Bildung eines festen Materials und anschliessend Extrahieren der Flüssigkeit zur Bildung eines mikroporösen Materials. In brief, the method according to the invention relates to the following steps: heating the desired polymer with a compatible liquid to form a homogeneous solution; Cooling said solution in a suitable manner to form a solid material and then extracting the liquid to form a microporous material.
Wie bereits angegeben, ermöglicht die vorliegende Erfindung überraschenderweise ein Verfahren, in welchem ein so synthetisches thermoplastisches Polymer mikroporös gemacht werden kann. Somit findet das erfindungsgemässe Verfahren Anwendung bei olefinischen Polymeren, Kondensationspolymeren und Oxidationspolymeren oder Gemischen davon. As already stated, the present invention surprisingly enables a method in which such a synthetic thermoplastic polymer can be made microporous. The method according to the invention is thus used in olefinic polymers, condensation polymers and oxidation polymers or mixtures thereof.
55 Beispiele für nützliche nicht-acrylische Polyolefine sind Polyethylen mit niedriger Dichte, Polyethylen mit hoher Dichte, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Acrylni-tril-Butadien-Styrol-Terpolymere, Styrol-Acrylnitril-Copo-lymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Poly(4-methylpenten-60 1), Polybutylen, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylbutyral, chloriertes Polyethylen, Ethylen-vinylacetat-Copolymere, Polyvinylacetat und Polyvinylalkohol. 55 Examples of useful non-acrylic polyolefins are low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-butadiene copolymers, poly (4-methylpentene-60 1), polybutylene, polyvinylidene chloride, polyvinyl butyral, chlorinated polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymers, polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol.
Nützliche acrylische Polyolefine sind z.B. Polymethyl-methacrylat, Polymethyl-acrylat, Ethylen-Acrylsäure-Copo-65 lymere und Ethylen-Acrylsäuremetallsalz-Copolymere. Useful acrylic polyolefins are e.g. Polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, ethylene-acrylic acid copolymers and ethylene-acrylic acid metal salt copolymers.
Polyphenylenoxid ist repräsentativ für die Oxidationspolymere, welche verwendet werden können. Nützliche Kondensationspolymere sind z.B. Polyethylenterephthalat, Poly- Polyphenylene oxide is representative of the oxidation polymers that can be used. Useful condensation polymers are e.g. Polyethylene terephthalate, poly
butylenterephthalat, Nylon 6, Nylon 11, Nylon 13, Nylon 66, Polycarbonate und Polysulfone. butylene terephthalate, nylon 6, nylon 11, nylon 13, nylon 66, polycarbonates and polysulfones.
Zur Ausübung dieser Erfindung ist es somit lediglich erforderlich, zuerst das synthetische thermoplastische Polymer auszuwählen, welches mikroporös gemacht werden soll. Nachdem das Polymer ausgewählt ist, ist der nächste Schritt die Wahl der verträglichen Flüssigkeit und der Mengen an Polymer und der Mengen der zu verwendender Flüssigkeit. Selbstverständlich können Mischungen aus einem oder mehreren Polymeren bei der Ausübung des Verfahrens eingesetzt werden. Zweckmässigerweise werden das Polymer und die Flüssigkeit unter Rühren auf die zur Bildung einer klaren, homogenen Lösung erforderliche Temperatur erwärmt. To practice this invention, it is therefore only necessary to first select the synthetic thermoplastic polymer that is to be made microporous. After the polymer is selected, the next step is to choose the compatible liquid and the amounts of polymer and the amounts of liquid to be used. Of course, mixtures of one or more polymers can be used in the practice of the process. The polymer and the liquid are expediently heated with stirring to the temperature required to form a clear, homogeneous solution.
Falls keine Lösung bei irgendeiner Flüssigkeits-Konzentra-tion gebildet werden kann, dann ist die Flüssigkeit ungeeignet und sie kann zusammen mit dem Polymer nicht eingesetzt werden. If no solution can be formed at any liquid concentration, then the liquid is unsuitable and cannot be used with the polymer.
Infolge der Selektivität ist eine absolute Voraussagbar-keit in bezug auf die Vorausbestimmung der Durchführbarkeit bei Verwendung einer bestimmten Flüssigkeit mit einem bestimmten Polymer nicht möglich. Es können jedoch einige nützliche allgemeine Richtlinien angegeben werden. Wenn somit das enthaltene Polymer nicht-polar ist, sind nichtpolare Flüssigkeiten mit ähnlichen Löslichkeits-Parametern bei der Lösungstemperatur viel eher von Nutzen. Wenn solche Parameter nicht verfügbar sind, kann man sich zur allgemeinen Orientierung auf die viel leichter verfügbaren Lös-lichkeits-Parameter bei Raumtemperatur beziehen. In ähnlicher Weise sollten bei polaren Polymeren zuerst polare organische Flüssigkeiten mit ähnlichen Löslichkeits-Parametern untersucht werden. Ebenso sollte die relative Polarität oder Nicht-Polarität der Flüssigkeit der relativen Polarität oder Nicht-Polarität des Polymers entsprechen. Im weiteren ist in bezug auf hydrophobe Polymere zu sagen, dass nützliche Flüssigkeiten in typischer Weise eine geringe oder keine Wasserlöslichkeit haben werden. Andererseits erfordern Polymere, welche eine hydrophile Neigung aufweisen, im allgemeinen eine Flüssigkeit, die etwas in Wasser löslich ist. Due to the selectivity, an absolute predictability with respect to the prediction of the feasibility when using a specific liquid with a specific polymer is not possible. However, some useful general guidelines can be given. Thus, if the polymer contained is non-polar, non-polar liquids with similar solubility parameters are much more useful at the solution temperature. If such parameters are not available, one can refer to the much more readily available solubility parameters at room temperature for general guidance. Similarly, in the case of polar polymers, polar organic liquids with similar solubility parameters should first be examined. Likewise, the relative polarity or non-polarity of the liquid should correspond to the relative polarity or non-polarity of the polymer. Furthermore, with respect to hydrophobic polymers, it should be said that useful liquids will typically have little or no water solubility. On the other hand, polymers that have a hydrophilic tendency generally require a liquid that is somewhat soluble in water.
Im Hinblick auf zweckmässige Flüssigkeiten wurde gefunden, dass eine besondere Art von verschiedenen Typen von organischen Flüssigkeiten nützlich ist; Beispiele sind aliphatische und aromatische Säuren, aliphatische, aromatische und cyclische Alkohole, Aldehyde, primäre und sekundäre Amine, aromatische und ethoxylierte Amine, Diamine, Amide, Ester und Diester, Ether, Ketone und verschiedene Kohlenwasserstoffe und Heterocyclen. Es soll jedoch bemerkt werden, dass die Auffassung ganz selektiv ist. Somit sind z.B. nicht alle gesättigten aliphatischen Säuren von Nutzen; weiter werden nicht alle Flüssigkeiten, welche für Polyethylen mit einer hohen Dichte nützlich sind, notwendigerweise z.B. für Polystyrol brauchbar sein. With regard to convenient liquids, it has been found that a particular type of different types of organic liquids are useful; Examples are aliphatic and aromatic acids, aliphatic, aromatic and cyclic alcohols, aldehydes, primary and secondary amines, aromatic and ethoxylated amines, diamines, amides, esters and diesters, ethers, ketones and various hydrocarbons and heterocycles. However, it should be noted that the view is quite selective. Thus e.g. not all saturated aliphatic acids are useful; furthermore, not all liquids useful for high density polyethylene are necessarily e.g. be useful for polystyrene.
Es wird angenommen, dass die zweckdienlichen Verhältnisse von Polymer und Flüssigkeit für irgendein besonderes System bequem aus einer Auswertung der Parameter, welche anschliessend erläutert werden, zu entwickeln sind. It is assumed that the expedient ratios of polymer and liquid for any particular system can be conveniently developed from an evaluation of the parameters, which are subsequently explained.
Es sollte verständlich sein, dass dort, wo Mischungen aus einem oder mehr Polymeren verwendet werden, das Arbeiten mit den nützlichen Flüssigkeiten bei allen genannten Polymeren möglich sein muss. Es kann jedoch vorkommen, dass die Polymermischung solche Charakteristika hat, dass das Arbeiten mit der Flüssigkeit nicht bei allen verwendeten Polymeren zu funktionieren braucht. Ein Beispiel ist, wo ein oder mehr Polymere Bestandteile in verhältnismässig kleinen Mengen vorhanden sind, wodurch sie die Eigenschaften der Mischung nicht in einem bedeutenden Ausmass beeinflussen, weshalb das Arbeiten mit der verwendeten Flüssigkeit lediglich mit dem Hauptpolymer oder den Hauptpolymeren funktionieren muss. It should be understood that where mixtures of one or more polymers are used, it must be possible to work with the useful liquids for all of the polymers mentioned. However, it can happen that the polymer mixture has such characteristics that working with the liquid does not have to work for all polymers used. An example is where one or more polymer components are present in relatively small amounts, which means that they do not significantly affect the properties of the mixture, so working with the liquid used only has to work with the main polymer or polymers.
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Während weiter die meisten brauchbaren Materialien bei Umgebungstemperaturen Flüssigkeiten sind, können bei Raumtemperatur feste Materialien solange verwendet werden, als Lösungen mit dem Polymer bei erhöhten Temperaturen gebildet werden können und das Material die Bildung der mikroporösen Struktur nicht stört. Vorzugsweise kann ein festes Material solange verwendet werden, als eine Phasentrennung durch Flüssig/Flüssig-Trennung eher als eine Flüssig/Fest-Trennung während des Abkühlungsschrittes erfolgt, welcher nachfolgend erläutert werden wird. Die Menge der verwendeten Flüssigkeit kann im allgemeinen von 10 bis 90% variiert werden. Furthermore, while most useful materials at ambient temperatures are liquids, materials that are solid at room temperature can be used as long as solutions can be formed with the polymer at elevated temperatures and the material does not interfere with the formation of the microporous structure. Preferably, a solid material can be used as long as phase separation by liquid / liquid separation occurs rather than liquid / solid separation during the cooling step, which will be explained below. The amount of liquid used can generally be varied from 10 to 90%.
Wie weiter oben erwähnt, kann irgendein synthetisches thermoplastisches Polymer verwendet werden, solange die ausgewählte Flüssigkeit eine Lösung mit dem Polymer bildet und das Konzentrieren eine kontinuierliche polymere Phase bei der Trennung während des Abkühlens ergibt, wie dies nachfolgend genauer beschrieben wird. Eine kurze Zusammenfassung von einigen solchen Systemen kann von Nutzen sein, damit man den Bereich an betriebsfähigen Polymer-und Flüssigkeitssystemen einschätzen kann. As mentioned above, any synthetic thermoplastic polymer can be used as long as the selected liquid forms a solution with the polymer and the concentration results in a continuous polymeric phase upon separation during cooling, as will be described in more detail below. A brief summary of some of such systems can be useful to assess the range of operable polymer and liquid systems.
Bei der Bildung von mikroporösen Polymeren aus Polypropylen fand man, dass Alkohole, wie 2-Benzylamino-l-propanol und 3-Phenyl-l-propanol; Aldehyde, z.B. Salicyl-aldehyd; Amide, z. B. N,N-Diethyl-m-toluamid; Amine, wie N-Hexyldiethanolamin, N-Behenyldiethanolamin, N-Kokosdiethanolamin, Benzylamin, N,N-Bis-ß-hydroxy-ethylcyclohexylamin, Diphenylamin und 1,12-Diaminodode-can; Ester, wie Methylbenzoat, Benzylbenzoat, Phenylsalicy-lat, Methylsalicylat und Dibutylphthalat; sowie Ester, wie Diphenylether, 4-Bromdiphenylether und Dibenzylether, nützlich sind. Zusätzlich sind halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie 1,1,2,2-Tetrabromethan, und Kohlenwasserstoffe, wie trans-Stilben, und andere Alkyl/aryl-Phosphite ebenfalls nützlich, desgleichen Ketone, wie Methylnonylketon. In the formation of microporous polymers from polypropylene, it was found that alcohols such as 2-benzylamino-l-propanol and 3-phenyl-l-propanol; Aldehydes, e.g. Salicylic aldehyde; Amides, e.g. B. N, N-Diethyl-m-toluamide; Amines such as N-hexyldiethanolamine, N-behenyldiethanolamine, N-coconut diethanolamine, benzylamine, N, N-bis-β-hydroxyethylcyclohexylamine, diphenylamine and 1,12-diaminodode-can; Esters such as methyl benzoate, benzyl benzoate, phenyl salicylate, methyl salicylate and dibutyl phthalate; as well as esters such as diphenyl ether, 4-bromodiphenyl ether and dibenzyl ether. In addition, halogenated hydrocarbons such as 1,1,2,2-tetrabromoethane and hydrocarbons such as trans-stilbene and other alkyl / aryl phosphites are also useful, as are ketones such as methyl nonyl ketone.
Bei der Bildung von mikroporösen Polymeren aus Polyethylen mit hoher Dichte fand man, dass eine gesättigte aliphatische Säure, wie Decansäure, primäre gesättigte Alkohole, wie Decylalkohol und 1-Dodecanol, sekundäre Alkohole, wie 2-Undecanol und 6-Undecanol, ethoxylierte Amine, wie N-Lauryldiethanolamin, aromatische Amine, wie N,N-Diethylanilin, Diester, wie Dibutylsebacat und Dihe-xylsebacat und Ether, wie Diphenylether und Benzylether nützlich sind. Andere nützliche Flüssigkeiten sind z. B. halogenierte Verbindungen, wie Octabromdiphenyl, Hexabrom-benzol und Hexabromcyclodecan, Kohlenwasserstoffe, wie 1-Hexadecan, Diphenylmethan und Naphthalin, aromatische Verbindungen, wie Acdtophenon, sowie weitere organische Verbindungen, wie Alkyl/arylphosphite und Chinoline, sowie Ketone, wie Methylnonylketon. In the formation of high density polyethylene microporous polymers, it was found that a saturated aliphatic acid such as decanoic acid, primary saturated alcohols such as decyl alcohol and 1-dodecanol, secondary alcohols such as 2-undecanol and 6-undecanol, ethoxylated amines such as N-Lauryldiethanolamine, aromatic amines such as N, N-diethylaniline, diesters such as dibutyl sebacate and dihexyl sebacate and ethers such as diphenyl ether and benzyl ether are useful. Other useful liquids are e.g. B. halogenated compounds such as octabromodiphenyl, hexabromobenzene and hexabromocyclodecane, hydrocarbons such as 1-hexadecane, diphenylmethane and naphthalene, aromatic compounds such as acdtophenone, and other organic compounds such as alkyl / arylphosphites and quinolines, and ketones such as methylnonyl ketone.
Bei der Bildung von mikroporösen Polymeren aus Polyethylen mit niedriger Dichte fand man, dass die folgenden Flüssigkeiten nützlich sind: gesättigte aliphatische Säuren, wie Hexansäure, Caprylsäure, Decansäure, Undecansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure, ungesättigte aliphatische Säuren, wie Ölsäure und Erucasäu-re, aromatische Säuren, wie Benzoesäure, Phenylstearinsäu-re, Polystearinsäure und Xylylbehensäure und weitere Säuren wie verzweigte Carbonsäuren mit einer durchschnittlichen Kettenlänge von 6,9 und 11 C-Atomen, Tallölsäure und Harzsäure, primäre gesättigte Alkohole, beispielsweise 1-Octanol, Nonylalkohol, Decylalkohol, 1-Decanol, 1-Do-decanol, Tridecylalkohol, Cetylalkohol und 1-Heptadeca-nol, primäre ungesättigte Alkohole, wie Undecylenylalkohol und Oleylalkohol, sekundäre Alkohole, wie 2-Octanol, 2-Undecanol, Dinonylcarbinol und Diundecylcarbinol und aromatische Alkohole, wie 1-Phenylethanol, 1-Phenyl-l-pentanol, Nonylphenol, Phenylstearylalkohol und 1-Naph- The following liquids have been found useful in forming microporous polymers from low density polyethylene: saturated aliphatic acids such as hexanoic acid, caprylic acid, decanoic acid, undecanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid, unsaturated aliphatic acids such as oleic acid and erucic acid -re, aromatic acids, such as benzoic acid, phenylstearic acid, polystearic acid and xylylbehenic acid and other acids such as branched carboxylic acids with an average chain length of 6.9 and 11 carbon atoms, tall oil acid and resin acid, primary saturated alcohols, for example 1-octanol, nonyl alcohol , Decyl alcohol, 1-decanol, 1-do decanol, tridecyl alcohol, cetyl alcohol and 1-heptadecanol, primary unsaturated alcohols such as undecylenyl alcohol and oleyl alcohol, secondary alcohols such as 2-octanol, 2-undecanol, dinonyl carbinol and diundecyl alcohols and aromatic such as 1-phenylethanol, 1-phenyl-1-pentanol, nonylphenol, phenylstearyl alcohol l and 1-naphth
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toi. Weitere nützliche hydroxyl-haltige Verbindungen sind z.B. Polyoxyethylenether von Oleylalkohol und ein Polypro-pylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 400. Weitere nützliche Flüssigkeiten sind z.B. cycli-sche Alkohole, wie 4-t-Butylcyclohexanol und Menthol, Aldehyde, wie Salicylaldehyd, primäre Amine, wie Actylamin, Tetradecylamin und Hexadecylamin, sekundäre Amine, wie Bis-(l-Ethyl-3-methylpentyl)amin und ethoxylierte Amine, wie N-Lauryldiethanolamin, N-Talg-diethanol-amin, N-Stearyldiethanolamin und N-Kokosdiethanolamin. toi. Other useful hydroxyl-containing compounds are e.g. Polyoxyethylene ether of oleyl alcohol and a polypropylene glycol with an average molecular weight of about 400. Other useful liquids are e.g. cyclic alcohols such as 4-t-butylcyclohexanol and menthol, aldehydes such as salicylaldehyde, primary amines such as actylamine, tetradecylamine and hexadecylamine, secondary amines such as bis- (l-ethyl-3-methylpentyl) amine and ethoxylated amines such as N-lauryl diethanolamine, N-tallow diethanol amine, N-stearyl diethanolamine and N-coconut diethanolamine.
Zusätzliche verträgliche Flüssigkeiten enthalten insbesondere aromatische Amine, wie N-sec-Butylanilin, Dode-cylanilin, N,N-Dimethylanilin, N,N-Diethylanilin, p-Tolui-din, N-Ethyl-o-toluidin, Diphenylamin und Aminodiphenyl-methan, Diamine, wieN-Eerucyl-l,3-propandiamin und 1,8-Diamino-p-methan, andere Amine, wie verzweigte Tetramine und Cyclododecylamine, Amide, wie Kokosamide, hydriertes Talgamid, Octadecylamid, Eruciamid, N,N-DiethyI-toluamid und N-Trimethylolpropanstearamid, gesättigte aliphatische Ester, wie Methylcaprylat, Ethyllaurat, Isopropyl-myristat, Ethylpalmitat, Isopropropylpalmitat, Methylstea-rat, Isobutylstearat und Tridecylstearat, ungesättigte Ester, wie Stearylacrylat, Butylundecylenat und Butyloleat, Alkoxyester, wie Butoxyethylstearat und Butoxyethyloleat, aromatische Ester, wie Vinylphenylstearat, Isobutylphenyl-stearat, Tridecylphenylstearat, Methylbenzoat, Ethylbenzo-at, Butylbenzoat, Benzylbenzoat, Phenyllaurat, Phenylsali-cylat, Methylsalicylat und Benzylacetat, sowie Diester, wie Dimethylphenylendistearat, Diethylphthalat, Dibutylphtha-lat, di-Iso-octylphthalat, Dicapryladipat, Dibutylsebacat, Dihexylsebacat, di-Isooctylsebacat, Dicaprylsebacat und Dioctylmaleat. Weitere verträgliche Flüssigkeiten enthalten vorzugsweise Polyethylenglycolester, wie Polyethylenglycol (mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 400), Diphenylstearat, Polyhydroxylester, wie Rizinusöl (Triglycerid), Glycerinmonostearat, Glycerinmonooleat, Glycerindistearat, Glycerindioleat und Trimethylolpropan-monophenylstearat, Ether, wie Diphenylether und Benzylet-her, halogenierte Verbindungen, wie Hexachlorcyclopenta-dien, Octabrombiphenyl, Decabromdiphenyloxid und 4-Bromdiphenylether, Kohlenwasserstoffe, wie 1-Nonen, 2-Nonen, 2-Undecen, 2-Heptadecen, 2-Nonadecen, 3-Eicosen, 9-Nonadecen, Diphenylmethan, Triphenylmethan und trans-Stilben, aliphatische Ketone, wie 2-Heptanon, Methylnonylketon, 6-Undecanon, Methylundecylketon, 6-Trideca-non, 8-Pentadecanon, 11-Pentadecanon, 3-Heptadecanon, 8-Heptadecanon, Methylheptadecylketon, Dinonylketon und Distearylketon, aromatische Ketone, wie Acetophenon und Benzophenon und weitere Ketone, wie Xanthon. Weitere nützliche Flüssigkeiten enthalten Phosphor-Verbindungen, wie Trixylenylphosphat, Polysiloxane, Waldmeister-Hyazinthen (An Merigenaebler, Ind.), Terpineol Prime No. 1 (Gi-vaudan-Delawanna, Inc.) «Badeölduftstoff 5864 K» (International Flavor & Fragrance, Inc.), «Phosclere P315C» (Or-ganophosphit), Phosclere P576» (Organophosphit), styroli-sierter Nonylphenol, Chinolin und Chinalidin. Additional compatible liquids contain, in particular, aromatic amines, such as N-sec-butylaniline, dode-cylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, p-tolui-din, N-ethyl-o-toluidine, diphenylamine and aminodiphenylmethane , Diamines, such as N-eerucyl-l, 3-propanediamine and 1,8-diamino-p-methane, other amines, such as branched tetramines and cyclododecylamines, amides, such as coconut amides, hydrogenated tallow amide, octadecyl amide, eruciamide, N, N-diethyl I- toluamide and N-trimethylolpropane stearamide, saturated aliphatic esters, such as methyl caprylate, ethyl laurate, isopropyl myristate, ethyl palmitate, isopropropyl palmitate, methyl stearate, isobutyl stearate and tridecyl stearate, unsaturated esters, such as stearyl acrylate, butyl ethoxylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate and butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, and butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, such as butyl acrylate, and butyl acrylate, butyl acrylate, such as butyl acrylate, and butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl, and ethyl ester, butyl, and such as vinylphenyl stearate, isobutylphenyl stearate, tridecylphenyl stearate, methyl benzoate, ethyl benzoate, butyl benzoate, benzyl benzoate, phenyl laurate, phenyl salicylic acid, methyl salicylate and benzylaceta t, and diesters such as dimethylphenylene distearate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, di-iso-octyl phthalate, dicapryl adipate, dibutyl sebacate, dihexyl sebacate, di-isooctyl sebacate, dicapryl sebacate and dioctyl maleate. Other compatible liquids preferably contain polyethylene glycol esters, such as polyethylene glycol (with an average molecular weight of about 400), diphenyl stearate, polyhydroxyl esters, such as castor oil (triglyceride), glycerol monostearate, glycerol monooleate, glycerol distearate, glycerol dioleate and trimethylolpropane monophenyl stearyl ether, ether, benzyl stearate, ether, ether halogenated compounds such as hexachlorocyclopentadiene, octabromobiphenyl, decabromodiphenyl oxide and 4-bromodiphenyl ether, hydrocarbons such as 1-non, 2-non, 2-undecene, 2-heptadecene, 2-nonadecene, 3-eicosene, 9-nonadecene, diphenylmethane, triphen and trans-stilbene, aliphatic ketones such as 2-heptanone, methyl nonyl ketone, 6-undecanone, methyl undecyl ketone, 6-trideca-non, 8-pentadecanone, 11-pentadecanone, 3-heptadecanone, 8-heptadecanone, methylheptadecyl ketone, dinonyl ketone, aromatische and distearyl Ketones such as acetophenone and benzophenone and other ketones such as xanthone. Other useful liquids contain phosphorus compounds, such as trixylenyl phosphate, polysiloxanes, woodruff hyacinths (An Merigenaebler, Ind.), Terpineol Prime No. 1 (Gi-vaudan-Delawanna, Inc.) "Bath oil fragrance 5864 K" (International Flavor & Fragrance, Inc.), "Phosclere P315C" (organophosphite), Phosclere P576 "(organophosphite), styrene-based nonylphenol, quinoline and Quinalidine.
Zur Bildung von mikroporösen Polymerprodukten mit Polystyrol enthalten verträgliche Flüssigkeiten vor allem tri-halogeniertes Propylphosphat, Aryl/alkylphosphite, 1,1,2,2-Tetrabromethan, Tribromneopentylalkohol, 40% Voranol C.P. 3000 Polyol und Tribromneopentylalkohol, 60% tris-ß-Chlorethylphosphat, Tris(l,3-dichlorisopropyl)phosphat, Tri-(dichlorpropyl)phosphat, Dichlorbenzen und 1-Dodeca-nol. For the formation of microporous polymer products with polystyrene, compatible liquids contain above all tri-halogenated propyl phosphate, aryl / alkyl phosphite, 1,1,2,2-tetrabromethane, tribromoneopentyl alcohol, 40% Voranol C.P. 3000 polyol and tribromoneopentyl alcohol, 60% tris-ß-chloroethyl phosphate, tris (1,3-dichloroisopropyl) phosphate, tri- (dichloropropyl) phosphate, dichlorobenzene and 1-dodecanol.
Wenn zur Bildung von mikroporösen Polymeren Polyvinylchlorid verwendet wurde, enthalten die verträglichen Flüssigkeiten gewöhnlich aromatische Alkohole, wie Meth-oxybenzylalkohol, 2-Benzylamino-l-propanol, sowie weitere If polyvinyl chloride has been used to form microporous polymers, the compatible liquids usually contain aromatic alcohols, such as methoxybenzyl alcohol, 2-benzylamino-l-propanol, and others
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hydroxyl-haltige Flüssigkeiten, wie l,3-Dichlor-2-propanol. Zusätzliche nützliche Flüssigkeiten enthalten halogenierte Verbindungen, wie Firemaster T33P (Diester der Tetra-bromphthalsäure) sowie aromatische Kohlenwasserstoffe, 5 wie trans-Stilben. hydroxyl-containing liquids, such as 1,3-dichloro-2-propanol. Additional useful liquids include halogenated compounds such as Firemaster T33P (diester of tetra-bromophthalic acid) and aromatic hydrocarbons, 5 such as trans-stilbene.
Zusätzlich wurden in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mikroporöse Produkte aus weiteren Polymeren, Copolymeren und Mischungen hergestellt. Somit enthalten z.B. zur Bildung von mikroporösen Produkten aus io Styrol-Butadien-Copolymeren Decylalkohol, N-Talgdietha-nolamin, N-Kokosdiethanolamin und Diphenylamin. Verträgliche Flüssigkeiten zur Bildung von mikroporösen Polymeren aus Ethylen-Acrylsäure-Copolymersalzen enthalten gewöhnlich N-Talgdiethanolamin, N-Kokosdiethanolamin, 15 Dibutylphthalat und Diphenylether. Mikroporöse Polymerprodukte unter Verwendung von hoch stossfestem Polystyrol können gebildet werden, wobei als Flüssigkeiten Hexa-brombiphenyl und Alkyl/aryl-Phosphite eingesetzt werden. Mit «Noryl» Polyphenylenoxid-Polystyrol-Mischungen (Ge-20 neral Electric Company) können mikroporöse Polymere hergestellt werden, wobei man Kokosdiethanolamin, N-Talgdiethanolamin, Diphenylamin, Dibutylphthalat und Hexa-bromphenol verwendet. Mikroporöse Polymere aus Mischungen von Polyethylen mit niedriger Dichte und chloriertem 25 Polyethylen können durch das Einsetzen von 1-Dodecanol, Diphenylether und N-Talgdiethanolamin hergestellt werden. Wenn man als Flüssigkeit 1-Dodecanol verwendet, können mikroporöse Polymerprodukte aus den folgenden Mischungen hergestellt werten: Polypropylen-chloriertes Polyethylen, 30 Polyethylen mit hoher Dichte, Polyethylen-chloriertes Polyethylen, Polyethylen mit hoher Dichte Polyvinylchlorid und Polyethylen mit hoher Dichte sowie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) Terpolymere. Es wurde gefunden, dass 1-4,Bu-tandiol und Laurinsäure zur Bildung von mikroporösen Pro-35 dukten aus Polymethylmethacrylat nützlich sind. Mikroporöses Nylon 11 kann unter Verwendung von Ethylencarbo-nat 1,2-Propylencarbonat oder Tetramethylensulfon hergestellt werden. Menthol kann ebenfalls zur Bildung von mikroporösen Produkten aus Polycarbonat eingesetzt werden. 40 Die Menge der zu verwendenden Flüssigkeit wird bestimmt, indem auf die binodialen und spinodalen Kurven für das System hingewiesen wird, wobei illustrative Kurven in Fig. 1 wiedergegeben sind. Wie dort gezeigt ist, stellt Tm die maximale Temperatur der binodialen Kurve dar (d.h. die 45 maximale Temperatur des Systems, bei welcher die binodiale Trennung eintreten wird), Tucs stellt die obere kritische Lösungstemperatur dar (d.h. die maximale Temperatur, bei welcher die spinodale Trennung erfolgen wird), 3>m stellt die Polymerkonzentration bei Tm dar, €>c bezeichnet die kriti-50 sehe Konzentration und Ox stellt die Polymerkonzentration des Systems dar, welche zur Herstellung der einzigartigen, erfindungsgemässen, mikroporösen Polymerstrukturen erforderlich ist. Theoretisch sollten und <DC im wesentlichen identisch sein; es ist jedoch bekannt, dass ®c etwa 5 Gew.-% 55 oder so grösser als der Wert von <Dm sein kann, was auf die Molekulargewichts-Verteilungen der kommerziell erhältlichen Polymere zurückzuführen ist. Zur Bildung der erfindungsgemässen mikroporösen Polymere muss die für ein besonderes System ®x verwendete Polymerkonzentration grös-6o ser als ®c sein. Falls die Polymerkonzentration weniger als <tf ist, wird die Phasentrennung, welche beim Abkühlen des Systems erfolgen wird, eine kontinuierliche flüssige Phase mit einer diskontinuierlichen Polymerphase bilden. Andererseits wird die Verwendung der geeigneten Polymerkonzen-65 tration sicherstellen, dass die kontinuierliche Phase, welche beim Abkühlen auf die Phasentrennungs-Temperatur entsteht, die Polymerphase sein wird, wie dies gefordert wird, um die erfindungsgemässen mikrozellularen Strukturen zu In addition, microporous products have been made from other polymers, copolymers, and blends in accordance with the present invention. Thus, e.g. for the formation of microporous products from io styrene-butadiene copolymers decyl alcohol, N-tallow diethanolamine, N-coconut diethanolamine and diphenylamine. Compatible liquids for forming microporous polymers from ethylene-acrylic acid copolymer salts usually contain N-tallow diethanolamine, N-coconut diethanolamine, dibutyl phthalate and diphenyl ether. Microporous polymer products using high impact polystyrene can be formed using hexa-bromobiphenyl and alkyl / aryl-phosphites as liquids. Microporous polymers can be produced using “Noryl” polyphenylene oxide / polystyrene mixtures (Ge-20 general electric company), using coconut diethanolamine, N-tallow diethanolamine, diphenylamine, dibutyl phthalate and hexa-bromophenol. Microporous polymers made from blends of low density polyethylene and chlorinated polyethylene can be made using 1-dodecanol, diphenyl ether and N-tallow diethanolamine. If 1-dodecanol is used as the liquid, microporous polymer products can be made from the following mixtures: polypropylene-chlorinated polyethylene, 30 high-density polyethylene, polyethylene-chlorinated polyethylene, high-density polyethylene, polyvinyl chloride and high-density polyethylene, and acrylonitrile-butadiene- Styrene (ABS) terpolymers. 1-4, butanediol and lauric acid were found to be useful in forming microporous products from polymethyl methacrylate. Microporous nylon 11 can be made using ethylene carbonate 1,2-propylene carbonate or tetramethylene sulfone. Menthol can also be used to form microporous products from polycarbonate. 40 The amount of liquid to be used is determined by referring to the binodial and spinodal curves for the system, with illustrative curves shown in FIG. 1. As shown there, Tm represents the maximum temperature of the binodial curve (ie the maximum system temperature at which the binodial separation will occur), Tucs represents the upper critical solution temperature (ie the maximum temperature at which the spinodal separation occurs )> 3> m represents the polymer concentration at Tm, €> c denotes the critical concentration and Ox represents the polymer concentration of the system, which is required to produce the unique, microporous polymer structures according to the invention. Theoretically, <DC should be essentially the same; however, it is known that ®c may be about 5% by weight 55 or greater than the value of <Dm due to the molecular weight distributions of the commercially available polymers. To form the microporous polymers according to the invention, the polymer concentration used for a special system ®x must be greater than 6o ser than ®c. If the polymer concentration is less than <tf, the phase separation that will occur when the system cools will form a continuous liquid phase with a discontinuous polymer phase. On the other hand, the use of the appropriate polymer concentration will ensure that the continuous phase, which is formed on cooling to the phase separation temperature, will be the polymer phase, as is required, in order to obtain the microcellular structures according to the invention
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erhalten. Wie man sieht, verlangt die Bildung einer kontinuierlichen Polymerphase bei der Phasentrennung, dass eine Lösung am Anfang gebildet wird. Wenn das erfindungsgemässe Verfahren nicht befolgt wird und am Anfang eine Dispersion entsteht, ist das resultierende mikroporöse Produkt ähnlich wie dasjenige, welches man durch Zusammensintern von polymeren Teilchen erzielt. receive. As can be seen, the formation of a continuous polymer phase in phase separation requires that a solution be formed initially. If the process according to the invention is not followed and a dispersion is formed initially, the resulting microporous product is similar to that which is obtained by sintering polymeric particles together.
Es ist demgemäss anerkannt, dass die anwendbare Polymerkonzentration oder die Menge der Flüssigkeit, welche eingesetzt werden soll, mit jedem System variieren wird. Es wurden bereits geeignete Phasendiagramm-Kurven für mehrere Systeme entwickelt. Falls jedoch eine zweckmässige Kurve nicht erhältlich ist, kann man dies bequem nach anerkannten Verfahren entwickeln. Beispielsweise ist ein solches Verfahren in Smolders, van Aartsen und Steenbergen, Kolloid-Z.u.Z. Polymere, 243,14 (1971) zusammengestellt. Accordingly, it is recognized that the applicable polymer concentration or the amount of liquid to be used will vary with each system. Suitable phase diagram curves for several systems have already been developed. However, if a suitable curve is not available, you can easily develop it using recognized procedures. For example, such a method is in Smolders, van Aartsen and Steenbergen, Kolloid-Z.u.Z. Polymer, 243, 14 (1971).
Eine allgemeinere graphische Darstellung der Temperatur gegen die Konzentration für ein hypothetisches Polymer/ Flüssigkeits-System ist in Fig. 1A wiedergegeben. Der Teil der Kurve, welcher von y bis a reicht, stellt die thermodyna-mische Gleichgewichts-Flüssig/Flüssig-Phasentrennung dar. Der Kurventeil von a bis ß gibt die Gleichgewichts-Flüssig/ Feststoff-Phasentrennung wieder, welche als die normale Gefrierpunkts-Erniedrigungskurve eines hypothetischen Flüssigkeits/Polymer-Systems erkannt wird. Der obere schraffierte Bereich stellt eine obere Flüssigkeit/Flüssigkeit-Nichtmischbarkeit dar, welche in einigen Systemen zugegen sein kann. Die schraffierte Linie zeigt die Erniedrigung der Kristallisationstemperatur als Folge des Abkühlens bei einer Geschwindigkeit, welche zur Erzielung einer thermodynami-schenNicht-Gleichgewichts-Flüssig/Flüssig-Phasentrennung ausreicht. Der flache Teil der Kristallisationskurve gegen die Zusammensetzung definiert einen verwendbaren Zusammensetzungsbereich, welcher eine Funktion der eingesetzten Abkühlungs-Geschwindigkeit ist, wie dies nachfolgend genauer geschildert werden wird. A more general graph of temperature versus concentration for a hypothetical polymer / liquid system is shown in Figure 1A. The part of the curve which extends from y to a represents the thermodynamic equilibrium liquid / liquid phase separation. The curve part from a to ß represents the equilibrium liquid / solid phase separation, which is the normal freezing point-lowering curve of a hypothetical liquid / polymer system is recognized. The upper hatched area represents an upper liquid / liquid immiscibility, which may be present in some systems. The hatched line shows the decrease in crystallization temperature as a result of cooling at a rate sufficient to achieve thermodynamic non-equilibrium liquid / liquid phase separation. The flat part of the crystallization curve against the composition defines a usable composition range, which is a function of the cooling rate used, as will be described in more detail below.
Somit kann man für irgendeine gegebene Abkühlungs-Geschwindigkeit die Kristallisations-Temperatur gegen das Harz oder die verträgliche Flüssigkeit in Prozenten auftragen und auf diese Art die Flüssigkeits/Polymer-Konzentra-tionsbereiche bestimmen, welche bei einer gegebenen Abkühlungs-Geschwindigkeit die gewünschten mikroporösen Strukturen ergeben werden. Für kristalline Polymere ist die Bestimmung des verwendbaren Konzentrationsbereiches via das Auftragen der oben erwähnten Kristallisationskurve eine echte Alternative zur Bestimmung eines Phasendiagramms, wie in Fig. 1 gezeigt. Als ein Beispiel für das oben erwähnte, kann man sich auf Fig. 55 beziehen, in welcher die Temperatur gegen die Polymer/Flüssigkeit-Konzentration aufgetragen ist, wobei diese die Schmelzkurve bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 16 °C pro Minute zeigt, ebenso die Kristallisationskurve für Polypropylen und Chinolin über einen breiten Konzentrationsbereich. Wie man in bezug auf die Kristallisationskurve sehen kann, beträgt der zweckmässige Konzentrationsbereich bei einer Abkühlungs-Geschwindigkeit von 16 °C pro Minute von etwa 20% Polypropylen bis etwa 70% Polypropylen. Thus, for any given rate of cooling, one can plot the crystallization temperature against the resin or compatible liquid in percent and thus determine the liquid / polymer concentration ranges which will give the desired microporous structures at a given rate of cooling . For crystalline polymers, determining the concentration range that can be used by plotting the crystallization curve mentioned above is a real alternative to determining a phase diagram, as shown in FIG. 1. As an example of the above, reference can be made to Fig. 55, in which the temperature is plotted against the polymer / liquid concentration, showing the melting curve at a heating rate of 16 ° C per minute, as well as the crystallization curve for Polypropylene and quinoline over a wide range of concentrations. As can be seen in relation to the crystallization curve, the appropriate concentration range at a cooling rate of 16 ° C per minute is from about 20% polypropylene to about 70% polypropylene.
Fig. 56 ist eine graphische Darstallung der Temperatur gegen die Polymer/Flüssigkeits-Zusammensetzung für Polypropylen und N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin. In der oberen Kurve ist die Schmelzkurve bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 16 °C pro Minute aufgetragen. Die unteren Kurven geben in abnehmender Reihenfolge den Verlauf der Kristallisationskurven bei Abkühlungs-Geschwindigkeiten von 8 °C, 16 °C, 32 °C und 64 °C pro Minute wieder. Diese Kurven zeigen eindrücklich zwei konkurrenzierende Phenomene, welche bei der Vergrösserung der Abkühlungs-Geschwindig-keit vorkommen. Zuerst wird der flache Anteil der Kurve, Figure 56 is a graph of temperature versus polymer / liquid composition for polypropylene and N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine. The melting curve is plotted in the upper curve at a heating rate of 16 ° C. per minute. The lower curves show the course of the crystallization curves in descending order at cooling rates of 8 ° C, 16 ° C, 32 ° C and 64 ° C per minute. These curves impressively show two competing phenomena that occur when the cooling rate is increased. First the flat part of the curve,
welcher eine relativ stabile Kristallisations-Temperatur durch einen breiten Konzentrationsbereich demonstriert, mit zunehmender Abkühlungs-Geschwindigkeit erniedrigt, wobei damit gezeigt wird, dass je schneller das Abkühlen er-5 folgt, desto niedriger die tatsächliche Kristallisationstemperatur ist. which demonstrates a relatively stable crystallization temperature over a wide range of concentrations, decreases with increasing cooling rate, thereby showing that the faster cooling occurs, the lower the actual crystallization temperature.
Das zweite beobachtbare Phenomen ist die Änderung in der Abhängigkeit der Kristallisationskurve, welche mit den Änderungen in der Abkühlungs-Geschwindigkeit stattfindet, io Es scheint somit, dass der flache Teil der Kristallisationskurve erweitert wird, wenn man die Abkühlungs-Geschwindig-keit steigert. Demgemäss kann man annehmen, dass durch die Zunahme der Abkühlungs-Geschwindigkeit der Arbeits-Konzentrationsbereich zur Bildung der erfindungsgemässen 15 mikroporösen Strukturen und zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren entsprechend vergrössert werden kann. Aus dem oben gesagten geht hervor, dass man zur Bestimmung der Arbeits-Konzentrationsbereiche für ein gegebenes System lediglich einige wenige repräsentative Konzen^ 20 trationen Polymer/Flüssigkeit herzustellen und das gleiche bei irgendeiner gewünschten Geschwindigkeit abzukühlen braucht. Nachdem die Kristallisationstemperaturen aufgetragen sind, wird der Arbeitsbereich der Konzentrationen ganz klar werden. The second observable phenomenon is the change in the dependency of the crystallization curve, which takes place with the changes in the cooling rate, so it seems that the flat part of the crystallization curve is expanded as the cooling rate is increased. Accordingly, it can be assumed that by increasing the cooling rate, the working concentration range for forming the microporous structures according to the invention and for carrying out the methods according to the invention can be increased accordingly. From the foregoing, it is clear that to determine the working concentration ranges for a given system, only a few representative polymer / liquid concentrations have to be prepared and the same cooled at any desired rate. After the crystallization temperatures are plotted, the working range of the concentrations will become very clear.
25 Fig. 57 ist eine graphische Darstellung der Temperatur gegen die Polymer/Flüssigkeits-Konzentration für Polypropylen und Dioctylphthalat. Die obere Kurve stellt die Schmelzkurve für das System über einen Bereich von Konzentrationen dar und die untere Kurve gibt die Kristallisa-30 tionskurve über den gleichen Konzentrationsbereich wieder. Da die Kristallisationskurve keinen flachen Teil zeigt, über welchen die Kristallisationstemperatur für einen Bereich von Konzentrationen im wesentlichen konstant bleibt, würde man nicht annehmen, dass das Polypropylen/Dioctylphtha-35 lat-System in der Lage ist, mikroporöse Strukturen zu bilden; tatsächlich vermag es dies nicht. Figure 57 is a graph of temperature versus polymer / liquid concentration for polypropylene and dioctyl phthalate. The upper curve represents the melting curve for the system over a range of concentrations and the lower curve shows the crystallization curve over the same concentration range. Since the crystallization curve does not show a flat part over which the crystallization temperature remains essentially constant for a range of concentrations, one would not assume that the polypropylene / dioctylphtha-35 lat system is able to form microporous structures; in fact it cannot.
Um die hervorragende Wechselbeziehung zwischen der Phasendiagramm-Methode zur Bestimmung der Arbeits-Konzentrationsbereiche des Polymers und der Flüssigkeit ei-40 nerseits und der Kristallisationsmethode zur Schaffung einer solchen Bestimmung andererseits anzuerkennen, kann man sich auf die Fig. 58 und 59 beziehen. Fig. 58 ist ein Phasendiagramm des Polymer/Flüssigkeits-Systems für Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht und Diphenylether, wobei 45 dieses durch ein herkömmliches Lichtauflösungs-Verfahren unter Verwendung eines thermisch kontrollierten Behälters bestimmt wurde. Aus dem Phasendiagramm von Fig. 58 geht hervor, dass Tm bei etwa 135 °C liegt und <Bm bei etwa 7% Polymer sich befindet. Im weiteren ist offensichtlich, so dass bei einer Polymerkonzentration von etwa 45% die Kristallisationskurve sich mit der Gefrierpunkts-Erniedrigungs-kurve kreuzt, wodurch ein Arbeits-Konzentrationsbereich von etwa 7% Polymer bis etwa 45% Polymer angegeben wird. To recognize the excellent correlation between the phase diagram method for determining the working concentration ranges of the polymer and the liquid on the one hand and the crystallization method for creating such a determination on the other hand, one can refer to FIGS. 58 and 59. Fig. 58 is a phase diagram of the polymer / liquid system for low molecular weight polyethylene and diphenyl ether, as determined by a conventional light resolution method using a thermally controlled container. 58 shows that Tm is about 135 ° C and <Bm is about 7% polymer. Furthermore, it is obvious that at a polymer concentration of approximately 45% the crystallization curve intersects with the freezing point-lowering curve, whereby a working concentration range from approximately 7% polymer to approximately 45% polymer is indicated.
55 Man kann den aus Fig. 58 ermittelten Arbeitsbereich mit dem aus Fig. 59 bestimmbaren Bereich vergleichen, wobei diese die Schmelzkurven des gleichen Systems bei Heizgeschwindigkeiten von 8 °C und 16 °C pro Minute, sowie Kristallisationskurven für das genannte System bei Abküh-60 lungs-Geschwindigkeiten von 8 °C und 16 °C pro Minute zeigen. Für die Kristallisationskurven scheint es, dass der im wesentlichen flache Anteil davon von einer Polymerkonzentration etwas unterhalb 10% auf etwa 42 bis 45% ausgedehnt wird, was von der Abkühlungs-Geschwindigkeit ab-65 hängt. Somit stimmen die aus den Kristallisationskurven erhaltenen Resultate überraschend gut mit den aus dem Kri-stallisationsbeginns-Phasendiagramm ermittelten Ergebnissen überein. 55 The working range determined from FIG. 58 can be compared with the range that can be determined from FIG. 59, these showing the melting curves of the same system at heating speeds of 8 ° C. and 16 ° C. per minute, and crystallization curves for the system mentioned at cooling-60 show speeds of 8 ° C and 16 ° C per minute. For the crystallization curves, it appears that the substantially flat portion thereof is expanded from a polymer concentration just below 10% to about 42 to 45%, depending on the rate of cooling. Thus, the results obtained from the crystallization curves agree surprisingly well with the results obtained from the start of crystallization phase diagram.
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Für nicht-kristalline Polymere nimmt man an, dass man sich auf den Verlauf der Kurve der Temperatur gegen die Konzentration der Glasumwandlungs-Temperatur beziehen kann, wobei dies eine Alternative in bezug auf ein Phasen-diagram, wie z.B. dasjenige von Fig. 1, ist. Somit ist Fig. 58 eine graphische Darstellung der Temperatur gegen die Konzentration für die Glasumwandlungs-Temperatur von Polystyrol mit niedrigem Molekulargewicht, welches von Pennsylvania Industriai Chemical Corporation unter der Bezeichnung «Piccolastic D-125» geliefert wurde und 1-Dodecanol bei verschiedenen Konzentrationsstufen. For non-crystalline polymers it is believed that one can refer to the curve of the temperature versus the concentration of the glass transition temperature, this being an alternative with respect to a phase diagram, e.g. that of Fig. 1. Thus, Fig. 58 is a graph of temperature versus concentration for the glass transition temperature of low molecular weight polystyrene supplied by Pennsylvania Industriai Chemical Corporation under the designation "Piccolastic D-125" and 1-dodecanol at various concentration levels.
Aus Fig. 58 geht hervor, dass von etwa 8% bis etwa 50% Polymer die Glasumwandlungs-Temperatur für das System Polystyrol/1-Dodecanol im wesentlichen konstant ist. Es wurde deshalb vorgeschlagen, dass die Konzentrationen entlang dem im wesentlichen flachen Teil der Glasumwand-lungs-Kurve bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung betriebsfähig sein würden, analog dem flachen Teil der vorher erläuterten Kristallisationskurven. Es scheint somit, dass eine echte Alternative zur Bestimmung des Phasendiagrams für nicht-kristalline Polymersysteme darin besteht, die Glas-umwandlungs-Kurve zu bestimmen und im wesentlichen im flachen Teil einer solchen Kurve zu arbeiten. 58 shows that from about 8% to about 50% polymer, the glass transition temperature for the polystyrene / 1-dodecanol system is substantially constant. It has therefore been suggested that the concentrations along the substantially flat portion of the glass conversion curve would be operable in the practice of the present invention, analogous to the flat portion of the crystallization curves previously discussed. It thus appears that a real alternative to determining the phase diagram for non-crystalline polymer systems is to determine the glass conversion curve and to work essentially in the flat part of such a curve.
In allen vorangegangenen Figuren wurden die Kristallisationstemperaturen mit einem DSC-2, (Differential Scanning Calorimeter) hergestellt von Perkin-Elmer, oder einer vergleichbaren Ausrüstung ermittelt. Weitere Effekte der Abkühlungs-Geschwindigkeiten bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend erläutert. In all of the previous figures, the crystallization temperatures were determined with a DSC-2, (Differential Scanning Calorimeter) manufactured by Perkin-Elmer, or a comparable equipment. Further effects of cooling rates in the practice of the present invention are discussed below.
Nachdem man das gewünschte, synthetische thermoplastische Polymer, die verträgliche Flüssigkeit und den zur Durchführung möglichen Konzentrationsbereich ausgewählt hat, ist es erforderlich, dass man z. B. die tatsächliche, zu verwendende Konzentration an Polymer und Flüssigkeit wählt. Wenn man z.B. den theoretisch möglichen Konzentrationsbereich betrachtet, so sollte man daneben andere funktionelle Überlegungen zur Bestimmung der für ein bestimmtes System zu verwendenden Verhältnissen anstellen. Insofern, als es somit die maximale Menge der Flüssigkeit betrifft, welche eingesetzt werden sollte, müssen die resultierenden Festigkeits-Kennzeichen berücksichtigt werden. Ganz besonders sollte die eingesetzte Menge an Flüssigkeit ermöglichen, dass die resultierende mikroporöse Struktur ein genügendes Minimum an «Bearbeitungs-Widerstandsfahigkeit» hat, um ein Zusammenbrechen der mikroporösen oder zellularen Struktur zu vermeiden. Andererseits kann die Auswahl der maximalen Menge an Harz, Einschränkungen in bezug auf die Viskosität in der besonderen, verwendeten Ausrüstung den toleralen maximalen Polymer- oder Harzgehalt bestimmen. Überdies sollte die Menge des verwendeten Polymers nicht so gross sein, dass ein Abschliessen der Zellen oder anderen Mikroporösitätsbereichen resultiert. After having selected the desired synthetic thermoplastic polymer, the compatible liquid and the concentration range which can be carried out, it is necessary to e.g. B. selects the actual polymer and liquid concentration to be used. If you e.g. Considering the theoretically possible concentration range, other functional considerations should also be made to determine the conditions to be used for a particular system. In so far as it concerns the maximum amount of liquid that should be used, the resulting strength indicators must be taken into account. In particular, the amount of liquid used should enable the resulting microporous structure to have a minimum of “processing resistance” to avoid collapse of the microporous or cellular structure. On the other hand, the selection of the maximum amount of resin, restrictions on viscosity in the particular equipment used can determine the maximum toleral polymer or resin content. In addition, the amount of polymer used should not be so large that the cells or other microporosity areas are sealed off.
Die relative zu verwendende Menge der Flüssigkeit wird ebenfalls in einem gewissen Umfang von der gewünschten, effektiven Grösse der Mikroporosität abhängen, beispielsweise die Erfordernisse in bezug auf die besondere Zellen-und Porengrösse für die in Frage kommende, endgültige Anwendung. Somit,neigen z.B. die durchschnittliche Zellen-und Porengrösse dazu, mit zunehmendem Flüssigkeitsgehalt etwa grösser zu werden. The relative amount of liquid to be used will also depend to some extent on the desired effective size of the microporosity, for example the requirements regarding the particular cell and pore size for the final application in question. Thus, e.g. the average cell and pore size to become approximately larger with increasing fluid content.
Auf jeden Fall kann die Verwendbarkeit einer Flüssigkeit und deren Konzentration bei der Durchführung für ein besonderes Polymer leicht bestimmt werden, indem man experimentell die Flüssigkeit, wie oben beschrieben, einsetzt. In any event, the usability of a liquid and its concentration when carried out for a particular polymer can be easily determined by experimentally using the liquid as described above.
Die vorher erläuterten Parameter sollten selbstverständlich eingehalten werden. Es ist tatsächlich verständlich, dass Mischungen aus zwei oder mehr Flüssigkeiten eingesetzt werden können; die Verwendbarkeit einer besonderen Mi10 The parameters explained above should of course be observed. It is actually understandable that mixtures of two or more liquids can be used; the usability of a special Mi10
schung kann, wie oben beschrieben, sichergestellt werden. Während eine besondere Mischung nützlich ist, können eine oder mehrere Flüssigkeiten einzeln ungeeignet sein. can be ensured as described above. While a particular mixture is useful, one or more liquids individually may not be suitable.
Es ist anerkannt, dass die besondere Menge der einge-s setzten Flüssigkeit oft ebenso von der Endgebrauchs-Anwendung bestimmt wird. Als illustrative Fälle von spezifischen Beispielen, in welchen Polyethylen mit hoher Dichte und N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin verwendet werden, können mikroporöse Produkte durch Einsetzen von etwa 30 io Gew.-% bis etwa 90 Gew.-% Amin, bevorzugt 30 bis 70 Gew.-% Amin, hergestellt werden. Mit Polyethylen von niedriger Dichte und dem gleichen Amin kann die Menge der Flüssigkeit zweckmässigerweise innerhalb des Bereiches von etwa 20 bis 90%, vorzugsweise zwischen 20 und 80%, 15 variiert werden. Wenn im Gegensatz dazu der Phenylether als Flüssigkeit eingesetzt wird, enthalten die dienlichen Systeme von Polyethylen mit niedriger Dichte nicht mehr als etwa 80% der Flüssigkeit, wobei ein Maximum von etwa 60% bevorzugt ist. Wenn 1-Hexadecen zusammen mit Poly-20 ethylen mit niedriger Dichte eingesetzt wird, können Mengen bis zu etwa 90% oder mehr bequem verwendet werden. Wenn Polypropylen mit dem vorher beschriebenen Talg-amin eingesetzt wird, kann das Amin zweckmässigerweise in Mengen von etwa 10 bis etwa 90% eingesetzt werden, wobei 25 eine maximale Menge von nicht mehr als etwa 85% bevorzugt ist. Mit Polystyrol und 1-Dodecanol kann die Konzentration des Alkohols von etwa 20 bis etwa 90%, bevorzugt von etwa 30 bis etwa 70%) variiert werden. Wenn Styrol-Butadien-Copolymere gebraucht werden, kann der Aminge-30 halt von etwa 20% bis etwa 90% reichen. Wenn ein System aus Dodecanol und einem Styrol-Butadien-Copolymer (d.h. ein -SBR-System) verwendet wird, kann der Flüssigkeitsgehalt zweckmässigerweise von etwa 40 bis etwa 90% variiert werden; mit Diphenylamin ist ein Flüssigkeitsgehalt von 35 etwa 50 bis etwa 80% geeignet. Werden mikroporöse Polymere aus dem Amin und einem Ethylen-Akrylsäure-Copoly-mer gebildet, kann der Flüssigkeitsgehalt von etwa 30 bis etwa 70% reichen; mit Diphenylether kann der Gehalt der Flüssigkeit von etwa 10 bis etwa 90% variiert werden; das-40 selbe gilt im Fall, wo Dibutylphthalat als Lösungsmittel gebraucht wird. It is recognized that the particular amount of liquid used is often also determined by the end use application. As illustrative cases of specific examples in which high density polyethylene and N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine are used, microporous products can be obtained by using from about 30% to about 90% by weight amine, preferably 30 to 70% by weight of amine. With low density polyethylene and the same amine, the amount of liquid can conveniently be varied within the range of about 20 to 90%, preferably between 20 and 80%. Conversely, when the phenyl ether is used as a liquid, the useful low density polyethylene systems contain no more than about 80% of the liquid, with a maximum of about 60% being preferred. When 1-hexadecene is used with low density poly-20 ethylene, amounts up to about 90% or more can be conveniently used. If polypropylene is used with the tallow amine described above, the amine can be conveniently used in amounts of about 10 to about 90%, with a maximum amount of no more than about 85% being preferred. With polystyrene and 1-dodecanol, the concentration of the alcohol can be varied from about 20 to about 90%, preferably from about 30 to about 70%. If styrene-butadiene copolymers are used, the aminge-30 content can range from about 20% to about 90%. If a system of dodecanol and a styrene-butadiene copolymer (i.e. an -SBR system) is used, the liquid content can suitably be varied from about 40 to about 90%; with diphenylamine, a liquid content of 35 about 50 to about 80% is suitable. If microporous polymers are formed from the amine and an ethylene-acrylic acid copolymer, the liquid content can range from about 30 to about 70%; with diphenyl ether the liquid content can be varied from about 10 to about 90%; the same applies in the case where dibutyl phthalate is used as a solvent.
Wenn man die Bildung einer Lösung verfolgt, kann dieselbe anschliessend einem Verfahren unterworfen werden, um irgendeine gewünschte Form oder Konfiguration zu er-45 zeugen. Im allgemeinen kann die Dicke des Gegenstandes von einem dünnen Film von etwa 0,025 mm oder weniger bis zu einem verhältnismässig dicken Block mit einer Dicke von etwa 6,4 cm oder sogar mehr reichen, wobei dies vom besonderen, in Frage kommenden System abhängt. Die Fähigkeit so zur Bildung von Blöcken ermöglicht somit, dass das mikroporöse Material einem Verfahren zur Herstellung von irgendeiner gewünschten komplizierten Form unterworfen wird, beispielsweise durch Verwendung von konventionellem Pressen, Spritzguss- oder anderen verwandten Verfah-55 ren. Die enthaltenen praktischen Überlegungen zur Bestimmung des Bereiches der Dicke, welcher aus einem spezifischen System hergestellt werden kann, schliesst die Geschwindigkeit im Aufbau der Viskosität ein, welchen das System beim Abkühlen eingeht. Je höher die Viskosität, desto 60 dicker kann die Struktur im allgemeinen sein. Die Struktur kann demgemäss von irgendeiner Dicke sein, solange die Gesamt-Phasentrennung nicht stattfindet, d.h. zwei sichtbare Schichten von Auge erkennbar werden. If one follows the formation of a solution, it can then be subjected to a process to create any desired shape or configuration. In general, the thickness of the article can range from a thin film of about 0.025 mm or less to a relatively thick block about 6.4 cm or even thicker, depending on the particular system in question. The ability to form blocks thus allows the microporous material to be subjected to a process of making any desired complex shape, such as by using conventional pressing, injection molding, or other related methods. The practical considerations included in determining the The range of thickness that can be made from a specific system includes the viscosity build-up rate that the system undergoes as it cools. In general, the higher the viscosity, the 60 thicker the structure can be. Accordingly, the structure can be of any thickness as long as the overall phase separation does not take place, i.e. two visible layers of the eye become visible.
Es ist anerkannt, dass wenn die Flüssig/Flüssig-Phasen-65 trennung unter thermodynamischen Gleichgewichts-Bedingungen stattfinden kann, eine vollständige Trennung in zwei verschiedene Schichten resultieren wird. Die eine Schicht besteht aus einem geschmolzenen Polymer, welches die lösbare It is recognized that if the liquid / liquid phase separation can take place under thermodynamic equilibrium conditions, a complete separation in two different layers will result. One layer consists of a molten polymer, which is the releasable
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Menge der Flüssigkeit enthält und es liegt eine flüssige Schicht vor, welche die lösbare Menge des Polymers in der Flüssigkeit enthält. Diese Bedingung wird durch die binodia-le Linie im Phasendiagram in den Fig. 1 und 1A dargestellt. Es ist offensichtlich, dass eine Einschränkung in bezug auf die Grösse des herzustellenden Gegenstandes durch die Charakteristika der Zusammensetzung der Wärmeübertragung festgelegt wird, da, wenn das Objekt dick genug und die Wärmeübertragung genügend klein ist, die Geschwindigkeit des Abkühlens im Zentrum des Objektes genügend langsam sein kann, um die thermodynamischen Gleichgewichtsbedingungen annähernd zu erreichen und eine klare, deutliche Schicht-Phasentrennung, wie oben beschrieben, zu erreichen. Contains amount of liquid and there is a liquid layer which contains the releasable amount of the polymer in the liquid. This condition is represented by the binodial line in the phase diagram in FIGS. 1 and 1A. It is obvious that a limitation on the size of the article to be manufactured is determined by the characteristics of the composition of the heat transfer, since if the object is thick enough and the heat transfer is small enough, the speed of cooling in the center of the object will be slow enough can, in order to approximate the thermodynamic equilibrium conditions and to achieve a clear, distinct layer phase separation, as described above.
Vergrösserte Dicken können ebenfalls durch Zugabe von geringen Mengen an thioxotropen Materialien erreicht werden. Zum Beispiel ergibt die Zugabe von kommerziell erhältlichem, kolloidalem Siliziumdioxid vor dem Abkühlen in bedeutsamer Weise grössere, nützliche Dicken; dennoch wirkt sie nicht schädlich auf die charakteristische, mikroporöse Struktur. Die spezifischen, zu verwendenden Mengen können bequem bestimmt werden. Increased thicknesses can also be achieved by adding small amounts of thioxotropic materials. For example, the addition of commercially available colloidal silica prior to cooling provides significant, useful thicknesses; nevertheless, it does not have a detrimental effect on the characteristic, microporous structure. The specific amounts to be used can be conveniently determined.
Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist, muss abgesehen von der Art der Bearbeitung (beispielsweise Glessen zu einem Film usw.), die Lösung zur Bildung von dem, was sich wie ein Feststoff verhält und so erscheint, abgekühlt werden. Das resultierende Material sollte einerseits eine genügende Unversehrtheit haben, um bei der Bearbeitung nicht zu zerbröckeln. Ein weiterer Test zum Bestimmen, ob das erforderliche System die gewünschte Struktur besitzt, besteht darin, ein Lösungsmittel für die verwendete Flüssigkeit, aber nicht für das Polymer einzusetzen. Falls sich das Material trennt, genügte das eingesetzte System den erforderlichen Kriterien nicht. As can be seen from the above explanation, apart from the type of processing (for example, gluing into a film, etc.), the solution to form what appears to be a solid and must appear to be cooled. On the one hand, the resulting material should have sufficient integrity so that it does not crumble during processing. Another test to determine whether the required system has the desired structure is to use a solvent for the liquid used, but not for the polymer. If the material separates, the system used does not meet the required criteria.
Die Abkühlungsgeschwindigkeit der Lösung kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Tatsächlich ist es normalerweise nicht erforderlich, von aussen zu kühlen, und es ist beispielsweise zufriedenstellend, lediglich einen Film zu giessen, indem man das heisse Flüssigkeitssystem auf eine metallische Oberfläche schüttet, welche auf eine Temperatur erwärmt wurde, bei welcher das Ziehen eines Films möglich ist, oder dass man andererseits einen Block durch Schütten auf ein Substrat bei Umgebungstemperaturen bildet. The cooling rate of the solution can be varied within wide limits. In fact, it is normally not necessary to cool from the outside and, for example, it is satisfactory to cast only a film by pouring the hot liquid system onto a metallic surface which has been heated to a temperature at which a film can be drawn or, on the other hand, to form a block by pouring it onto a substrate at ambient temperatures.
Die Abkühlungs-Geschwindigkeit muss, wie oben beschrieben, genügend gross sein, damit die Flüssig/Flüssig-Phasentrennung nicht unter thermodynamischen Gleichgewichts-Bedingungen stattfindet. As described above, the cooling rate must be sufficiently high so that the liquid / liquid phase separation does not take place under thermodynamic equilibrium conditions.
Im weiteren kann die Abkühlungsgeschwindigkeit eine wesentliche Wirkung auf die resultierende mikroporöse Struktur haben. Falls die Abkühlungs-Geschwindigkeit bei vielen Polymer/Flüssigkeits-Systemen ausreichend niedrig ist, aber die oben erwähnten Kriterien immer noch erfüllt, dann wird die Flüssig/Flüssig-Phasentrennung im wesentlichen zur gleichen Zeit resultieren, in welcher eine Vielzahl von flüssigen Tröpfchen von im wesentlichen gleicher Grösse entstehen. Falls die Abkühlungsgeschwindigkeit so ist, dass eine Vielzahl von flüssigen Tröpfchen gebildet werden, solange alle hier erläuterten anderen Bedingungen erfüllt werden, wird das resultierende mikroporöse Polymer die oben definierte zellulare Mikrostruktur haben. Furthermore, the cooling rate can have a significant effect on the resulting microporous structure. If the rate of cooling is sufficiently slow in many polymer / liquid systems but still meets the criteria mentioned above, then the liquid / liquid phase separation will result at substantially the same time that a plurality of liquid droplets of substantially of the same size. If the rate of cooling is such that a plurality of liquid droplets are formed as long as all other conditions discussed here are met, the resulting microporous polymer will have the cellular microstructure defined above.
Es wird im allgemeinen angenommen, dass die erfindungsgemässen Strukturen der mikroporösen Polymere durch Abkühlen des flüssigen Systems auf eine Temperatur unterhalb der binodialen Kurve erhalten werden, wie in Fig. 1 gezeigt, so dass eine Flüssig/Flüssig-Phasentrennung eingeleitet wird. In diesem Zustand beginnen sich Kerne zu bilden, welche hauptsächlich aus reinem Lösungsmittel bestehen. Wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit eine solche ist, dass die zellulare Mikrostruktur resultiert, nimmt man auch an, dass, wenn jeder solche Kern weiter wächst, dieser von einer polymer-reichen Zone umgeben wird, welche in der Dicke zunimmt, wenn er von der Flüssigkeit befreit wird. Schliesslich gleicht diese polymer-reiche Region einer Haut oder einem Film, welcher die wachsenden Lösungsmittel-Tröpfchen überdeckt. Da die polymer-reiche Region weiter an Dicke zunimmt, sinkt die Diffusion von zusätzlichem Lösungsmittel durch die Schicht; das Wachstum der Flüssigkeits-Tröpfchen nimmt entsprechend ab, bis es effektiv aufhört, wobei die Flüssigkeits-Tröpfchen ihre maximale Grösse erreicht haben. Bei diesem Punkt ist die Bildung eines neuen Kerns wahrscheinlicher als die Fortsetzung des Wachstums der grossen Lösungsmittel-Tröpfchen. Es ist jedoch zur Erzielung dieser Wachstumsart notwendig, dass die Keimbildung eher durch spinodale als durch binodiale Trennung erfolgt. It is generally believed that the microporous polymer structures of the present invention are obtained by cooling the liquid system to a temperature below the binodial curve, as shown in FIG. 1, so that liquid / liquid phase separation is initiated. In this state, cores begin to form, which mainly consist of pure solvent. If the rate of cooling is such that the cellular microstructure results, it is also believed that as each such core continues to grow, it will be surrounded by a polymer-rich zone which will increase in thickness as the liquid is freed . Ultimately, this polymer-rich region resembles a skin or film that covers the growing droplets of solvent. As the polymer-rich region continues to increase in thickness, the diffusion of additional solvent through the layer decreases; the growth of the liquid droplets decreases accordingly until it effectively stops, whereby the liquid droplets have reached their maximum size. At this point, the formation of a new nucleus is more likely than the continued growth of the large solvent droplets. However, in order to achieve this type of growth, it is necessary that the nucleation takes place by spinodal rather than binodial separation.
Das Abkühlen wird somit vorzugsweise in einer solchen Weise ausgeführt, dass im wesentlichen zur gleichen Zeit eine Vielzahl von flüssigen Tröpfchen von im wesentlichen gleicher Grösse in einer kontinuierlichen Polymer-Phase entstehen. Wenn dieser Trennungsmodus nicht stattfindet, wird keine zellulare Struktur resultieren. Diese Entmischungsart wird im allgemeinen erreicht, indem man Bedingungen verwendet, welche gewährleisten, dass das System kein thermo-dynamisches Gleichgewicht erreicht, bis mindestens die Keimbildung oder das Wachstum der Tröpfchen eingeleitet wurde. Im Verfahren kann dies dadurch erzielt werden, dass man das System lediglich abkühlen lässt, ohne dass man es einem Mischungsvorgang oder anderen Verteilungskräften unterwirft. Der Zeitparameter kann ebenfalls von Bedeutung sein, wenn verhältnismässig dicke Blöcke erzeugt werden, was ein rascheres Abkühlen in einigen Fällen erwünscht macht. The cooling is thus preferably carried out in such a way that a plurality of liquid droplets of substantially the same size are formed in a continuous polymer phase at substantially the same time. If this separation mode does not take place, no cellular structure will result. This type of segregation is generally accomplished using conditions that ensure that the system does not reach thermodynamic equilibrium until at least nucleation or droplet growth has been initiated. In the process, this can be achieved by simply allowing the system to cool without subjecting it to a mixing process or other distribution forces. The time parameter can also be important when producing relatively thick blocks, which makes faster cooling desirable in some cases.
Innerhalb des Bereiches, über welche das Abkühlen zu einer Bildung einer Vielzahl von flüssigen Tröpfchen führt, Within the range over which cooling leads to the formation of a large number of liquid droplets,
gibt es ein allgemeines Anzeichen, dass die Abkühlungs-Geschwindigkeit die Grösse der resultierenden Zellen beeinflussen kann, weil mit zunehmenden Abkühlungs-Geschwin-digkeiten kleinere Zellen resultieren. In diesem Zusammenhang wurde beobachtet, dass eine Zunahme der Abkühlungs-Geschwindigkeit von etwa 8 °C/min. offensichtlich zu einer Abnahme der Zellengrösse auf die Hälfte für ein mikroporöses Polypropylen-Polymer führen wird. Demgemäss kann gegebenenfalls ein äusseres Kühlen eingesetzt werden, um die endgültige Zellen- und Porengrösse zu kontrollieren, wie dies genauer im folgenden erläutert werden wird. there is a general indication that the rate of cooling can affect the size of the resulting cells, because with increasing cooling rates, smaller cells result. In this connection it was observed that an increase in the cooling rate of about 8 ° C / min. obviously will result in a decrease in cell size in half for a microporous polypropylene polymer. Accordingly, external cooling may be used to control the final cell and pore size, as will be explained in more detail below.
Die Art, in welcher die untereinander verbindenden Durchgänge oder Poren in der zellularen Struktur gebildet werden, wird nicht ganz verstanden. Während man sich jedoch nicht auf irgendeine besondere Theorie festlegen will, gibt es verschiedene mögliche Mechanismen, welche zur Erklärung dieses Phenomens dienen können, wobei jede mit dem oben beschriebenen Konzept verträglich ist. Die Entstehung der Poren kann demgemäss auf eine thermische Schrumpfung der polymeren Phase beim Abkühlen zurückgeführt werden, wobei die flüssigen Lösungsmittel-Tröpfchen sich wie nicht zusammendrückbare Kugeln verhalten, wenn das Lösungsmittel einen kleineren Ausdehnungskoeffizienten als das Polymer hat. Andererseits wird (und es wurde bereits daraufhingewiesen), sogar nachdem die Lösungsmittel-Tröpfchen ihre maximale Grösse erreicht haben, die po-lymer-reiche Phase immer noch etwas restliches Lösungsmittel und umgekehrt enthalten. Wenn sich das System weiter abkühlt, kann somit eine weitere Phasentrennung erfolgen. Das übrige Lösungsmittel in der polymer-reichen «Haut» kann deshalb zum Lösungsmittel-Tröpfchen diffundieren, wobei das Volumen der polymer-reichen Schicht herabgesetzt wird und das Volumen des Lösungsmittel-Tröpfchens The way in which the interconnecting passages or pores are formed in the cellular structure is not fully understood. However, while not wishing to be bound by any particular theory, there are various possible mechanisms that can be used to explain this phenomenon, each of which is compatible with the concept described above. The formation of the pores can accordingly be attributed to thermal shrinkage of the polymeric phase on cooling, the liquid solvent droplets behaving like non-compressible spheres if the solvent has a smaller coefficient of expansion than the polymer. On the other hand, even after the solvent droplets have reached their maximum size (and it has already been pointed out), the polymer-rich phase will still contain some residual solvent and vice versa. If the system cools further, a further phase separation can take place. The remaining solvent in the polymer-rich "skin" can therefore diffuse to the solvent droplet, reducing the volume of the polymer-rich layer and the volume of the solvent droplet
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
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12 12
zunimmt. Begreiflich kann dies die Polymerhaut schwächer machen; die Volumenzunahme des Lösungsmittels oder der flüssigen Phase kann zu einem inneren Druck führen, welcher in der Lage ist, durch die Polymerhaut durchzubrechen, welche die benachbarten Lösungsmittel-Tröpfchen verbindet. Ähnlich zu diesem zuletzt genannten Mechanismus kann das Polymer sich selber zu einem kompakteren Zustand wieder verteilen, wenn die restliche Flüssigkeit aus der Polymerhaut herauswandert, wie durch Kristallisation, increases. This can understandably make the polymer skin weaker; the increase in volume of the solvent or liquid phase can result in an internal pressure that is able to break through the polymer skin that connects the adjacent solvent droplets. Similar to this latter mechanism, the polymer can redistribute itself to a more compact state when the remaining liquid migrates out of the polymer skin, such as by crystallization,
wenn dieser Typ von Polymer verwendet wird. In einer solchen Lage würde die resultierende Polymerhaut desgleichen schrumpfen und Unvollkommenheiten oder Öffnungen aufweisen, welche sich wahrscheinlich in den Bereichen besonderer Schwäche befinden. Es kann erwartet werden, dass diese schwächsten Bereiche sich zwischen benachbarten Flüssigkeits-Tröpfchen befinden; in einem solchen Fall würden sich die Öffnungen zwischen aneinandergrenzenden flüssigen Tröpfchen bilden und zu einer Verbindimg der flüssigen Tröpfchen führen. Bei irgendeiner Geschwindigkeit, und abgesehen vom Mechanismus, resultieren anhaftend untereinander verbindende Poren oder Durchgänge, wenn der oben beschriebene Vorgang ausgeführt wird. if this type of polymer is used. In such a situation, the resulting polymer skin would also shrink and have imperfections or openings that are likely to be in areas of particular weakness. These weakest areas can be expected to be between adjacent liquid droplets; in such a case the openings between adjacent liquid droplets would form and lead to a connection of the liquid droplets. At any speed, and apart from the mechanism, adherent interconnecting pores or passageways result when the above described process is carried out.
Eine alternative Auslegung des Mechanismus, durch welchen die Poren gebildet werden, beruht auf dem «Marango-ni-Effekt», welcher in Marangoni, C. Nuovo Cimento (2) 5-6.239 (1871; (3), 3,97,193 (1878) und Marangoni, C. Ann. Phys. Lpz. (1871), 143, 337 beschrieben ist. Der «Marango-ni-Effect» wurde dazu verwendet, das Phenomen zu erklären, welches vorkommt, wenn alkoholische Getränke spontan von den Seiten eines Trinkglases wegfliessen, insbesondere der Mechanismus, wenn ein kondensierter Tropfen in die Hauptmasse der Flüssigkeit zurückfliesst. Der Fluss des Tröpfchens dringt zuerst durch die Hauptflüssigkeit, gefolgt von einem raschen Rückzug von einem Teil der Flüssigkeit in das Tröpfchen. Man stellte die Hypothese auf, dass ein ähnliches physikalisches Phenomen bei einem flüssigen Tröpfchen vorkommt, welches als Ergebnis der Flüssig/ Flüssig-Phasentrennung entstand. Somit kann ein Tröpfchen ein anderes antreffen und die Flüssigkeit vom einen kann durch diejenige des anderen durchdringen, gefolgt von einer raschen Trennung der beiden Tröpfchen, wobei dann vielleicht ein Anteil der Flüssigkeit zurück gelassen wird, welcher die beiden Tröpfchen verbindet und die Grundlage für die verbindenden Poren der zellularen Struktur bildet. Für eine neuere Diskussion des «Marangoni-Effektes» soll auf Charles & Mason, J. Colloid Sc; 15,236-267 (1960) verwiesen werden. An alternative interpretation of the mechanism by which the pores are formed is based on the "Marango-ni effect", which is described in Marangoni, C. Nuovo Cimento (2) 5-6.239 (1871; (3), 3,97,193 (1878 ) and Marangoni, C. Ann. Phys. Lpz. (1871), 143, 337. The "Marango-ni-Effect" was used to explain the phenomenon that occurs when alcoholic beverages spontaneously come from the side of a Flowing away drinking glasses, especially the mechanism when a condensed drop flows back into the bulk of the liquid. The flow of the droplet penetrates the main liquid first, followed by a rapid withdrawal of some of the liquid into the droplet. The hypothesis has been made that Similar physical phenomenon occurs in a liquid droplet that resulted from the liquid / liquid phase separation, so one droplet can meet another and the liquid from one can penetrate through the other followed by a rapid separation of the two droplets, perhaps leaving behind a portion of the liquid that connects the two droplets and forms the basis for the connecting pores of the cellular structure. For a more recent discussion of the “Marangoni effect”, Charles & Mason, J. Colloid Sc; 15, 236-267 (1960).
Falls das Abkühlen der homogenen Lösung bei einer genügend hohen Geschwindigkeit erfolgt, kann die Flüssig/ Flüssig-Phasentrennung unter thermodynamischen Nicht-Gleichgewichts-Bedingungen stattfinden; die wesentliche Verfestigung des Polymers kann aber so schnell erfolgen, dass im wesentlichen keine Keimbildung und anschliessend kein Wachstum erfolgt. In einem solchen Fall wird keine Vielzahl von flüssigen Tröpfchen entstehen und das resultierende, mikroporöse Polymer wird keine sichtbare, zellulare Struktur aufweisen. If the homogeneous solution is cooled at a sufficiently high rate, the liquid / liquid phase separation can take place under thermodynamic non-equilibrium conditions; however, the substantial solidification of the polymer can take place so quickly that essentially no nucleation and then no growth takes place. In such a case, there will be no large number of liquid droplets and the resulting microporous polymer will not have a visible cellular structure.
Somit ist es unter gewissen Umständen möglich, verschiedene, mikroporöse Strukturen durch Verwendung von äusserst hohen Abkühlungs-Geschwindigkeiten zu erhalten. Wenn beispielsweise eine Lösung aus 75 Teilen N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin und 25 Teilen Polypropylen bei Geschwindigkeiten, welche von etwa 5 °C bis etwa 1350 °C pro Minute reichen, abgekühlt wird, resultiert die zellulare Mikrostruktur. Der Haupteffekt der verschiedenen Abkühlungs-Geschwindigkeiten im vorangegangenen Bereich für die Zusammensetzung ist die Veränderung der absoluten Zellengrösse. Dort, wo Abkühlungs-Geschwindigkeiten von etwa 2000 °C/min. erreicht werden, nehmen die Mikrostrukturen beispielsweise ein nicht-zellulares Aussehen an. Wenn z. B. eine Lösung aus 60 Teilen N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talg-amin und 40 Teilen Polypropylen in der gleichen Weise behandelt wird, müssen Abkühlungs-Geschwindigkeiten über 2000 °C/min. erzielt werden, bevor die nicht-zellulare Struktur erhalten wird. Thus, under certain circumstances, it is possible to obtain various microporous structures by using extremely high cooling rates. For example, when a solution of 75 parts N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine and 25 parts polypropylene is cooled at rates ranging from about 5 ° C to about 1350 ° C per minute, the cellular microstructure results. The main effect of the different cooling rates in the previous range for the composition is the change in the absolute cell size. Where cooling rates of around 2000 ° C / min. achieved, the microstructures take on a non-cellular appearance, for example. If e.g. B. a solution of 60 parts of N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine and 40 parts of polypropylene is treated in the same way, cooling rates must be above 2000 ° C / min. can be achieved before the non-cellular structure is obtained.
Um die Wirkung der Geschwindigkeit des Abkühlungssystems auf die Zellengrösse der zellularen Struktur zu untersuchen und die für die Umwandlung erforderliche Geschwindigkeit von der Herstellung der zellularen Struktur bis zur Produktion einer Struktur mit erkennbaren Zellen abzuklären, wurden verschiedene Konzentrationen von Polypropylen und N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin als homogene Lösungen hergestellt. Zur Durchführung einer solchen Untersuchung wurde das vorher erwähnte DSC-2 zusammen mit einer Standard-Röntgenausrüstung verwendet, ebenso ein abtastendes Elektronenmikroskop. Da das DSC-2-Gerät mit maximal etwa 80 °C/min. abzukühlen vermag, wurde ein thermischer Gradientenstab verwendet. Der thermische Gradientenstab war ein Messingstab, welcher in der Lage war, ein Temperaturdifferential von mehr als 2000 °C quer durch einen Meter seiner Länge zu haben, auf welchen die Proben gebracht werden konnten. In order to investigate the effect of the speed of the cooling system on the cell size of the cellular structure and to clarify the speed required for the conversion from the production of the cellular structure to the production of a structure with recognizable cells, various concentrations of polypropylene and N, N-bis ( 2-Hydroxyethyl) tallow amine produced as homogeneous solutions. To carry out such an examination, the aforementioned DSC-2 was used together with standard X-ray equipment, as was a scanning electron microscope. Since the DSC-2 device with a maximum of about 80 ° C / min. was able to cool, a thermal gradient rod was used. The thermal gradient rod was a brass rod, which was able to have a temperature differential of more than 2000 ° C across one meter of its length to which the samples could be placed.
Eine Infrarot-Kamera wurde verwendet, um die Temperaturen der Proben zu bestimmen, indem man die Kamera auf einem Gefäss zuerst fokussierte, welches auf die nächste der zehn Stablagen bis zu einer Temperatur von 110 °C gebracht wurde; die Messung erfolgte mit einem Thermoelement. An infrared camera was used to determine the temperatures of the samples by first focusing the camera on a vessel which was brought to a temperature of 110 ° C on the next of the ten rack positions; the measurement was carried out with a thermocouple.
Die Kontrolle des Kamera-Emissionsvermögens wurde dann eingestellt, bis die Kameratemperatur am Ende der Skala mit der Ablesung des Thermoelementes übereinstimmte. The control of the camera emissivity was then adjusted until the camera temperature at the end of the scale matched the reading of the thermocouple.
Für irgendeinen gegebenen Versuch wurde die Kamera auf einer Stelle fokussiert, bei welcher ein gegebener Stab gekühlt werden sollte, der die Probenlösung enthielt. Das Gefäss mit der Probe wurde dann während 2 Minuten auf den thermischen Gradientenstab gebracht. Als das Gefäss vom Stab entfernt wurde, um in das Feld der Kamera gebracht zu werden, startete man mit einer Stoppuhr. Sobald die Kamera anzeigte, dass sich das Gefäss bei einer Temperatur von 110 °C befand, wurde die Stoppuhr abgestellt und die Zeit aufgezeichnet. For any given experiment, the camera was focused on a location where a given rod should be cooled that contained the sample solution. The vessel with the sample was then placed on the thermal gradient rod for 2 minutes. When the vessel was removed from the wand to be brought into the field of the camera, a stopwatch was started. As soon as the camera indicated that the vessel was at a temperature of 110 ° C, the stopwatch was turned off and the time was recorded.
Somit beruhten die bestimmten Abkühlungs-Geschwin-digkeiten auf der Zeit, welche zur Kühlung der Probe über einen Temperaturbereich von etwa 100 °C benötigt wurde. Thus, the specific cooling speeds were based on the time required to cool the sample over a temperature range of approximately 100 ° C.
Es wurde gefunden, dass die beeinflussende Bedingung auf die Abkühlungs-Geschwindigkeit nicht die Menge des zu kühlenden Materials war. Es wurde gefunden, dass, obwohl schwerere Proben langsamer abkühlten als leichte, das Sihkonöl, welches am Boden des Gefässes für die thermische Leitfähigkeit zwischen dem Gefäss und dem Stab verwendet wurde, einen bedeutsamen Einfluss auf die Abkühlungs-Geschwindigkeit hatte. Somit wurden die höchsten Abküh-lungs-Geschwindigkeiten durch Aufbringen eines Gefässes ohne ein Silikonöl auf einen Eiswürfel erhalten; die langsamsten Abkühlungs-Geschwindigkeiten erhielt man mit einem Gefäss, welches einen dicken Uberzug aus Silikonöl hatte, welcher auf ein Stück Papier gebracht war. It was found that the condition affecting the cooling rate was not the amount of material to be cooled. It was found that, although heavier samples cooled more slowly than light ones, the sihkon oil used at the bottom of the vessel for thermal conductivity between the vessel and the rod had a significant impact on the rate of cooling. Thus, the highest cooling rates were obtained by placing a vessel without silicone oil on an ice cube; the slowest cooling rates were obtained with a jar that had a thick coating of silicone oil placed on a piece of paper.
Fünf Proben Polypropylen wurden hergestellt, wobei diese einen Gehalt von N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin von Null bis 80% an genanntem Amin enthielten; sie wurden zur Verwendung bei der Untersuchung der Abkühlungs-Geschwindigkeit auf die resultierenden Strukturen hergestellt. Etwa 5 Milligram von jeder der genannten Proben wurden auf dem DSC-2 in geschlossenen Gefässen bei 40 °C Five samples of polypropylene were prepared, which contained a content of N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine from zero to 80% of said amine; they were made for use in examining the rate of cooling for the resulting structures. Approximately 5 milligrams of each of the above samples were measured on the DSC-2 in closed vessels at 40 ° C
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
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60 60
65 65
13 13
649565 649565
pro Minute bis zu einer konstanten Temperatur von 175 °C per minute up to a constant temperature of 175 ° C
für die Probe mit 20% Polypropylen erwärmt, heated with 20% polypropylene for the sample,
230 °C für die Probe mit 40% Polypropylen, 230 ° C for the sample with 40% polypropylene,
245 °C für die Probe mit 60% Polypropylen, 245 ° C for the sample with 60% polypropylene,
265 °C für die Probe mit 80% Polypropylen, und 265 ° C for the sample with 80% polypropylene, and
250 ��C für 100% Polypropylen. 250 ��C for 100% polypropylene.
Jede der Proben wurde aufgeheizt und vor dem Abkühlen während 5 Minuten bei einer entsprechenden, konstanten Temperatur gehalten. Nachdem die Proben mit der gewünschten Abkühlungs-Geschwindigkeit abgekühlt waren, wurde das N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin aus der Probe mit Methanol extrahiert und die Probe analysiert. Die Resultate der Untersuchung sind in Tabelle I zusammengefasst, 5 wobei die Grössen der Zellen in den resultierenden Zusammensetzungen in Mikrometer angegeben sind. Alle Zellengrössen wurden bestimmt, indem Messungen aus entsprechenden Aufnahmen mit dem abtastenden Elektronenmikroskop durchgeführt wurden. Each of the samples was heated and held at an appropriate constant temperature for 5 minutes before cooling. After the samples cooled at the desired cooling rate, the N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine was extracted from the sample with methanol and the sample analyzed. The results of the study are summarized in Table I, 5 where the sizes of the cells in the resulting compositions are given in micrometers. All cell sizes were determined by taking measurements from corresponding recordings with the scanning electron microscope.
Tabelle I Table I
Abkühlungs-Ge- 5°C/Min. 20°C/Min. 40°C/Min. 80°C/Min. Cooling temperature 5 ° C / min. 20 ° C / min. 40 ° C / min. 80 ° C / min.
schwindigkeit dizziness
Zusammensetzung composition
0% Amin keine (1) keine (1) keine (1) keine (1) 0% amine none (1) none (1) none (1) none (1)
20% Amin 0,5 (2) 0,5 (2) keine (3) keine (3) 20% amine 0.5 (2) 0.5 (2) none (3) none (3)
40% Amin 2,5 (4) 2,0 (4) 2,0 (4) 0,7 (5) 40% amine 2.5 (4) 2.0 (4) 2.0 (4) 0.7 (5)
60% Amin 4,0 3,0 2,0 1,5(6) 60% amine 4.0 3.0 2.0 1.5 (6)
80% Amin 0,5 4,0 3,0 3,0 (6) 80% amine 0.5 4.0 3.0 3.0 (6)
(1) Einige unregelmässige Löcher sind vorhanden, (1) There are some irregular holes
(2) Annäherung der grössten Zellengrösse, (2) approximation of the largest cell size,
(3) Porosität, wahrscheinlich zum Messen zu klein, (3) porosity, probably too small to measure,
(4) Einige Zellen mit Vio der Grösse der grösseren Zellen vorhanden, (4) Some cells with Vio the size of the larger cells are present,
(5) Zusätzliche Zellen vorhanden, welche für die Messung zu klein sind, (5) Additional cells are available which are too small for the measurement,
(6) Etwas Material mit nicht-zellularer Struktur wurde gebildet. (6) Some material with non-cellular structure was formed.
Eine zusätzliche Untersuchung in bezug auf die Abkühlungs-Geschwindigkeit wurde durchgeführt, wobei Proben aus 20% Polypropylen und 80% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)-talgamin auf dem thermischen Gradientenstab verwendet wurden. Fünf von solchen Proben wurden bei verschiedenen An additional cooling rate study was performed using 20% polypropylene and 80% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallowamine samples on the thermal gradient bar. Five of such samples were from different
Geschwindigkeiten von der Schmelztemperatur von 210 °C abgekühlt; die Resultate sind in Tabelle II zusammengefasst, wobei die Grössen der Zellen in Mikrometer angegeben sind und das gleiche Verfahren wie zum Erhalt der Daten für Ta-35 belle I verwendet wurde. Speeds cooled from the melting temperature of 210 ° C; the results are summarized in Table II with cell sizes in microns and the same procedure used to obtain the data for Ta-35 belle I.
Tabelle II Table II
Abkühlungs-Ge- 200°C/Min. 870°C/Min. 1350°C/Min. 1700°C/Min. Cooling temperature 200 ° C / min. 870 ° C / min. 1350 ° C / min. 1700 ° C / min.
schwindigkeit dizziness
Zusammensetzung composition
80% Amin 0,5-3 0,5-1,5 1,5-2,5 Nicht-zellu- 80% amine 0.5-3 0.5-1.5 1.5-2.5 non-cell
lar lar
Aus den Tabellen I und II ist ersichtlich, dass für zunehmende Abkühlungs-Geschwindigkeiten die Grösse der Zellen in den resultierenden Zusammensetzungen im allgemeinen abnimmt. Im weiteren ist im Hinblick auf das Polymer/ Flüssigkeits-System, welches 20% Polypropylen und 80% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin enthält, ersichtlich, dass bei einer Abkühlungs-Geschwindigkeit zwischen etwa 1350 °C/min. und 1700 °C/min. eine Umwandlung in der Beschaffenheit des resultierenden Polymers von im wesentlichen zellular zu nicht-zellular vollendet wird. Eine solche Umwandlung in der resultierenden Struktur entspricht der Tatsache, dass das Polymer im wesentlichen verfestigt wird, nachdem die Flüssig/Flüssig-Phasentrennung eingeleitet ist, hingegen vor der Bildung einer Vielzahl von flüssigen Tröpfchen, wie vorher erläutert. It can be seen from Tables I and II that as the cooling rates increase, the size of the cells in the resulting compositions generally decreases. Furthermore, with regard to the polymer / liquid system, which contains 20% polypropylene and 80% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine, it can be seen that at a cooling rate between about 1350 ° C./min. and 1700 ° C / min. a transformation in the nature of the resulting polymer from essentially cellular to non-cellular is accomplished. Such a transformation in the resulting structure corresponds to the fact that the polymer substantially solidifies after the liquid / liquid phase separation is initiated, but before the formation of a plurality of liquid droplets, as previously explained.
Zusätzlich wurden fünf Proben aus 40% Polypropylen und 60% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin hergestellt und bei Geschwindigkeiten von 690 °C/min. bis zu 7000 °C/min. von den Schmelztemperaturen von 235 °C in Übereinstimmung mit dem vorher diskutierten Verfahren abgekühlt. Es 65 wurde bestimmt, dass für eine solche Konzentration von Polypropylen und genanntem Amin die Umwandlung von zellular zu nicht-zellular bei ungefähr 2000 °C/min. erfolgt. In addition, five samples were made from 40% polypropylene and 60% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine and at speeds of 690 ° C / min. up to 7000 ° C / min. cooled from the melting temperatures of 235 ° C in accordance with the previously discussed process. It was determined that for such a concentration of polypropylene and said amine, the conversion from cellular to non-cellular at about 2000 ° C / min. he follows.
Schliesslich wurden zur Untersuchung der Kristallinität der hergestellten Strukturen über einen Bereich von Abkühlungs-Geschwindigkeiten drei Proben aus 20% Polypropylen und 80% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin hergestellt; man kühlte bei Geschwindigkeiten von 20 °C, 1900 °C und 6500 cC/min. ab. Aus den DSC-2-Daten für solche Proben wurde bestimmt, dass das Ausmass der Kristallinität in den drei Proben im wesentlichen äquivalent war. Somit scheint es, dass die Variationen in der Abkühlungs-Geschwindigkeit keinen signifikanten Einfluss auf das Ausmass der Kristallinität der resultierenden Strukturen hat. Es wurde jedoch bestimmt, dass, wenn die Abkühlungs-Geschwindigkeit signifikant erhöht wurde, die hergestellten Kristalle, wie erwartet, weniger perfekt wurden. Finally, three specimens were made from 20% polypropylene and 80% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine to study the crystallinity of the structures produced over a range of cooling rates; cooling was carried out at speeds of 20 ° C, 1900 ° C and 6500 cC / min. from. From the DSC-2 data for such samples, it was determined that the degree of crystallinity in the three samples was essentially equivalent. Thus, it appears that the variations in cooling rate have no significant impact on the degree of crystallinity of the resulting structures. However, it was determined that when the cooling rate was significantly increased, the crystals produced became less perfect, as expected.
Nachdem die homogene Lösung aus Polymer und Flüssigkeit gebildet war und man die Lösung in einer zweckmässigen Weise abgekühlt hatte, um ein Material mit einer geeigneten Bearbeitungsstärke herzustellen, kann das mikroporöse Produkt danach durch Entfernen der Flüssigkeit gebildet werden, beispielsweise durch Extrahieren mit irgendeinem geeigneten Lösungsmittel für diese Flüssigkeit, welches ebenso ganz offensichtlich ein Nicht-Lösungsmittel für das Polymersystem ist. Die relative Mischbarkeit oder Lös55 After the homogeneous polymer and liquid solution has been formed and the solution has been cooled in a convenient manner to produce a material of suitable processing strength, the microporous product can then be formed by removing the liquid, for example by extracting it with any suitable solvent this liquid, which is also quite obviously a non-solvent for the polymer system. The relative miscibility or solv55
649 565 649 565
14 14
lichkeit der Flüssigkeit im zu verwendenden Lösungsmittel wird teilweise die Wirksamkeit in bezug auf die zur Extraktion erforderliche Zeit bestimmen. Gegebenenfalls kann der Extraktions- oder Auslaugungsvorgang auch bei einer erhöhten Temperatur ausgeführt werden, wobei diese unterhalb des Erweichungspunktes des Polymers liegt, um die Zeiterfordernisse zu verringern. Illustrative Beispiele für nützliche Lösungsmittel sind Isopropanol, Methylethyl-keton, Tetrahydrofuran, Ethanol und Heptan. The liquidity in the solvent to be used will in part determine the effectiveness in relation to the time required for the extraction. Optionally, the extraction or leaching process can also be carried out at an elevated temperature, which is below the softening point of the polymer, in order to reduce the time requirements. Illustrative examples of useful solvents are isopropanol, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, ethanol and heptane.
Die erforderliche Zeit wird variieren, was von der verwendeten Flüssigkeit, der verwendeten Temperatur und dem Ausmass der geforderten Extraktion abhängt. Ganz besonders kann es in einigen Fällen nicht notwendig sein, 100% der verwendeten Flüssigkeit im System zu extrahieren; kleinere Mengen können toleriert werden, wobei die Menge, welche toleriert werden kann, von den Erfordernissen der beabsichtigten Endgebrauchs-Anwendung abhängt. Die erforderliche Zeit kann demgemäss irgendwo im Bereich von einigen Minuten oder vielleicht weniger bis zu mehr als 24 Stunden oder sogar mehr variieren, was von vielen Faktoren, einschliesslich der Probendicke abhängt. The time required will vary depending on the liquid used, the temperature used and the extent of the extraction required. In particular, it may not be necessary in some cases to extract 100% of the liquid used in the system; smaller amounts can be tolerated, the amount that can be tolerated depends on the requirements of the intended end use application. Accordingly, the time required can vary anywhere from a few minutes or maybe less to more than 24 hours or even more, depending on many factors, including sample thickness.
Das Entfernen der Flüssigkeit kann ebenso nach anderen bekannten Verfahren erreicht werden. Illustrative Beispiele von anderen nützlichen Entfernungsverfahren sind die Verdampfung, Sublimation und die Verdrängung. Removal of the liquid can also be accomplished by other known methods. Illustrative examples of other useful removal methods are evaporation, sublimation, and displacement.
Zusätzlich soll ebenfalls vermerkt werden, dass, wenn herkömmliche Flüssigkeits-Extraktionsverfahren eingesetzt werden, die erfindungsgemässen, zellularen, mikroporösen Polymerstrukturen die Freisetzung einer in der Struktur enthaltenen Flüssigkeit in einer Weise zeigen können, welche die Nullpunktordnung erreicht, d.h. die Geschwindigkeit der Freisetzung kann vielleicht nach einer Anfangsperiode mit einer hohen Abgabegeschwindigkeit im wesentlichen konstant sein. Mit anderen Worten, die Geschwindigkeit der Freisetzung kann unabhängig von der Menge der Flüssigkeit sein, welche abgegeben wurde; somit ist die Geschwindigkeit, bei welcher die Flüssigkeit extrahiert wurde, nachdem beispielsweise 3A der Flüssigkeit aus der Struktur entfernt wurden, ungefähr die gleiche, wie wenn die Struktur zur Hälfte mit Flüssigkeit gefüllt war. Ein Beispiel für ein solches System, welche eine im wesentlichen konstante Abgabegeschwindigkeit zeigt, ist die Extraktion von N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin aus Polypropylen mit Isopropanol als Extraktionsmittel. Es wird ebenfalls in irgendeiner Situation eine anfängliche Einführungsperiode geben, bevor die Geschwindigkeit der Abgabe identifizierbar wird. Wenn man die Abgabe einer Flüssigkeit durch einen Verdampfungsvorgang erfolgen lässt, neigt die Freisetzungs-Geschwindigkeit dazu, erster Ordnung zu sein. In addition, it should also be noted that, if conventional liquid extraction methods are used, the cellular, microporous polymer structures according to the invention can show the release of a liquid contained in the structure in a manner which reaches the zero order, i.e. the rate of release may be substantially constant after an initial period of high delivery rate. In other words, the rate of release can be independent of the amount of liquid that has been dispensed; thus the rate at which the liquid was extracted after, for example, 3A of the liquid was removed from the structure is approximately the same as when the structure was half-filled with liquid. An example of such a system, which shows a substantially constant release rate, is the extraction of N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine from polypropylene with isopropanol as the extraction agent. There will also be an initial introductory period in any situation before the rate of delivery becomes identifiable. When a liquid is released through an evaporation process, the rate of release tends to be first order.
Wenn die Abkühlung der Polymer/Flüssigkeits-Lösung so stattfindet, dass die Vielzahl der Flüssigkeitströpfchen, wie oben erwähnt, entsteht und die Flüssigkeit daraus entfernt wird, bildet das resultierende mikroporöse Produkt eine relativ homogene zellulare Struktur, welche im Mikro-bereich eine Serie von im wesentlichen sphärischen, verschlossenen Mikrozellen umfasst, welche im wesentlichen gleichförmig über die Struktur verteilt sind. Benachbarte Zellen werden untereinander durch kleine Poren oder Durchgänge verbunden. Diese Grundstruktur kann aus den Mikrophotographien der Fig. 4 und 5 ersehen werden. Es soll anerkannt werden, dass die individuellen Zellen tatsächlich eingefasst sind, aber in den Mikrophotographien offen erscheinen, was auf das Brechen zurückzuführen ist, welches durch die Herstellung der Proben für die Aufnahme der Mikrophotographien bedingt ist. Auf einer Makroskala scheint die Struktur zumindest für die kristallinen Polymere Ebenen zu haben, ähnlich wie die Frakturebenen entlang den Kanten des Kristallwachstums (siehe Fig. 2); wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besitzt die Struktur eine Korallen-ähnliche Erscheinung. Die zellulare Mikrostruktur kann weiter eine Ähnlichkeit zu zeolitischen Tonstrukturen zeigen, welche definierte «Kammer-» und «Eingangs-»Regionen enthalten. 5 Die Zellen entsprechen den grösseren Kammerbereichen der Zeolitstrukturen, während die Poren den Eingangsregionen entsprechen. If the cooling of the polymer / liquid solution takes place in such a way that the plurality of liquid droplets, as mentioned above, are formed and the liquid is removed therefrom, the resulting microporous product forms a relatively homogeneous cellular structure, which in the micro range is a series of im essentially spherical, sealed microcells, which are distributed substantially uniformly over the structure. Adjacent cells are interconnected by small pores or passages. This basic structure can be seen from the microphotographs of FIGS. 4 and 5. It should be recognized that the individual cells are actually encased but appear open in the photomicrographs due to the breaking caused by the preparation of the samples for taking the photomicrographs. On a macroscale, the structure appears to have planes, at least for the crystalline polymer, similar to the fracture planes along the edges of the crystal growth (see Fig. 2); 3, the structure has a coral-like appearance. The cellular microstructure can also show a similarity to zeolitic clay structures, which contain defined «chamber» and «entrance» regions. 5 The cells correspond to the larger chamber areas of the zeolite structures, while the pores correspond to the entrance regions.
Im allgemeinen wird in der zellularen Struktur der durchschnittliche Durchmesser der Zellen von etwa 0,5 bis etwa io 100 Mikrometer reichen, wobei etwa 0,5 bis etwa 50 Mikrometer typischer sind, während der durchschnittliche Durchmesser der Poren oder der verbindenden Durchgänge in charakteristischer Weise etwa eine Grössenordnung kleiner zu sein scheint. Falls somit der Zelldurchmesser in einer erfin-is dungsgemässen, mikroporösen Polymerstruktur beispielsweise etwa 1 Mikrometer beträgt, wird der durchschnittliche Durchmesser der Pore oder des verbindenden Durchganges etwa 0,1 Mikrometer gross sein. Wie vorher bereits darauf hingewiesen wurde, werden der Zelldurchmesser und eben-20 falls der Durchmesser der Poren oder der Durchgänge vom besonderen, in Frage kommenden Polymer/Flüssigkeits-System, der Abkühlungs-Geschwindigkeit und den relativen Mengen von verwendetem Polymer und verwendeter Flüssigkeit abhängen. Es ist jedoch ein breiter Bereich von Ver-25 hältnissen Zelle zu Pore möglich, beispielsweise von etwa 2 : 1 bis etwa 200 : 1, vorzugsweise von etwa 5: 1 bis etwa 40: 1. Generally, in the cellular structure, the average diameter of the cells will range from about 0.5 to about 100 microns, with about 0.5 to about 50 microns being more typical, while the average diameter of the pores or interconnecting passages will typically be about appears to be an order of magnitude smaller. Thus, if the cell diameter in a microporous polymer structure according to the invention is, for example, about 1 micrometer, the average diameter of the pore or connecting passage will be about 0.1 micrometer. As previously indicated, the cell diameter and, if the diameter of the pores or passageways, will depend on the particular polymer / liquid system in question, the rate of cooling and the relative amounts of polymer and liquid used. However, a wide range of cell to pore ratios is possible, for example from about 2: 1 to about 200: 1, preferably from about 5: 1 to about 40: 1.
Wie aus den verschiedenen Figuren ersichtlich ist, kann man der Meinung sein, dass einige der beispielhaften zellula-30 ren mikroporösen Polymerprodukten die oben beschriebene mikrozellulare Struktur nicht besitzen. Es muss jedoch bemerkt werden, dass diese Struktur in einigen Fällen durch zusätzliche Modifikationen verdeckt sein kann, welche auf die enthaltenen, besonderen Flüssigkeiten oder Polymere 35 oder die relativen verwendeten Mengen zurückzuführen sind. Dieses Verdecken kann ganz oder teilweise in den Mikrophotographien vorhanden sein, wobei dies von kleinen Polymerteilchen, welche an den Wänden der Zellen befestigt sind, bis zu groben Polymeransammlungen vom «Laubwerk-40 Typ» reicht; dieses neigt dazu, die Grundstruktur vollständig zu verdecken. Wie somit z.B. aus den Fig. 21 und 25 ersichtlich ist, haften die kleinen Polymerkugeln an den Zellhohlräumen der Strukturen. Diese zusätzliche Bildung kann anhand der Keimbildung und des vorher beschriebenen 45 Wachstumskonzeptes verstanden werden. Somit wird in Systemen mit äusserst hohem Lösungsmittel- oder Flüssigkeitsgehalt die maximale Hohlraumgrösse typischerweise vergleichbar gross sein. Dies bedeutet ebenso, dass die für den Hohlraum oder das Tröpfchen erforderliche Zeit zur Errei-50 chung der maximalen Grösse ähnlich vergrössert werden wird. Während dieser Zeit ist es für zusätzliche Keime möglich, sich in der Nähe zu bilden. Zwei oder mehr Keime können dann miteinander in Kontakt kommen, bevor jeder seine maximale Grösse erreicht hat; in solchen Fällen ist die re-55 sultierende zellulare Struktur weniger unversehrt und etwa weniger gleichförmig als die oben erwähnte Grundstraktur. Sogar, nachdem ausserdem die flüssigen Tröpfchen die maximale Grösse erreicht haben, was vom in Frage kommenden System abhängt, können das Lösungsmittel oder die 60 flüssige Phase immer noch eine gewisse Menge an übrigbleibendem Polymer enthalten oder umgekehrt. Wenn in solchen Situationen das System weiter abkühlt, kann eine zusätzliche, restliche Phasentrennung stattfinden. Wenn sich das übrigbleibende Polymer einfach aus der Lösung ab-65 trennt, können Polymerkugeln gebildet werden, wie dies in den Fig. 21 und 25 gezeigt ist. Wenn andererseits das restliche Polymer in die Polymerschicht diffundiert, werden die Wände verwischt und unregelmässig erscheinen, was zur Er As can be seen from the various figures, it can be believed that some of the exemplary cellular microporous polymer products do not have the microcellular structure described above. It should be noted, however, that in some cases this structure may be hidden by additional modifications due to the particular liquids or polymers 35 contained or the relative amounts used. This masking can be present in whole or in part in the photomicrographs, this ranges from small polymer particles which are attached to the walls of the cells to coarse polymer collections of the "foliage-40 type"; this tends to completely hide the basic structure. How e.g. 21 and 25, the small polymer balls adhere to the cell cavities of the structures. This additional formation can be understood on the basis of nucleation and the previously described growth concept. Thus, in systems with an extremely high solvent or liquid content, the maximum cavity size will typically be comparatively large. This also means that the time required for the cavity or droplet to reach the maximum size will be increased similarly. During this time, it is possible for additional germs to form nearby. Two or more germs can then come into contact with each other before each has reached its maximum size; in such cases the resultant cellular structure is less intact and less uniform than the basic structure mentioned above. Even after the liquid droplets have reached their maximum size, depending on the system in question, the solvent or liquid phase may still contain some remaining polymer or vice versa. If the system continues to cool down in such situations, an additional, remaining phase separation can take place. If the remaining polymer simply separates from the solution, polymer spheres can be formed as shown in FIGS. 21 and 25. On the other hand, if the rest of the polymer diffuses into the polymer layer, the walls will blur and appear irregular, resulting in er
15 15
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zeugung einer Struktur vom «Laubwerk-Typ» führt. Diese «Laubwerk-Typ»-Struktur kann die Grundstruktur lediglich teilweise verdecken, wie dies in den Fig. 28 und 29 gezeigt ist oder sie kann die Struktur vollständig verdecken, wie in Fig. 6 gezeigt. creation of a structure of the "foliage type". This "foliage-type" structure can only partially obscure the basic structure, as shown in FIGS. 28 and 29, or may completely obscure the structure, as shown in FIG. 6.
Die «Laubwerk-Typ»-Struktur neigt ebenfalls dazu, bei gewissen Polymeren aufzutreten. Somit erzeugen die mikroporösen Polyethylen-Strukturen mit niedriger Dichte in typischerweise diese Art Struktur, wobei dies vielleicht auf Löslichkeit oder einen ähnlichen Faktor des Polyethylens in den spezifischen, verwendeten Flüssigkeiten zurückzuführen ist. Dies kann in Fig. 14 beobachtet werden. Wenn weiter die Niveaus der verwendeten Flüssigkeit extrem hoch sind, wird dies ebenfalls bei Polymeren, wie Polypropylen, erfolgen, welche sonst die Grundstruktur zeigen. Dies kann leicht beobachtet werden, indem man die «Laubwerktyp»-Struktur des mikroporösen Produktes von Fig. 6 der Grundstruktur von Fig. 8 gegenüberstellt, in welcher der Polymergehalt 40 Gew.-% beträgt, verglichen mit 10% Polypropylen in der Struktur, welche in Fig. 6 illustriert ist. The "foliage-type" structure also tends to occur with certain polymers. Thus, the microporous, low density polyethylene structures typically produce this type of structure, perhaps due to solubility or a similar factor of the polyethylene in the specific liquids used. This can be observed in Fig. 14. Furthermore, if the levels of the liquid used are extremely high, this will also happen with polymers such as polypropylene, which otherwise show the basic structure. This can be easily observed by contrasting the "leaf type" structure of the microporous product of Fig. 6 with the basic structure of Fig. 8 in which the polymer content is 40% by weight compared to 10% polypropylene in the structure which is illustrated in Fig. 6.
Für die meisten Anwendungen ist es bevorzugt, ein System zu verwenden, welches zu einer Bildung der zellularen Grundstruktur führt. Die relative Homogenität und Gleichförmigkeit dieser Struktur ergibt voraussagbare Resultate, wie sie für Anwendungen in Filtrationen benötigt werden. Hingegen können die «Laubwerk-Typ»-Strukturen dort wünschenswert sein, wo Strukturen mit relativ hohem Ober-flächenbereich gewünscht werden, wie dies beispielsweise in Ionenaustausch- oder verschiedenen Adsorptionsvorgängen gewünscht ist. For most applications it is preferred to use a system which leads to the formation of the basic cellular structure. The relative homogeneity and uniformity of this structure gives predictable results as are required for filtration applications. On the other hand, the "leaf-type" structures may be desirable where structures with a relatively high surface area are desired, as is desired, for example, in ion exchange or various adsorption processes.
Wie man desgleichen beobachten kann, haben einige der Strukturen kleine Löcher oder Öffnungen in den Wänden der Zellen. Dieses Phenomen kann ebenfalls verstanden werden, wenn man auf das Keimbildungs- und Wachstumskonzept hinweist. Somit wird in einer Sektion des Systems, in welcher einige wenige räumlich verbundene flüssige Tröpfchen bereits ihre maximale Grösse erreicht haben, jedes Tröpfchen von einer polymer-reichen Haut umschlossen sein. In einigen Fällen jedoch kann etwas Lösungsmittel zwischen den eingeschlossenen Tröpfchen festgehalten sein. Diese können ihre Wanderung zu den grösseren Tröpfchen infolge der Undurchdringbarkeit der Häute nicht fortsetzen. In einigen Fällen kann demgemäss ein Keim der Flüssigkeit gebildet werden und wachsen, was zu einem kleinen Hohlraum führt, welcher in den angrenzenden grösseren Tröpfchen eingeschlossen ist. Nach der Extraktion der Flüssigkeit werden die kleineren Tröpfchen als ein kleines Loch oder eine kleine Öffnung erscheinen. Dies kann in den mikroporösen Strukturen beobachtet werden, welche in den Fig. 11-12 und 20 gezeigt sind. As can also be seen, some of the structures have small holes or openings in the walls of the cells. This phenomenon can also be understood if one refers to the nucleation and growth concept. Thus, in a section of the system in which a few spatially connected liquid droplets have already reached their maximum size, each droplet will be enclosed by a polymer-rich skin. In some cases, however, some solvent may be trapped between the trapped droplets. These cannot continue their migration to the larger droplets due to the impenetrability of the skins. Accordingly, in some cases, a seed of the liquid can form and grow, resulting in a small cavity which is enclosed in the adjacent larger droplets. After the liquid is extracted, the smaller droplets will appear as a small hole or opening. This can be seen in the microporous structures shown in Figs. 11-12 and 20.
Ein anderes interessantes Charakteristikum der erfindungsgemässen, zellularen Strukturen bezieht sich auf den Oberflächenbereich von solchen Strukturen. Another interesting characteristic of the cellular structures according to the invention relates to the surface area of such structures.
Der theoretische Oberflächenbereich der zellularen mikroporösen Struktur, welche aus untereinander verbundenen sphärischen Hohlräumen von etwa 5 Mikrometer im Durchmesser besteht, beträgt ungefähr 2-4 m2/g. Es wurde gefunden, dass die nach der vorliegenden Erfindung hergestellten mikroporösen Polymere nicht auf die theoretische Grenze des Oberflächenbereiches beschränkt zu sein brauchen. Die Bestimmung des Oberflächenbereiches nach der BET-Methode, welche in Brunauer, S., Emmett, P.H. und Teller, E. «Die Absorption von Gasen in Multimolekularschichten» J. Am. Chem. Soc., 60, 309,-16 (1938), beschrieben ist, hat Oberflächenbereiche gezeigt, welche weit im Übermass des theoretischen Modells liegen, welches nicht mit dem leeren Raum verwandt ist, wie in Tabelle III für mikroporöse Polymere, hergestellt aus Polypropylen und N,N-bis(2-Hydroxy-ethyl)talgamin, gezeigt wird. The theoretical surface area of the cellular microporous structure, which consists of interconnected spherical cavities of approximately 5 micrometers in diameter, is approximately 2-4 m2 / g. It has been found that the microporous polymers made according to the present invention need not be limited to the theoretical limit of the surface area. The determination of the surface area according to the BET method, which is described in Brunauer, S., Emmett, P.H. and Teller, E. “The absorption of gases in multimolecular layers” J. Am. Chem. Soc., 60, 309, -16 (1938), has shown surface areas that are well in excess of the theoretical model, which is not related to empty space, as made in Table III for microporous polymers Polypropylene and N, N-bis (2-hydroxy-ethyl) tallow amine.
Tabelle III Table III
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Spezifischer Oberflächenbereich Specific surface area
89,7 io 72,7 60,1 50,5 29,9 89.7 io 72.7 60.1 50.5 29.9
96,2 m2/g 95,5 m2/g 98,0 m2/g 99,8 m2/g 88,5 m2/g 96.2 m2 / g 95.5 m2 / g 98.0 m2 / g 99.8 m2 / g 88.5 m2 / g
15 Der Oberflächenbereich kann durch sorgfältiges Tempern des mikroporösen Polymers ohne Schädigung der Grundstruktur reduziert werden. Mikroporöses Polypropylen, hergestellt bei 75% Leervolumen unter Verwendung N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin als flüssige Komponente, 20 wurde extrahiert und bei Temperaturen getrocknet, welche Raumtemperatur nicht überschritten und anschliessend aufgeheizt, um den Oberflächenbereich zu beeinflussen. Der anfängliche Oberflächenbereich betrug 96,9 m2/g. Nach elf Heizzeiten von 40 Minuten bei 62 °C betrug der Oberflä-25 chenbereich nur noch 66 m2/g. Ein weiteres Heizen bei 60 °C während weiteren 66 Stunden liess den Oberflächenbereich auf 51,4 m2/g sinken. Die Behandlung einer weiteren Probe bei 90 °C während 52 Stunden bewirkte einen Abfall des Oberflächenbereiches von 96,9 auf 33,7 m2/g. Die mikropo-30 rösen Strukturen wurden nicht signifikant verändert, als sie mit dem abtastenden Elektronenmikroskop untersucht wurden. 15 The surface area can be reduced by carefully tempering the microporous polymer without damaging the basic structure. Microporous polypropylene, produced at 75% empty volume using N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine as the liquid component, 20 was extracted and dried at temperatures which did not exceed room temperature and then heated to influence the surface area. The initial surface area was 96.9 m2 / g. After eleven heating times of 40 minutes at 62 ° C, the surface area was only 66 m2 / g. Further heating at 60 ° C for another 66 hours caused the surface area to drop to 51.4 m2 / g. Treatment of another sample at 90 ° C for 52 hours caused the surface area to drop from 96.9 to 33.7 m2 / g. The micropo-30 structures were not significantly changed when they were examined with the scanning electron microscope.
Diese Resultate sind in Tabelle IV zusammengefasst. These results are summarized in Table IV.
35 35
Tabelle IV Table IV
Behandlung treatment
Oberflächen- % Änderung bereich (m2/g) Surface% change range (m2 / g)
40 keine 96,9 elf, 40 Min. Behandlung bei 62 °C 66,0 wie oben + 66 Stunden bei 60 °C 51,4 40 none 96.9 eleven, 40 min. Treatment at 62 ° C 66.0 as above + 66 hours at 60 ° C 51.4
45 52 Stunden bei 99 °C 33,7 45 52 hours at 99 ° C 33.7
32 32
47 65 47 65
Es sollte ganz offensichtlich sein, dass eine der besonderen Eigenschaften der erfindungsgemässen, zellularen Strukturen sich auf das Vorliegen von sowohl deutlichen, im we-50 sentlichen sphärischen, verschlossenen Mikrozellen, welche gleichförmig über die Struktur verteilt sind, als auch deutliche Poren, welche die genannten Zellen untereinander verbinden, wobei die genannten Poren im Durchmesser kleiner als die genannten Zellen sind, bezieht. Im weiteren haben die 55 genannten Zellen und verbindenden Poren im wesentlichen keine räumliche Orientierung und sie können als isotrop klassifiziert werden. Somit gibt es keine bevorzugte Ausrichtung, beispielsweise für den Fluss einer Flüssigkeit durch die Struktur. Dies steht in bemerkenswertem Gegensatz zu 60 den Materialien nach dem Stand der Technik, welche keine solche zellulare Struktur zeigen. Viele bekannte Systeme haben eine nicht-beschriebene Struktur, wobei irgendeine strukturelle Konfiguration fehlt, mit welcher das System definiert werden könnte. Es ist deshalb ganz überraschend, 65 dass eine mikroporöse Struktur mit einem solchen Ausmass an Gleichförmigkeit hergestellt werden kann, welche besonders wünschenswert für viele Anwendungen sein kann, die äusserst gleichförmige Materialien erfordern. It should be quite obvious that one of the special properties of the cellular structures according to the invention relates to the presence of both clear, essentially spherical, closed microcells, which are uniformly distributed over the structure, and clear pores, which are mentioned Connect cells to one another, the pores mentioned being smaller in diameter than the cells referred to. Furthermore, the 55 cells and connecting pores mentioned have essentially no spatial orientation and they can be classified as isotropic. Thus there is no preferred orientation, for example for the flow of a liquid through the structure. This is in marked contrast to the prior art materials which do not show such a cellular structure. Many known systems have a structure not described, lacking any structural configuration with which the system could be defined. It is therefore quite surprising that a microporous structure can be produced with such a degree of uniformity, which can be particularly desirable for many applications that require extremely uniform materials.
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Die zellulare Struktur kann in der Form des Verhältnisses des durchschnittlichen Durchmessers der Zellen («C») zum Durchmesser der Poren («P») definiert werden. Somit kann das oben erwähnte C/P-Verhältnis von 2 bis 200 variiert werden, wobei 5 bis 100 bevorzugt sind und 5 bis 40 noch viel typischer sind. Ein solches C/P-Verhältnis unterscheidet die erfindungsgemässe Zellenstruktur von den mikroporösen polymeren Produkten nach dem bisherigen Stand der Technik. Da es nach dem Stand der Technik keine synthetische, thermoplastische, polymere Struktur mit abgesonderten Zellen und Poren gibt, muss bei allen solchen Materialien angenommen werden, dass sie ein Verhältnis Zelle zu Pore von 1 haben. The cellular structure can be defined in terms of the ratio of the average diameter of the cells («C») to the diameter of the pores («P»). Thus, the above-mentioned C / P ratio can be varied from 2 to 200, with 5 to 100 being preferred and 5 to 40 being much more typical. Such a C / P ratio distinguishes the cell structure according to the invention from the microporous polymeric products according to the prior art. Since there is no synthetic, thermoplastic, polymeric structure with separate cells and pores according to the prior art, it must be assumed that all such materials have a cell to pore ratio of 1.
Ein anderes Mittel zur Charakterisierung der erfindungsgemässen Zellenstrukturen ist der Schärfefaktor «S». Der «S»-Faktor wird bestimmt, indem man eine Quecksilber-Eindringkurve für eine gegebene Struktur analysiert. Alle Quecksilber-Eindringdaten, welche in dieser Anmeldung diskutiert sind, wurden unter Verwendung eines «Micromeri-tics» Quecksilber Durchdringungs-Porosimeter, Serienmodell 910 bestimmt. Der S-Wert ist definiert als das Verhältnis des Druckes, bei welchem 85% des Quecksilbers eingedrungen sind zum Druck, bei welchem 15% des Quecksilbers eingedrungen sind. Dieses Verhältnis bildet einen direkten Hinweis auf die Variation im Porendurchmesser durch die zentralen 70% der Poren in irgendeiner gegebenen Probe, da der Porendurchmesser gleich 176,8 dividiert durch den Druck in Newton 1,47 cm2 ist. Another means of characterizing the cell structures according to the invention is the sharpness factor “S”. The “S” factor is determined by analyzing a mercury penetration curve for a given structure. All mercury penetration data discussed in this application were determined using a "Micromeritics" mercury penetration porosimeter, 910 series model. The S value is defined as the ratio of the pressure at which 85% of the mercury has entered to the pressure at which 15% of the mercury has entered. This ratio provides a direct indication of the variation in pore diameter through the central 70% of the pores in any given sample, since the pore diameter is 176.8 divided by the Newton pressure 1.47 cm2.
Der S-Wert ist dann ein Verhältnis des Durchmessers der Poren, bei welchem 15% des Quecksilbers eingedrungen sind zum Durchmesser der Poren, bei welchem 85% des Quecksilbers hingegangen sind. Der Bereich 1-15% und 85—100% Quecksilber-Eindringen wird bei der Bestimmung des S-Faktors ignoriert. Der Bereich von 0 bis 15% wird vernachlässigt, weil ein Eindringen in diesem Bereich auf Risse zurückgeführt werden kann, welche als ein Ergebnis des Gefrierbrechens in das Material eingeführt wurden, wobei das Material vor der Ausführung der Untersuchung des Eindringens von Quecksilber diesem Vorgang unterworfen wurde. Die Daten im Bereich von 85% bis 100% werden ebenfalls nicht aufgenommen, was eher mit der Kompression der Probe als mit dem tatsächlichen Eindringen von Quecksilber in die Poren erklärbar ist. The S value is then a ratio of the diameter of the pores at which 15% of the mercury has penetrated to the diameter of the pores at which 85% of the mercury has gone. The 1-15% and 85-100% mercury penetration range is ignored when determining the S factor. The range of 0 to 15% is neglected because penetration in this region can be attributed to cracks that have been introduced into the material as a result of freeze-breaking, the material being subjected to this process prior to the mercury penetration test . The data in the range from 85% to 100% are also not recorded, which can be explained more by the compression of the sample than by the actual penetration of mercury into the pores.
Charakteristisch für den engen Bereich in bezug auf die Porengrössen, welche die erfindungsgemässe Zusammensetzung zeigt, ist ein S-Wert für solche Strukturen im Bereich von 1 bis 30, bevorzugt von 2 bis 20, insbesondere von 2 bis 10. Characteristic of the narrow range in relation to the pore sizes which the composition according to the invention shows is an S value for such structures in the range from 1 to 30, preferably from 2 to 20, in particular from 2 to 10.
Die durchschnittliche Grösse der Zellen in der Struktur reicht von 0,5 bis 100 Mikrometer, vorzugsweise von 1 bis 30 Mikrometer, insbesondere von 1 bis 20 Mikrometer. Wie bereits angegeben, kann die Zellengrösse vom besonderen Harz und der verwendeten verträglichen Flüssigkeit, vom Verhältnis des Polymers zur Flüssigkeit und von der eingesetzten Abkühlungs-Geschwindigkeit zur Bildung des spezifischen, mikroporösen Polymers abhängen. Die gleiche Variable wird ebenfalls eine Wirkung auf die durchschnittliche Grösse der Poren in der resultierenden Struktur haben, welche üblicherweise von 0,05 bis 10 Mikrometer reichen, wobei 0,1 bis 5 Mikrometer bevorzugt und 0,1 bis 1,0 Mikrometer am typischsten sind. Alle Hinweise auf eine Zellen- und/oder Porengrösse beziehen sich hier auf den durchschnittlichen Durchmesser einer solchen Zelle oder Pore, wobei diese Daten, falls nichts anderes angegeben, in Mikrometer wiedergegeben sind. The average size of the cells in the structure ranges from 0.5 to 100 microns, preferably from 1 to 30 microns, especially from 1 to 20 microns. As previously indicated, the cell size may depend on the particular resin and compatible liquid used, the ratio of polymer to liquid, and the rate of cooling used to form the specific microporous polymer. The same variable will also have an effect on the average size of the pores in the resulting structure, which usually range from 0.05 to 10 microns, with 0.1 to 5 microns being preferred and 0.1 to 1.0 microns being most typical . All indications of a cell and / or pore size relate here to the average diameter of such a cell or pore, these data, unless stated otherwise, are given in micrometers.
Durch die Bestimmung der obigen Faktoren, Zellengrösse, Porengrösse und S-Faktor für die erfindungsgemässen zellularen, mikroporösen Polymere kann man die erfindungsgemässen zellularen, mikroporösen Polymere prägnant definieren. Ein besonders nützliches Mittel besteht darin, auf diese Weise die Polymere in der Form des dekadischen Logarithmus des Verhältnisses der Zelle zur Pore («log C/P») und das dekadischen Logarithmus des Verhältnisses der Schärfefunktion S zur Zellengrösse («log S/C») zu definieren. Demgemäss haben die erfindungsgemässen, zellularen, mikroporösen Polymere einen log C/P von 0,2 bis 2,4 und einen log S/C von —1,4 bis 1,0; insbesondere haben die genannten Polymere einen log C/P von 0,6 bis 2,2 und einen log S/C von —0,6 bis 0,4. By determining the above factors, cell size, pore size and S factor for the cellular, microporous polymers according to the invention, the cellular, microporous polymers according to the invention can be precisely defined. A particularly useful means is to use the polymers in the form of the decimal logarithm of the ratio of the cell to the pore ("log C / P") and the decadic logarithm of the ratio of the sharpness function S to the cell size ("log S / C" ) define. Accordingly, the cellular, microporous polymers according to the invention have a log C / P of 0.2 to 2.4 and a log S / C of -1.4 to 1.0; in particular, the polymers mentioned have a log C / P of 0.6 to 2.2 and a log S / C of -0.6 to 0.4.
Eine nicht-zellulare Struktur, welche aus dem Abkühlen der homogenen Lösung bei einer solchen Geschwindigkeit resultiert, dass das Polymer im wesentlichen vor der Bildung der Vielzahl von flüssigen Tröpfchen sich verfestigt, kann in erster Linie in bezug auf die enge Porengrössen-Verteilung des Materials in Verbindung mit der tatsächlichen Porengrösse und der räumlichen Gleichförmigkeit der Struktur charakterisiert werden. A non-cellular structure resulting from the cooling of the homogeneous solution at such a rate that the polymer solidifies substantially before the formation of the large number of liquid droplets can primarily due to the narrow pore size distribution of the material in Connection with the actual pore size and the spatial uniformity of the structure can be characterized.
Die nicht-zellularen, mikroporösen Polymere können ebenfalls durch eine Schärfe-Funktion S gekennzeichnet werden, und zwar in der Weise, wie die zellularen Strukturen beschrieben wurden. Die S-Werte, welche die nicht-zellula-ren Strukturen gewöhnlich aufweisen, reichen von 1 bis 30, bevorzugt von 1 bis 10, insbesondere von 6 bis 9. Wenn jedoch die Porengrösse des Materials von 0,2 bis 5 Mikrometer reicht, wird der S-Wert 5 bis 10, insbesondere von 5 bis 10, reichen. Solche S-Werte für olefinische Polymere und Oxidationspolymere mit einer Mikroporosität von einer solchen Grösse waren bis jetzt unbekannt, ausser im Falle von hoch orientierten dünnen Filmen, welche nach einem Strek-kungsverfahren hergestellt wurden. Wie oben erwähnt, sind die erfindungsgemässen, porösen Polymere im wesentlichen isotrop. Somit wird ein entlang irgendeiner räumlichen Ebene genommener Querschnitt im wesentlichen die gleichen strukturellen Eigenschaften zeigen. The non-cellular, microporous polymers can also be characterized by a sharpness function S in the manner in which the cellular structures have been described. The S values that the non-cellular structures usually have range from 1 to 30, preferably from 1 to 10, especially from 6 to 9. However, when the pore size of the material ranges from 0.2 to 5 microns, the the S value ranges from 5 to 10, in particular from 5 to 10. Such S values for olefinic polymers and oxidation polymers with a microporosity of such a size have hitherto been unknown, except in the case of highly oriented thin films which have been produced by a stretching process. As mentioned above, the porous polymers according to the invention are essentially isotropic. Thus, a cross-section taken along any spatial plane will show essentially the same structural properties.
Die Porengrössen der nicht-zellularen Strukturen befinden sich gewöhnlich im Bereich von 0,05 bis 5 Mikrometer, bevorzugt zwischen 0,1 und 5 Mikrometer, insbesondere von 0,2 bis 1,0 Mikrometer. The pore sizes of the non-cellular structures are usually in the range from 0.05 to 5 micrometers, preferably between 0.1 and 5 micrometers, in particular from 0.2 to 1.0 micrometers.
Man erkennt, dass eine überraschende Eigenschaft die Fähigkeit zur Herstellung von isotropen, mikroporösen Strukturen aus olefinischen Polymeren und Oxidationspoly-meren ist, wobei die Strukturen eine bevorzugte Porosität im Bereich von 0,2 bis 5 Mikrometer haben und einen bevorzugten Schärfe-Wert von 1 bis 10 zeigen. Es ist besonders überraschend, dass solche Strukturen nicht nur in der Form von dünnen Filmen, sondern auch in der Form von Blöcken und komplizierten Formen hergestellt werden können. It can be seen that a surprising property is the ability to produce isotropic, microporous structures from olefinic polymers and oxidation polymers, the structures having a preferred porosity in the range from 0.2 to 5 micrometers and a preferred sharpness value from 1 to 10 show. It is particularly surprising that such structures can be produced not only in the form of thin films, but also in the form of blocks and complex shapes.
Wenn ein Film oder ein Block durch Giessen auf ein Substrat, wie z.B. eine Metallplatte, entsteht, wird die Oberfläche der mikroporösen Polymerstruktur, welche in Kontakt mit der Platte steht, eine nicht-zellulare Oberflächenhaut enthalten. Im Gegensatz dazu wird die andere Oberfläche üblicherweise hauptsächlich offen sein. Die Dicke der Haut wird in Übereinstimmung mit dem besonderen System etwas variieren, ebenso wie die einzelnen verwendeten Verfahrens-Parameter. Die Dicke der Haut ist jedoch in charakteristischer Weise etwa gleich wie die Dicke einer einzelnen Zellwand. Je nach den individuellen Bedingungen kann die Haut von einer Oberfläche, welche vollständig undurchdringlich für das Durchgehen von Flüssigkeiten ist, bis zu einer Oberfläche, welche ein gewisses Ausmass an flüssiger Porosität zeigt, reichen. If a film or block is cast onto a substrate, e.g. If a metal plate is formed, the surface of the microporous polymer structure that is in contact with the plate will contain a non-cellular surface skin. In contrast, the other surface will usually be mostly open. The thickness of the skin will vary somewhat in accordance with the particular system, as will the individual process parameters used. However, the thickness of the skin is characteristically about the same as the thickness of a single cell wall. Depending on the individual conditions, the skin can range from a surface that is completely impervious to the passage of liquids to a surface that exhibits a certain degree of liquid porosity.
Falls eine lediglich zellulare Struktur für die endgültige Anwendung gewünscht wird, kann die Oberflächenhaut nach irgendeinem von mehreren Verfahren entfernt werden. Als illustrative Beispiele könnte die Haut durch Verwendung s If a purely cellular structure is desired for final use, the surface skin can be removed by any of several methods. As illustrative examples, the skin could be s
io io
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
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irgendeines von mehreren mechanischen Mitteln, wie Abschleifen, Durchschlagen der Schicht mit Nadeln oder Brechen der Oberflächen, indem man den Film oder eine andere Struktur durch Walzen mit verschiedener Geschwindigkeit gehen lässt, entfernt werden. Andererseits könnte die Haut durch Mikrowälzen beseitigt werden. Die Haut kann ebenfalls durch chemische Mittel, d.h. durch einen kurzen Kontakt mit einem für das Polymer geeigneten Lösungsmittel, weggebracht werden. any of several mechanical means, such as abrading, needling, or breaking the surface by letting the film or other structure pass through rollers at different speeds, are removed. On the other hand, the skin could be removed by micro-rolling. The skin can also be removed by chemical means, i.e. by brief contact with a solvent suitable for the polymer.
Wenn z. B. eine Lösung von Polypropylen in N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin kontinuierlich als ein dünner Film auf ein endloses, nicht rostendes Stahlband gepresst wird, wird das Anbringen einer kleinen Menge von flüssigem Lösungsmittel auf das Band unmittelbar vor dem Anbringungsbereich der Lösung in wirksamer Weise die gebildete Oberfläche bei der Lösung-Stahl-Berührungsfläche entfernen. Nützliche Flüssigkeiten sind Stoffe, wie z.B. isoparaffi-nische Kohlenwasserstoffe, Decan, Decalin, Xylol und Mischungen, wie Xylol-Isopropanol und Decalin-Isopropanol. If e.g. B. a solution of polypropylene in N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine is continuously pressed as a thin film on an endless stainless steel belt, the application of a small amount of liquid solvent to the belt immediately before the application area of the Solution effectively remove the surface formed at the solution-steel interface. Useful liquids are substances such as isoparaffinic hydrocarbons, decane, decalin, xylene and mixtures such as xylene-isopropanol and decalin-isopropanol.
Für einige Endgebrauchs-Verwendungen wird jedoch die Gegenwart der Haut nicht nur ein Nachteil sein, sondern diese Haut wird eine notwendige Komponente darstellen. Es ist z. B. bekannt, dass bei Anwendungen für Ultrafiltrations-Membranen oder andere Membran-Typenein dünner, Flüssigkeit undurchlässiger Film verwendet wird. Demgemäss würde in solchen Anwendungen der mikroporöse Anteil der erfindungsgemässen Struktur eine besondere Verwendbarkeit als ein Träger für die Oberflächenhaut haben, welche in solchen Anwendungen eine funktionierende Membran wäre. Völlig zellulare Strukturen können ebenfalls direkt durch verschiedene Verfahren hergestellt werden. So könnte z.B. das Polymer-Flüssigkeits-System in Luft oder ein flüssiges Medium, wie z. B. Hexan, gepresst werden. However, for some end use uses, the presence of the skin will not only be a disadvantage, but this skin will be a necessary component. It is Z. For example, it is known that a thin, liquid impermeable film is used in applications for ultrafiltration membranes or other types of membranes. Accordingly, in such applications the microporous portion of the structure according to the invention would have particular utility as a carrier for the surface skin, which would be a functioning membrane in such applications. Fully cellular structures can also be made directly by various methods. For example, the polymer-liquid system in air or a liquid medium, such as. B. hexane.
Die erfindungsgemässen mikroporösen Polymerstrukturen haben, wie bereits oben erwähnt, Zellen- und Porendurchmesser mit extrem engen Grössenverteilungen, welche ein Beweis für die einzigartigen Strukturen und deren relative Homogenität sind. Die enge Grössenverteilung der Porendurchmesser ist aus den Quecksilber-Eindringungsdaten ersichtlich, wie man dies aus den Fig. 30-33 erkennen kann. Die gleiche, allgemeine Verteilung wird unabhängig davon, ob die Struktur in der Form eines Films (Fig. 30-32) oder eines Blockes (Fig. 33) vorliegt, erhalten. Die charakteristische Porengrössen-Verteilung der erfindungsgemässen, mikroporösen Struktur steht in bemerkenswertem Gegensatz zu den signifikant breiteren Porengrössen-Verteilungen von früheren, mikroporösen Polymerprodukten, welche nach früheren Verfahren erzielt wurden; Beispiele dafür sind in den US-Patenten Nr. 3 310 50 und 3 378 507 angegeben; dies wird viel eingehender im Zusammenhang mit den Beispielen erläutert werden. As already mentioned above, the microporous polymer structures according to the invention have cell and pore diameters with extremely narrow size distributions, which are evidence of the unique structures and their relative homogeneity. The narrow size distribution of the pore diameters can be seen from the mercury penetration data, as can be seen from FIGS. 30-33. The same general distribution is obtained regardless of whether the structure is in the form of a film (Fig. 30-32) or a block (Fig. 33). The characteristic pore size distribution of the microporous structure according to the invention stands in remarkable contrast to the significantly wider pore size distributions of earlier, microporous polymer products which were achieved by earlier processes; Examples of these are given in U.S. Patent Nos. 3,310,50 and 3,378,507; this will be explained in much greater detail in connection with the examples.
Für alle mikroporösen Polymere, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, wird die individuelle Endgebrauchs-An Wendung charakteristisch die Menge an leerem Raum und die Erfordernisse in bezug auf die Porengrösse bestimmen. Die Porengrösse wird z.B. für Vorfilter-An Wendungen in typischer Weise oberhalb 0,5 Mikrometer liegen, während in der Ultrafiltration die Porengrössen kleiner etwa 0,1 Mikrometer sein sollten. For all microporous polymers made in accordance with the present invention, the individual end use application will characteristically determine the amount of empty space and the pore size requirements. The pore size is e.g. for prefilter applications are typically above 0.5 microns, while in ultrafiltration the pore sizes should be less than about 0.1 microns.
In den Fällen, wo die mikroporöse Struktur tatsächlich als Behälter für eine funktionell dienliche Flüssigkeit dient, bestimmten Festigkeitserwägungen die Menge des leeren Raumes, wo die kontrollierte Abgabe der enthaltenen, funktionellen Flüssigkeit eingeschlossen ist. Ähnlich wird in solchen Fällen die Porengrösse durch die Geschwindigkeit der gewünschten Freisetzung festgelegt, wobei bei kleineren Porengrössen die Tendenz besteht, langsamere Abgabegeschwindigkeiten zu ergeben. In cases where the microporous structure actually serves as a container for a functionally useful liquid, strength considerations determine the amount of empty space where the controlled release of the contained functional liquid is included. Similarly, in such cases the pore size is determined by the rate of release desired, with smaller pore sizes tending to give slower delivery rates.
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Dort, wo die mikroporöse Struktur zur Umwandlung eines flüssigen Polymerzusatzes, beispielsweise eines Feuer-hemm-Mittels, in einen Feststoff verwendet werden soll, ist im allgemeinen eine minimale Festigkeit erwünscht; hinge-5 gen ist es im allgemeinen in Übereinstimmung mit diesem Minimum erwünscht, soviel Flüssigkeit als möglich einzusetzen, da das Polymer lediglich als ein Behälter oder Träger dient. Where the microporous structure is to be used to convert a liquid polymer additive, such as a fire retardant, to a solid, minimal strength is generally desired; however, in accordance with this minimum, it is generally desirable to use as much liquid as possible since the polymer serves only as a container or carrier.
Aus den obigen Diskussionen sollte hervorgehen, dass in io Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung mikroporöse Produkte, welche eine funktionell nützliche Flüssigkeit, wie ein Polymer-Zusatzmittel (z.B. ein Feuerhemm-Mittel) enthalten, hergestellt werden können, welche sich wie Feststoffe verhalten und als solche bear-i5 beitet werden können. It should be apparent from the above discussions that, in accordance with one aspect of the present invention, microporous products containing a functionally useful liquid, such as a polymer additive (e.g., a fire retardant), can be made that behave like solids and can be edited as such bear-i5.
Für diesen Zweck kann das resultierende, mikroporöse Polymer wieder mit der gewünschten funktionellen Flüssigkeit beschickt werden. Dies kann nach herkömmlichen Absorptionsverfahren verwirklicht werden; die Menge der auf-2o zunehmenden Flüssigkeit wird im wesentlichen die gleiche sein wie die Menge der zur Bildung des mikroporösen Polymers im ersten Fall verwêndete Flüssigkeit. Irgendeine dienliche organische Flüssigkeit kann verwendet werden, solange selbstverständlich die Flüssigkeit nicht ein Lösungsmittel für 25 das Polymer ist, oder das Polymer bei den Arbeitstemperaturen angreift oder zersetzt. Die mikroporösen Produkte, welche die funktionell nützliche Flüssigkeit enthalten, können aus oder durch Verwendung von mikroporösen Polymeren gebildet werden, welche als die Matrix, in welcher die Flüs-30 sigkeit eingebaut wird, entweder die zellulare oder die nichtzellulare Struktur haben. For this purpose, the resulting microporous polymer can be loaded with the desired functional liquid again. This can be achieved using conventional absorption methods; the amount of liquid increasing will be substantially the same as the amount of liquid used to form the microporous polymer in the first case. Any useful organic liquid can be used as long as the liquid is of course not a solvent for the polymer or attacks or decomposes the polymer at working temperatures. The microporous products containing the functionally useful liquid can be formed from or by using microporous polymers which, as the matrix in which the liquid is incorporated, have either the cellular or the non-cellular structure.
In ähnlicher Weise können solche mikroporösen Produkte durch ein Verdrängungsverfahren hergestellt werden. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform wird ge-35 wohnlich zuerst das mikroporöse Polymer-Zwischenprodukt hergestellt; die Flüssigkeit kann dann entweder mit der gewünschten funktionell dienlichen Flüssigkeit oder mit einer verdrängenden Zwischenflüssigkeit verschoben werden. In irgendeinem von beiden Fällen kann die Verdrängung eher 40 durch konventionelle Druck- oder Vakuumversetzung oder durch Infusionsverfahren als durch Extraktion der verwendeten Flüssigkeit bei der Bildung des mikroporösen Polymer-Zwischenproduktes ausgeführt werden. Beliebige funktionelle oder verdrängende Zwischenflüssigkeit können ein-45 gesetzt werden, welche als eine Extraktionsflüssigkeit zur Bildung des mikroporösen Polymers verwendet werden könnten, d.h. die Flüssigkeit ist ein Nicht-Lösungsmittel für das Polymer und hat ausserdem eine gewisse Löslichkeit oder Mischbarkeit mit der zu verdrängenden Flüssigkeit. Es so ist klar, dass geringe Mengen der verdrängten Flüssigkeit oder Flüssigkeiten nach dem Ersetzen zurückbleiben können. Das Erfordernis der Endverwendung wird in typischer Weise das Ausmass der gewünschten Verdrängung bestimmen; somit können Mengen von etwa 1 bis 10 Gew.-% in ei-55 nigen Anwendungen toleriert werden. Gegebenenfalls erlauben vielfache Verdrängungen und/oder die Verwendung von Flüssigkeiten, welche leicht durch Verdampfung weggebracht werden können, eine Entfernung von im wesentlichen allen zu verwendender Flüssigkeit oder Flüssigkeiten, d.h. 60 weniger als etwa 0,03 an übrigbleibender Flüssigkeit können erreicht werden. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus wird es im allgemeinen wünschenswert sein, eine Verdrängungsflüssigkeit einzusetzen, welche einen solchen Siedepunkt aufweist, der genügend verschieden von demjenigen der zu ver-65 drängenden Flüssigkeit ist; dies erlaubt eine Wiedergewinnung und -Verwendung. Aus diesem Grunde kann e's wünschenswert sein, eine Verdrängungs-Zwischenflüssigkeit einzusetzen. Similarly, such microporous products can be made by a displacement process. In accordance with this embodiment, the microporous polymer intermediate is usually first prepared; the liquid can then be shifted either with the desired functionally useful liquid or with a displacing intermediate liquid. In either case, displacement can be accomplished by conventional pressure or vacuum displacement or by infusion techniques rather than by extraction of the liquid used in the formation of the microporous polymer intermediate. Any functional or displacing intermediate liquid can be used which could be used as an extraction liquid to form the microporous polymer, i.e. the liquid is a non-solvent for the polymer and also has a certain solubility or miscibility with the liquid to be displaced. It is thus clear that small amounts of the displaced liquid or liquids may remain after the replacement. The end use requirement will typically determine the level of displacement desired; thus amounts of about 1 to 10% by weight can be tolerated in some applications. Where appropriate, multiple displacements and / or the use of liquids which can be easily removed by evaporation allow removal of substantially all of the liquid or liquids to be used, i.e. 60 less than about 0.03 remaining liquid can be achieved. From an economic point of view, it will generally be desirable to use a displacement liquid which has a boiling point which is sufficiently different from that of the liquid to be displaced; this allows recovery and use. For this reason it may be desirable to use a displacement fluid.
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Wie aus den vorangegangenen Beispielen der dienlichen Polymer/Flüssigkeitssysteme ersichtlich ist, umfasst ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Polymeren, das nützliches Flüssigkeitsmaterial enthält, die Verwendung des mikroporösen Polymer-Zwischenproduktes ohne weitere Arbeitsvorgänge, da zahlreiche funktionell nützliche Flüssigkeiten gefunden wurden, welche als verträgliche Flüssigkeiten mit den einzelnen Polymeren zur Bildung des festen, mikroporösen Polymer-Zwischenproduktes gebraucht werden können. Somit können Zwischenprodukte, welche sich als Feststoffe verhalten, direkt z.B. mit den folgenden dienlichen Flüssigkeiten hergestellt werden: Schmiermittel, oberflächenaktive Mittel, Gleitmittel, Mottenmittel, Pestizide, Weichmacher, Insekten- und Tier abstossende Mittel, Arzneimittel, Poliermittel, Stabilisatoren, Antioxidationsmittel, Brennstoff-Zusatzmittel, Geruchsverdeckungs-Mittel, Anti-nebelmittel, Parfüme, Duftstoffe, Feuerhemmungs-Mittel usw. Beispielsweise kann mit Polyethylen mit niedriger Dichte ein zweckmässiges Zwischenprodukt geschaffen werden, welches ein Schmiermittel oder einen Weichmacher enthält. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man entweder einen aliphatischen oder einen aromatischen Ester mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen oder einen nicht-aromatischen Kohlenwasserstoff mit 9 oder mehr Kohlenstoffatomen einsetzt. Nutzbare Produkte, welche ein oberflächenaktives Mittel und/oder ein Benetzungsmittel enthalten, können mit Polyethylen mit niedriger Dichte erhalten werden, indem man ein polyethoxyliertes aliphatisches Amin mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen oder ein nicht-ionisches Surfak-tants einsetzt. Mit Polypropylen können Detergenzien-halti-ge Zwischenprodukte unter Verwendung von diethoxylierten aliphatischen Aminen mit 9 oder mehr Kohlenstoffatomen erzeugt werden. Polypropylen-Zwischenprodukte mit Gleitmitteln können durch Einsetzen eines Phenylmethylpolysil-oxans hergestellt werden, während Zwischenprodukte von Polyethylen mit niedriger Dichte und einem Gleitmittel durch Verwendung eines aliphatischen Amides mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen entstehen. Zwischenprodukte aus Polyethylen mit niedriger Dichte und Brennstoffzusätzen können unter Verwendung eines aliphatischen Amins mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen oder eines aliphatischen tertiären Dimethylamins mit 12 oder mehr Kohlenstoffatomen hergestellt werden. Die tertiären Amine können ebenfalls nützliche Zusatzmittel-Zwischenprodukte mit Methylpentenpoly-meren bilden. Polyethylen-Zwischenprodukte mit hoher und niedriger Dichte, welche einen Stabilisator enthalten, können durch Einsetzen eines Alkylarylphosphites hergestellt werden. As can be seen from the foregoing examples of the useful polymer / liquid systems, another method of making a polymer containing useful liquid material involves the use of the microporous polymer intermediate without further operations since numerous functionally useful liquids have been found to be compatible liquids can be used with the individual polymers to form the solid, microporous polymer intermediate. Intermediates which behave as solids can thus be directly e.g. are produced with the following useful liquids: lubricants, surface-active agents, lubricants, moth agents, pesticides, plasticizers, insect and animal repellants, medicines, polishing agents, stabilizers, antioxidants, fuel additives, odor masking agents, anti-fog agents, perfumes, Fragrances, fire retardants, etc. For example, low-density polyethylene can be used to create a convenient intermediate that contains a lubricant or plasticizer. This can be achieved by using either an aliphatic or an aromatic ester with 8 or more carbon atoms or a non-aromatic hydrocarbon with 9 or more carbon atoms. Useful products containing a surfactant and / or a wetting agent can be obtained with low density polyethylene by using a polyethoxylated aliphatic amine having 8 or more carbon atoms or a non-ionic surfactant. Polypropylene can be used to produce detergent-containing intermediates using diethoxylated aliphatic amines with 9 or more carbon atoms. Polypropylene intermediates with lubricants can be made by using a phenylmethylpolysiloxane, while intermediates of low density polyethylene and a lubricant are made by using an aliphatic amide having 12 to 22 carbon atoms. Intermediates of low density polyethylene and fuel additives can be made using an aliphatic amine having 8 or more carbon atoms or an aliphatic tertiary dimethylamine having 12 or more carbon atoms. The tertiary amines can also form useful additive intermediates with methyl pentene polymers. High and low density polyethylene intermediates containing a stabilizer can be made by employing an alkylaryl phosphite.
Zwischenprodukte von Polyethylen mit niedriger Dichte, welche ein Antinebelungs-Mittel enthalten, können unter Verwendung des Mono- oder Diesters von Glycerin mit einer Fettsäure mit einer langen Kette von mindestens 10 Kohlenstoffatomen erzeugt werden. Zwischenprodukte, in welchen Feuerhemmungs-Mittel eingebaut sind, können mit Polyethylen mit hoher und niedriger Dichte, Polypropylen und einer Mischung aus Polyphenylenoxid-Polystyrol unter Verwendung eines polyhalogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffes mit mindestens 4 Halogenatomen pro Molekül hergestellt werden. Zweckmässige Materialien sollten selbstverständlich bei der Phasentrennungs-Temperatur, wie oben beschrieben, flüssig sein. Andere Systeme, welche für nützlich gehalten werden, werden im Zusammenhang mit den nachfolgenden Beispielen offenbart. Intermediates of low density polyethylene containing an anti-fogging agent can be produced using the mono or diester of glycerol with a long chain fatty acid of at least 10 carbon atoms. Intermediates in which fire retardants are incorporated can be made with high and low density polyethylene, polypropylene and a blend of polyphenylene oxide polystyrene using a polyhalogenated aromatic hydrocarbon with at least 4 halogen atoms per molecule. Appropriate materials should of course be liquid at the phase separation temperature as described above. Other systems which are believed to be useful are disclosed in connection with the following examples.
Im weiteren können für Polypropylen, Polyethylen mit hoher Dichte und Polyethylen mit niedriger Dichte gewisse Klassen von Ketonen, welche für besonders nützlich als Tier abstossende Mittel befunden wurden, vorzugsweise bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Furthermore, for polypropylene, high density polyethylene, and low density polyethylene, certain classes of ketones which have been found to be particularly useful as animal repellants can preferably be used in the practice of the present invention.
Solche Ketone können gesättigte aliphatische Ketone mit 7 bis 19 Kohlenstoffatomen, ungesättigte aliphatische Ketone mit 7 bis 13 Kohlenstoffatomen, 4-t-Amylcyclohexanon und 4-t-Butylcyclohexanon sein. Such ketones can be saturated aliphatic ketones with 7 to 19 carbon atoms, unsaturated aliphatic ketones with 7 to 13 carbon atoms, 4-t-amylcyclohexanone and 4-t-butylcyclohexanone.
s In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Teile und Prozente auf das Gewicht, es sei denn, etwas anderes sei angegeben. s In the following examples, all parts and percentages are by weight unless otherwise specified.
Präparate io Die porösen Polymer-Zwischenprodukte und die mikroporösen Polymere, welche in den nachfolgend dargestellten Beispielen beschrieben sind, wurden gemäss dem folgenden Verfahren hergestellt: Preparations io The porous polymer intermediates and the microporous polymers, which are described in the examples shown below, were produced according to the following method:
15 A. Poröse polymere Zwischenprodukte: 15 A. Porous polymeric intermediates:
Die porösen polymeren Zwischenprodukte werden wie folgt hergestellt: The porous polymeric intermediates are made as follows:
- Vermischen eines Polymers mit einer verträglichen Flüssigkeit, Mixing a polymer with a compatible liquid,
20 - Aufheizen der Mischung auf eine Temperatur, welche üblicherweise nahe oder oberhalb der Erweichungstemperatur des Harzes liegt, so dass eine homogene Lösung entsteht, 20 - heating the mixture to a temperature which is usually close to or above the softening temperature of the resin, so that a homogeneous solution is obtained,
- Abkühlen der Lösung, ohne dass das System einem Mischungsvorgang oder anderen Verteilungskräften ausge- Cooling the solution without the system being subjected to a mixing process or other distributing forces.
25 setzt wird, zur Bildung einer makroskopisch festen, homogenen Masse. 25 is set to form a macroscopically solid, homogeneous mass.
Wenn feste Blöcke der Zwischenprodukte gebildet werden sollen, lässt man die homogene Lösung eine gewünschte Form annehmen, indem man sie in einen geeigneten Behälter 30 giesst, welcher üblicherweise aus Metall oder Glas besteht; man lässt die Lösung unter Raumtemperatur-Bedingungen abkühlen, es sei denn, etwas anderes sei vermerkt. Die Abkühlungs-Geschwindigkeit unter Raumtemperatur-Bedingungen wird variieren, was vom Gegenstand, wie der Pro-35 bendicke, und der Zusammensetzung abhängt; sie wird üblicherweise jedoch im Bereich von etwa 10° bis etwa 20 °C/ min. sich befinden. Der Behälter ist typischerweise zylindrisch in der Form mit einem Durchmesser von etwa 1,9 bis etwa 6,3 cm und die Lösung in charakterischer Weise bis zu 40 einer Höhe von etwa 0,63 bis etwa 5,1 cm gegossen. Wenn Filme der Zwischenprodukte entstehen, wird die homogene Lösung auf eine Metallplatte gegeben, welche auf eine genügende Temperatur erwärmt war, um das Ziehen der Lösung in einen dünnen Film vor sich gehen zu lassen. Die Metall-45 platte wird dann mit einem trockenen Eisbad in Kontakt gebracht, so dass der Film rasch unterhalb die Verfestigungstemperatur abgekühlt wird. If solid blocks of the intermediate products are to be formed, the homogeneous solution is allowed to take on a desired shape by pouring it into a suitable container 30, usually made of metal or glass; the solution is allowed to cool under room temperature conditions unless otherwise noted. The rate of cooling under room temperature conditions will vary, depending on the article, such as the sample thickness, and the composition; however, it will usually range from about 10 ° to about 20 ° C / min. to find oneself. The container is typically cylindrical in shape from about 1.9 to about 6.3 cm in diameter and the solution is typically cast to a height of about 0.63 to about 5.1 cm. When films of the intermediate products are formed, the homogeneous solution is placed on a metal plate which has been heated to a temperature sufficient to allow the solution to be drawn into a thin film. The metal plate is then brought into contact with a dry ice bath so that the film is rapidly cooled below the solidification temperature.
B. Poröse Polymere: B. Porous polymers:
so Das mikroporöse Polymer entsteht durch Extrahieren der verwendeten, verträglichen Flüssigkeit zur Bildung des porösen Polymer-Zwischenproduktes, wobei man dies normalerweise durch wiederholtes Waschen der Zwischenprodukte in einem Lösungsmittel, wie z.B. Isopropanol oder 55 Methylethylketon, und anschliessendes Trocknen der verschmolzenen, mikroporösen Masse bewerkstelligt. The microporous polymer is formed by extracting the compatible liquid used to form the porous polymer intermediate, which is usually done by repeatedly washing the intermediates in a solvent such as e.g. Isopropanol or 55 methyl ethyl ketone, and then drying the fused, microporous mass.
Beispiele Examples
Die folgenden Beispiele und Tabellen illustrieren einige 6o der verschiedenen Kombinationen aus Polymer/verträglicher Flüssigkeit, welche zur Bildung der erfindungsgemässen porösen polymeren Produkte zweckmässig sind, sowie verschiedene Produkte nach dem Stand der Technik oder kommerziell erhältliche mikroporöse Produkte. Feste Blöcke der 65 Zwischenprodukte wurden für alle der als Beispiele aufgeführten Kombinationen gebildet und, wenn dies in der Tabelle so angegeben ist, wurden auch Filme des Zwischenproduktes hergestellt, indem das oben beschriebene Verfahren The following examples and tables illustrate some 60 of the various polymer / compatible liquid combinations which are expedient for the formation of the porous polymeric products according to the invention, as well as various products according to the prior art or commercially available microporous products. Solid blocks of the 65 intermediates were formed for all of the example combinations and, if so indicated in the table, films of the intermediate were also made using the procedure described above
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angewandt wurde. Wie in den folgenden Tabellen angegeben ist, wurden viele der Zwischenprodukts-Zusammensetzungen zur Bildung der erfindungsgemässen, mikroporösen Polymere verwendet, indem man ein geeignetes Lösungsmittel zum Extrahieren der verträglichen Flüssigkeit aus der Zwischenprodukts-Zusammensetzung einsetzte und anschliessend das genannte Lösungsmittel beispielsweise durch Verdampfung entfernte. was applied. As indicated in the following tables, many of the intermediate compositions were used to form the microporous polymers of the present invention by using an appropriate solvent to extract the compatible liquid from the intermediate composition and then removing said solvent, for example by evaporation.
Viele der verträglichen Flüssigkeiten, welche in den folgenden Beispielen illustriert sind, sind funktionelle Flüssigkeiten, welche nicht nur als verträgliche Flüssigkeiten, sondern auch als Feuerhemm-Mittel, Gleitmittel usw. nützlich sind. Diese Flüssigkeiten sind in den Tabellen angegeben. Somit sind die Zwischenprodukts-Zusammensetzungen, welche mit solchen funktionellen Flüssigkeiten entstehen, nützlich als feste Polymerzusätze usw., ebenso als Zwischenprodukte in der Bildung von porösen Polymeren. Die funktionellen Flüssigkeiten, welche in den folgenden Beispielen erscheinen, sind angegeben, um in der Form von einem oder mehr der folgenden Symbole unter der Kolonne «Typus der funktionellen Flüssigkeit» vorhanden zu sein: AF (Antine-bel-Mittel); AO (Antioxidationsmittel); AR (Tiere abstos-sendes Mittel); FA (Brennstoff-Zusatzmittel); FG (Duftstoff); FR (Feuerhemm-Mittel); IR (Insekten abstossendes Mittel); L (Schmiermittel); M (Arzneimittel); MR (Motten abstossendes Mittel); OM (Mittel zur Verdeckung des Geruchs); P (Weichmacher); PA (Poliermittel); PE (Pestizid); 5 PF (Parfüme); S (Gleitmittel); SF (oberflächenaktives Mittel); und ST (Stabilisator). Many of the compatible fluids illustrated in the following examples are functional fluids that are useful not only as compatible fluids but also as fire retardants, lubricants, etc. These liquids are given in the tables. Thus, the intermediate compositions resulting from such functional liquids are useful as solid polymer additives, etc., as well as intermediate in the formation of porous polymers. The functional fluids that appear in the following examples are given to be in the form of one or more of the following symbols under the "Functional Fluid Type" column: AF (Antinebel agent); AO (antioxidant); AR (animal repellent); FA (fuel additive); FG (fragrance); FR (fire retardant agent); IR (insect repellent); L (lubricant); M (drug); MR (moth repellent); OM (odor masking agent); P (plasticizer); PA (polishing agent); PE (pesticide); 5 PF (perfumes); S (lubricant); SF (surfactant); and ST (stabilizer).
Beispiele 1 bis 27 Die Beispiele 1 bis 27 in Tabelle V illustrieren die Bildung io der homogenen, porösen, polymeren Zwischenprodukte in der Form von zylindrischen Blöcken mit einem Radius von etwa 3,2 cm und einer Tiefe von etwa 5,1 cm, aus Polyethylen mit hoher Dichte («HDPE») und den für nützlich befundenen verträglichen Flüssigkeiten, wobei Standard-Herstel-15 lungsverfahren verwendet wurden. Das Polyethylen mit hoher Dichte wurde von Allied Chemical unter der Bezeichnung «Plaskon AA 55-003» mit einem Schmelzindex von 0,3 g/10 Minuten und einer Dichte von 0,954 g/cm3 geliefert. Viele der beispielhaften Zwischenprodukte wurden zur Bil-20 dung der porösen Polymere extrahiert, wie in der Tabelle angegeben. Die Einzelheiten der Herstellung und die vermerkte Art der funktionell nützlichen Flüssigkeit sind in der Tabelle V zusammengefasst: Examples 1 to 27 Examples 1 to 27 in Table V illustrate the formation of the homogeneous, porous, polymeric intermediate products in the form of cylindrical blocks with a radius of about 3.2 cm and a depth of about 5.1 cm, made of polyethylene high density ("HDPE") and compatible fluids found useful, using standard manufacturing techniques. The high density polyethylene was supplied by Allied Chemical under the name "Plaskon AA 55-003" with a melt index of 0.3 g / 10 minutes and a density of 0.954 g / cm3. Many of the exemplary intermediates were extracted to form the porous polymers, as shown in the table. The details of the preparation and the noted type of the functionally useful liquid are summarized in Table V:
Tabelle V HDPE Table V HDPE
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
2 2nd
3 3rd
4 4th
5 5
6 6
7 7
9 9
10 10th
11 11
12 12
13 13
14 14
15 15
16 16
17 17th
18 18th
19 19th
Gesättigte aliphatische Säuren Decansäure* 75 Saturated aliphatic acids decanoic acid * 75
Primäre gesättigte Alkohole Decylalkohol* 75 Primary saturated alcohols Decyl alcohol * 75
1-Dodekanol* 75 1-dodecanol * 75
Sekundäre Alkohole Secondary alcohols
2-Undekanol* 75 6-Undekonal* 75 2-undekanol * 75 6-undecone * 75
Aromatische Amine Aromatic amines
N,N-Diethylanilin* 75 N, N-diethylaniline * 75
Diester Diester
Dibutylsebacat* 70 Dibutyl sebacate * 70
Dihexalsebacat* 70 Dihexalsebacate * 70
Ether Ether
Diphenylether 75 Diphenyl ether 75
Benzylether* 70 Benzyl ether * 70
Halogenierte Kohlenwasserstoffe Halogenated hydrocarbons
Hexabrombenzol 70 Hexabromobenzene 70
Hexabrombiphenyl 75 Hexabromobiphenyl 75
Hexabromcyclodecan 70 Hexabromocyclodecane 70
Hexachlorcyclopentadien 70 Hexachlorocyclopentadiene 70
Octabrombiphenyl 70 Octabromobiphenyl 70
Kohlenwasserstoffe mit endständigen Doppelbindungen Hydrocarbons with terminal double bonds
1-Hexadecen* 75 1-hexadecene * 75
Aromatische Kohlenwasserstoffe Diphenylmethan* 75 Aromatic hydrocarbons diphenylmethane * 75
Naphthalin* 70 Naphthalene * 70
Aromatische Ketone Aromatic ketones
Acetophenon 75 Acetophenone 75
230 230
220 220 220 220
220 230 220 230
230 230
220 220 220 220
220 220 220 220
250 200 250 200 280 250 200 250 200 280
220 220
220 230 220 230
200 200
PF PF
L,P L,P L, P L, P
PF PF PF PF
FR FR FR FR FR FR FR FR FR FR
OM MR OM MR
PF PF
649 565 20 649 565 20
Tabelle V (Fortsetzung) HDPE Table V (continued) HDPE
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
Aromatische Ester Aromatic esters
20 20th
Butylbenzoat* Butyl benzoate *
75 75
220 220
L,P L, P
Verschiedene Various
21 21st
N,N-bis(2-Hydroyethyl) talgamin (1)* N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine (1) *
70 70
250 250
- -
22 22
Dodecylamin* Dodecylamine *
75 75
220 220
— -
23 23
N-hydriertes Talgdiethanolamin N-hydrogenated tallow diethanolamine
50 50
240 240
SF SF
24 24th
«Firemaster BP-6» (2) "Firemaster BP-6" (2)
75 75
200 200
_ _
25 25th
«Phosclere P315C»* "Phosclere P315C" *
75 75
220 220
ST ST
26 26
Chinolin Quinoline
70 70
240 240
M M
27 27th
Dikokosamin (4) Dicocosamine (4)
75 75
220 220
- -
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) Ein permanentes inneres antistatisches Mittel mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Siedepunkt (1 133 Pa): 215-220°C; spezifisches Gewicht (bei +32°C): 0,896 g/cm3; Viskosität (bei +32°C): 476 10~3 Pas (SSU). (1) A permanent internal antistatic agent with the following properties was used: Boiling point (1 133 Pa): 215-220 ° C; specific weight (at + 32 ° C): 0.896 g / cm3; Viscosity (at + 32 ° C): 476 10 ~ 3 Pas (SSU).
(2) Handelsmarke von Michigan Chemical Corporation für ihr Hexabrombiphenyl; ein Feuerhemmungs-Mittel mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Erweichungspunkt, 72 °C, Dichte (bei 25 °C) 2,57 g/ml, Viskosität 260-360 10~3 Pas (Brookfield # 3 Achse bei 110°C). (2) trademark of Michigan Chemical Corporation for its hexabromobiphenyl; a fire retardant was used with the following properties: softening point, 72 ° C, density (at 25 ° C) 2.57 g / ml, viscosity 260-360 10 ~ 3 Pas (Brookfield # 3 axis at 110 ° C).
Tabelle VI LDPE Table VI LDPE
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
Aliphatische gesättigte Säuren Aliphatic saturated acids
28 Capronsäure* 70 210 - 28 caproic acid * 70 210 -
29 Decansäure* 70 190 - 29 decanoic acid * 70 190 -
30 Hexansäure* 70 190 - 30 hexanoic acid * 70 190 -
31 Laurinsäure* 70 220 31 lauric acid * 70 220
32 Myristirinsäure* 70 189 - 32 myristiric acid * 70 189 -
33 Palmitinsäure* 70 186 33 palmitic acid * 70 186
34 Stearinsäure* 70 222 - 34 stearic acid * 70 222 -
35 Undecansäure* 70 203 - 35 undecanoic acid * 70 203 -
Ungesättigte aliphatische Säuren Unsaturated aliphatic acids
36 Erucasäure (2)* 70 219 - 36 erucic acid (2) * 70 219 -
37 Ölsäure* 70 214 PA 37 oleic acid * 70 214 PA
Aromatische Säuren Aromatic acids
38 Phenylstearinsäure* 70 214 - 38 phenylstearic acid * 70 214 -
39 Xylylbehensäure 70 180 39 xylyl behenic acid 70 180
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) «Bakelite»-Polyethylen von Union Carbide Company mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet. Dichte: 0,922 g/cm3; Schmelzindex: 21 g/10 min. (1) Union Carbide Company's Bakelite polyethylene with the following properties was used. Density: 0.922 g / cm3; Melt index: 21 g / 10 min.
(2) Dies ist eine Säure mit einer Dichte von 0,8602 g/cm3 und einem Schmelzpunkt von 33-34°C. (2) This is an acid with a density of 0.8602 g / cm3 and a melting point of 33-34 ° C.
Tabelle VI (Fortsetzung) LDPE Table VI (continued) LDPE
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
Verschiedene Säuren Different acids
40 «Actintol FA2» (Tallöl-Säuren) (1)* 70 204 40 "Actintol FA2" (tall oil acids) (1) * 70 204
41 Olefinsäure L-6* 70 206 41 olefinic acid L-6 * 70 206
42 Olefinsäure L-9* 70 186 42 olefinic acid L-9 * 70 186
43 Olefinsäure L-ll* 70 203 43 olefinic acid L-II * 70 203
44 Harzsäure* 70 262 44 resin acid * 70 262
45 Tolylstearinsäure 70 183 45 tolylstearic acid 70 183
21 21st
Tabelle VI (Fortsetzung) Table VI (continued)
LDPE LDPE
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
46 46
47 47
48 48
49 49
50 50
51 51
52 52
53 53
54 54
55 55
56 56
57 57
58 58
59 59
Primäre gesättigte Alkohole Primary saturated alcohols
Cetylalkohol* Cetyl alcohol *
Decylalkohol* Decyl alcohol *
1-Dodekanol* 1-dodecanol *
Heptadekanol* Heptadecanol *
Honylalkohol* Honey alcohol *
1-Octanol* 1-octanol *
Oleylalkohol* Oleyl alcohol *
Tridecylalkohol Tridecyl alcohol
1-Undekanol* Undecylenylalkohol* 1-undekanol * undecylenyl alcohol *
Sekundäre Alkohole Secondary alcohols
Dinonylcarbinol* Dinonylcarbinol *
Diundecylcarbinol Diundecylcarbinol
2-Octanol 2-Undecanol* 2-octanol 2-undecanol *
70 70 75 70 70 70 70 70 70 70 70 70 75 70 70 70 70 70 70 70
70 70 70 70 70 70 70 70
176 220 176 220
200 168 174 178 206 240 184 199 200 168 174 178 206 240 184 199
201 226 174 205 201 226 174 205
PF PF
PF FA PF FA
PF PF
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) Die Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften sind: Fettsäurezusammensetzung (98,2% vom gesamten): Linolsäure, nicht konjugiert 6%, Ölsäure 47%, gesättigte Fettsäuren 3%, andere Fettsäuren 8%, spezifisches Gewicht (bei 25/25 °C: 0,898 g/cm3; Viskosität (bei 38 °C): 94 10"3 Pas. (1) The composition and the physical properties are: fatty acid composition (98.2% of the total): linoleic acid, non-conjugated 6%, oleic acid 47%, saturated fatty acids 3%, other fatty acids 8%, specific weight (at 25/25 ° C: 0.898 g / cm3; viscosity (at 38 ° C): 94 10 "3 Pas.
Tabelle VI (Fortsetzung) LDPE Table VI (continued) LDPE
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
60 60
61 61
62 62
63 63
64 64
65 65
66 66
67 67
68 68
69 69
Aromatische Alkohole 1 -Phenylethanol* Aromatic alcohols 1-phenylethanol *
1 -Phenyl-1 -pentanol Phenylstearylalkohol* Nonylphenol* 1-phenyl-1-pentanol phenylstearyl alcohol * nonylphenol *
Cyclische Alkohole Cyclic alcohols
4-t-Butylcyclohexanol* 4-t-butylcyclohexanol *
Menthol* Menthol*
andere -OH-haltige Verbindungen «Neodol-25» (1)* Polyoxyethylenether von Oleylalkohol (2) other -OH-containing compounds «Neodol-25» (1) * polyoxyethylene ether of oleyl alcohol (2)
Polypropylenglycol 425* (3) Polypropylene glycol 425 * (3)
Aldehyde Salicylaldehyd* Aldehydes salicylaldehyde *
70 70 70 70 70 70 70 70
70 70 70 70
70 70
70 70 70 70
70 70
184 196 206 220 184 196 206 220
190 206 190 206
180 268 180 268
188 188
PF PF
SF,PE SF, PE
PE PF PE PF
SF SF SF SF
PF PF
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) Handelsmarke von Shell Chemical Company für ihren synthetischen Fettalkohol mit 12-15 Kohlenstoffatomen. (1) Shell Chemical Company trademark for their synthetic fatty alcohol with 12-15 carbon atoms.
(2) Surfactant «Volpe 3» von Croda, Inc. mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Säurewert: maximal 2,0; Nebelpunkt: l%ige wässrige Lösung unlöslich; berechneter HLB-Wert: 6,6; Jod-Wert 57-62; pH-Werte in 3%iger wässriger Lösung: 6-7; Hydroxylwert: 135-150. (2) Surfactant "Volpe 3" from Croda, Inc. with the following properties was used: Acid value: maximum 2.0; Fog point: 1% aqueous solution insoluble; calculated HLB value: 6.6; Iodine value 57-62; pH values in 3% aqueous solution: 6-7; Hydroxyl value: 135-150.
(3) Handelsmarke von Union Carbide Company für ihr Glycol mit den folgenden Eigenschaften: scheinbares spezifisches Gewicht (bei 20/20 C): 1,00 g/cm3; durchschnittliche Hydroxyzahl: 265 mg KOH/g; Säurezahl: maximal 0,2 mg KOH pro g Probe; pH bei 25 C in 10:6 Isopropanol/Wasser-Lösung: 4,5-6,5. (3) Union Carbide Company trademark for their glycol with the following properties: Apparent Specific Weight (at 20/20 C): 1.00 g / cm3; average hydroxyl number: 265 mg KOH / g; Acid number: maximum 0.2 mg KOH per g sample; pH at 25 C in 10: 6 isopropanol / water solution: 4.5-6.5.
649565 649565
22 22
Tabelle VI (Fortsetzung) Table VI (continued)
LDPE LDPE
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
70 70
71 71
72 72
73 73
74 74
75 75
76 76
77 77
78 78
79 79
80 80
81 81
82 82
83 83
84 84
85 85
86 86
Primäre Amine Primary amines
Dimethyldodecylamin 70 Dimethyldodecylamine 70
Hexadecylamin* 70 Hexadecylamine * 70
Octylamin* 70 Octylamine * 70
Tetradecylamin* 70 Tetradecylamine * 70
Sekundäre Amine bis( 1 -Ethyl-3-methylpentyl)amin* 70 Tertiäre Amine Secondary amines bis (1-ethyl-3-methylpentyl) amine * 70 tertiary amines
N,N-Dimethylsoyaamin* (1) 70 N, N-Dimethylsoyaamine * (1) 70
N,N-Dimethyltalgamin* (2) 70 N, N-Dimethyltalgamine * (2) 70
Ethoxylierte Amine Ethoxylated amines
N-Stearyldiethanolamin 75 Aromatische Amine N-stearyldiethanolamine 75 Aromatic amines
Aminodiphenylmethan 70 Aminodiphenylmethane 70
N-sec-Butylanilin 70 N-sec-butylaniline 70
N,N-Diethylanilin* 70 N, N-diethylaniline * 70
N,N-Dimethylanilin* 70 N, N-dimethylaniline * 70
Diphenylamin 70 Diphenylamine 70
Dodecylanilin* 70 Dodecylaniline * 70
Phenylstearylamin* 70 Phenylstearylamine * 70
N-Ethyl-o-toluidin* 70 N-ethyl-o-toluidine * 70
p-Toluidin* 70 p-toluidine * 70
200 207 172 186 200 207 172 186
190 190
198 198
209 209
210 210
236 196 236 196
169 186 169 186
204 204
205 182 184 205 182 184
FA FA FA FA FA FA FA FA
FA FA FA FA
SF,AF SF, AF
AO,PE AO, PE
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) ein tertiäres Amin mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Kristallisationsbeginn: + 38 °C ASTM; spezifisches Gewicht (bei 25/4°C): 0,813 g/cm3; Viskosität (bei 25°C): 59,3 10~3 Pas, (1) A tertiary amine with the following properties was used: Start of crystallization: + 38 ° C ASTM; specific weight (at 25/4 ° C): 0.813 g / cm3; Viscosity (at 25 ° C): 59.3 10 ~ 3 Pas,
(2) ein tertiäres Amin mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Schmelzbereich: —2°—t-5°C: Nebelpunkt + 16°C; spezifisches Gewicht (bei 25/4°C): 0,803 g/cm3; Viskosität (bei 25°C): 47 lö-3 Pas. (2) a tertiary amine with the following properties was used: melting range: -2 ° -t-5 ° C: fog point + 16 ° C; specific gravity (at 25/4 ° C): 0.803 g / cm3; Viscosity (at 25 ° C): 47 lo-3 Pas.
Tabelle VI (Fortsetzung) LDPE Table VI (continued) LDPE
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
Diamine Diamines
87 1,8-Diamino-p-methan 70 188 - 87 1,8-diamino-p-methane 70 188 -
88 N-Terucyl-l,3-propandiamin* 70 220 - 88 N-terucyl-l, 3-propanediamine * 70 220 -
Verschiedene Amine verzweigtes Tetramin L-PS 70 242 - Various amines branched tetramine L-PS 70 242 -
Cyclodocecylamin* 70 159 - Cyclodocecylamine * 70 159 -
Amide Amides
91 Kokosamid* (2) 70 245 - 91 coconut amide * (2) 70 245 -
92 N,N-Diethyltoluamid 70 262 IR 92 N, N-diethyltoluamide 70 262 IR
93 «Terucamid»* (3) 70 250 L,P 93 "Terucamide" * (3) 70 250 L, P.
94 hydriertes Talgamid* 70 250 L,P 94 hydrogenated tallow amide * 70 250 L, P
95 Octadecylamid (4) 70 260 L,P 95 octadecylamide (4) 70 260 L, P
96 N-Trimethylolpropanstearamid 70 255 L,P 96 N-trimethylolpropane stearamide 70 255 L, P
Aliphatisch gesättigte Ester Aliphatic saturated esters
97 Ethyllaurat* 70 175 - 97 ethyl laurate * 70 175 -
98 Ethylpalmitat* 70 171 - 98 ethyl palmitate * 70 171 -
99 Isobutylstearat* 70 194 L 99 isobutyl stearate * 70 194 L.
100 Isopropylmyristat* 70 192 - 100 isopropyl myristate * 70 192 -
101 Isopropylpalmitat* 70 285 - 101 isopropyl palmitate * 70 285 -
102 Methylcaprylat 70 182 - 102 methyl caprylate 70 182 -
23 649565 23 649565
Tabelle VI (Fortsetzung) Table VI (continued)
■ LDPE ■ LDPE
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C ' Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C 'type of function
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
103 Methylstearat* 70 195 - 103 methyl stearate * 70 195 -
104 Tridecylstearat 70 202 L 104 tridecyl stearate 70 202 L.
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1 ) N-Phenylstearo-1,5,9,13-azatridecan. (1) N-Phenylstearo-1,5,9,13-azatridecane.
(2) ein aliphatisches Amid mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Aussehen: Flocken: Flammpunkt: etwa 174°C; Brennpunkt: etwa 185°C, (2) an aliphatic amide with the following properties was used: appearance: flake: flash point: about 174 ° C; Focus: about 185 ° C,
(3) ein Amid mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: spezifisches Gewicht: 0,88 g/cm3; Schmelzpunkt: 99—109 °C; Entflammungspunkt: 225 °C. (3) an amide with the following properties was used: specific gravity: 0.88 g / cm 3; Melting point: 99-109 ° C; Flash point: 225 ° C.
(4) Octadecylamid mit den folgenden Eigenschaften wurde eingesetzt: Aussehen: Flocken; Flammpunkt: etwa 225 °C, Brennpunkt: etwa 250 °C (4) Octadecylamide with the following properties was used: Appearance: flakes; Flash point: about 225 ° C, focus: about 250 ° C
Tabelle VI (Fortsetzung) LDPE Table VI (continued) LDPE
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
Aliphatische ungesättigte Ester Aliphatic unsaturated esters
105 105
«Butyloleat»* "Butyl oleate" *
70 70
196 196
L L
106 106
Butylundecylenat* Butylundecylenate *
70 70
205 205
- -
107 107
Stearylacrylat* Stearyl acrylate *
70 70
205 205
- -
Alkoxyester Alkoxy esters
108 108
Butoxyethyloleat* Butoxyethyl oleate *
70 70
200 200
- -
109 109
Butoxyethylstearat* Butoxyethyl stearate *
70 70
205 205
- -
Aromatische Ester Aromatic esters
110 110
Benzylacetat Benzyl acetate
70 70
198 198
- -
111 111
Benzylbenzoat* Benzyl benzoate *
70 70
242 242
L,P L, P
112 112
Butylbenzoat* Butyl benzoate *
70 70
178 178
L,P L, P
113 113
Ethylbenzoat* Ethyl benzoate *
70 70
200 200
L,P L, P
114 114
Isobutylphenylstearat* Isobutylphenyl stearate *
70 70
178 178
L,P L, P
115 115
Methylbenzoat* Methyl benzoate *
70 70
170 170
L,P L, P
116 116
Methylsalicylat* Methyl salicylate *
70 70
200 200
L,P, PF L, P, PF
117 117
Phenyllaurat* Phenyl laurate *
70 70
205 205
L,P L, P
118 118
Phenylsalicylat Phenyl salicylate
70 70
211 211
L,P,M,F L, P, M, F
119 119
Tridecylphenylstearat* Tridecylphenyl stearate *
70 70
215 215
L,P L, P
120 120
Vinylphenylstearat* Vinylphenyl stearate *
70 70
225 225
L,P L, P
Diester Diester
121 121
Dibutylphthalat* Dibutyl phthalate *
70 70
290 290
L,P L, P
122 122
Dibutylsebacat* Dibutyl sebacate *
70 70
238 238
L,P L, P
123 123
Dicapryladipat* Dicapryl adipate *
70 70
204 204
L,P L, P
124 124
Dicaprylphthalat* Dicapryl phthalate *
70 70
204 204
Diester Diester
125 125
Dicaprylsebacat Dicapryl sebacate
70 70
206 206
L,P L, P
126 126
Diethylphthalat* Diethyl phthalate *
70 70
280 280
IR IR
127 127
Dihexylsebacat Dihexyl sebacate
70 70
226 226
— -
128 128
Dimethylphenylendistearat* Dimethylphenylene distearate *
70 70
208 208
— -
129 129
Dioctylmaleat Dioctyl maleate
70 70
220 220
— -
130 130
Di-iso-octylphthalat Di-iso-octyl phthalate
70 70
212 212
- -
131 131
Di-iso-octyl-sebacat Di-iso-octyl sebacate
70 70
238 238
- -
Ester-Polyethylenglycol Ester polyethylene glycol
132 132
«PEG 400 Diphenylstearat» "PEG 400 diphenyl stearate"
70 70
326 326
- -
Polyhydroxyl-Ester Polyhydroxyl esters
133 133
Rizinusöl castor oil
70 70
270 270
_ _
134 134
Glycerindioleat* (1) Glycerol dioleate * (1)
70 70
230 230
AF AF
135 135
Glycerindistearat* (2) Glycerin Distearate * (2)
70 70
201 201
AF AF
136 136
Glycerinmonooleat* (3) Glycerol Monooleate * (3)
70 70
232 232
AF AF
137 137
Glycerinmonophenylstearat Glycerol monophenyl stearate
70 70
268 268
- -
24 24th
Tabelle VI (Fortsetzung) Table VI (continued)
LDPE LDPE
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C ' Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C 'type of function
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
138 Glycerinmonostearat* (4) 70 211 AF 138 glycerol monostearate * (4) 70 211 AF
139 Trimethylolpropanmonophenylstearat 70 260 - 139 trimethylolpropane monophenyl stearate 70 260 -
Ester Esters
140 Dibenzylether* 70 189 PF 140 dibenzyl ether * 70 189 PF
141 Diphenylether* 75 200 - 141 diphenyl ether * 75 200 -
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) ein Glycerinester mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Flammpunkt: 271 °C (COC); Gefrierpunkt: 0 °C; Viskosität (bei 25 °C): 90 10~3 Pas; spezifisches Gewicht (bei 25/20°C): 0,923-0,929 g/cm3. (1) A glycerol ester with the following properties was used: Flash point: 271 ° C (COC); Freezing point: 0 ° C; Viscosity (at 25 ° C): 90 10 ~ 3 Pas; specific gravity (at 25/20 ° C): 0.923-0.929 g / cm3.
(2) ein Feststoff mit einem Schmelzpuntk von 29,1 °C (2) a solid with a melting point of 29.1 ° C
(3) ein Glycerinester mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: spezifisches Gewicht: 0,94-0,953 g/cm3, Entflammungspunkt: 224°C (COC); Gefrierpunkt: 20°C; Viskosität (bei 25°Q: 204 10~3 Pas (3) a glycerol ester having the following properties was used: specific gravity: 0.94-0.953 g / cm3, flash point: 224 ° C (COC); Freezing point: 20 ° C; Viscosity (at 25 ° Q: 204 10 ~ 3 Pas
(4) ein Glycerinester mit den folgenden Eigenschaften wurde eingesetzt: Form bei 25°C; Flocken: Flammpunkt: 210°C (COC), Schmelzpunkt: 56,8-58,5°C. (4) a glycerol ester with the following properties was used: mold at 25 ° C; Flakes: Flash point: 210 ° C (COC), melting point: 56.8-58.5 ° C.
Tabelle VI (Fortsetzung) LDPE Table VI (continued) LDPE
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typderfunktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type derfunction
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
Halogenierte Ether Halogenated ethers
142 4-Bromdiphenylether* 70 180 FR 142 4-bromodiphenyl ether * 70 180 FR
143 «FR 300 BA» (1) 70 314 FR 143 "FR 300 BA" (1) 70 314 FR
144 Hexachlorcyclopentadien* 70 196 PE,FR 144 hexachlorocyclopentadiene * 70 196 PE, FR
145 Octabrombiphenyl* 70 290 FR 145 octabromobiphenyl * 70 290 FR
Kohlenwasserstoffe mit endständiger Doppelbindung Double bond hydrocarbons
146 1-Nonen* 70 174 L 146 1-nons * 70 174 L.
Kohlenwasserstoffe mit Doppelbindungen im Inneren Hydrocarbons with double bonds inside
147 3-Eicosen* 70 204 147 3-eicosen * 70 204
148 2-Heptadecen* 70 222 - 148 2-heptadecene * 70 222 -
149 2-Nonadecen* 70 214 - 149 2-nonadecene * 70 214 -
150 9-Nonadecen* 70 199 - 150 9-nonadecene * 70 199 -
151 2-Nonen* 70 144 L 151 2-nons * 70 144 L.
152 2-Undecen 70 196 152 2-Undecen 70 196
Aromatische Kohlenwasserstoffe Aromatic hydrocarbons
153 Diphenylmethan 75 200 PF 153 diphenylmethane 75 200 PF
154 trans-Stilben* 70 218 - 154 trans stilbenes * 70 218 -
155 Triphenylmethan 70 225 - 155 triphenylmethane 70 225 -
Aliphatische Ketone Aliphatic ketones
156 Dinonylketon* 70 206 - 156 dinonyl ketone * 70 206 -
157 Distearylketon* 70 238 - 157 distearyl ketone * 70 238 -
158 2-Heptadecanon 70 205 — 158 2-heptadecanone 70 205 -
159 8-Heptadecanon* 70 183 - 159 8-heptadecanone * 70 183 -
160 2-Heptanon* 70 152 - 160 2-heptanone * 70 152 -
161 Methylheptadecylketon* 70 225 - 161 methylheptadecyl ketone * 70 225 -
162 Methylnonylketon* 70 170 AR 162 methyl nonyl ketone * 70 170 AR
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) Der Handelsnahme von Dow Chemical Company für ihr Decabromdiphenyloxid. Feuerhemmungsmittel mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Brom 81—83%; Schmelzpunkt: Minimum 285°C; Zersetzungstemperatur 425 °C (DTA). (1) Dow Chemical Company's trade name for their decabromodiphenyl oxide. Fire retardant with the following properties was used: bromine 81-83%; Melting point: minimum 285 ° C; Decomposition temperature 425 ° C (DTA).
25 25th
649 565 649 565
Tabelle VI (Fortsetzung) Table VI (continued)
LDPE LDPE
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit °C % Liquid ° C
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
163 163
164 164
165 165
166 166
167 167
168 168
169 169
170 170
171 171
172 172
173 173
174 174
175 175
176 176
177 177
178 178
179 179
180 180
181 181
Aliphatische Ketone (Fortsetzung) Aliphatic Ketones (continued)
Methylpentadecylketon* 70 Methyl pentadecyl ketone * 70
Methylundecylketon 70 Methylundecyl ketone 70
2-Nonadecanon 70 2-nonadecanone 70
10-Nonadecanon 70 10-nonadecanone 70
8-Pentadecanon* 70 8-pentadecanone * 70
1-Pentadecanon* 70 1-pentadecanone * 70
2-Tridecanon* 70 6-Tridecanon* 70 6-Undecanon* 70 2-tridecanone * 70 6-tridecanone * 70 6-undecanone * 70
Aromatische Ketone Aromatic ketones
Acetophenon* 70 Acetophenone * 70
Benzophenon 70 Benzophenone 70
Verschiedene Ketone Different ketones
9-Xynthon* 70 9-Xynthon * 70
Phosphorhaltige Verbindungen Compounds containing phosphorus
Trixylenylphosphat* 70 Trixylenyl phosphate * 70
Verschiedene Various
N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin* 70 N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine * 70
«Badeölduft# 5864K» 70 «EC-53 Styrolisiertes Nonylphenyl» (1)* 70 "Bath oil fragrance # 5864K" 70 "EC-53 styrenated nonylphenyl" (1) * 70
Mineralöl 50 Mineral oil 50
«Maiglöckchen-Hyazinthen» 70 "Lily of the Valley Hyacinths" 70
«Phosclere P315C»* 70 "Phosclere P315C" * 70
210 205 214 194 178 262 168 205 188 210 205 214 194 178 262 168 205 188
190 245 190 245
220 220
304 304
210 183 210 183
191 200 178 200 191 200 178 200
AR AR
PF PF PF PF
PE PE
FR FR
FG AO L FG AO L
FG FG
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) Handelsmarke von Akzo Chemie Nv. für ihr styrolisiertes gehindertes Phenol. (1) Trademark of Akzo Chemie Nv. for their styrenized hindered phenol.
Tabelle VI (Fortsetzung) LDPE Table VI (continued) LDPE
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
Verschiedene (Fortsetzung) Various (continued)
182 182
«Phosclere P576» (1)* "Phosclere P576" (1) *
70 70
210 210
AO AO
183 183
Chinalidin Quinalidine
70 70
173 173
- -
184 184
Chinolin* Quinoline *
70 70
230 230
- -
185 185
«Terpineol Nr. 1» "Terpineol No. 1"
70 70
194 194
M, PF M, PF
186 186
«Firemaster BP-6» "Firemaster BP-6"
75 75
200 200
FR FR
187 187
Benzylalkohol/1 -Heptadecanol (50/50)* Benzyl alcohol / 1-heptadecanol (50/50) *
70 70
204 204
- -
188 188
Benzylalkohol/1 -Heptacecanol (75/25)* Benzyl alcohol / 1-heptacecanol (75/25) *
70 70
194 194
- -
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. (1) Styrolisiertes gehindertes Phenol von Akzo Chemie Nv. * The liquid was extracted from the solid. (1) Styrenated hindered phenol from Akzo Chemie Nv.
Die Mikrophotographien der porösen Polymere der Beispiele 38 und 122 sind in den Fig. 28 bzw. 29 illustriert. Die Mikrophotographien bei 2000-facher Vergrösserung zeigen die zellulare Struktur mit einer signifikanten Menge von «Blattwerk», die gleichförmig in den Proben vorhanden ist. The photomicrographs of the porous polymers of Examples 38 and 122 are illustrated in Figures 28 and 29, respectively. The microphotographs at a magnification of 2,000 show the cellular structure with a significant amount of "foliage", which is uniformly present in the samples.
Beispiele 189 bis 193 Die Beispiele 190 bis 194 in Tabelle VII erläutern die Entstehung der homogenen, porösen Polymerzwischenprodukte, indem die Lösung in eine Glasschale gegossen wird, Examples 189 to 193 Examples 190 to 194 in Table VII illustrate the formation of the homogeneous, porous polymer intermediates by pouring the solution into a glass dish.
um zylindrische Blöcke mit einem Radius von ungefähr 60 4,45 cm und einer Tiefe von 0,64 cm zu bilden. Diese wurden, ausser dort, wo etwas angegeben ist, aus dem «Noryl»-Polymer und der für nützlich befundenen verträglichen Flüssigkeiten hergestellt, wobei Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurden. In den angegebenen Beispielen wurde die 65 mikroporöse Struktur in der gleichen Weise erhalten. to form cylindrical blocks with a radius of approximately 60 4.45 cm and a depth of 0.64 cm. Except where noted, these were made from the "Noryl" polymer and the compatible fluids found useful, using standard manufacturing methods. In the examples given, the 65 microporous structure was obtained in the same way.
Die Einzelheiten der Herstellung und die Art def niedergeschriebenen funktionell nützlichen Flüssigkeit sind in Tabelle VII zusammengefasst: The details of the preparation and the type of functionally useful liquid recorded are summarized in Table VII:
649 565 649 565
26 26
Tabelle VII Table VII
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit ~C % Liquid ~ C
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
189 189
190 190
191 191
192 192
193 193
Aromatisches Amin Aromatic amine
Diphenylamin 75 Diphenylamine 75
Diester Diester
Dibutylphthalat 75 Dibutyl phthalate 75
Halogenierte Kohlenwasserstoffe Hexabrombiphenyl (2) 70 Halogenated hydrocarbons hexabromobiphenyl (2) 70
Verschiedene Various
N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin* 75 N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine * 75
N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin 90 N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine 90
195 195
210 210
315 315
250 300 250 300
PR, AO L PR, AO L
FR FR
(1) das «Noryl»-Polymer von General Electric Company, eine Mischung aus Polyphenylenoxid-Kondensationspolymer mit Polystyrol mit den folgenden Eigenschaften, wurde verwendet: Spezifisches Gewicht (bei 23 °C): 1,06 g/cm3; Zugfestigkeit (bei 23 °C) 9.600 67,2.106Pa: Verlängerung beim Bruch (bei 23 °C) 60%; Zugmodul (bei 23 °C): 2345.106Pa; nad Rockwell-Härte: R119. (1) General Electric Company's "Noryl" polymer, a blend of polyphenylene oxide condensation polymer with polystyrene, having the following properties was used: specific gravity (at 23 ° C): 1.06 g / cm3; Tensile strength (at 23 ° C) 9,600 67.2,106Pa: elongation at break (at 23 ° C) 60%; Tensile modulus (at 23 ° C): 2345.106Pa; nad Rockwell hardness: R119.
(2) Die mit Hexabrombiphenyl und N,N-bis(2-Hydroxymethyl)talgamin gebildeten «Noryl» mikroporösen Polymere wurden in Tiefen von 1,27 cm gegossen. (2) The "Noryl" microporous polymers formed with hexabromobiphenyl and N, N-bis (2-hydroxymethyl) tallow amine were cast to a depth of 1.27 cm.
Eine Mikrophotographie des mikroporösen Polymers von Beispiel 192 ist in Fig. 25 illustriert. Die Mikrophotographie bei 2500-facher Vergrösserung zeigt die mikrozellulare Struktur mit sphärischen Harzabscheidungen auf den Wänden der Zellen. A microphotograph of the microporous polymer of Example 192 is illustrated in FIG. 25. The photomicrograph at a magnification of 2500 shows the microcellular structure with spherical resin deposits on the walls of the cells.
Beispiele 194-236 Die Beispiele 194 bis 236 in Tabelle VIII erläutern die Bildung der homogenen porösen Polymer-Zwischenprodukte in Form von zylindrischen Blöcken mit einem Radius von etwa 3,17 cm und einer Tiefe von etwa 1,27 cm aus Polypropylen («PP») und den für nützlich gehaltenen verträglichen 25 Flüssigkeiten, wobei Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurden. Zusätzlich wurden in den angegebenen Beispielen Blöcke von etwa 15,24 cm in der Tiefe und/oder dünne Filme hergestellt. Wie angegeben, wurde ebenfalls das mikroporöse Polymer hergestellt. Examples 194-236 Examples 194 to 236 in Table VIII illustrate the formation of the homogeneous porous polymer intermediates in the form of cylindrical blocks with a radius of approximately 3.17 cm and a depth of approximately 1.27 cm from polypropylene (“PP” ) and the acceptable compatible liquids, using standard manufacturing methods. In addition, blocks of about 15.24 cm in depth and / or thin films were made in the examples given. As indicated, the microporous polymer was also made.
Die Einhelheiten der Herstellung und die Art der angegebenen funktionell nützlichen Flüssigkeiten sind in Tabelle VIII zusammengestellt: The units of manufacture and the type of functionally useful liquids indicated are summarized in Table VIII:
30 30th
Tabelle VIII PP Table VIII PP
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
°C ° C
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
Ungesättigte Säure Unsaturated acid
194 194
10-Undecensäure* 10-undecenoic acid *
70 70
260 260
M M
Alkohole Alcohols
195 195
2-Benzylamino-l-propanol 2-benzylamino-l-propanol
70 70
260 260
- -
196 196
«Ionol CP»* "Ionol CP" *
70 70
160 160
AO AO
197 197
3-Phenyl-l-propanol 3-phenyl-l-propanol
75 75
230 230
- -
198 198
Salicylaldehyd Salicylaldehyde
70 70
185 185
PF PF
Amide Amides
199 199
N,N-Diethyl-m-toluamid N, N-diethyl-m-toluamide
75 75
240 240
IR IR
Amine Amines
200 200
Aminodiphenylmethan* Aminodiphenylmethane *
70 70
230 230
- -
201 201
Benzylamin* Benzylamine *
70 70
160 160
- -
202 202
N-Butylanilin N-butylaniline
75 75
200 200
- -
203 203
1,12-Diaminododecan* 1,12-diaminododecane *
70 70
180 180
- -
204 204
1,8-Diaminooctan 1,8-diaminooctane
70 70
180 180
- -
205 205
Dibenzylamin* Dibenzylamine *
75 75
200 200
- -
206 206
N,N-Diethanolhexylamin* N, N-diethanolhexylamine *
75 75
260 260
- -
207 207
N,N-Diethanoloctylamin* N, N-diethanoloctylamine *
75 75
250 250
- -
208 208
N,N-bis-ß-Hydroxyethylcyclohexylamin N, N-bis-ß-hydroxyethylcyclohexylamine
75 75
280 280
- -
209 209
N,N-bis-(2-Hydroxyethyl)hexylamin N, N-bis (2-hydroxyethyl) hexylamine
75 75
260 260
- -
210 210
N,N-bis-(2-Hydroxyethyl)octylamin N, N-bis (2-hydroxyethyl) octylamine
75 75
260 260
- -
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) «Marlex»-Polypropylen von Phillips Petroleum Company imt den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Dichte: 0,908 g/cm3 Schmelzfluss: 9/10 min. (1) "Marlex" polypropylene from Phillips Petroleum Company with the following properties was used: Density: 0.908 g / cm3 Melt flow: 9/10 min.
Schmelzpunkt: 171 °C Melting point: 171 ° C
Bruchfestigkeit bei 35.106Pa = ca. 5 cm/min. Breaking strength at 35.106Pa = approx. 5 cm / min.
Shore-Härte: 73 D Shore hardness: 73 D.
27 27th
649 565 649 565
Tabelle YIII (Fortsetzung) Table YIII (continued)
PP PP
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
Typ der funktionellen Flüssigkeit dünner Film Functional liquid type thin film
211 211
212 212
213 213
214 214
215 215
216 216
217 217
218 218
219 219
220 220
221 221
222 222
223 223
224 224
225 225
226 226
227 227
Ester Esters
Benzylacetat* 75 Benzyl acetate * 75
Bezylbenzoat* 75 Bezyl benzoate * 75
Butylbenzoat 75 Butyl benzoate 75
Dibutylphtathalt 75 Dibutylphthalate 75
Methylbenzoat 70 Methyl benzoate 70
Methylsalicylat* 75 Methyl salicylate * 75
Phenylsalicylat* 70 Phenyl salicylate * 70
Ether Ether
Dibenzylether 75 Dibenzyl ether 75
Diphenylether* 75 Diphenyl ether * 75
Halogenierte Kohlenwasserstoffe Halogenated hydrocarbons
4-Bromdiphenylether* 70 4-bromodiphenyl ether * 70
1,1,2,2-Tetrabromethan* 70 1,1,2,2-tetrabromethane * 70
1,1,2,2-Tetrabromethan* 90 1,1,2,2-tetrabromethane * 90
Ketone Ketones
Benzylaceton 70 Benzylacetone 70
Methylnonylketon 75 Methyl nonyl ketone 75
Verschiedene Various
N,N-bis(2-Hydroxethyl)talgamin* (1) + (2) 75 N, N-bis (2-hydroxethyl) tallow amine * (1) + (2) 75
N,N-bis(2-Hydroxyethyl)kokosamin (2) 75 N, N-bis (2-hydroxyethyl) cocosamine (2) 75
butyliertes Hydroxytoluol 70 butylated hydroxytoluene 70
200 235 190 230 190 215 240 200 235 190 230 190 215 240
210 200 210 200
200 180 180 200 180 180
200 180 200 180
200 180 160 200 180 160
L,P,PF L, P, PF
L,P L, P
L,P L, P
L,P,PF L, P, PF
L,P,PF L, P, PF
P P
PF PF PF PF
FR FR FR FR FR FR
AO AO
ja ja ja Yes Yes Yes
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) ein Block von etwa 15,2 cm in der Tiefe wurde ebenfalls hergestellt. (1) A block about 15.2 cm deep was also made.
(2) ein permanentes inneres antistatisches Mittel mit den folgenden physikalischen Eigenschaften wurde eingesetzt: Siedepunkt 133 Pa: 170°C, Viskosität (bei 32°C): 367 10~3 Pas (2) A permanent internal antistatic agent with the following physical properties was used: Boiling point 133 Pa: 170 ° C, viscosity (at 32 ° C): 367 10 ~ 3 Pas
Tabelle VIII (Fortsetzung) Table VIII (continued)
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- dünner Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function-thinner
Nr. nellen Flüssigkeit Film No nellen liquid film
Verschiedene (Fortsetzung) Various (continued)
228 228
«D.C. 550 Silicon-Flüssigkeit» (1) «D.C. 550 silicone liquid »(1)
50 50
260 260
S,L S, L
229 229
«D.C. 556 Silicon-Flüssigkeit»* «D.C. 556 silicone liquid »*
70 70
190 190
S,L S, L
230 230
«EC-53» "EC-53"
75 75
210 210
- -
231 231
N-hydriertes Rübsamendiethanolamin* N-hydrogenated rapeseed diethanolamine *
75 75
210 210
SF SF
232 232
N-hydriertes Talgdiethanolamin N-hydrogenated tallow diethanolamine
75 75
225 225
SF SF
233 233
«Firemaster BP-6» "Firemaster BP-6"
75 75
200 200
FR FR
234 234
«NBC-Öl «NBC oil
75 75
190 190
235 235
Chinaldin* Quinaldin *
70 70
200 200
236 236
Chinolin* Quinoline *
75 75
220 220
M M
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) Die Handelsmarke von Dow Corning für ihr Phenylmethylpolysiloxan mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Viskosität 115.10 ~3 Pa und brauchbar von —40 °C bis 232 °C in offenen Systemen und bis 316 °C in geschlossenen Systemen. (1) Dow Corning's trademark was used for its phenylmethylpolysiloxane with the following properties: viscosity 115.10 ~ 3 Pa and usable from -40 ° C to 232 ° C in open systems and up to 316 ° C in closed systems.
Die Mikrophotographien des porösen Polymers von Beispiel 225 ist in den Fig. 2 bis 5 illustriert. Die Mikrophotographien der Fig. 2 und 3 bei 55-facher bzw. 550-facher Vergrösserung zeigen die Makrostruktur des mikroporösen Polymers. Die Mikrophotographien der Fig. 4 und 5 bei 2200-facher bzw. 5500-facher Vergrösserung zeigen die mikrozellulare Struktur des Polymers, ebenso wie die verbindenden Poren. The photomicrographs of the porous polymer of Example 225 are illustrated in Figures 2-5. The microphotographs of FIGS. 2 and 3 at a magnification of 55 and 550 times show the macrostructure of the microporous polymer. The microphotographs of FIGS. 4 and 5 at 2200x and 5500x magnification show the microcellular structure of the polymer, as well as the connecting pores.
Beispiele 237 bis 243 Die Beispiele 237 bis 243 in Tabelle IX illustrieren die Entstehung der homogenen, porösen, polymeren Zwischenprodukte in Form von zylindrischen Massen mit einem Ra-65 dius von etwa 3,17 cm und einer Tiefe von etwa 1,27 cm aus Polyvinylchlorid («PVC») und den für dienlich befundenen verträglichen Flüssigkeiten, wobei Standard-Herstellungs-verfahren verwendet wurden. Viele der beispielhaften Zwi- Examples 237 to 243 Examples 237 to 243 in Table IX illustrate the formation of the homogeneous, porous, polymeric intermediate products in the form of cylindrical masses with an Ra-65 dius of approximately 3.17 cm and a depth of approximately 1.27 cm from polyvinyl chloride («PVC») and the compatible liquids found to be useful, using standard manufacturing processes. Many of the exemplary intermediate
649 565 28 649 565 28
schenprodukte wurden zur Bildung der porösen Polymere Die Einzelheiten der Herstellung und die Art der aufge- Products were used to form the porous polymers. The details of the production and the type of
extrahiert, wie dies in der Tabelle angegeben ist. schriebenen funktionell nützlichen Flüssigkeiten sind in Ta belle IX zusammengefasst. extracted as indicated in the table. Functionally useful liquids are summarized in Table IX.
Tabelle IX PVC Table IX PVC
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function
Nr. nellen Flüssigkeit No liquid
Aromatische Alkohole Aromatic alcohols
237 4-Methoxybenzylalkohol* 70 150 PF 237 4-methoxybenzyl alcohol * 70 150 PF
Andere -(OH)-haltige Verbindungen Other - (OH) -containing compounds
238 l-3,-Dichlor-2-propanol* 70 170 - 238 l-3, -Dichlor-2-propanol * 70 170 -
239 Menthol* 70 180 PF 239 menthol * 70 180 PF
240 10-Undecen-l-ol* 70 204-210 240 10-Undecen-l-ol * 70 204-210
Halogenierte Halogenated
241 «Firemaster T33P»* (2) 70 165 FR 241 «Firemaster T33P» * (2) 70 165 FR
242 «Firemaster T13P»* (3) 70 175 FR 242 «Firemaster T13P» * (3) 70 175 FR
Aromatische Kohlenwasserstoffe Aromatic hydrocarbons
243 trans-Stilben* 70 190 — 243 trans-stilbenes * 70 190 -
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) Das eingesetzte Polyvinylchlorid hatte den Dispersionsgrad, welcher von American Hoechst hergestellt wurde, mit einer inhärenten Viskosität von 1,20.10~3 Pa, einer Dichte von 1,40 und einem Schüttgewicht von 0,3244 g/cm3. (1) The polyvinyl chloride used had the degree of dispersion, which was manufactured by American Hoechst, with an inherent viscosity of 1.20.10 ~ 3 Pa, a density of 1.40 and a bulk density of 0.3244 g / cm3.
(2) Schutzmarke von Michigan Chemical Corporation für ihr Feuerhemmungs-Mittel tris(l ,3-Dichlorisopropyl)phosphat mit den folgenden Eigenschaften: (2) Trademark of Michigan Chemical Corporation for its fire retardant tris (1,3-dichloroisopropyl) phosphate with the following properties:
Chlorgehalt, theoretisch: 49,1% Chlorine content, theoretical: 49.1%
Phosphorgehalt, theoretisch: 7,2% Phosphorus content, theoretical: 7.2%
Siedepunkt 532 Pa: 200 °C (zersetzt sich bei 200 °C) Boiling point 532 Pa: 200 ° C (decomposes at 200 ° C)
Brechungsindex: 1,50.9 Viskosität, Brookfield, 23°C): 2120 10~3 Pas Struktur: [(ClCH2)2CHO]3 P-O Refractive index: 1.50.9 viscosity, Brookfield, 23 ° C): 2120 10 ~ 3 Pas structure: [(ClCH2) 2CHO] 3 P-O
(3) Handelsmarke von Chemical Corporation für ihr Feuerhemmungs-Mittel tris-halogeniertes Propylphosphat mit den folgenden Eigenschaften: (3) Trademark of Chemical Corporation for its fire retardant tris-halogenated propyl phosphate with the following properties:
Spezifisches Gewicht (bei 25 °C/25 °C: 1,88 g/cm3 Viskosität (bei 25°C): 1928 10"3 Pas Brechungsindex: 1,540 pH: 6,4 Specific weight (at 25 ° C / 25 ° C: 1.88 g / cm3 viscosity (at 25 ° C): 1928 10 "3 Pas refractive index: 1.540 pH: 6.4
Chlorgehalt: 18,9% Chlorine content: 18.9%
Bromgehalt: 42,5% Bromine content: 42.5%
Phosphorgehalt: 5,5% Phosphorus content: 5.5%
Mikrophotographien des porösen Polymers von Beispiel 242 sind in Fig. 27 erläutert. Die Mikrophotographie bei 2000-facher Vergrösserung zeigt die extrem kleine Zellengrösse dieses mikroporösen Polymers im Gegensatz zur beispielhaften Zellenstruktur der Fig. 7,13,18, 20 und 24, worin die Ausmasse der Zelle grösser sind und bei einer vergleichbaren Vergrösserung leichter beobachtbar sind. Die Mikrophotographie zeigt ebenfalls das Vorliegen einer grossen Menge von Harz, welche die Grund-Zellenstruktur verdeckt. Photomicrographs of the porous polymer of Example 242 are illustrated in Figure 27. The microphotograph at a magnification of 2,000 shows the extremely small cell size of this microporous polymer in contrast to the exemplary cell structure of FIGS. 7, 13, 18, 20 and 24, in which the dimensions of the cell are larger and are easier to observe at a comparable magnification. The photomicrograph also shows the presence of a large amount of resin covering the basic cell structure.
Beispiele 244 bis 255 Die Beispiele 244 bis 255 in Tabelle X illustrieren die Bildung von homogenen, porösen polymeren Zwischenprodukten in der Form von zylindrischen Blöcken mit einem Radius 45 von etwa 3,2 cm und einer Höhe von etwa 5,1 cm aus Me-thylpenten-Polymer («MPP») und den für nützlich gehaltenen verträglichen Flüssigkeiten, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde. Viele der beispielsweisen Zwischenprodukte wurden zur Bildung der porösen so Polymere extrahiert, wie dies in der Tabelle angegeben ist. Die Einzelheiten der Herstellung und die Art der vermerkten funktionell dienlichen Flüssigkeit sind in der Tabelle X zusammengefasst: Examples 244 to 255 Examples 244 to 255 in Table X illustrate the formation of homogeneous, porous polymeric intermediates in the form of cylindrical blocks with a radius 45 of approximately 3.2 cm and a height of approximately 5.1 cm from methylpentene -Polymer («MPP») and the compatible liquids deemed useful, using the standard manufacturing process. Many of the exemplary intermediates were extracted to form the porous polymers as shown in the table. The details of the preparation and the nature of the functionally useful liquid noted are summarized in Table X:
Tabelle X MPP Table X MPP
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function
Nr. (1) nellen Flüssigkeit gesättigte aliphatische Säure No. (1) nelles liquid saturated aliphatic acid
244 Ecansäure* 75 230 244 ecanoic acid * 75 230
gesättigte Alkohole saturated alcohols
245 1-Dodecanol* 75 230 245 1-dodecanol * 75 230
29 29
649 565 649 565
Tabelle X (Fortsetzung) Table X (continued)
MPP MPP
Beispiel Nr. (1) Example No. (1)
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
246 246
247 247
248 248
249 249
250 250
251 251
2-Undecanol* 6-Undecanol* 2-undecanol * 6-undecanol *
Amine Amines
Dodecylamin Ester Dodecylamine ester
Butylbenzoat* Dihexylsebacat* Butyl benzoate * dihexyl sebacate *
Ether Ether
Dibenzylether* Dibenzyl ether *
75 75 75 75
75 75
75 70 75 70
70 70
230 230 230 230
230 230
210 220 210 220
230 230
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
(1) Das Methylpenten-Polymer von Mitsui mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Dichte: 0,835 g/cm3 Schmelzpunkt: 235 °C Reissfestigkeit: 230.105 Pa Dehnung beim Bruch: 30% (1) The methyl pentene polymer from Mitsui with the following properties was used: Density: 0.835 g / cm3 Melting point: 235 ° C Tear strength: 230.105 Pa Elongation at break: 30%
Rockwell-Härte: R 85 Rockwell hardness: R 85
Tabelle X (Fortsetzung) MPP Table X (continued) MPP
FA FA
L,P,PF L,P L, P, PF L, P
PF PF
Beispiel Nr. Example No.
Fiüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit °C % Liquid ° C
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
252 252
253 253
254 254
255 255
Kohlenwasserstoffe Hydrocarbons
1-Hexadecen* 1-hexadecene *
Naphthalin* Naphthalene*
Verschiedene «EC-53»* «Phosclere P315»* Various «EC-53» * «Phosclere P315» *
75 70 75 70
75 75 75 75
220 240 220 240
230 250 230 250
MR AO MR AO
* Die Flüssigkeit wurde aus dem Feststoff extrahiert. * The liquid was extracted from the solid.
Eine Mikrophotographie des porösen Polymers von Beispiel 253 ist in Fig. 22 erläutert. Die Mikrophotographie bei 2400-facher Vergrösserung zeigt die extrem abgeplatteten Zellwände, wie dies mit der in Fig. 14 beobachteten Konfiguration vergleichbar ist. A photomicrograph of the porous polymer of Example 253 is illustrated in Figure 22. The photomicrograph at a magnification of 2400 shows the extremely flattened cell walls, as is comparable to the configuration observed in FIG. 14.
Beispiele 256 bis 266 Die Beispiele 256 bis 266 in Tabelle XI illustrieren die Bildung der homogenen, porösen Polymer-Zwischenprodukte in der Form von zylindrischen Blöcken mit einem Radius 45 von etwa 3,2 cm und einer Höhe von etwa 1,3 cm aus Polystyrol («PS») und den für nützlich gehaltenen verträglichen Flüssigkeiten, wobei Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde. Alle beispielsweisen Zwischenprodukte wurden zur Bildung von porösen Polymeren extrahiert, so Die Einzelheiten der Herstellung und der angegebene Typus der funktionell dienlichen Flüssigkeit sind in Tabelle XI zusammengefasst. Examples 256 to 266 Examples 256 to 266 in Table XI illustrate the formation of the homogeneous, porous polymer intermediates in the form of cylindrical blocks with a radius 45 of approximately 3.2 cm and a height of approximately 1.3 cm from polystyrene ( “PS”) and the compatible fluids deemed useful, using standard manufacturing methods. All exemplary intermediates were extracted to form porous polymers. The details of the preparation and the type of the functionally useful liquid are summarized in Table XI.
Tabelle XI Table XI
Beispiel Nr. (1) Example No. (1)
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
°C ° C
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
256 256
«Firemaster T-13P» "Firemaster T-13P"
70 70
250 250
FR FR
257 257
Hexabrombiphenyl Hexabromobiphenyl
70 70
260 260
FR FR
258 258
«Phosclere P315C» "Phosclere P315C"
70 70
270 270
259 259
«Phosclere P576» "Phosclere P576"
70 70
285 285
AO AO
260 260
T ribromneopentylalkohol Tribromo neopentyl alcohol
70 70
210 210
FR FR
261 261
«FR 2249» (2) "FR 2249" (2)
70 70
240 240
FR FR
262 262
«Fyrol CEF» (3) "Fyrol CEF" (3)
70 70
250 250
FR FR
263 263
«Firemaster T33P» (4) "Firemaster T33P" (4)
70 70
210 210
FR FR
264 264
«Fyrol FR 2» (5) "Fyrol FR 2" (5)
70 70
240 240
FR FR
649 565 649 565
30 30th
Tabelle XI (Fortsetzung) Table XI (continued)
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function
Nr. (1) nellen Flüssigkeit No. (1) bright liquid
265 Dichlorbenzol 80 160 MR,FR 265 dichlorobenzene 80 160 MR, FR
266 1-Dodecanol 75 . - - 266 1-dodecanol 75. - -
(1) Das «Lustrex»-Polystyrol von Monsanto Chemical Company mit den folgenden physikalischen Eigenschaften wurde verwendet: (1) Monsanto Chemical Company's «Lustrex» polystyrene with the following physical properties was used:
Zugfestigkeit: 525.10s Pa Dehnung: 2,5% Tensile strength: 525.10s Pa elongation: 2.5%
Elastizitätsmodul (XID): 315.102 Pa Ablenkungstemperatur (unter Beanspruchung): 93,3 °C Modulus of elasticity (XID): 315.102 Pa deflection temperature (under stress): 93.3 ° C
2348.103 Pa Spezifisches Gewicht: 1,05 g/cm3 Rockwell-Härte: M 75 Schmelzfluss: 4,5 g/10 min. 2348.103 Pa Specific weight: 1.05 g / cm3 Rockwell hardness: M 75 Melt flow: 4.5 g / 10 min.
(2) Handelsmarke von Dow Chemical Corporation für ihr Feuerhemm-Mittel mit folgender Zusammensetzung: Tribromneophenylalkohol: 60% (2) Trademark of Dow Chemical Corporation for its fire retardant, which has the following composition: Tribromone neophenyl alcohol: 60%
Voranol CP 3000 Polyol: 40% Voranol CP 3000 polyol: 40%
Hydroxylzahl: 130 Hydroxyl number: 130
Viskosität (25°C): etwa 1600.10~3 Pas Dichte: 1,459 g/cm3 Viscosity (25 ° C): about 1600.10 ~ 3 Pas density: 1.459 g / cm3
(3) Handelsmarke von Stauffer Chemical Company für ihr tris-Chlorethylphosphat, Feuerhemm-Mittel mit den folgenden Eigenschaften: (3) Trademark of Stauffer Chemical Company for their tris-chloroethyl phosphate, fire retardant with the following properties:
Siedepunkt (bei ca. 66,5 Pa): 145 °C Boiling point (at approx. 66.5 Pa): 145 ° C
(bei ca. 100. Pa 102 Zersetzung): 146°C Chlorgehalt: 36,7 Gew.-% (at approx. 100 Pa 102 decomposition): 146 ° C chlorine content: 36.7% by weight
Phosphorgehalt: 10,8 Gew.-% Phosphorus content: 10.8% by weight
Brechungsindex (bei 20 °C): 1,4745 Viskosität (22,8°C): 40 10"3 Pas Refractive index (at 20 ° C): 1.4745 viscosity (22.8 ° C): 40 10 "3 Pas
(4) Handelsmarke von Michigan Chemical Corporation für ihr tris(l,3-Dichlorisopropyl-phosphat Feuerhemm-Mittel mit den folgenden Eigenschaften: (4) Trademark of Michigan Chemical Corporation for their tris (1,3-dichloroisopropyl phosphate fire retardant with the following properties:
Chlorgehalt, theoretisch: 49,1% Chlorine content, theoretical: 49.1%
Phosphorgehalt, theoretisch: 7,2% Phosphorus content, theoretical: 7.2%
Siedepunkt (532 Pa): 200 °C Boiling point (532 Pa): 200 ° C
(zersetzt sich bei 200 °C) (decomposes at 200 ° C)
Brechungsindex: 1,5019 Viskosität (Brookfield, 22,8 °C): 2120 10~3 Pas Struktur: [(ClCH2)2CHO]3 P-0 Refractive index: 1.5019 viscosity (Brookfield, 22.8 ° C): 2120 10 ~ 3 Pas structure: [(ClCH2) 2CHO] 3 P-0
(5) Schutzmarke von Stauffer Chemical Company für ihr tris(Dichlorpropyl)phosphat. Feuerhemmungs-Mittel mit den folgenden Eigenschaften: (5) Stauffer Chemical Company trademark for their tris (dichloropropyl) phosphate. Fire retardant with the following properties:
Schmelzpunkt: etwa 27 °C Brechungsindex nd bei 25°C: 1,5019 Viskosität (Brookfield, 22,8°C): 2120 IO"3 Pa.s Melting point: about 27 ° C refractive index nd at 25 ° C: 1.5019 viscosity (Brookfield, 22.8 ° C): 2120 IO "3 Pa.s
Eine Mikrophotographie des mikroporösen Polymers von Beispiel 260 ist in Fig. 26 illustriert. Obwohl die Zellen im Vergleich zu den in den Fig. 4, 7,13, 18 und 25 klein sind, ist die fundamentale, mikrozellulare Struktur zugegen. A microphotograph of the microporous polymer of Example 260 is illustrated in FIG. 26. Although the cells are small compared to those in Figures 4, 7, 13, 18 and 25, the fundamental microcellular structure is present.
Beispiel 267 Example 267
Dieses Beispiel erläutert die Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus 30% Polystyrol mit hoher Stossfestigkeit (1) und 70% Hexabrombiphenyl, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man die Mischung auf 280 °C erwärmte. Das somit gebildete Polymer-Zwischenprodukt hatte etwa 63,5 mm im Durchmesser und eine Höhe von etwa 12,7 mm. Das Hexabrombiphenyl ist zweckmässig als ein Feuerhemmungs-Mittel und das poröse Zwischenprodukt ist als ein festes Feuerhemmungs-Zusatzmittel dienlich. This example illustrates the formation of a homogeneous, porous intermediate polymer from 30% high impact polystyrene (1) and 70% hexabromobiphenyl using the standard manufacturing process and heating the mixture to 280 ° C. The polymer intermediate thus formed was about 63.5 mm in diameter and about 12.7 mm in height. The hexabromobiphenyl is useful as a fire retardant and the porous intermediate is useful as a solid fire retardant additive.
Beispiel 268 Example 268
Dieses Beispiel illustriert die Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus 25% Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymer (2) und 75% Diphenylamin, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man die Mischung auf 220 °C erwärmte. Das somit gebildete Polymer-Zwischenprodukt war etwa 63,5 mm im This example illustrates the formation of a homogeneous, porous intermediate polymer from 25% acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer (2) and 75% diphenylamine using the standard preparation procedure and heating the mixture to 220 ° C. The polymer intermediate thus formed was about 63.5 mm in
45 Durchmesser und etwa 50,8 mm in der Höhe. Das mikroporöse Polymer wurde durch Extrahieren des Diphenylamins gebildet. Das Diphenylamin ist zweckmässig als Pestizid und Antioxidationsmittel und das poröse polymere Zwischenprodukt besitzt die gleiche Verwendbarkeit. 45 diameters and about 50.8 mm in height. The microporous polymer was formed by extracting the diphenylamine. The diphenylamine is useful as a pesticide and antioxidant and the porous polymeric intermediate has the same utility.
so (1) Das «Bakelit»-Polystyrol von Union Carbide Company für Spritzgiessen mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: see (1) Union Carbide Company's Bakelite polystyrene for injection molding with the following properties was used:
Bruchfestigkeit (Dicke: 3,2 mm): 5000 35 • 106 Pa endgültige Dehnung (Dicke: 3,2 mm: 175 • 103 Pa Breaking strength (thickness: 3.2 mm): 5000 35 • 106 Pa final elongation (thickness: 3.2 mm: 175 • 103 Pa
55 Elastizitätsmodul (Dicke: 3,2 mm: 2760 ■ 10® Pa 55 modulus of elasticity (thickness: 3.2 mm: 2760 ■ 10® Pa
Rockwell-Härte Rockwell hardness
(6,3 mm x 12,7 mm x 127 mm: 90 (6.3 mm x 12.7 mm x 127 mm: 90
natürliches spezifisches Gewicht: 1,04 g/cm3 natural specific weight: 1.04 g / cm3
(2) Kralastic ABS Polymer von Uniroyl mit den folgen-6o den Eigenschaften wurde verwendet: (2) Kralastic ABS polymer from Uniroyl with the following 6o properties was used:
Spezifisches Gewicht: 1,07 g/cm3 Specific weight: 1.07 g / cm3
Zugfestigkeit: 616 • 10s Pa Tensile strength: 616 • 10s Pa
Rockwell-Härte: R 118 Rockwell hardness: R 118
65 Beispiele 269 und 270 65 Examples 269 and 270
Die homogenen, porösen Polymer-Zwischenprodukte entstanden aus 25% chloriertem Polyethylen-Thermoplast, welcher von Dow geliefert wurde, eine Schmelzviskosität The homogeneous, porous polymer intermediates were made from 25% chlorinated polyethylene thermoplastic supplied by Dow, a melt viscosity
31 31
649 565 649 565
von 15 IO-3 Pas und 8% Kristallinität hatte und 36% Chlor enthielt sowie 75% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin (Beispiel 270) bzw. 75% chlorierten Polyethylen-Thermoplasten und 25% 1-Dodecanol (Beispiel 271), wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man auf 220 °C erwärmte. Die porösen Polymer-Zwischenprodukte waren etwa 6,35 cm im Durchmesser und etwa 5,08 cm in der Höhe. of 15 IO-3 Pas and 8% crystallinity and contained 36% chlorine and 75% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine (Example 270) or 75% chlorinated polyethylene thermoplastics and 25% 1-dodecanol (Example 271), using the standard manufacturing process and heating to 220 ° C. The porous polymer intermediates were about 6.35 cm in diameter and about 5.08 cm in height.
Beispiel 271 Example 271
Das homogene, poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde unter Verwendung des Standard-Herstellungsverfahrens gebildet und auf 210 °C erwärmt, sowie aus 25% chloriertem Polyethylen-Elastomer, wie in Beispiel 271 eingesetzt, und 75% Diphenylether hergestellt. Die porösen Polymer-Zwischenprodukte waren etwa 6,35 cm im Durchmesser und etwa 5,08 cm in der Höhe. Der Diphenylether ist dienlich als Parfüm und das Zwischenprodukt kann ebenfalls in Parfümen verwendet werden. The homogeneous, porous intermediate polymer was formed using the standard manufacturing process and heated to 210 ° C, and made from 25% chlorinated polyethylene elastomer as used in Example 271 and 75% diphenyl ether. The porous polymer intermediates were about 6.35 cm in diameter and about 5.08 cm in height. The diphenyl ether is useful as a perfume and the intermediate can also be used in perfumes.
Beispiel 272 bis 275 Die Beispiele 272 bis 275 in der Tabelle XII illustrieren die Bildung von homogenen, porösen Polymer-Zwischenprodukten in der Form von zylindrischen Blöcken mit einem 5 Radius von etwa 31,75 mm und einer Höhe von etwa 12,7 mm aus Styrol-Butadien («SBR»)-Gummi (1) und den für nützlich befundenen verträglichen Flüssigkeiten, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde. Zusätzlich zu den bereits angegebenen zylindrischen Blöcken io wurden auch dünne Filme gebildet. Examples 272 to 275 Examples 272 to 275 in Table XII illustrate the formation of homogeneous, porous polymer intermediates in the form of cylindrical blocks with a 5 radius of about 31.75 mm and a height of about 12.7 mm from styrene -Butadiene («SBR») - rubber (1) and the compatible liquids found useful, using the standard manufacturing process. In addition to the cylindrical blocks 10 already specified, thin films were also formed.
Die Einzelheiten der Herstellung und der Typus der aufgeführten funktionell nützlichen Flüssigkeit sind in der Tabelle XII zusammengestellt. The details of the preparation and the type of the functionally useful liquid listed are summarized in Table XII.
(1) Das Kraton SBR Polymer von Shell Chemical Com-i5 pany mit den folgenden Eigenschaften wurde verwendet: Zugfestigkeit: 3100-4600 psi 217 • 105 Pa-332 • 105 Pa Dehnung beim Bruch: 880-1300 (1) Shell Chemical Com-i5 pany's Kraton SBR polymer with the following properties was used: Tensile strength: 3100-4600 psi 217 • 105 Pa-332 • 105 Pa Elongation at break: 880-1300
Rockwell-Härte: Shore A, 35-70. Rockwell hardness: Shore A, 35-70.
Tabelle XII SBR Table XII SBR
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
Typ der funktio- dünner nellen Flüssigkeit Film Type of functional thin liquid film
272 272
273 273
274 274
275 275
N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine
Decanol* Decanol *
Diphenylamin Diphenylamine
Diphenylether Diphenyl ether
80 70 70 70 80 70 70 70
195 190 195 190
200-210 195 200-210 195
PF PF
PE,AO PF PE, AO PF
ja ja ja ja yes yes yes yes
* Der Feststoff wurde aus der Flüssigkeit extrahiert. * The solid was extracted from the liquid.
Beispiele 276 bis 278 Die Beispiele 277 bis 279 in der Tabelle XIII erläutern die Bildung der homogenen, porösen Polymer-Zwischenprodukte in der Form von zylindrischen Blöcken mit einem Radius von 31,75 mm und einer Höhe von 12,7 mm aus «Surlyn» (1) und den für zweckmässig gehaltenen verträglichen Flüssigkeiten, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde. Zusätzlich zu den angegebenen zylindrischen Blöcken wurden auch Filme hergestellt. Zwei der beispielhaften Zwischenprodukte wurden zur Bildung von porösen Polymeren extrahiert, wie dies in der Tabelle angegeben ist. Examples 276 to 278 Examples 277 to 279 in Table XIII illustrate the formation of the homogeneous, porous polymer intermediates in the form of cylindrical blocks with a radius of 31.75 mm and a height of 12.7 mm from "Surlyn" ( 1) and the compatible liquids considered appropriate, using the standard manufacturing process. In addition to the cylindrical blocks indicated, films were also made. Two of the exemplary intermediates were extracted to form porous polymers, as shown in the table.
35 Die Einzelheiten der Herstellung und die Art der angegebenen funktionell nützlichen Flüssigkeit sind in der Tabelle XIII zusammengestellt: 35 The details of the preparation and the type of the functionally useful liquid indicated are summarized in Table XIII:
(1) «Surlyn» ionomeres Harz 1652, Lieferungsnummer 115478 von E. I. du Pont de Nemour mit den folgenden Ei-40 genschaften wurde eingesetzt: (1) "Surlyn" ionomeric resin 1652, delivery number 115478 from E.I. du Pont de Nemour with the following properties was used:
Dichte: 0,939 g/cm3 Density: 0.939 g / cm3
Schmelzflussindex: 4,4 decigm/min. Melt flow index: 4.4 decigm / min.
Zugfestigkeit: 1995 • 104 Pa Tensile strength: 1995 • 104 Pa
Streckgrenze: 1309 • 104 Pa Yield strength: 1309 • 104 Pa
45 Dehnung: 580% 45 elongation: 580%
Tabelle XIII Surlyn Table XIII Surlyn
Beispiel Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit % Flüssigkeit °C Typ der funktio- dünner Example liquid type and liquid% liquid ° C type of function-thinner
Nr. nellen Flüssigkeit Film No nellen liquid film
276 276
N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine
70 70
190 190
_ _
ja Yes
195 195
277* 277 *
Diphenylether* Diphenyl ether *
70 70
200 200
PF PF
ja Yes
278 278
Dibutylphthalat Dibutyl phthalate
70 70
195 195
L L
ja Yes
* Der Feststoff wurde aus der Flüssigkeit extrahiert. * The solid was extracted from the liquid.
Die Mikrophotographien des porösen Polymers von Beispiel 277 sind in den Fig. 23 und 24 illustriert. Fig. 23 zeigt bei 255-facher Vergrösserung die Makrostruktur des Polymers. Fig. 24 illustriert bei 2550-facher Vergrösserung die mikrozellulare Struktur des Polymers mit leichtem «Laubwerk» und verglichen mit beispielsweise Fig. 25 verhältnismässig dicken Zellwänden. The photomicrographs of the porous polymer of Example 277 are illustrated in Figures 23 and 24. 23 shows the macrostructure of the polymer at a magnification of 255 times. FIG. 24 illustrates the microcellular structure of the polymer with a slight “foliage” at a magnification of 2550 times and, compared to, for example, FIG. 25, relatively thick cell walls.
Beispiel 279 Example 279
Das homogene, poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde aus einer Mischung, welche zu gleichen Anteilen Polyethylen 65 mit hoher Dichte und chloriertes Polyethylen enthielt, und 75% 1-Dodecanol hergestellt, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man auf 200 °C erwärmte. Das poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde in ei- The homogeneous, porous polymer intermediate was made from a mixture containing equal proportions high density polyethylene 65 and chlorinated polyethylene and 75% 1-dodecanol using the standard manufacturing process and heating to 200 ° C. The porous polymer intermediate was
649 565 649 565
32 32
nen Film mit einer Dicke von etwa 0,51 bis 0,64 mm gegossen. Das HDPE und CPE wurden in den vorigen Beispielen verwendet. cast a film with a thickness of about 0.51 to 0.64 mm. The HDPE and CPE were used in the previous examples.
Beispiel 280 Example 280
Das homogene, poröse, polymere Zwischenprodukt wurde aus einer Mischung, welche zu gleichen Anteilen Polyethylen mit hoher Dichte und Polyvinylchlorid enthielt und 75% 1-Dodecanol hergestellt, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man auf 200 °C erwärmte. Das somit gebildete Zwischenprodukt war etwa 5,1 cm in der Höhe und etwa 6,4 cm im Durchmesser. Das HDPE und PVC wurden wie in den vorangegangenen Beispielen eingesetzt. The homogeneous, porous, polymeric intermediate was made from a mixture containing equal proportions high density polyethylene and polyvinyl chloride and 75% 1-dodecanol using the standard manufacturing process and heating to 200 ° C. The intermediate product thus formed was about 5.1 cm in height and about 6.4 cm in diameter. The HDPE and PVC were used as in the previous examples.
Beispiel 281 Example 281
Das homogene, poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde aus einer Terpolymer-Mischung, welche zu gleichen Anteilen Polyethylen mit hoher Dichte, Acrylnitril, Butadien und Sty-rol enthielt, sowie 75% 1-Dodecanol hergestellt, wobei das Standard-Herstellungsverfahren eingesetzt wurde und man auf 200 °C erwärmte. Das somit gebildete Zwischenprodukt war etwa 5,1 cm in der Höhe und etwa 6,4 cm im Durchmesser. Das HDPE und ABS wurden wie in dem vorangegangenen Beispiel eingesetzt. The homogeneous, porous polymer intermediate was made from a terpolymer blend containing equal proportions of high density polyethylene, acrylonitrile, butadiene and styrene, and 75% 1-dodecanol using the standard manufacturing process Heated up to 200 ° C. The intermediate product thus formed was about 5.1 cm in height and about 6.4 cm in diameter. The HDPE and ABS were used as in the previous example.
5 5
Beispiele 282 bis 285 Die Beispiele 282 bis 285 in Tabelle XIV illustrieren die Bildung der homogenen, porösen Polymer-Zwischenprodukte in der Form von zylindrischen Blöcken mit einem Radius io von 31,75 mm und einer Höhe von etwa 50,8 mm aus einer Mischung, welche zu gleichen Anteilen Polyethylen mit niedriger Dichte und chloriertes Polyethylen enthielt und den für nützlich gehaltenen verträglichen Flüssigkeiten, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde. In Bei-15 spiel 283 wurde die oben erwähnte Methode verwendet, hingegen wurde das Zwischenprodukt in einen Film mit einer Dicke von etwa 0,51 bis 0,64 mm gegossen. Das LDPE und CPE wurden in den vorangegangenen Beispielen gebraucht. Die Einzelheiten der Herstellung und die Art der ange-20 führten, funktionell nützlichen Flüssigkeit sind in Tabelle XIV zusammengestellt: Examples 282 to 285 Examples 282 to 285 in Table XIV illustrate the formation of the homogeneous, porous polymer intermediates in the form of cylindrical blocks with a radius io of 31.75 mm and a height of about 50.8 mm from a mixture, which contained equal proportions of low density polyethylene and chlorinated polyethylene and the compatible fluids believed useful, using the standard manufacturing process. In example 283 the above-mentioned method was used, whereas the intermediate product was cast into a film with a thickness of approximately 0.51 to 0.64 mm. The LDPE and CPE were used in the previous examples. The details of the preparation and the type of the functionally useful liquid listed are summarized in Table XIV:
Tabelle XIV Table XIV
Beispiel Nr. Example No.
Flüssigkeitstyp und Flüssigkeit Liquid type and liquid
% Flüssigkeit % Liquid
Typ der funktionellen Flüssigkeit Functional liquid type
282 282
283 283
284 284
285 285
1-Dodecanol 75 1-dodecanol 75
Diphenylether 75 Diphenyl ether 75
Diphenylether 50 Diphenyl ether 50
N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin 75 N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine 75
200 200 200 200 200 200 200 200
PF PF PF PF
Beispiele 286 und 287 Die homogenen, porösen Polymer-Zwischenprodukte wurden aus einer Mischung, welche zu gleichen Anteilen Polyethylen mit niedriger Dichte und Polypropylen enthielt, sowie 75% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin (Beispiel 286) und einer Mischung, welche zu gleichen Anteilen Polyethylen mit niedriger Dichte und Polypropylen enthielt, sowie 50% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin (Beispiel 287) hergestellt, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man im Beispiel 286 auf220 °C und im Beispiel 288 auf 270 °C erwärmte. Beide porösen Polymer-Zwischen-produkte waren etwa 6,4 cm im Durchmesser und etwa 5,1 cm in der Höhe. Das LDPE und PP wurden wie in den obigen Beispielen eingesetzt. Examples 286 and 287 The homogeneous, porous polymer intermediates were prepared from a mixture which contained equal amounts of low-density polyethylene and polypropylene, and 75% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine (Example 286) and a mixture, which contained equal amounts of low density polyethylene and polypropylene, and 50% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine (Example 287), using the standard manufacturing process and using Example 286 at 220 ° C and Example 288 heated to 270 ° C. Both porous polymer intermediates were approximately 6.4 cm in diameter and 5.1 cm in height. The LDPE and PP were used as in the examples above.
Beispiele 290 bis 300 35 Die Beispiele 290 bis 300 illustrieren den zur Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus Polyethylen mit hoher Dichte und N,N-bis(2-Hydroxy-ethyl)talgamin zweckmässigen Polymer/verträgliche Flüssig-keit-Konzentrationsbereich. In jedem Beispiel waren die 40 Zwischenprodukte etwa 5,1 cm in der Höhe und etwa 6,35 cm im Durchmesser. Die HDPE wurden wie in den vorigen Beispielen gebraucht. Examples 290 to 300 35 Examples 290 to 300 illustrate the polymer / compatible liquid concentration range suitable for forming a homogeneous, porous polymer intermediate product from high-density polyethylene and N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine. In each example, the 40 intermediates were approximately 5.1 cm in height and approximately 6.35 cm in diameter. The HDPE were used as in the previous examples.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Eigenschaften sind in der Tabelle XV zusammengestellt: The details of the production and the physical properties are summarized in Table XV:
45 45
Beispiel 288 Example 288
Das homogene, poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde aus 50% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin und 50% einer Polypropylen/Polystyrol-Mischung (25 Teile Polypropylen) hergestellt, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man auf 200 °C erwärmte. Die porösen Polymer-Zwischenprodukte waren etwa 6,35 cm im Durchmesser und etwa 5,1 cm in der Höhe. Das PP und PS wurden in den obigen Beispielen eingesetzt. The homogeneous, porous polymer intermediate was made from 50% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine and 50% of a polypropylene / polystyrene blend (25 parts polypropylene) using the standard manufacturing process and at 200 ° C warmed. The porous polymer intermediates were about 6.35 cm in diameter and about 5.1 cm in height. The PP and PS were used in the examples above.
Tabelle XV Table XV
50 . 50.
Beispiel Nr, Example No.
% Flüssigkeit % Liquid
Bemerkungen Remarks
290 95 275 sehr schwach, keine feste 290 95 275 very weak, no firm
55 Ganzheit; nicht bearbeitbar, 55 wholeness; not editable,
291 90 - sehr fettig; Auslaugung der 291 90 - very greasy; Leaching the
Flüssigkeit; obere Flüssigkeitslimite wurde überschritten, Liquid; upper liquid limit was exceeded,
Beispiel 289 Example 289
6o 292 6o 292
80 80
250 250
fettig greasy
Das homogene, poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde The homogeneous, porous polymer intermediate was
293 293
75 75
220 220
fettig aus 75% 1-Dodecanol und einer Mischung, welche zu glei greasy from 75% 1-dodecanol and a mixture that is too smooth
294 294
70 70
250 250
harter Feststoff chen Anteilen Polypropylen und chloriertes Polyethylen ent hard solids content of polypropylene and chlorinated polyethylene
295 295
65 65
220 220
- -
hielt, hergestellt, wobei das Standard-Herstellungsverfahren held, manufactured using the standard manufacturing process
296 296
60 60
250 250
harter Feststoff verwendet wurde und man auf 200 °C erwärmte. Das poröse hard solid was used and heated to 200 ° C. The porous
65 297 65 297
55 55
220 220
- -
Polymer-Zwischenprodukt war etwa 6,35 cm im Durchmes Polymer intermediate was approximately 6.35 cm in diameter
298 298
50 50
240-260 harter Feststoff ser und etwa 1,27 cm in der Höhe. Das PP und CPE wurden 240-260 hard solid water and about 1.27 cm in height. The PP and CPE were
299 299
40 40
260 260
harter Feststoff wie in den obigen Beispielen gebraucht. hard solid as used in the examples above.
300 300
30 30th
200 200
harter Feststoff hard solid
33 33
649565 649565
Eine Mikrophotographie des porösen Polymers von Beispiel 300 ist in Fig. 19 bei 2000-facher Vergrösserung illustriert. Die Zellen sind bei dieser Vergrösserung nicht klar sichtbar. Fig. 19 kann mit Fig. 17 bei 2475-facher Vergrösserung verglichen werden, worin die Zellengrössen ebenfalls bei einer ähnlichen Polymer-Konzentration von 70% sehr klein sind. A photomicrograph of the porous polymer of Example 300 is illustrated in Fig. 19 at 2000X magnification. At this enlargement, the cells are not clearly visible. FIG. 19 can be compared to FIG. 17 at a magnification of 2475, in which the cell sizes are also very small with a similar polymer concentration of 70%.
Beispiele 301 bis 311 Diese Beispiele illustrieren den zur Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus Polyethylen mit niedriger Dichte und N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talg-amin zweckmässigen Polymer/verträgliche Flüssigkeits-Konzentrationsbereich. In jedem Beispiel war das Zwischenprodukt etwa 1,27 cm in der Höhe und etwa 6,35 cm im Durchmesser. Das LDPE wurde wie in dem obigen Beispiel verwendet. Examples 301 to 311 These examples illustrate the polymer / compatible liquid concentration range useful for forming a homogeneous, porous intermediate polymer from low density polyethylene and N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine. In each example, the intermediate was approximately 1.27 cm in height and approximately 6.35 cm in diameter. The LDPE was used as in the example above.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Eigenschaften sind in der Tabelle XVI angegeben: The details of manufacture and the physical properties are given in Table XVI:
Tabelle XVI Table XVI
Tabelle XVII Table XVII
Beispiel example
% Flüssig % Liquid
°C ° C
Bemerkungen Remarks
Nr. No.
keit speed
301 301
95 95
275 275
sehr fettig; nicht ganz fest; nicht bearbeitbar, very greasy; not quite firm; not editable,
302 302
90 90
240 240
sehr fettig; Auslaugung der Flüssigkeit; obere Flüssigkeitslimite überschritten, very greasy; Leaching of the liquid; upper liquid limit exceeded,
303 303
80 80
260 260
harter Feststoff hard solid
304 304
75 75
210 210
harter Feststoff hard solid
305 305
70 70
210 210
harter Feststoff hard solid
306 306
66 66
200 200
harter Feststoff hard solid
307 307
60 60
280 280
harter Feststoff hard solid
308 308
50 50
280-290 280-290
harter Feststoff hard solid
309 309
40 40
285 285
harter Feststoff hard solid
310 310
30 30th
285 285
harter Feststoff hard solid
311 311
20 20th
280-300 harter Feststoff 280-300 hard solid
Beispiel % Flüssig- °C Nr. keit Example% liquid ° C no
Bemerkungen Remarks
312 312
313 313
314 314
315 315
316 316
90 80 90 80
75 70 60 75 70 60
185 185
sehr fettig; nicht ganz fest; nicht bearbeitbar, very greasy; not quite firm; not editable,
sehr fettig; nahe der oberen Flüssigkeitslimite, aber noch bearbeitbar, very greasy; close to the upper fluid limit, but still workable,
nass; stark 190-200 leicht fettig 200 harter Feststoff wet; strong 190-200 slightly greasy 200 hard solid
185 185
200 200
Beispiele 317 bis 322 Die Beispiele 317 bis 322 erläutern den zur Herstellung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus Polyethylen mit niedriger Dichte und 1-Hexadecen zweckmässigen Polymer/verträgliche Flüssigkeits-Konzentrations-20 bereich. In jedem Beispiel war das Zwischenprodukt etwa 5,1 cm in der Höhe und etwa 6,35 cm im Durchmesser. Das LDPE wurde wie in den vorangegangenen Beispielen eingesetzt. Examples 317 to 322 Examples 317 to 322 illustrate the polymer / compatible liquid concentration range suitable for producing a homogeneous, porous polymer intermediate product from low-density polyethylene and 1-hexadecene. In each example, the intermediate was approximately 5.1 cm in height and approximately 6.35 cm in diameter. The LDPE was used as in the previous examples.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle XVIII angegeben: The details of manufacture and the physical properties are given in Table XVIII:
Tabelle XVIII Table XVIII
25 25th
30 30th
35 35
40 40
Beispiel % Flüssig- °C Example% liquid ° C
Bemerkungen Remarks
Nr. No.
keit speed
317 317
90 90
180 180
gute Festigkeit good strength
318 318
80 80
180 180
geringe Festigkeit, verarbeit low strength, processing
bar bar
319 319
75 75
200 200
geringe Festigkeit, verarbeit low strength, processing
bar bar
320 320
70 70
177 177
— -
321 321
50 50
180 180
gute Festigkeit good strength
Die Mikrophotographien der porösen Polymere von den Beispielen 303, 307 und 310 sind in den Fig. 14-15 (bei 250-facherbzw. 2500-facher Vergrösserung), 16 (bei 2500-facher Vergrösserung) bzw. 17 (bei 2475-facher Vergrösserung) illustriert. Die Figuren zeigen die abnehmende Zellengrösse mit zunehmendem Polymergehalt, und zwar von sehr gross (Fig. 15,20% Polymer) bis sehr klein (Fig. 17, 70% Polymer). Die verhältnismässig abgeplatteten Zellwände von 20% Polymer, Beispiel 303, sind ähnlich wie diejenigen des Methylpenten-Polymers (Fig. 22); sie sind in Fig. 14 zu sehen. Fig. 15 ist eine Vergrösserung, wobei ein Teil einer in Fig. 14 illustrierten Wand gezeigt wird. Die mikrozellulare Struktur des porösen Polymers ist in Fig. 16 zu beobachten. The photomicrographs of the porous polymers of Examples 303, 307 and 310 are in Figures 14-15 (at 250x and 2500x magnification), 16 (at 2500x magnification) and 17 (at 2475x magnification) ) illustrated. The figures show the decreasing cell size with increasing polymer content, from very large (Fig. 15.20% polymer) to very small (Fig. 17, 70% polymer). The relatively flattened cell walls of 20% polymer, Example 303, are similar to those of the methylpentene polymer (Fig. 22); they can be seen in Fig. 14. Fig. 15 is an enlargement showing part of a wall illustrated in Fig. 14. The microcellular structure of the porous polymer can be seen in FIG. 16.
Beispiele 312 bis 316 Die Beispiele 312 bis 316 illustrieren den für die Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus Polyethylen mit niedriger Dichte und Diphenylether zweckmässigen Polymer/verträgliche Flüssigkeits-Konzentrations-bereich. In jedem Beispiel war das Zwischenprodukt etwa 1,27 cm in der Höhe und etwa 6,35 cm im Durchmesser. Das LDPE wurde wie in den obigen Beispielen verwendet. Examples 312 to 316 Examples 312 to 316 illustrate the polymer / compatible liquid concentration range useful for forming a homogeneous, porous intermediate polymer from low density polyethylene and diphenyl ether. In each example, the intermediate was approximately 1.27 cm in height and approximately 6.35 cm in diameter. The LDPE was used as in the examples above.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle XVII zusammengestellt: The details of the preparation and the physical properties are summarized in Table XVII:
Beispiele 322 bis 334 Diese Beispiele erläutern den zur Bildung eines homogenen, porösen, polymeren Zwischenproduktes aus Polypropylen und N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin zweckmässigen Polymer/Flüssigkeits-Konzentrationsbereich. In jedem Beispiel war das Zwischenprodukt etwa 1,27 cm in der Höhe und 6,35 cm im Durchmesser. Zusätzlich wurden, wie angegeben, Filme hergestellt. Das PP wurde wie in den obigen Beispielen verwendet. Examples 322 to 334 These examples illustrate the polymer / liquid concentration range which is suitable for forming a homogeneous, porous, polymeric intermediate product from polypropylene and N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine. In each example, the intermediate was approximately 1.27 cm in height and 6.35 cm in diameter. In addition, films were made as indicated. The PP was used as in the examples above.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Eigenschaften sind in der Tabelle XIX angegeben: The details of manufacture and the physical properties are given in Table XIX:
Tabelle XIX Table XIX
Beispiel example
% Flüssig % Liquid
°C ° C
Bemerkungen dünner Comments thinner
55 Nr. 55 no.
keit speed
Film Movie
322 322
90 90
200 200
ganz nass ja all wet yes
323 323
85 85
200 200
— -
— -
324 324
80 80
200 200
stark ja strong yes
60 325 60 325
75 75
180 180
trocken und hart ja dry and hard yes
326 326
70 70
200 200
- -
ja Yes
327 327
65 65
210 210
- -
328 328
60 60
210 210
— -
ja Yes
329 329
50 50
200 200
— -
ja Yes
65 3 30 65 3 30
40 40
210 210
- -
ja Yes
331 331
36,8 36.8
175 175
weiss-kristallin white-crystalline
332 332
25 25th
180 180
- -
— -
333 333
20 20th
180 180
- -
ja Yes
649565 649565
34 34
Die Mikrophotographien der Beispiele 322, 326, 328, 330 und 333 sind in den Fig. 6 bis 10 bzw. bei 1325-facher, 1550-facher, 16'20-facher, 1450-facher und 1250-facher Vergrösserung illustriert. Das extreme Laubwerk des mikroporösen Polymers von 10% Polymer ist in Fig. 6 gezeigt, wobei ausserdem die mikrozellulare Struktur immer noch erhalten ist. Diese Figuren erläutern die Abnahme der Zellengrösse, The microphotographs of Examples 322, 326, 328, 330 and 333 are illustrated in FIGS. 6 to 10 or at 1325-fold, 1550-fold, 16'20-fold, 1450-fold and 1250-fold magnification. The extreme foliage of the microporous polymer of 10% polymer is shown in Fig. 6, furthermore the microcellular structure is still preserved. These figures explain the decrease in cell size,
wenn die Menge an Polymer vergrössert wird. Die mikrozellulare Struktur ist jedoch ungeachtet der kleinen Zellengrösse in jedem Beispiel zugegen. if the amount of polymer is increased. However, regardless of the small cell size, the microcellular structure is present in every example.
Beispiele 335 bis 337 Diese Beispiele illustrieren den zur Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus Polypropylen und Diphenylether zweckmässigen Polymer/verträgliche Flüssigkeits-Konzentrationsbereich. In jedem Beispiel war das Zwischenprodukt etwa 1,27 cm in der Höhe und etwa 6,35 cm im Durchmesser. Zusätzlich wurden, wie angegeben, ebenfalls dünne Filme hergestellt. Das PP wurde in den obigen Beispielen verwendet. Examples 335 to 337 These examples illustrate the polymer / compatible liquid concentration range useful for forming a homogeneous, porous intermediate polymer product from polypropylene and diphenyl ether. In each example, the intermediate was approximately 1.27 cm in height and approximately 6.35 cm in diameter. In addition, as indicated, thin films were also made. The PP was used in the examples above.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Eigenschaften sind in der Tabelle XX angegeben: The details of the manufacture and the physical properties are given in Table XX:
Tabelle XX Table XX
Beispiel Nr. % Flüssigkeit Example No.% liquid
Dünner Film Thin film
335 335
336 336
337 337
90 80 70 90 80 70
200 200 200 200 200 200
ja ja ja Yes Yes Yes
Tabelle XXI Table XXI
Beispiel Nr. Example No.
% Flüssigkeit % Liquid
Bemerkungen Remarks
338 90 200 schwach, unterhalb der oberen Flüssigkeitsgrenze ja 338 90 200 weak, below the upper fluid limit yes
Beispiel % Flüssig-Nr. keit Example% liquid no. speed
°C ° C
Bemerkungen dünner Film s 343 50 nicht gummiartig festgestellt Remarks thin film s 343 50 not found to be rubbery
344 40 nicht gummiartig festgestellt 344 40 not found to be rubbery
345 30 nicht gummiartig festgestellt 345 30 not found to be rubbery
346 20 nicht festgestellt 346 20 not found
10 10th
gummiartig ja ja ja ja rubbery yes yes yes yes
Die Mikrophotographien des porösen Polymers der Beispiele 335, 336 und 337 sind in den Fig. 11 (2000-fache Vergrösserung) 12 (2059-fache Vergrösserung) und 13 (1950-fa-che Vergrösserung) illustriert. Die Figuren zeigen eindrücklich, dass, wenn die Konzentration an Polymer zunimmt, die Porengrösse kleiner wird. Fig. 11 illustriert die glatten Zellwände, während die Fig. 12 und 13 die Zellen und die untereinander verbindenden Poren zeigen. In jeder der Figuren ist die mikrozellulare Struktur zugegen. The photomicrographs of the porous polymer of Examples 335, 336 and 337 are illustrated in Figures 11 (2000X magnification) 12 (2059X magnification) and 13 (1950X magnification). The figures impressively show that as the concentration of polymer increases, the pore size becomes smaller. Figure 11 illustrates the smooth cell walls, while Figures 12 and 13 show the cells and interconnecting pores. The microcellular structure is present in each of the figures.
Beispiele 338 bis 346 Diese Beispiele illustrieren den zur Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus Styrol/ Butadien-Gummi und N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin zweckmässigen Polymer/verträgliche Flüssigkeits-Konzen-trationsbereich. In jedem Beispiel war das Zwischenprodukt etwa 1,27 cm in der Höhe und 6,35 cm im Durchmesser. Zusätzlich wurden wie angegeben dünne Filme hergestellt. Das SBR wurde wie in den vorangegangenen Beispielen verwendet. Examples 338 to 346 These examples illustrate the polymer / compatible liquid concentration range suitable for forming a homogeneous, porous polymer intermediate product from styrene / butadiene rubber and N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine. In each example, the intermediate was approximately 1.27 cm in height and 6.35 cm in diameter. In addition, thin films were made as indicated. The SBR was used as in the previous examples.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Eigenschaften sind in der Tabelle XXI angegeben: The details of the manufacture and the physical properties are given in Table XXI:
Die Mikrophotographien des mikroporösen Polymers aus Styrol/Butadien-Gummi der Beispiele 339 und 340 sind 20 in den Fig. 20 (2550-fache Vergrösserung) und 21 (2575-fa-che Vergrösserung), illustriert. Die Fig. zeigen die mikrozellulare Struktur des mikroporösen Polymers. Fig. 21 zeigt ebenfalls das Vorliegen von sphärischen Polymer-Abschei-dungen auf den Zellwänden. The microphotographs of the microporous styrene / butadiene rubber polymer of Examples 339 and 340 are illustrated in Figures 20 (2550 magnifications) and 21 (2575 magnifications). The figures show the microcellular structure of the microporous polymer. 21 also shows the presence of spherical polymer deposits on the cell walls.
25 25th
Beispiele 347 bis 352 Die Beispiele 347 bis 352 veranschaulichen den zur Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus Styrol/Butadien-Gummi und Decanol zweckmässi-30 gen Polymer/verträgliche Flüssigkeits-Konzentrationsbe-reich. In jedem Beispiel war das Zwischenprodukt etwa 1,27 cm in der Höhe und 6,35 cm im Durchmesser. Zusätzlich wurden wie angegeben dünne Filme hergestellt. Das SBR wurde in den vorangegangenen Beispielen eingesetzt. 35 Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Kennzeichen sind in der Tabelle XXII angegeben: Examples 347 to 352 Examples 347 to 352 illustrate the range of polymer / compatible liquid concentration which is expedient for the formation of a homogeneous, porous polymer intermediate product from styrene / butadiene rubber and decanol. In each example, the intermediate was approximately 1.27 cm in height and 6.35 cm in diameter. In addition, thin films were made as indicated. The SBR was used in the previous examples. 35 The details of manufacture and the physical characteristics are given in Table XXII:
Tabelle XXII Table XXII
Beispiel % Flüssig-Nr. keit Example% liquid no. speed
Bemerkungen dünner Film Remarks thin film
347 347
45 45
348 348
349 so 350 349 to 350
351 351
352 352
90 90
80 70 60 50 40 80 70 60 50 40
keine unterhalb der obe- -Angabe ren Flüssigkeitsgrenze; nicht bearbeitbar gummiartig ja gummiartig ja gummiartig ja gummiartig ja gummiartig ja none below the above liquid limit; not editable rubbery yes rubbery yes rubbery yes rubbery yes rubbery yes
190 190
190 190
190 190
190 190
keine no
Angabe specification
55 55
Beispiele 353 bis 356 Die Beispiele 353 bis 356 beziehen sich auf Styrol/Butadien-Gummi und Diphenylamin (siehe Tabelle XXII). Examples 353 to 356 Examples 353 to 356 relate to styrene / butadiene rubber and diphenylamine (see Table XXII).
dünner Film thin film
60 60
Tabelle XXIII Table XXIII
Beispiel Nr. % Flüssigkeit Example No.% liquid
Bemerkungen Remarks
339 339
80 80
195 195
gummiartig ja es 353 rubbery yes it 353
80 80
keine Angabe no information
340 340
75 75
195 195
gummiartig ja rubbery yes
354 354
70 70
200-210 200-210
341 341
70 70
195 195
gummiartig ja rubbery yes
355 355
60 60
215 215
342 342
60 60
200 200
gummiartig ja rubbery yes
356 356
50 50
200-210 200-210
Beispiele 357 bis 361 Die Beispiele 357 bis 361 veranschaulichen den zur Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus einem «Surlyn»-Harz (wie in den vorangegangenen Beispielen verwendet) und N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talg-amin dienlichen Polymer/verträgliche Flüssigkeits-Konzen-trationsbereich. In jedem Beispiel war das Zwischenprodukt etwa 1,27 cm in der Höhe und 6,35 cm im Durchmesser. Zusätzlich wurden, wie angegeben, dünne Filme hergestellt. Examples 357 to 361 Examples 357 to 361 illustrate that useful for forming a homogeneous, porous polymer intermediate from a "Surlyn" resin (as used in the previous examples) and N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine Polymer / compatible liquid concentration range. In each example, the intermediate was approximately 1.27 cm in height and 6.35 cm in diameter. In addition, thin films were made as indicated.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Kennzeichen sind in der Tabelle XXIV zusammengestellt: The details of manufacture and the physical characteristics are summarized in Table XXIV:
Tabelle XXIV Table XXIV
Beispiel Nr. % Flüssigkeit °C Dünne Filme Example No.% liquid ° C Thin films
357 70 190-195 ja 357 70 190-195 yes
358 60 190 ja 358 60 190 yes
359 50 keine Angabe ja 359 50 no answer yes
360 40 keine Angabe ja 360 40 no answer yes
361 30 keine Angabe ja 361 30 no answer yes
Beispiele 363 bis 370 Diese Beispiele veranschaulichen den zur Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenproduktes aus einem «Surlyn»-Harz (wie in den vorangegangenen Beispielen eingesetzt) und Diphenylether zweckmässigen Polymer/ verträgliche Flüssigkeits-Konzentrationsbereich. In jedem Beispiel betrug die Höhe des Zwischenproduktes etwa 1,27 cm und der Durchmesser etwa 6,35 cm. Zusätzlich wurden, wie angegeben, dünne Filme hergestellt. Examples 363 to 370 These examples illustrate the polymer / compatible liquid concentration range suitable for forming a homogeneous, porous intermediate polymer from a "Surlyn" resin (as used in the previous examples) and diphenyl ether. In each example, the height of the intermediate was approximately 1.27 cm and the diameter was approximately 6.35 cm. In addition, thin films were made as indicated.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Kennzeichen sind in der Tabelle XXV zusammengestellt: The details of manufacture and the physical characteristics are summarized in Table XXV:
Tabelle XXV Table XXV
Beispiel Nr. % Flüssigkeit °C Dünne Filme Example No.% liquid ° C Thin films
362 90 207 ja 362 90 207 yes
363 80 190 ja 363 80 190 yes
364 70 200 ja 364 70 200 yes
365 60 185 ja 365 60 185 yes
366 50 keine Angabe ja 366 50 no answer yes
367 40 keine Angabe - 367 40 not specified -
368 30 keine Angabe - 368 30 not specified -
369 20 keine Angabe - 369 20 not specified -
370 10 keine Angabe - 370 10 not specified -
Beispiele 371 bis 379 Die Beispiele 371 bis 379 veranschaulichen den für die Bildung eines homogenen, porösen Polymer-Zwischenpro-duktes aus einem «Surlyn»-Harz (wie in den vorangegangenen Beispielen verwendet) und Dibutylphthalat zweckmässigen Polymer/verträgliche Flüssigkeits-Konzentrationsbe-reich. In jedem Beispiel betrug die Höhe des Zwischenproduktes etwa 1,27 cm und der Durchmesser etwa 6,35 cm. Examples 371 to 379 Examples 371 to 379 illustrate the polymer / compatible liquid concentration range suitable for forming a homogeneous, porous polymer intermediate from a "Surlyn" resin (as used in the previous examples) and dibutyl phthalate. In each example, the height of the intermediate was approximately 1.27 cm and the diameter was approximately 6.35 cm.
Die Einzelheiten der Herstellung und die physikalischen Charakteristika sind den der Tabelle XXVI zusammengestellt: The details of the production and the physical characteristics are summarized in Table XXVI:
35 649 565 35 649 565
Tabelle XXVI Table XXVI
Beispiel Nr. % Flüssigkeit °C Bemerkungen s 371 90 220 Example No.% liquid ° C Remarks s 371 90 220
372 80 208 372 80 208
373 70 195 373 70 195
374 60 200 374 60 200
375 50 200 375 50 200
io 376 40 keine Angabe - io 376 40 not specified -
377 30 keine Angabe - 377 30 not specified -
378 20 keine Angabe - 378 20 not specified -
379 10 keine Angabe - 379 10 not specified -
15 Vergleichs-Beispiele nach dem Stand der Technik 1-5 Beispiele 1 bis 5 Die Beispiele 1 bis 5 sind Wiedergaben von verschiedenen Zusammensetzungen nach dem Stand der Technik, bei denen der Unterschied in der physikalischen Struktur im Ge-20 gensatz zur erfindungsgemässen Struktur gezeigt werden soll. 15 Comparative Examples According to the Prior Art 1-5 Examples 1 to 5 Examples 1 to 5 are reproductions of various compositions according to the prior art, in which the difference in the physical structure is shown in contrast to the structure according to the invention should.
Vergleichs-Beispiel 1 Ein poröses Polymer wurde in Übereinstimmung mit 25 dem Verfahren von Beispiel 1 des US-Patentes Nr. 3 378 507 hergestellt, welches so modifiziert wurde, dass man ein Produkt mit einiger physikalischer Integrität erhielt und eine Seife als wasserlösliche anionische Detergentien statt Natrium bis(2-Ethylhexyl)sulfosuccinat verwendete. 30 In einem «Brabender-Plasti-Corder» intern geheiztem Mischer wurden 33,5 Gewichtsteile Polyethylen von Exxon Chemical Corporation Typus LD 606 und 662/3 Teile elfenbeinweise Seifenflocken bei einer Maschinentemperatur von etwa 177 °C gemischt, bis eine homogene Mischung erhalten 35 wurde. Das Material wurde dann mit einer Form vom Typ Gummi mit einem Hohlraum von 6,35 cm x 12,7 cm und einer Höhe von 0,51 mm bei einer Temperatur von etwa 177 °C und einem Druck von 2520 kg/cm2 kompressionsge-formt. Die resultierende Probe wurde dann während etwa 3 40 Tagen kontinuierlich in einem langsam fliessenden Strom von Leitungswasser gewaschen und dann anschliessend durch Eintauchen in 8 Bäder von destilliertem Wasser während je ungefähr 1 Stunde gewaschen. Die resultierende Probe enthielt immer noch etwas Seife und zeigte geringe Bear-45 beitungseigenschaften. Comparative Example 1 A porous polymer was prepared in accordance with the procedure of Example 1 of U.S. Patent No. 3,378,507, which was modified to provide a product with some physical integrity and soap instead of water-soluble anionic detergents Sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate used. 30 In a "Brabender Plasti-Corder" internally heated mixer, 33.5 parts by weight of polyethylene from Exxon Chemical Corporation type LD 606 and 662/3 parts of ivory soap flakes were mixed at a machine temperature of about 177 ° C. until a homogeneous mixture was obtained . The material was then compression molded with a rubber type with a cavity of 6.35 cm x 12.7 cm and a height of 0.51 mm at a temperature of about 177 ° C and a pressure of 2520 kg / cm2 . The resulting sample was then continuously washed in a slow flowing stream of tap water for about 3 to 40 days and then washed by immersing in 8 baths of distilled water for about 1 hour each. The resulting sample still contained some soap and showed poor processing properties.
Die Fig. 47 und 48 sind Mikrophotographien des Produktes aus Vergleichs-Beispiel 1 bei 195- bzw. 2000-facher Vergrösserung. Es ist ersichtlich, dass das Produkt eine verhältnismässig nicht-gleichförmige polymere Struktur ist, so welche weder deutliche zellulare Hohlräume noch verbindende Poren besitzt. 47 and 48 are microphotographs of the product from comparative example 1 at a magnification of 195 and 2000 times, respectively. It can be seen that the product is a relatively non-uniform polymeric structure, which has neither clear cellular voids nor connecting pores.
Vergleichs-Beispiel 2 Ein poröses Polymer wurde in Übereinstimmung mit 55 dem Verfahren von Beispiel 2, Probe D des US-Patents Nr. 3 378 507 hergestellt, wobei dieses so modifiziert wurde, um eine Probe mit einiger Bearbeitungsfestigkeit zu erhalten. Comparative Example 2 A porous polymer was made in accordance with 55 the procedure of Example 2, Sample D of U.S. Patent No. 3,378,507, which was modified to provide a sample with some working strength.
In einem intern geheizten, «Brabender-Plasti-Corder»-Mischer wurden 75 Teile elfenbeinweisse Seifenflocken und 60 25 Teile Polyethylen von Exxon Chemical Corporation des Typus LD 606 bei einer Maschinentemperatur von etwa 177 °C und einer Probentemperatur von ungefähr 166 °C vermischt, bis eine homogene Mischung gebildet war. Das Material wurde dann in einer ein Unze Watson-Stillman-65 Spritzgussmaschine mit einem Matrizendurchmesser von 5,1 cm und einer Tiefe von 0,51 mm spritzgegossen. Die resultierende Probe wurde dann kontinuierlich während etwa 3 Tagen in einem langsam fliessenden Strom von Leitungs In an internally heated “Brabender Plasti-Corder” mixer, 75 parts of ivory-white soap flakes and 60 25 parts of Exxon Chemical Corporation's type LD 606 polyethylene were mixed at a machine temperature of about 177 ° C. and a sample temperature of about 166 ° C., until a homogeneous mixture was formed. The material was then injection molded in an one ounce Watson-Stillman 65 injection molding machine with a die diameter of 5.1 cm and a depth of 0.51 mm. The resulting sample was then run continuously for about 3 days in a slow flowing stream of tubing
649 565 649 565
36 36
wasser gewaschen und dann anschliessend durch Eintauchen in 8 Bäder von destilliertem Wasser während je etwa einer Stunde gewaschen. Die resultierende Probe gibt immer noch etwas Seife zurück. washed water and then washed by immersing in 8 baths of distilled water for about an hour each. The resulting sample still returns some soap.
Die Fig. 46 und 46 sind Mikrophotographien des Produktes von Vergleichs-Beispiel 2 bei 240- bzw. 2400-facher Vergrösserung. Das Produkt dieses Beispiels besitzt nicht die typische, erfindungsgemässe zellulare Struktur, wie dies aus den Mikrophotographien ersichtlich ist. 46 and 46 are microphotographs of the product of Comparative Example 2 at a magnification of 240 and 2400 times, respectively. The product of this example does not have the typical cellular structure according to the invention, as can be seen from the microphotographs.
Vergleichs-Beispiel 3 In Übereinstimmung mit dem Verfahren von Beispiel 3, Probe A des US-Patentes Nr. 3 378 507 wurde ein poröses Polymer hergestellt. Comparative Example 3 A porous polymer was made in accordance with the procedure of Example 3, Sample A of U.S. Patent No. 3,378,507.
In einem intern geheizten «Brabender-Plasti-Corder»-Mischer wurden 25 Teile Polypropylen von Novamont Corporation, Typus F300 8N19 und 75 Teile Elfenbein-Seifen-flocken bei einer Maschinentemperatur von etwa 166 °C vermischt, bis eine homogene Mischung gebildet war. Das Material wurde dann mit einer Form vom Typus Gummi kom-pressionsgeformt. Bei der resultierenden Probe wurde gefunden, dass sie eine sehr geringe Stärke aufweist. Ein Teil der resultierenden Probe wurde kontinuierlich während etwa 3 Tagen in einem langsam fliessenden Strom von Leitungswasser gewaschen und dann anschliessend durch Eintauchen in 8 Bäder von destilliertem Wasser während je ungefähr einer Stunde gewaschen. Das gewaschene Produkt zeigte extrem geringe Behandlungskennzeichen. In an internally heated “Brabender Plasti-Corder” mixer, 25 parts of Novamont Corporation's type F300 8N19 polypropylene and 75 parts of ivory soap flakes were mixed at a machine temperature of about 166 ° C. until a homogeneous mixture was formed. The material was then compression molded with a rubber type mold. The resulting sample was found to be of very low strength. A portion of the resulting sample was continuously washed in a slow flowing stream of tap water for about 3 days and then washed by immersing in 8 baths of distilled water for approximately one hour each. The washed product showed extremely low treatment characteristics.
Die Fig. 51 und 52 sind Mikrophotographien des Produktes von Vergleichs-Beispiel 3 bei 206- bzw. 2000-facher Vergrösserung. Die Mikrophotographien zeigen, dass das Produkt keine erfindungsgemässe, zellulare Struktur aufweist. FIGS. 51 and 52 are photomicrographs of the product from comparative example 3 at a magnification of 206 and 2000 times, respectively. The microphotographs show that the product has no cellular structure according to the invention.
Vergleichs-Beispiel 4 Das Verfahren von Beispiel 3, Probe A des US-Patentes Nr. 3 378 507 wurde modifiziert, um ein Produkt mit einer verbesserten Behandlungsfestigkeit zu erzeugen. Comparative Example 4 The procedure of Example 3, Sample A of U.S. Patent No. 3,378,507 was modified to produce a product with improved treatment strength.
Auf einer offenen, Zweirollen-Gummimühle, hergestellt von Bölling Company, wurden 25 Teile Polypropylen von Novamont Corporation, Typus F300 8N19 und 75 Teile el-fenbeinweisse Seifenflocken während ungefähr 10 Minuten bei einer Temperatur von ungefähr 177 °C vermischt, bis eine homogene Mischung entstand. Das Material wurde dann mit einer ein Unze Watson-Stillman-Spritzgussmaschi-ne mit einem Matrizendurchmesser von etwa 5,1 cm und einer Höhe von etwa 0,51 mm spritzgegossen. Die resultierende Probe wurde kontinuierlich während etwa 3 Tagen in einem langsam fliessenden Strom von Leitungswasser gewaschen und dann anschliessend durch Eintauchen in 8 Bäder von destilliertem Wasser während je etwa einer Stunde gewaschen. Die resultierende Probe hielt immer noch etwas Seife zurück. Beim resultierenden Produkt wurde gefunden, dass es stärker als das Produkt von Beispiel 382 war. On an open, two-roll rubber mill manufactured by Bölling Company, 25 parts of Novamont Corporation, type F300 8N19 polypropylene and 75 parts of ivory white soap flakes were mixed for about 10 minutes at a temperature of about 177 ° C until a homogeneous mixture was obtained . The material was then injection molded using an one ounce Watson-Stillman injection molding machine with a die diameter of approximately 5.1 cm and a height of approximately 0.51 mm. The resulting sample was continuously washed in a slow flowing stream of tap water for about 3 days and then washed by immersing in 8 baths of distilled water for about one hour each. The resulting sample still retained some soap. The resulting product was found to be stronger than the product of Example 382.
Die Fig. 49 und 50 sind Mikrophotographien des Produktes von Vergleichs-Beispiel 4 bei 195- bzw. 2000-facher Vergrösserung. Die durch die Mikrophotographien gezeigten, unregelmässigen Formen sind leicht von der erfindungsgemässen Struktur unterscheidbar. 49 and 50 are microphotographs of the product of Comparative Example 4 at a magnification of 195 and 2000, respectively. The irregular shapes shown by the microphotographs can easily be distinguished from the structure according to the invention.
Vergleichs-Beispiel 5 Ein poröses Polymer wurde in Übereinstimmung mit II des US-Patents Nr. 3 310 505 hergestellt, wobei dieses so modifiziert wurde, dass man ein homogeneres Mischen der Materialien erhielt. Comparative Example 5 A porous polymer was made in accordance with II of U.S. Patent No. 3,310,505, which was modified to provide more homogeneous mixing of the materials.
In einem intern geheizten «Brabender-Plasti-Corder»-Mischer wurden 40 Teile Polyethylen von Exxon Chemical 40 parts of Exxon Chemical's polyethylene were placed in an internally heated Brabender Plasti-Corder mixer
Corporation, Typus Ld 606 und 60 Teile von Polymethyl-methacrylat von Rohm und Haas Corporation während etwa 10 Minuten bei einer Maschinentemperatur von etwa 177 °C vermischt, bis eine homogene Mischung entstand, s Das Material wurde dann auf einer kalten Mühle zu Platten verkleinert und anschliessend unter Verwendung einer geheizten, 10,2 cm kreisförmigen Gussform mit einer Tiefe von 0,51 mm und 30 Tonnen Druck während etwa 10 Minuten formgepresst. Die resultierende Zusammensetzung wurde io dann 48 Stunden mit Aceton in einem grossen Soxlet-Extraktor extrahiert. Corporation, type Ld 606 and 60 parts of polymethyl methacrylate from Rohm and Haas Corporation, were mixed for about 10 minutes at a machine temperature of about 177 ° C. until a homogeneous mixture was obtained. The material was then reduced to plates on a cold mill and then press molded using a heated 10.2 cm circular mold with a depth of 0.51 mm and 30 tons of pressure for about 10 minutes. The resulting composition was then extracted with acetone in a large Soxlet extractor for 48 hours.
Die Fig. 53 und 54 sind Mikrophotographien des Produktes von Vergleichs-Beispiel 384 bei 205- bzw. 2000-facher Vergrösserung. Die durch die Mikrophotographien gezeigte, 15 nicht-gleichförmige Struktur ist leicht von der gleichförmigen, erfindungsgemässen Struktur unterscheidbar. FIGS. 53 and 54 are microphotographs of the product from comparative example 384 at a magnification of 205 and 2000 times, respectively. The 15 non-uniform structure shown by the microphotographs can easily be distinguished from the uniform structure according to the invention.
20 Physikalische Charakterisierung der Produkte der Beispiele 225 und 358 Um ein quantitatives Verständnis der erfindungsgemässen, homogenen Struktur zu erhalten, wurden gewisse Proben des mikroporösen Materials und gewisse Proben nach 25 dem Stand der Technik auf einem «Aminco»-Quecksilber-eindring-Porosimeter analysiert. Die Fig. 30 und 31 sind Quecksilber-Eindringkurven des Blockes von 1,27 cm von Beispiel 225, welcher aus 25% Polypropylen und 75% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin hergestellt worden war; Fig. 32 30 ist eine Quecksilber-Eindringkurve des Blockes von 15,2 cm von Beispiel 225. Alle Quecksilber-Eindringkurven sind auf einer semi-logarithmischen Darstellung gezeigt, wobei die äquivalenten Porengrössen auf der Abszisse der logarithmischen Skala wiedergegeben sind. Die Fig. 30 bis 32 zeigen die 35 typische enge Porengrössenverteilung in der erfindungsgemässen Zusammensetzung. Es wurde bestimmt, dass die Probe von 1,27 cm von Beispiel 225 ein Porenvolumen von etwa 76% und eine durchschnittliche Porengrösse von ungefähr 0,5 Mikrometer hatte; der Block von 15,2 cm hatte ein 40 Porenvolumen von ungefähr 72% und eine durchschnittliche Porengrösse von ungefähr 0,6 Mikrometer. 20 Physical Characterization of the Products of Examples 225 and 358 In order to obtain a quantitative understanding of the homogeneous structure according to the invention, certain samples of the microporous material and certain samples according to the prior art were analyzed on an “Aminco” mercury-penetrating porosimeter. Figures 30 and 31 are mercury penetration curves of the 1.27 cm block of Example 225 made from 25% polypropylene and 75% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine; Fig. 32 30 is a mercury penetration curve of the 15.2 cm block of Example 225. All mercury penetration curves are shown on a semi-logarithmic plot, with the equivalent pore sizes shown on the abscissa of the logarithmic scale. 30 to 32 show the 35 typical narrow pore size distribution in the composition according to the invention. The 1.27 cm sample of Example 225 was determined to have a pore volume of about 76% and an average pore size of about 0.5 microns; the 15.2 cm block had a 40 pore volume of approximately 72% and an average pore size of approximately 0.6 microns.
Fig. 33 ist eine Quecksilber-Eindringkurve des Produktes von Beispiel 358, welches aus 40% Polypropylen und 60% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin hergestellt wurde. Fig. 33 45 zeigt, dass die Probe die typische enge Porengrössenverteilung hat. Man ermittelte ein Porenvolumen von etwa 60% und eine durchschnittliche Porengrösse von etwa 0,15 Mikrometer für die Probe. Figure 33 is a mercury penetration curve of the product of Example 358 made from 40% polypropylene and 60% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine. Fig. 33 45 shows that the sample has the typical narrow pore size distribution. A pore volume of approximately 60% and an average pore size of approximately 0.15 micrometers were determined for the sample.
Es ist leicht ersichtlich, dass die erfindungsgemässen Zu-50 sammensetzungen solche Porengrössenverteilungen haben, dass mindestens 80% der in der Zusammensetzung vorhandenen Poren innerhalb nicht mehr als einer Zehner-Gruppe auf der Abszisse der Quecksilber-Eindringkurve fallen. Die Porengrössenverteilung der Zusammensetzung kann deshalb 55 als «eng» gekennzeichnet werden. It is easy to see that the compositions according to the invention have such pore size distributions that at least 80% of the pores present in the composition fall within no more than one group of ten on the abscissa of the mercury penetration curve. The pore size distribution of the composition can therefore be characterized as “narrow”.
Physikalische Charakterisierung der kommerziellen Zusammensetzungen nach dem Stand der Technik 60 Vergleichs-Beispiel 6 Physical Characterization of Commercial Compositions According to the Prior Art 60 Comparative Example 6
Die Zusammensetzung dieser Probe ist kommerziell erhältliches, mikroporöses Polypropylen, Celgard 3501, hergestellt von Celanese. Fig. 34 ist eine Quecksilber-Eindringkur-ve der Probe, welche eine breite Population von Poren im 65 Bereich von 70 bis 0,3 Mikrometer zeigt. Die Probe wurde bestimmt, um ein Porenvolumen von etwa 35% und eine durchschnittliche Porengrösse von etwa 0,51 Mikrometer zu erhalten. The composition of this sample is commercially available microporous polypropylene, Celgard 3501, manufactured by Celanese. Figure 34 is a mercury penetration curve of the sample showing a wide population of pores in the 70 to 0.3 micron range. The sample was determined to have a pore volume of about 35% and an average pore size of about 0.51 microns.
Vergleichs-Beispiel 7 Die Zusammensetzung von diesem Beispiel ist kommerziell erhältliches, mikroporöses Polyvinylchlorid A-20, hergestellt von Amerace. Fig. 35 ist eine Quecksilber-Eindringkurve der Probe und sie zeigt eine sehr breite Porengrössenverteilung. Bei dieser Probe wurde ein leerer Raum von etwa 75% und eine durchschnittliche Porengrösse von etwa 0,16 Mikrometer ermittelt. Comparative Example 7 The composition of this example is commercially available microporous polyvinyl chloride A-20 manufactured by Amerace. Figure 35 is a mercury penetration curve of the sample and shows a very wide pore size distribution. An empty space of approximately 75% and an average pore size of approximately 0.16 micrometers were determined in this sample.
Vergleichs-Beispiel 8 Die Zusammensetzung dieser Probe ist kommerziell erhältliches, mikroporöses Polyvinylchlorid A-30, hergestellt von Amerace. Fig. 36 ist eine Quecksilber-Eindringkurve von dieser Probe; sie zeigt eine sehr weite Porengrössenverteilung. Bei dieser Probe wurde ein Porenvolumen von etwa 80% und eine durchschnittliche Porengrösse von etwa 0,2 Mikrometer bestimmt. Comparative Example 8 The composition of this sample is commercially available microporous polyvinyl chloride A-30 manufactured by Amerace. Figure 36 is a mercury penetration curve from this sample; it shows a very wide pore size distribution. A pore volume of approximately 80% and an average pore size of approximately 0.2 micrometers were determined in this sample.
Vergleichs-Beispiel 9 Die Zusammensetzung dieser Probe ist kommerziell erhältliches, mikroporöses Polypropylen «Porex». Fig. 37 ist eine Quecksilber-Eindringkurve der Probe, wobei diese eine sehr breite Verteilung von extrem kleinen Zellen, sowie eine Verteilung von sehr grossen Zellen zeigt. Bei dieser Probe wurde ein Porenvolumen von etwa 12% und eine durchschnittliche Porengrösse von etwa 1 Mikrometer bestimmt. Comparative Example 9 The composition of this sample is commercially available, microporous polypropylene “Porex”. Fig. 37 is a mercury penetration curve of the sample, showing a very wide distribution of extremely small cells as well as a distribution of very large cells. A pore volume of approximately 12% and an average pore size of approximately 1 micrometer were determined in this sample.
Vergleichs-Beispiel 10 Die Zusammensetzung dieser Probe ist kommerziell erhältliches, mikroporöses Polyvinylchlorid «Millipore BDWP 29300». Fig. 38 ist eine Quecksilber-Eindringkurve der Probe, welche eine relativ enge Verteilung im Bereich von 0,5 bis 2 Mikrometer, ebenso wie eine Anzahl von Zellen kleiner als etwa 0,5 Mikron zeigt. Bei dieser Probe wurde ein Porenvolumen von etwa 72% und eine durchschnittliche Porengrösse von 1,5 Mikrometer ermittelt. Comparative Example 10 The composition of this sample is commercially available, microporous polyvinyl chloride “Millipore BDWP 29300”. Figure 38 is a mercury penetration curve of the sample, showing a relatively narrow distribution in the range of 0.5 to 2 microns, as well as a number of cells less than about 0.5 microns. A pore volume of approximately 72% and an average pore size of 1.5 micrometers were determined in this sample.
Vergleichs-Beispiel 11 Die Zusammensetzung dieser Probe ist kommerziell erhältliches, mikroporöses Zellulosetriacetat «Metricel TCM-200» von Gelman. Fig. 39 ist eine Quecksilber-Eindringkurve der Probe, welche eine breite Porengrössenverteilung bis zu etwa 0,1 Mikrometer zeigt. Bei dieser Probe wurde ein Porenvolumen von etwa 82% und eine durchschnittliche Porengrösse von etwa 0,2 Mikrometer bestimmt. Comparative Example 11 The composition of this sample is a commercially available microporous cellulose triacetate “Metricel TCM-200” from Gelman. Figure 39 is a mercury penetration curve of the sample showing a wide pore size distribution up to about 0.1 micron. A pore volume of approximately 82% and an average pore size of approximately 0.2 micrometers were determined in this sample.
Vergleichs-Beispiel 12 Die Zusammensetzung dieser Probe ist kommerziell erhältliches, mikroporöses Acrylnitril-Polyvinylchlorid-Copo-lymer «Acropor WA» von Gelman. Fig. 40 ist eine Quecksilber-Eindringkurve der Probe, welche eine Breite Porengrössenverteilung zeigt. Bei dieser Probe wurde ein leeres Volumen von etwa 64% und eine durchschnittliche Porengrösse von etwa 1,5 Mikrometer ermittelt. Comparative Example 12 The composition of this sample is a commercially available, microporous acrylonitrile-polyvinyl chloride copolymer “Acropor WA” from Gelman. Fig. 40 is a mercury penetration curve of the sample, which shows a wide pore size distribution. An empty volume of approximately 64% and an average pore size of approximately 1.5 micrometers were determined in this sample.
Physikalische Charakterisierung der Vergleichs-Beispiele 1 bis 5 nach dem Stand der Technik Die Produkte der Vergleichs-Beispiele 1 bis 5 nach dem Stand der Technik wurden ebenfalls durch das Eindringen von Quecksilber analysiert. Die Fig. 41-43 sind Quecksilber-Eindringkurven, welche die breite Porengrössenverteilung der Produkte von den Vergleichs-Beispielen 2,1 bzw. 4 zeigen. Fig. 44 ist eine Quecksilber-Eindringkurve für das Produkt von Vergleichs-Beispiel 5, welche eine Population von Poren im Bereich von 45 bis 80 Mikrometer, ebenso wie eine : Anzahl von extrem kleinen Poren zeigt. Bei den Produkten Physical characterization of comparative examples 1 to 5 according to the prior art The products of comparative examples 1 to 5 according to the prior art were also analyzed by the penetration of mercury. Figures 41-43 are mercury penetration curves showing the wide pore size distribution of the products from Comparative Examples 2,1 and 4, respectively. Figure 44 is a mercury penetration curve for the product of Comparative Example 5, showing a population of pores in the range of 45 to 80 microns as well as a number of extremely small pores. With the products
649 565 649 565
der Vergleichs-Beispiele 1,2,4 und 5 wurden Porenvolumen von etwa 54,46, 54 und 29%, sowie durchschnittliche Poren- -grossen von etwa 0,8, 1,1, 0,56 bzw. 70 Mikrometer bestimmt. of comparative examples 1, 2, 4 and 5, pore volumes of about 54.46, 54 and 29%, and average pore sizes of about 0.8, 1.1, 0.56 and 70 micrometers were determined.
Beispiele 381 bis 388 Diese Beispiele veranschaulichen den zur Bildung der homogenen, porösen Polymer-Zwischenprodukte aus Polyme-thylmethacrylat und 1,4-Butandiol zweckmässigen Polymer/ verträgliche Flüssigkeits-Konzentrationsbereich, wobei das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde. In jedem Beispiel betrug die Höhe des gebildeten Zwischenproduktes etwa 1,27 cm und der Durchmesser etwa 6,35 cm. Das Poly-methylmethacrylat wurde von Rohm und Haas unter der Bezeichnung «Plexiglas-Acrylkunststoff-Presspulver» Fertigungsnummer 386 491 geliefert. Die Einzelheiten der Herstellung sind in Tabelle XXVII wiedergegeben: Examples 381 to 388 These examples illustrate the polymer / compatible liquid concentration range suitable for forming the homogeneous, porous polymer intermediates from methyl methacrylate and 1,4-butanediol using the standard manufacturing process. In each example, the height of the intermediate formed was about 1.27 cm and the diameter was about 6.35 cm. The poly-methyl methacrylate was supplied by Rohm and Haas under the designation “Plexiglas-acrylic plastic press powder”, production number 386 491. The details of the preparation are given in Table XXVII:
Tabelle XXVII Table XXVII
Beispiel Nr. Example No.
% Flüssigkeit % Liquid
Temperatur °C Temperature ° C
381 381
90 90
215 215
382 382
85 85
225 225
383 383
80 80
225 225
384 384
70 70
210 210
385 385
60 60
229 229
386 386
50 50
230 230
387 387
40 40
229 229
388 388
30 30th
225 225
Das 1,4-Butandiol wurde aus dem Produkt von Beispiel 384 entfernt und bei der resultierenden Struktur wurde bestimmt, dass sie die erfindungsgemässe, zellulare Struktur ist, wie aus Fig. 61 ersichtlich ist, welche das mikroporöse Produkt bei 5000-facher Vergrösserung zeigt. Das gleiche Polymer/Flüssigkeits-System, wie dasjenige von Beispiel 383, wurde ebenfalls bei Geschwindigkeiten bis zu 4000 °C/min. abgekühlt und erzeugte damit immer noch die gewünschte Zellenstruktur. The 1,4-butanediol was removed from the product of Example 384 and the resulting structure was determined to be the cellular structure of the present invention as seen in Fig. 61 which shows the microporous product at 5000X magnification. The same polymer / liquid system as that of Example 383 was also run at speeds up to 4000 ° C / min. cooled and still produced the desired cell structure.
Beispiel 389 Example 389
Das poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde hergestellt, indem das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man 30% Polymethylmethacrylat, wie dieses in den vorigen Beispielen eingesetzt wurde, und 70% Laurinsäure auf 175 °C erwärmte, sowie zur Bildung des porösen Polymer-Zwischenproduktes abkühlte. Die Laurinsäure wurde aus dem resultierenden Zwischenprodukt zur Bildung der erfindungsgemässen mikroporösen Zellenstruktur entfernt. The porous polymer intermediate was prepared using the standard manufacturing process and heating 30% polymethyl methacrylate as used in the previous examples and 70% lauric acid to 175 ° C and cooling to form the porous polymer intermediate. The lauric acid was removed from the resulting intermediate to form the microporous cell structure according to the invention.
Beispiel 390 Example 390
Das poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde hergestellt, indem das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man 30% Nylon 11, geliefert von Aldrich Chemical Company und 70% Ethylencarbonat auf eine Temperatur von 218 °C erwärmte und anschliessend die resultierende Lösung zur Bildung des porösen Polymer-Zwischenproduktes abkühlte. Das Ethylencarbonat wurde aus dem Zwischenprodukt entfernt und beim resultierenden, mikroporösen Polymer wurde bestimmt, dass es die gewünschte Zellenstruktur besitzt. The porous polymer intermediate was prepared using the standard manufacturing process and heating 30% Nylon 11 supplied by Aldrich Chemical Company and 70% ethylene carbonate to a temperature of 218 ° C and then the resulting solution to form the porous polymer Intermediate cooled. The ethylene carbonate was removed from the intermediate and the resulting microporous polymer was determined to have the desired cell structure.
Beispiel 391 Example 391
Das poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde hergestellt, indem das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man 30% Nylon 11, wie in den vorigen Beispielen einge37 The porous polymer intermediate was prepared using the standard manufacturing process and using 30% Nylon 11 as in the previous examples37
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
649 565 649 565
38 38
setzt, und 70% 1,2-Propylencarbonat auf eine Temperatur von 215 °C erwärmte und dann die resultierende Lösung zur Bildung des porösen Polymer-Zwischenproduktes abkühlte. Das Propylencarbonat wurde aus dem Zwischenprodukt entfernt und beim resultierenden, mikroporösen Polymer wurde festgestellt, dass es die gewünschte Zellenstruktur hat. sets, and heated 70% 1,2-propylene carbonate to a temperature of 215 ° C and then cooled the resulting solution to form the porous polymer intermediate. The propylene carbonate was removed from the intermediate and the resulting microporous polymer was found to have the desired cell structure.
Beispiel 392 Example 392
Die Beispiele 391-411 demonstrieren die Bildung der porösen Polymer-Zwischenprodukte aus Polymer/Flüssigkeits-System, welche verschiedene Mengen von Nylon 11, wie in den vorigen Beispielen gebraucht, und Tetramethylensulfon, geliefert von Shell unter der Bezeichnung «Sulfon W», sowie ungefähr 2,5% Wasser enthielten. Die verschiedenen Konzentrationen wurden bei verschiedenen Geschwindigkeiten und aus verschiedenen Lösungstemperaturen, wie in Tabelle XXVIII angegeben, abgekühlt, was ebenfalls demonstriert, dass im allgemeinen vergrösserte Abkühlungsgeschwindigkeiten und eine vergrösserte Konzentration des Polymers eine Abnahme der resultierenden Zellengrössen mit sich bringen. Examples 391-411 demonstrate the formation of the polymer / liquid system porous polymer intermediates, which included various amounts of nylon 11 as used in the previous examples and tetramethylene sulfone supplied by Shell under the designation "Sulfon W" and approximately Contained 2.5% water. The various concentrations were cooled at different rates and from different solution temperatures, as indicated in Table XXVIII, which also demonstrates that increased cooling rates and increased polymer concentration generally result in a decrease in the resulting cell sizes.
Tabelle XXVIII Table XXVIII
Beispiel example
% Flüssig % Liquid
T°C T ° C
Abkühlungsge Cooling area
Zellengrösse Cell size
Nr. No.
keit speed
schwindigkeit °C/min. speed ° C / min.
(Mikrometer) (Micrometer)
392 392
90 90
195 195
20 20th
10 10th
393 393
80 80
198 198
5 5
15 15
394 394
80 80
198 198
20 20th
14 14
395 395
80 80
198 198
40 40
9 9
396 396
80 80
198 198
80 80
5,5 5.5
397 397
70 70
200 200
5 5
11 11
398 398
70 70
200 200
20 20th
5 5
399 399
70 70
200 200
40 40
6,5 6.5
400 400
70 70
200 200
80 80
6,5 6.5
401 401
60 60
205 205
5 5
5,0 5.0
402 402
60 60
205 205
20 20th
4,5 4.5
403 403
60 60
205 205
40 40
4 4th
404 404
60 60
205 205
80 80
3,5 3.5
405 405
50 50
210 210
20 20th
3 3rd
406 406
50 50
210 210
40 40
1,5 1.5
407 407
50 50
210 210
80 80
2 2nd
408 408
60 60
212 212
20 20th
- -
409 409
70 70
215 215
20 20th
— -
410 410
80 80
217 217
20 20th
— -
411 411
90 90
220 220
20 20th
— -
Die vorangegangene Tabelle XXVIII demonstriert ebenfalls, dass bei Konzentrationen von 40% bis 10% Flüssigkeit keine sichtbare Porosität für das bei 20 °C/min. abgekühlte System resultiert. Solche Resultate werden vollständig vorausgesagt, wie man in bezug auf Fig. 62 sehen kann, welche die Schmelzkurve für den Nylon 11/Tetramethylensulfon-Konzentrationsbereich, sowie die Kristallisationskurven bei verschiedenen Abkühlungs-Geschwindigkeiten zeigt. Es ist aus Fig. 62 ersichtlich, dass bei einer Abkühlungs-Geschwin-digkeit von 20 °C/min. das 40% Flüssigkeit enthaltende System nicht innerhalb des im wesentlichen flachen Anteils der Kristallisationskurve fällt und somit die Bildung der gewünschten mikroporösen Struktur nicht erwartet werden kann. Fig. 63 ist eine Mikrophotographie bei 2000-facher Vergrösserung von Beispiel 398, welche die typische Zellenstruktur der Beispiele 392-407 zeigt. The previous Table XXVIII also demonstrates that at concentrations of 40% to 10% liquid there is no visible porosity for the at 20 ° C / min. cooled system results. Such results are fully predicted, as can be seen with reference to Fig. 62, which shows the melting curve for the nylon 11 / tetramethylene sulfone concentration range, as well as the crystallization curves at various cooling rates. It can be seen from Fig. 62 that at a cooling rate of 20 ° C / min. the 40% liquid containing system does not fall within the substantially flat portion of the crystallization curve and the formation of the desired microporous structure cannot be expected. Fig. 63 is a 2000x photomicrograph of Example 398 showing the typical cell structure of Examples 392-407.
Beispiel 412 Example 412
Das poröse Polymer-Zwischenprodukt wurde hergestellt, indem das Standard-Herstellungsverfahren verwendet wurde und man 30% Polycarbonat, geliefert von General Electric s unter der Bezeichnung «Lexan», und 70% Menthol auf eine Temperatur von 206 °C erwärmte und zur Bildung des porösen Polymer-Zwischenproduktes abkühlte. Das Menthol wurde extrahiert und es resultierte eine mikroporöse Zellenstruktur, wie in Fig. 64 gezeigt, welche eine Mikrophotogra-lo phie des Produktes von diesem Beispiel bei 2000-facher Vergrösserung ist. The porous polymer intermediate was prepared using the standard manufacturing process and heating 30% polycarbonate, supplied by General Electric s under the name "Lexan", and 70% menthol to a temperature of 206 ° C to form the porous Intermediate polymer cooled. The menthol was extracted and resulted in a microporous cell structure, as shown in Fig. 64, which is a microphotograph of the product of this example at a magnification of 2000 times.
Beispiel 413 Example 413
Dieses Beispiel beweist die Bildung der erfmdungsgemäs-15 sen, mikroporösen Zellenstruktur aus Poly-2,6-dimethyl-l,4-phenylenoxid, geliefert von Scientific Polymer Products, üblicherweise sich auf Polyphenylen beziehend. Das homogene, mikroporöse Polymer-Zwischenprodukt wurde aus 30% des genannten Polyphenylenoxides und 70% N,N-bis(2-Hydro-20 xyethyl)talgamin hergestellt, welche auf eine Lösungstemperatur von 275 °C erwärmt wurden; das Zwischenprodukt entstand unter Verwendung des Standard-Herstellungsver-fahrens. Die Flüssigkeit wurde aus dem Zwischenprodukt entfernt und es resultierte die erfindungsgemässe, zellulare 25 Struktur, wie aus Fig. 65 ersehen werden kann, welche eine Mikrophotographie des Produktes von diesem Beispiel 2000-facher Vergrösserung ist. This example demonstrates the formation of the microporous cell structure of the invention from poly-2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide supplied by Scientific Polymer Products, usually relating to polyphenylene. The homogeneous, microporous intermediate polymer was prepared from 30% of the polyphenylene oxide mentioned and 70% N, N-bis (2-hydro-20 xyethyl) tallow amine, which were heated to a solution temperature of 275 ° C .; the intermediate product was created using the standard manufacturing process. The liquid was removed from the intermediate product and the result was the cellular structure according to the invention, as can be seen from FIG. 65, which is a photomicrograph of the product of this example magnified 2000 times.
30 Beispiel 414 30 Example 414
Dieses Beispiel beweist die Bildung eines nicht-zellularen Produktes durch Abkühlen einer homogenen Lösung von 40% Polypropylen, wie in den vorigen Beispielen gebraucht und 60% Dibutylphthalat wurde auf ein Hartgussband bei 35 einer Dicke von etwa 3,54 mm gepresst; die Abkühlungs-Geschwindigkeit betrug über 2400 °C/min. Eine Portion Di-spersol wurde zu einem Zeitpunkt, bevor die Lösung auf das Band gepresst wurde, auf dessen Oberfläche gebracht. Die Flüssigkeit wurde aus dem resultierenden Film entfernt und 40 es entstand ein nicht-zellulares, mikroporöses Produkt, wie man aus Fig. 65 sehen kann, welche eine Mikrophotographie des Produktes von diesem Beispiel bei 2000-facher Vergrösserung ist. This example demonstrates the formation of a non-cellular product by cooling a homogeneous solution of 40% polypropylene as used in the previous examples and 60% dibutyl phthalate was pressed onto a chilled cast tape at a thickness of about 3.54 mm; the cooling rate was over 2400 ° C / min. A portion of Di-spersol was placed on the surface of the tape at a time before the solution was pressed. The liquid was removed from the resulting film and 40 a non-cellular, microporous product was formed, as can be seen from Fig. 65, which is a microphotograph of the product of this example at 2000X magnification.
45 Beispiel 415 45 Example 415
Dieses Beispiel demonstriert die Bildung eines nichtzellularen Produktes durch Abkühlen einer homogenen Lösung von 25% Polypropylen, wie in den obigen Beispielen eingesetzt, und 75% N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talgamin, und so zwar in der gleichen Weise wie in Beispiel 425. Die Flüssigkeit wurde aus dem resultierenden Film entfernt und es entstand ein nicht-zellulares, mikroporöses Produkt, wie aus der Fig. 67 ersichtlich ist, welche eine Mikrophotographie des Produktes von diesem Beispiel bei 2000-facher Vergrös-55 serung ist. This example demonstrates the formation of a non-cellular product by cooling a homogeneous solution of 25% polypropylene as used in the above examples and 75% N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow amine in the same manner as in example 425. The liquid was removed from the resulting film and a non-cellular, microporous product was formed, as can be seen in Fig. 67, which is a microphotograph of the product of this example at 2000X magnification.
Die Produkte der Beispiele 414 und 415 wurden durch Quecksilber-Eindringungs-Porosimetrie und deren entsprechende Eindringkurven analysiert, wie dies in den Fig. 68 und 69 gezeigt ist. Es ist offensichtlich, dass beide Produkte 6o im allgemeinen enge Porengrössen-Verteilungen haben, hingegen zeigt das Produkt von Beispiel 415 eine viel engere Verteilung als das Produkt von Beispiel 414. Somit besitzt das Produkt von Beispiel 414 einen berechneten S-Wert von 24,4, während das Produkt von Beispiel 415 einen berechne-65 ten S-Wert von lediglich 8,8 hat. Die durchschnittliche Porengrösse von Beispiel 414 ist jedoch sehr klein, 0,096 Mikron, während die durchschnittliche Porengrösse des Produktes von Beispiel 415 0,589 beträgt. The products of Examples 414 and 415 were analyzed by mercury penetration porosimetry and their corresponding penetration curves, as shown in FIGS. 68 and 69. It is obvious that both products 6o generally have narrow pore size distributions, whereas the product of example 415 shows a much narrower distribution than the product of example 414. Thus the product of example 414 has a calculated S-value of 24.4 while the product of Example 415 has a calculated S value of only 8.8. However, the average pore size of Example 414 is very small, 0.096 microns, while the average pore size of the product of Example 415 is 0.589.
39 39
649 565 649 565
Um die Einzigartigkeit der erfindungsgemässen, zellularen Zusammensetzungen anschaulich zu machen, wurde eine Anzahl von solchen mikroporösen Produkten in Übereinstimmung mit dem Standard-Herstellungsverfahren erhalten; die dazu in Beziehung stehenden Einzelheiten für die Beispiele 416 bis 446 sind in Tabelle XXIX zusammengefasst. Die Produkte der genannten Beispiele wurden durch die Quecksilbereindringungs-Porosität analysiert, um damit ihren besonderen durchschnittlichen Porendurchmesser und die S-Werte zu ermitteln und die abtastender Elektronenmikroskopie deren durchschnittliche Zellengrösse S zu bestim-s men. Das Ergebnis von solchen Analysen ist in der Tabelle XXX gezeigt. To illustrate the uniqueness of the cellular compositions of the invention, a number of such microporous products have been obtained in accordance with the standard manufacturing process; the related details for Examples 416 through 446 are summarized in Table XXIX. The products of the examples mentioned were analyzed by the mercury penetration porosity in order to determine their particular average pore diameter and the S values and to determine the average cell size S by scanning electron microscopy. The result of such analyzes is shown in Table XXX.
Tabelle XXIX Table XXIX
Beispiel Nr. Example No.
Polymer polymer
Flüssigkeit liquid
% Poren % Pores
Lösungstemperatur °C Solution temperature ° C
416 416
Polypropylen Polypropylene
N,N-bis(2-Hydroxylethyl)talg- N, N-bis (2-hydroxylethyl) tallow
75 75
180 180
417 417
Polypropylen amm Polypropylene amm
N,N-bis(2-Hydroxylethyl)talg- N, N-bis (2-hydroxylethyl) tallow
60 60
210 210
418 418
Polypropylen amm Polypropylene amm
Diphenylether Diphenyl ether
90 90
200 200
419 419
Polypropylen Polypropylene
Diphenylether Diphenyl ether
80 80
200 200
420 420
Polypropylen Polypropylene
Diphenylether Diphenyl ether
70 70
200 200
421 421
Polypropylen Polypropylene
1,8-Diaminooctan 1,8-diaminooctane
70 70
180 180
422 422
Polypropylen Polypropylene
Phenylsalicylat Phenyl salicylate
70 70
240 240
423 423
Polypropylen Polypropylene
4-Bromdiphenylether 4-bromodiphenyl ether
70 70
200 200
424 424
Polypropylen Polypropylene
T etrabromethan T etrabromethane
90 90
180 180
425 425
Polypropylen Polypropylene
N-Octyldiethanolamin N-octyldiethanolamine
75 75
- -
426 426
Polypropylen Polypropylene
N-Hexyldiethanolamin N-hexyldiethanolamine
75 75
260 260
427 427
Polypropylen Polypropylene
Salicylaldehyd Salicylaldehyde
70 70
185 185
428 428
Polyethylen mit niedriger Lower polyethylene
Hexansäure Hexanoic acid
70 70
190 190
Dichte density
429 429
Polyethylen mit niedriger Lower polyethylene
1-Octanol 1-octanol
70 70
178 178
Dichte density
430 430
Polyethylen mit niedriger Lower polyethylene
Dibutylsebacat Dibutyl sebacate
70 70
238 238
Dichte density
431 431
Polyethylen mit niedriger Lower polyethylene
Phosclere EC-53 Phosclere EC-53
70 70
191 191
Dichte density
432 432
Polyethylen mit niedriger Lower polyethylene
Dicapryladipat Dicapryl adipate
70 70
204 204
Dichte density
433 433
Polyethylen mit niedriger Lower polyethylene
Diisooctylphthalat Diisooctyl phthalate
70 70
204 204
Dichte density
434 434
Polyethylen mit niedriger Lower polyethylene
Dibutylphthalat Dibutyl phthalate
70 70
290 290
Dichte density
435 435
Polyethylen mit hoher Dichte High density polyethylene
N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talg- N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow
80 80
250 250
436 436
Polystyrol amin Polystyrene amine
1-Dodecanol 1-dodecanol
75 75
220 220
437 437
Polystyrol Polystyrene
1,3-bis(4-Piperdin)propan 1,3-bis (4-piperdine) propane
70 70
186 186
438 438
Polystyrol Polystyrene
Diphenylamin Diphenylamine
70 70
235 235
439 439
Polystyrol Polystyrene
N-Hexyldiethanolamin N-hexyldiethanolamine
75 75
260 260
440 440
Polystyrol Polystyrene
Phosclere P315C Phosclere P315C
70 70
270 270
441 441
Polymethylmethacrylat Polymethyl methacrylate
1,4-Butandiol 1,4-butanediol
70 70
- -
442 442
Polymethylmethacrylat Polymethyl methacrylate
1,4-Butandiol 1,4-butanediol
85 85
- -
443 443
Surlyn Surlyn
Diphenylether Diphenyl ether
70 70
185-207 185-207
444 444
Surlyn Surlyn
Dibutylphthalat Dibutyl phthalate
70 70
195 195
445 445
Noryl Noryl
N,N-bis(2-Hydroxyethyl)talg- N, N-bis (2-hydroxyethyl) tallow
75 75
250 250
446 446
Nylon 11 Nylon 11
amm amm
Ethylencarbonat Ethylene carbonate
70 70
_ _
Tabelle XXX Table XXX
Beispiel Nr. Example No.
C C.
P P
C/P C / P
S S
log C/P log C / P
log S/C log S / C
416 416
5,0 5.0
0,520 0.520
9,6 9.6
2,86 2.86
0,982 0.982
-0,243 -0.243
417 417
3,18 3.18
0,112 0.112
28,4 28.4
5,0 5.0
1,45 1.45
0,197 0.197
418 418
22,5 22.5
11,6 11.6
1,94 1.94
4,52 4.52
0,288 0.288
-0,697 -0.697
419 419
6,49 6.49
0,285 0.285
22,8 22.8
27,1 27.1
1,36 1.36
0,621 0.621
420 420
6,72 6.72
0,136 0.136
49,4 49.4
7,01 7.01
1,69 1.69
0,0183 0.0183
649 565 40 649 565 40
Tabelle XXX (Fortsetzung) Table XXX (continued)
Beispiel Nr. Example No.
C C.
P P
C/P C / P
S S
log C/P log C / P
log S/C log S / C
421 421
13,0 13.0
0,498 0.498
26,1 26.1
2,36 2.36
1,42 1.42
-0,741 -0.741
422 422
13,8 13.8
0,272 0.272
50,7 50.7
4,29 4.29
1,71 1.71
-0,507 -0.507
423 423
3,35 3.35
0,137 0.137
24,5 24.5
5,25 5.25
1,39 1.39
0,195 0.195
424 424
15,4 15.4
0,804 0.804
19,2 19.2
5,13 5.13
1,28 1.28
-0,477 -0.477
425 425
16,6 16.6
0,850 0.850
19,5 19.5
2,52 2.52
1,29 1.29
-0,819 -0.819
426 426
20,0 20.0
0,631 0.631
31,7 31.7
2,51 2.51
1,50 1.50
-0,901 -0.901
427 427
7,9 7.9
0,105 0.105
75,2 75.2
3,22 3.22
1,88 1.88
-0,390 -0.390
428 428
7,5 7.5
1,16 1.16
6,47 6.47
8,62 8.62
0,811 0.811
0,0604 0.0604
429 429
6,8 6.8
1,00 1.00
6,8 6.8
3,53 3.53
0,833 0.833
0,285 0.285
430 430
5,85 5.85
0,636 0.636
9,20 9.20
6,07 6.07
0,964 0.964
0,0160 0.0160
431 431
3,40 3.40
0,512 0.512
6,64 6.64
5,30 5.30
0,822 0.822
0,193 0.193
432 432
5,0 5.0
0,871 0.871
5,74 5.74
8,21 8.21
0,759 0.759
0,215 0.215
433 433
4,75 4.75
0,631 0.631
7,53 7.53
3,54 3.54
0,877 0.877
-0,128 -0.128
434 434
7,8 7.8
1,18 1.18
6,61 6.61
3,82 3.82
0,820 0.820
-0,310 -0.310
435 435
34,5 34.5
0,696 0.696
49,6 49.6
4,34 4.34
1,70 1.70
-0,900 -0.900
436 436
28,2 28.2
1,88 1.88
15,0 15.0
3,40 3.40
1,18 1.18
-0,919 -0.919
437 437
1,08 1.08
0,0737 0.0737
14,7 14.7
2,87 2.87
1,17 1.17
0,424 0.424
438 438
6,65 6.65
0,631 0.631
10,5 10.5
63,5 63.5
1,02 1.02
0,980 0.980
439 439
7,4 7.4
0,164 0.164
45,1 45.1
3,74 3.74
1,65 1.65
-0,296 -0.296
440 440
1,4 1.4
0,151 0.151
9,27 9.27
2,26 2.26
0,967 0.967
0,208 0.208
441 441
9,2 9.2
0,201 0.201
45,8 45.8
3,68 3.68
1,66 1.66
-0,398 -0.398
442 442
114 114
10,3 10.3
11,1 11.1
5,19 5.19
1,05 1.05
-1,34 -1.34
443 443
6,8 6.8
0,631 0.631
10,8 10.8
2,13 2.13
1,03 1.03
-0,504 -0.504
444 444
5,6 5.6
0,769 0.769
7,28 7.28
2,09 2.09
0,862 0.862
-0,428 -0.428
445 445
19,0 19.0
0,179 0.179
106 106
2,74 2.74
2,03 2.03
-0,841 -0.841
446 446
5,8 5.8
0,372 0.372
15,6 15.6
7,56 7.56
1,19 1.19
0,112 0.112
Tabelle XXXI Tabelle XXXII Table XXXI Table XXXII
Vergleichsbeispiel Nr. Comparative Example No.
Stand der Technik State of the art
Typus des Polymers Type of polymer
35 Vergleichsbeispiel Nr. 35 Comparative Example No.
C C.
S S
log S/C log S / C
13 13
Celgard 3501 Celgard 3501
Polypropylen Polypropylene
17 17th
0,2* 0.2 *
9,14 9.14
1,66 1.66
14 14
Amerace A-30 Amerace A-30
Polyvinylchlorid Polyvinyl chloride
18 18th
0,2* 0.2 *
31,5 31.5
2,2 2.2
15 15
Porex Porex
Polypropylen Polypropylene
40 19 40 19
0,8* 0.8 *
2,94 2.94
0,565 0.565
16 16
Milipore EG Milipore EG
Zellulosederivate Cellulose derivatives
20 20th
0,22* 0.22 *
1,64 1.64
0,872 0.872
17 17th
Metricel GA-8 Metricel GA-8
Zellulosederivate Cellulose derivatives
21 21st
0,05* 0.05 *
5,37 5.37
2,03 2.03
18 18th
Sartorius SM 12807 Sartorius SM 12807
Polyvinylchlorid Polyvinyl chloride
22 22
2,10** 2.10 **
61,8 61.8
1,79 1.79
19 19th
Millipore HAWP Millipore HAWP
Zellulosederivate Cellulose derivatives
23 23
0,02* 0.02 *
5,08 5.08
2,40 2.40
20 20th
Millipore G5WP 04700 Millipore G5WP 04700
Zellulosederivate Cellulose derivatives
45 24 45 24
5* 5 *
1,55 1.55
-0,509 -0.509
21 21st
Millipore VMWP 04700 Millipore VMWP 04700
Zellulosederivate Cellulose derivatives
25 25th
0,04* 0.04 *
5,64 5.64
2,15 2.15
22 22
Amicon 5UM05 Amicon 5UM05
Zellulosederivate Cellulose derivatives
26 26
1,1** 1.1 **
11,5 11.5
1,019 1,019
23 23
Celgard 2400 Celgard 2400
Polypropylen Polypropylene
27 27th
0,8** 0.8 **
17,5 17.5
1,34 1.34
24 24th
Millipore SMWP 04700 Millipore SMWP 04700
Polyvinylchlorid Polyvinyl chloride
28 28
0,56 0.56
16,8 16.8
1,477 1,477
25 25th
Celgard 2400 Celgard 2400
Polypropylen so 29 Polypropylene sun 29
70 70
1,34 1.34
-1,718 -1.718
26 26
Produkt von Vergleichsbei Product of comparison case
spiel 2 game 2
Polyethylen Polyethylene
* aus der Produktinformation der Gesellschaft * from the company's product information
27 Produkt von Vergleichsbeispiel 1 27 Product of Comparative Example 1
28 Produkt von Vergleichsbeispiel 4 28 Product of Comparative Example 4
29 Produkt von Vergleichsbeispiel 5 29 Product of Comparative Example 5
Tabelle XXXII Table XXXII
Polyethylen Polyethylene
Polypropylen Polypropylene
Polyethylen Polyethylene
Vergieichs-beispiel Nr. Comparative example no.
log S/C log S / C
13 13
14 14
15 15
16 16
0,04* 0,3 186 0,2* 0.04 * 0.3 186 0.2 *
2,32 138 2,41 25,3 2.32 138 2.41 25.3
1,76 2,66 -1,89 1,85 1.76 2.66 -1.89 1.85
** aus dem Eindringen von Quecksilber ** from the penetration of mercury
55 55
Die in den Tabellen XXIX bis XXXII enthaltenen Daten sind in Fig. 70 zusammengefasst, in welcher log S/C gegen log C/P aufgetragen ist. Aus Fig. 70 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemässe zellulare Struktur mit log C/P-Werten 60 von 0,2 bis 2,4 und log S/C-Werten von —1,4 bis 1,0 definiert werden kann; sehr oft werden die genannten Polymere log C/P-Werte von 0,6 bis 2,2 und log S/C-Werte von —0,6 bis 0,4 aufweisen. The data contained in Tables XXIX to XXXII are summarized in Fig. 70, in which log S / C is plotted against log C / P. It can be seen from FIG. 70 that the cellular structure according to the invention can be defined with log C / P values 60 from 0.2 to 2.4 and log S / C values from -1.4 to 1.0; very often the polymers mentioned will have log C / P values from 0.6 to 2.2 and log S / C values from -0.6 to 0.4.
Wie aus dem Gesagten ersichtlich ist, schafft die vorlie-65 gende Erfindung ein einfaches Verfahren zur Herstellung von mikroporösen Polymeren irgendeines synthetischen, thermoplastischen Polymers, indem man die Dicken und Formen in weitem Umfang variiert. Die mikroporösen Poly- As can be seen from the foregoing, the present invention provides a simple process for making microporous polymers of any synthetic thermoplastic polymer by widely varying the thicknesses and shapes. The microporous poly
41 41
649 565 649 565
mere können eine einzigartige, mikrozellulare Konfiguration besitzen und sind in jedem Fall durch die Porendurchmesser mit relativ enger Grössenverteilung gekennzeichnet. Diese Strukturen werden z. B. hergestellt, indem man zuerst eine Flüssigkeit wählt, welche mit einem Polymer verträglich ist, d.h. eine homogene Lösung mit dem Polymer bildet und nach dem Abkühlen aus dem Polymer entfernt werden kann, sowie anschliessend die Menge der Flüssigkeit bestimmt und das Kühlen der Lösung in einer Weise ausführt, welche sicherstellt, dass die gewünschte, mikroporöse Polymer-Konfiguration resultieren wird. mers can have a unique, microcellular configuration and are characterized in each case by the pore diameter with a relatively narrow size distribution. These structures are e.g. B. Made by first choosing a liquid that is compatible with a polymer, i.e. forms a homogeneous solution with the polymer and can be removed from the polymer after cooling, and then determines the amount of liquid and performs the cooling of the solution in a manner that ensures that the desired microporous polymer configuration will result.
Es ist ebenfalls offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung ebenfalls mikroporöse Polymerprodukte erzeugt, welche verhältnismässig grosse Mengen an funktionell dienlichen Flüssigkeiten, sowie einen Polymerzusatz enthalten, und sich wie ein Feststoff verhalten. Diese Produkte können in vorteilhafter Weise in einer Vielfalt von Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise in Grundmischungen. It is also apparent that the present invention also produces microporous polymer products that contain relatively large amounts of functionally useful liquids, as well as a polymer additive, and behave like a solid. These products can advantageously be used in a variety of applications, for example in base mixtures.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
S S
33 Blatt Zeichnungen 33 sheets of drawings
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