DE10111992A1

DE10111992A1 - Polymerblend und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number: DE10111992A1
Application number: DE2001111992
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerhard Fritz; Runsheng Lue; Roland Beyreuther; Bernhard Taendler; Marcus Hoffmann; Roland Vogel
Original assignee: STUTTGART INST fur KUNST, University of
Current assignee: STUTTGART INST fur KUNST, University of
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-10-02

Abstract

Um einen Werkstoff in Form eines Polymerblends auf der Basis von Polyolefin-Elastomeren, welcher sich sowohl für vernetzte als auch für thermoplastische Elastomeranwendungen eignet, so zu modifizieren, dass die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs bzw. der daraus hergestellten Produkte deutlich verbessert sind, wird vorgeschlagen, dass das Polymerblend eine kontinuierliche Phase aus einem Polyolefinelastomer und eine darin dispergierte Phase umfasst, welche einen Polyester, ein Polyesterelastomer und/oder einen aktiven Füllstoff umfasst, wobei der Anteil der kontinuierlichen Polyolefinelastomerphase 80 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends, beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff in Form eines Polymer blends auf der Basis von Polyolefin-Elastomeren, welcher sich sowohl für vernetzte als auch für thermoplastische Elastomer anwendungen eignet. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfah ren zur Herstellung dieses Polymerblends.

Es ist bekannt, dass sich eine neue Werkstoffgruppe von Poly olefinelastomeren, nämlich Ethylen/Octen-Copolymere und Ethy len/Hexen-Copolymere (im Folgenden als EO-Copolymere und EH-Co polymere bezeichnet) sowohl für vernetzte als auch für unver netzte Anwendungen eignet (W. Diegritz und O. Franssen, Kunst stoffe 88 (1998) 3, S. 339-346: Polyolefinelastomere in der Fahrzeugtechnik). Diese Werkstoffe lassen sich zur Herstellung von extrudierten und spritzgegossenen Teilen wie z. B. Schläu che, Riemen, Luftführungskanäle und Dichtungsprofile sowie als Zweitkomponente beim Compoundieren von thermoplastischen Ela stomer-Vulkanisaten (TPV) verwenden.

Metallocenkatalysierte EO- bzw. EH-Copolymere zeichnen sich aufgrund ihrer definierten Seitenkettenstruktur durch elasto mere Eigenschaften aus. Ihr Nachteil besteht jedoch in der niedrigen Kristallitschmelztemperatur von nur ca. 60°C, der ihren Anwendungsbereich beschränkt. Zur Erhöhung der Tempera turformbeständigkeit werden sie häufig vernetzt. Eine häufig verwendete Vernetzungsmethode für EO-Copolymere ist die Orga nosilanvernetzung. Die Silanvernetzung von EO- bzw. EH-Copolymeren besteht aus zwei Reaktionsschritten, nämlich aus einer peroxidradikalinitiierten Silanpfropfungsreaktion und aus einer nachfolgenden Vernetzung der gepfropften Kettenmoleküle über Siloxanbrücken, welche im Zuge einer Hydrolyse- und Kondensati onsreaktion gebildet werden. Im Zuge des Silanpfropfungsreakti onsschritts erfolgt eine EO-Copolymer-Kettenaktivierung durch Einwirken von Radikalen organischer Peroxide, welche eine Was serstoffabstraktion am Makromolekül initiieren. Durch Aufbre chen der in den Organosilanen enthaltenen Vinylgruppen-Doppel bindungen erfolgt eine kovalente Ankopplung der Organosilanmo leküle, beispielsweise von Vinyltrimethoxysilan (VTMOS) an die EO- bzw. EH-Copolymerketten. Eine Vernetzung dieses zunächst noch thermoplastischen und silangepfropften Materials erfolgt durch eine Hydrolyse- und Kondensationsreaktion, die sich beide beispielsweise mittels Dibutylzinndilaurat (DBTL) katalysieren lassen.

Durch die Organosilanvernetzung lassen sich die Wärmeformbe ständigkeit und Elastizität der Polyolefinelastomeren, bei spielsweise EO- bzw. EH-Copolymeren, im Vergleich zum unver netzten Polymeren verbessern. Aber für manche Anwendungen haben die organosilanvernetzten Polyolefinelastomere folgende Nach teile:

- große Schrumpfung
- hohe Öl-Quellung
- niedrige Reißfestigkeit.

In der DE-OS 198 23 142 A1 wird die Herstellung von elastischen Fäden, Folien, textile Flächengebilde und Hybridstrukturen mit hohem Schrumpfvermögen aus EO-Copolymeren beschrieben. Im Zuge ihrer Herstellung wird zunächst Organosilan mittels eines Zwei schneckenextruders auf die Makromoleküle des EO-Copolymers auf gepfropft. Anschließend wird die silangepfropfte EO-Copolymer schmelze durch eine thermoplastische Verarbeitung zu elastischen Fäden bzw. Folien, textilen Flächen und Hybridstrukturen ausgeformt. Die Vernetzung erfolgt im Festzustand unter Formfi xierung durch eine Hydrolyse- und Kondensationsreaktion des aufgepfropften Organosilans. Diese Produkte haben einen hohen Schrumpf (S < 30%) und können nur als schrumpffähige Produkte verwendet werden.

In dem EP 0 743 862 B1 wird ein organosilangepfropftes und ver netzbares Polyolefin oder Polyolefinelastomer zur Herstellung dampfsterilisierbarer medizinischer Instrumente beschrieben. Auch hierbei wird die Organosilanpfropfung des Polymers mittels eines Zweischneckenextruders durchgeführt. Aus dem silange pfropften Polymer werden medizinische Instrumente mittels den üblichen Methoden der Thermoplastverarbeitung hergestellt. An schließend werden diese Produkte im Wasserbad oder in feuchter Umgebung vernetzt. Ein hoher Vernetzungsgrad (85% < Gelgehalt < 95%) ist eine Voraussetzung für die erwünschte bzw. ange strebte hohe Temperaturformbeständigkeit. Das vernetzte Poly mermaterial der medizinischen Instrumente kann bei einer Tempe ratur von T = 122°C über 20 min problemlos dampfsterilisiert werden. In diesem Patent gibt es keine Angabe über die mechani schen Eigenschaften der stark vernetzten Polyolefinelastomere. Es ist bekannt, dass die mechanischen Eigenschaften der ver netzten EO-Copolymere von dem realisierten Vernetzungsgrad ab hängig sind. Bei dem stark vernetzten EO-Copolymer nehmen er fahrungsgemäß die Reißfestigkeit und Reißdehnung mit steigendem Vernetzungsgrad ab. Deshalb bleibt die Frage offen wie sich die mechanischen Eigenschaften solcher vernetzter EO- bzw. EH-Copo lymere verbessern lassen.

Die EP 0 510 559 B1 beschreibt die Herstellung eines thermopla stischen vukanisierten Elastomers, das aus einem kristallinen thermoplastischen Polyolefin, welches eine kontinuierliche Phase bildet, und einem organosilanvernetzten Polyolefinelasto mer als disperse Phase und besteht. Durch die Organosilanvernetzung der Elastomerphase kann gegenüber einfachen Kunst stoff/Kautschuk-Mischungen, welche physikalische Blends dar stellen, eine deutliche Verbesserung der technologischen Eigen schaften solcher Zweiphasenwerkstoffe erreicht werden.

Der Ölquellungswert ist ein wichtiger Parameter für die Verwen dungen derartiger Elastomeren. Zwar lässt sich durch eine Ver netzung der Elastomerphase und eine Variation des Kristallini tätsgrades der kontinuierlichen Polyolefinmatrix z. B. Polypro pylen, der Ölquellungswert reduzieren. Dies bedeutet aber eine nicht immer akzeptable Einschränkung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den eingangs beschrie benen Polyolefinelastomerwerkstoff so zu modifizieren, dass die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs bzw. der daraus her gestellten Produkte deutlich verbessert werden.

Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannte Polymerwerkstoffen erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Polymerblend eine kon tinuierliche Phase aus einem Polyolefinelastomer und eine darin dispergierte, zweite Phase aufweist, deren Komponenten ausge wählt sind aus einem Polyester, einem Polyesterelastomer und einem aktiven Füllstoff, wobei der Anteil der kontinuierlichen Polyolefinelastomerphase 80 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Ge samtgewicht des Polymerblends, beträgt.

Die erfindungsgemäßen, gleichfalls vernetzten Polymerblends weisen durch das reaktive Compoundieren mit einer verträglichen Zweitpolymerkomponente und/oder einem aktiven, d. h. kovalent koppelbaren, vorzugsweise feinstdispersen Füllstoff im Ver gleich zu vernetzten Copolymer-Elastomeren folgende Vorteile auf:

- höhere Einsatztemperaturen
- verbesserte mechanische Eigenschaften
- niedrigere Ölquellung
- reduzierter Schrumpfwert.

Bevorzugte Polyolefinelastomere sind Ethylen/Octen-Copolymere, Ethylen/Hexen-Copolymere, EPDM und EPM.

Die zweite dispergierte Komponente, soweit sie ein Polyester ist, ist bevorzugt Polybutylenterephthalat (PBT). Im Falle dass als dispergierte Komponente ein Polyester-Elastomer ausgewählt wird, wird bevorzugt "Hytrel" der Fa. DuPont oder "Arnitel" der Fa. DSM verwendet.

Im Falle der Verwendung von aktiven Füllstoffen, werden bevor zugt pyrogenes Siliciumdioxid, Aerosil, und Silicate einge setzt. Bevorzugte aktive Füllstoffe weisen and der Oberfläche der Partikel SiOH- Oder SiOR-Gruppen auf. Als feinstdisperse Füllstoffe eignen sich besonders hochdisperse, pyrogene Kiesel säure (Aerosile) oder Silicate. Hierbei handelt es sich um amorphe, kugelförmige Partikel, auf deren Oberfläche SiOH- oder SiOR-Gruppen vorhanden sind. Deshalb können diese Teilchen im Zuge einer Kondensationsreaktion zwischen den Hydroxygruppen bei der Vernetzung des Matrixpolymers kovalent mit diesem ge koppelt werden.

Wird die zweite dispergierte Komponente aus Polyestern oder Po lyesterelastomeren ausgewählt, lässt sich das Eigenschaftsspek trum der Werkstoffe verbessern, wenn dem Werkstoffgemisch beim Compoundierprozess ein Haftvermittler zugegeben wird, welcher bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus 3- Glycidyloxypropyltrimethoxysilan (GLYMO), Glycidylmethacrylate (GMA), Allylglucidether (AGE), 3-Aminopropyltrimethoxysilan (AMMO). Diese Agenzien enthalten zwei funktionelle End-Gruppen, die in der Lage sind, mit den funktionellen Gruppen der beiden Polymerkomponenten chemisch zu reagieren, wodurch eine kovalen te Verknüpfung der Blendkomponenten geschaffen wird. Während GMA und AGE je eine Vinylgruppendoppelbindung und eine Epoxid gruppe aufweisen, sind GLYMO und AMMO durch jeweils eine Tri methoxysilangruppe sowie eine Epoxid- und eine Aminogruppe ge kennzeichnet.

Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Polymerblend die ver schiedenen Komponenten in folgenden Anteilen:

a) 80-95 Gew.anteile thermoplastisches Polyolefinelastomer,
b) 5-20 Gew.anteile zweite Polymerkomponente und/oder akti ver Füllstoff,
c) 1-3 Gew.anteile Organosilan pro 100 Gew.anteile der Komponente (a),
d) 1-3,5 Gew.anteile Peroxid pro 100 Gew.anteile der Kom ponente (c),
e) 0,005-0,05 Gew.anteile eines Vernetzungskatalysators (bevorzugt Dibutylzinndilaurat DBTL) pro 100 Gew.anteile der Komponente (a),
f) 0,5-2 Gew.anteile Haftvermittler pro 100 Gew.anteile der Komponente (b).

Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch die reaktive Compoundierung des Polyolefinelastomers mit den weniger als 20 Gew.-% der zweiten Komponente (entweder Polyester oder Aero sil) die technologischen Eigenschaften des modifizierten Poly olefinelastomers sowohl im vernetzten Zustand als auch im thermoplastischen Zustand deutlich verbessert werden. Die Reiß festigkeit, Reißdehnung und Temperaturformbeständigkeit werden erhöht. Die Schrumpfwerte bei der Formgebung derartiger Materi alien und die Ölquellungswerte werden stark reduziert.

Es war insbesondere überraschend, dass trotz einer größeren Po lydispersität durch das Blenden mit der zweiten Polymerkomponente oder mit dem aktiven Füllstoff ein langzeitkonstanter Schmelzspinnprozess mit dem erfindungsgemäßen Material unter üblichen Schnellspinngeschwindigkeiten (2.000-3.000 m/min.) möglich ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von elastischen Fäden mit einstellbarem thermo-mechanischem Eigen schaftsprofil, wobei ein Polymerblend, wie es zuvor detailliert beschrieben wurde, hergestellt wird, wobei dem Ethylen-Octen- Copolymeren vor und/oder während dem Compoundieren mit der zweiten Komponente Pfropfungs- und Vernetzungsagentien zugege ben werden und eine matrixfunktionalisierte Mischung herge stellt wird und diese Mischung thermoplastisch zu Fäden verar beitet wird.

Hierbei lässt sich der thermische Schrumpf bei niedrigen Tempe raturen dadurch vermindern, dass eine zweite Komponente verwen det wird, welche Polybutylenterephthalat (PBT) umfasst. Mit zu nehmendem PBT-Gehalt vermindert sich dabei der Schrumpf. Wendet man in Kombination mit dem Polybutylenterephthalat ein Poly esterelastomer als weiteren Bestandteil der zweiten Komponente an, dann kann man zusätzlich die thermische Stabilität der Fä den erhöhen. Dies gilt auch für Folien, textile Flächengebilde und Hybridstrukturen, die nach diesem erfindungsgemäßen Verfah ren hergestellt sind.

Die Erfindung betrifft schließlich elastische Fäden, welche aus dem erfindungsgemäßen Polymerblend hergestellt sind. Solche Fä den weisen die vorteilhafte Eigenschaft auf, dass deren thermo mechanische Eigenschaften einstellbar sind.

BESCHREIBUNG DES VERFAHRENS ZUR HERSTELLUNG DER ERFINDUNGSGE- MÄSSEN MATERIALIEN

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Materialien kann bei spielsweise in einem reaktiven Blendprozess unter Verwendung eines gleichsinnig drehenden, dicht kämmenden Zweischneckenex truder erfolgen. Bei derartigen Compoundierextrudern sind so wohl die Zylindergehäuse als auch die Schneckenelemente modular konzipiert, so dass spezifisch zugeschnittene Zylinderarrange ments und Schneckenkonzepte verwirklicht werden können.

Eine Pfropfungslösung, umfassend Organosilan und Peroxid, wird in einem dichtschließenden Rhönrad-Mischgefäß auf das Polyole finelastomergranulat aufgezogen und wird aufgrund des sehr niedrigen Kristallinitätsgrades von diesem spontan absorbiert. Das so vorbehandelte Granulat kann anschließend mittels einer gravimetrischen Dosierung in die erste Zone des Zweischnecken extruders eingespeist werden.

Ein flüssiger Haftvermittler wird mit der zweiten Komponente (Polyester) gleichfalls in einem dichtschließenden Rhönrad- Mischgefäß vorgemischt. Das mit Haftvermittler vorbehandelte Granulat wird mit Hilfe einer gravimetrischen Dosierung und ei nes zweiwelligen Seitenstromdosierers in die fünfte Zone des Extruders eingespeist. In der Entgasungszone, in der der Schneckenkanal nur teilweise gefüllt ist, werden nicht umge setzte Monomere (z. B. Organosilan, Haftvermittler und Peroxid) aus der Polymerschmelze entfernt. Nach dem vollständigen Ab schluss aller chemischen Reaktionen und der homogenen Compoun dierung aller Komponenten lässt sich das behandelte Polymer blend direkt oder erst nach einer Abkühlungs- und Granulie rungsstufe verarbeiten.

Die Vernetzungsreaktion erfolgt durch die Exposition der ge formten Produkte (z. B. elastische Fäden bzw. Folien und textile Flächengebilde) in feuchter Umgebung oder durch Wasserla gerung. Um die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen, ist es vorteilhaft, entweder den Vernetzungskatalysator (z. B. DBTL in einer Menge von 0,005 bis 0,05 Gew.anteile pro 100 Gew.-anteile des Polyolefinelastomeren) im Compoundierprozess mit Polymer schmelze zuzumischen oder den Vernetzungskatalysator (z. B. DBTL in einer Menge von 1 Gew.anteil pro 100 Wassergew.anteile) dem Wasserbad zuzugeben.

Die oben beschriebene Erfindung wird anhand der folgenden Bei spiele noch näher erläutert.

Beispiel 1 Ausgangsstoffe

100 Gew.teile Ethylen/Octen-Copolymer-Granulat (Engage 8200 von DuPont Dow Elastomers)
2 phr Vinyltrimethoxysilan (VTMOS)
0,04 phr 2,5-Dimethylhexan-2,5-dibutylperoxid (DHBP).

Das Ethylen/Octen-Copolymer-Granulat wurde mit einer Pfrop fungslösung aus VTMOS und DHBP in einem Rhönrad-Mischer 30 min. lang gemischt. Anschließend wurden das so beladene Granulat mittels einer gravimetrischen Dosierung der Einfüllöffnung des Zweischneckenextruders zugeführt. Die Parameter der reaktiven Extrusion mittels einer ZSK 25 sind im Folgenden dargestellt:
Soll-Temperaturen der Extruderheizzonen 1 bis 9: 140-210°C
Schneckendrehzahl des Extruders: 150 min^-1
Massendurchsatz: 4 kg/h.

Im Extruder wird die peroxidisch initiierte Silanpfropfungsre aktion durchgeführt. Dadurch wurden Silanmoleküle auf die Ket ten des Polymers aufgepfropft. Die silangepfropfte Polymer schmelze wurde schließlich in Form von Rundsträngen extrudiert.

Die Strangextrudate wurden mittels Luftkühlung verfestigt und anschließend granuliert.

Beispiel 2 Ausgangsstoffe

100 Gew.teile Ethylen/Octen-Copolymer-Granulat (Engage 8200 von DuPont Dow Elastomers)
2 phr Vinyltrimethoxysilan (VTMOS)
0,04 phr 2,5-Dimethylhexan-2,5-dibutylperoxid (DHBP)
100 phr Polybutylentherephthalat (PBT) (Ultradur B 2550 von BASF AG)
2 phr Haftvermittler 3-Gycidyloxypropyltrimethoxysilan (GLYMO)

Das Ethylen/Octen-Copolymer-Granulat wird mit Pfropfungslösung aus VTMOS und DHBP in einem Rhönrad-Mischer 30 min lang ge mischt. Anschließend wird das so beladene EO-Copolymer-Granulat mittels einer gravimetrischen Dosierung mit einem Massestrom von 4,5 kg/h der Einfüllöffnung des Zweischneckenextruders zu geführt. Das PBT-Granulat wird mit Haftvermittler in einem Rhönrad-Mischer 30 min lang gemischt. Das so beladene PBT-Gra nulat wird an der fünften Zone des Extruders mittels einer gra vimetrischen Dosierung und eines Zweischnecken-Beschickungsex truders mit einem Massestrom von 0,5 kg/h dem Zweischneckenex truder zugeführt. Die homogene gemischte Polymerschmelze wurde schließlich in Form von Rundsträngen extrudiert. Das Strangex trudat wird mittels Luftkühlung verfestigt und anschließend granuliert. Das Gewichtsverhältnis EO-Copolymer : PBT in dem Blend betrug demnach 90 : 10. In den ersten fünf Zonen des Extru ders erfolgte eine Pfropfung des Organosilans auf die Ketten des EO-Copolymers. In den folgenden Zonen werden die beiden Komponenten homogen vermischt, wobei die Kopplungsreaktion zwi schen den Carboxy-Gruppen oder HO-Gruppen von PBT und den Epoxid-Gruppen des GLYMO erfolgt. GLYMO-Moleküle werden kovalent an die Ketten von PBT gekoppelt. Dadurch können EO-Copoly mer und PBT bei der Silanvernetzung über Si-O-Si-Brücken kova lent gekoppelt werden. Die Parameter der reaktiven Compoundie rung sind im Folgenden dargestellt:
Soll-Temperaturen der Extruderheizzonen 1 bis 5 : 140-210°C
Soll-Temperaturen der Extruderheizzonen 6 bis 9 : 230-250°C
Schneckendrehzahl des Extruders: 150 min^-1

Beispiel 3

Beispiel 2 wird wiederholt mit der Abweichung, dass an Stelle des PBT Polyesterelastomer Hytrel G 4078 W (Hersteller: DuPont) als zweite Komponente eingesetzt wird. Das Gewichtsverhältnis EO-Copolymer : PEE in dem Blend betrug dabei 90 : 10.

Beispiel 4

Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Abweichung, dass an Stelle des PBT und des Haftvermittlers ein aktiver Füllstoff Aerosil 200 als zweite Komponente eingesetzt wird. Bei der Silanvernet zung werden die Füllstoffteilchen, auf deren Oberfläche die SiOH- oder SiOR-Gruppen vorhanden sind, über Si-O-Si-Brücken kovalent mit Matrix-EO-Copolymer gekoppelt. Das Gewichtsver hältnis EO-Copolymer: Füllstoff in dem Blend betrug 90 : 10.
Soll-Temperaturen der Extruderheizzonen 1 bis 9: 140-210°C

Vergleichs-Beispiel 5

Beispiel 4 wird wiederholt mit der Abweichung, dass an Stelle des Füllstoffes Aerosil ein anderer Füllstoff, nämlich Talkum, als zweite Komponente eingesetzt wird. Das Gewichtsverhältnis EO-Copolymer : Talkum in dem Polymer betrug demnach 90 : 10. Es existieren keine reaktiven Funktionsgruppen (z. B. SiOH- oder SiOR-Gruppen) auf der Oberfläche der Talkumpartikel. Ziel des Beispiels ist ein Vergleich des Effekts zwischen den erfin dungsgemäßen aktiven Füllstoffen (Aerosilen) und herkömmlichen Füllstoffen.

Die gemäß den Beispielen 1 bis 5 hergestellten Blends werden durch Spritzgießen zu den für die einschlägigen Prüfverfahren benötigten Probekörpern verarbeitet. Nach der Vernetzung werden folgende Werte ermittelt:

Reißfestigkeit σ_B (in N/mm²)	nach DIN 53504
Reißdehnung ε_B (in %)	nach DIN 53504
Zugspannung bei 50% Dehnung σ₅₀ (in N/mm²)	nach DIN 53504
Zugspannung bei 100% Dehng σ₁₀₀ (in N/mm²)	nach DIN 53504
Shore A-Härte	nach DIN 53505
Öl-Quellung	nach DIN 53506

Dabei zeigt Tabelle 1 das Verhalten von Referenzmaterial (Bei spiel 1) und einem erfindungsgemäßen Material (Beispiel 2) bei thermisch-mechanischer Belastung (bei 50°C).

Die Werte in der Tabelle 1 und das Verhalten in Fig. 1 zeigen, dass die mechanischen Eigenschaften und Temperaturformbestän digkeit der erfindungsgemäßen Materialien im Vergleich zum Re ferenzmaterial verbessert werden. Der Ölquellungswert ist ge genüber dem Referenzmaterial gleichfalls reduziert.

Tabelle 1

Beispiel 6 Ausgangsstoffe

1. 100 Gew.teile einer Mischung aus
50 Gew.-% Ethylen/Octen-Copolymer (Engage 8200. der DuPont DOW Elastomers) und
50 Gew.-% Ethylen/Octen-Copolymer (Engage 8400. der DuPont DOW Elastomers)
2. 3 phr Vinyltrimethoxysilan
3. 0,086 phr Styrol
4. 0,12 phr 2,5-Dimethylhexan-2,5-dibutylperoxid (DHBP)
5. 5 bzw. 10 Gew.-% Polybutylenterephthalat (bezogen auf Ge samtmasse der Komponenten 1. bis 4.)

Die Engagepolymertypen liegen in Granulatform vor und werden mit den anderen Ausgangsstoffen im Extruder gemischt und auf geschmolzen. Dabei findet die peroxidisch initiierte Organosi lanpfropfung statt. Die funktionalisierte Schmelze wird mit schmelzeförmigem PBT, welches im Einschneckenextruder (Seiten strangextruder) aufgeschmolzen und durch eine angeflanschte Spinnpumpe volumetrisch genau zudosiert wurde, in 5 bzw. 10 Ma% dotiert, um online dem Schmelzspinnkopf zugeführt zu werden.

Die Parameter der reaktiven Extrusion und des Schmelzspinnens sind folgende:

Doppelschneckenextruder

Zylindertemperatur T1-T7 = 235-280°C
n_Extruder

= 100 +/-10 min^-1

T_Schmelze

= 239°C
T_Spinnkopf

= 245°C
P_Extrusion

= 3,5 Mpa
Düse 12 Loch 0,45 × 0,9 mm
Q_Spinn

= 17,9 g/min
T_Luft

= 15,7°C
V_Blasluft

= 0,35 m/s
P_LUft

= 60%

Die Schmelze wird mit einem konstanten Volumenstrom durch die Düsenplatte extrudiert. Die Filamente werden einer auf Wasser basis bestehenden Präparation zugeführt, die die Hydrolyse- und Kondensationsreaktion einleitet. Anschließend wird das Fila mentbündel unter Variation der Abzugsgeschwindigkeit aufgewi ckelt.

Nach dem Aufwickeln der Fäden erfolgt die Matrixvernetzung der formfixierten Fäden auf der Spule in einem mit 1 Gew.-% DBTL versetzten Isopropanol-Wassergemisch.

Die Ergebnisse der Schrumpfmessung sind Fig. 2 zu entnehmen.

Die Schrumpfmessungen des silanvernetzten (Referenz) und des mit unterschiedlichem PBT-Gehalt versehenen und ebenfalls si lanvernetzten Fadens sind in Fig. 2 repräsentiert. Die Fäden mit 5 Ma% und 10 Ma% PBT sind dabei die erfindungsgemäßen Fä den.

Fig. 3 zeigt die thermisch-mechanische Analyse der mit und ohne PBT geblendeten, silanfunktionalisierten Basis im vernetzten und unvernetzten Zustand. (Parameter: Heizrate 10 K/min., Vor spannung 0,025 cN/tex, Abzugsgeschwindigkeit 750 m/min.).

Beispiel 7 Ausgangsstoffe

1. 100 Gew.teile einer Mischung aus
50 Gew.-% Ethylen/Octen-Copolymer (Engage 8200. der DuPont DOW Elastomers) und
50 Gew.-% Ethylen/Octen-Copolymer (Engage 8400. der Dupont DOW Elastomers)
2. 3 phr Vinyltrimethoxysilan
3. 3/35 phr 2,5-Dimethylhexan-2,5-dibutylperoxid (DHBP)
4. 0,12 phr Styrol
5. 5 Ma% Aerosil

Die Vorgehensweise ist wie im Beispiel 1. Anstelle des schmel zeförmigen PBT wird das pulverförmige Aerosil zudosiert.

Die Parameter der reaktiven Extrusion und des Schmelzspinnens sind wie folgt:
Zylindertemperatur T1-T7 = 235°C
n_Extruder = 10 min^-1
T_Schmelze = 240°C
T_Spinnkopf = 235°C
P_Extrusion = 3,5 Mpa
Düse 12 Loch 0,45 × 0,9 mm
Q_Spinn = 17,8 g/min
T_Luft = 15,7°C
V_Blasluft = 0,35 m/s
ρ_Luft = 60%

Fig. 4 und 5 zeigen die erfindungsgemäßen Fäden, die gegenüber den nicht mit Aerosil gefüllten Blends eine erhöhte physikali sche Bruchspannung aufweisen und gleichzeitig einen reduzierten thermischen Schrumpf besitzen.

Claims

1. Polymerblend, umfassend eine kontinuierliche Phase aus ei nem Polyolefinelastomer und eine darin dispergierte Phase, umfassend einen Polyester, ein Polyesterelastomer und/oder einen aktiven Füllstoff, wobei der Anteil der kontinuier lichen Polyolefinelastomerphase 80 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends, beträgt.

2. Polymerblend gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Polyolefinelastomerphase ein Ethylen/Octen-Copolymer, ein Ethylen/Butylen-Copolymer, EPM-Elastomer oder EPDM-Elastomer umfasst.

3. Polymerblend gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass das Polyolefinelastomer der kontinuierlichen Phase durch Organosilan gepfropft und gegebenenfalls ver netzt ist.

4. Polymerblend gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Füllstoff pyrogene Kiesel säure, Aerosile oder Silicate umfasst.

5. Polymerblend gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff der dispergierten Phase auf der Ober fläche SiOH- oder SiOR-Gruppen aufweist.

6. Polymerblend gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der dispergierten Phase Polyester und/oder Polyesterelastomer durch einen Haftvermittler nach der Silanvernetzung mit der kontinuierlichen Phase entweder kovalente Bindungen oder Wasserstoffbrückenbin dungen verknüpft sind.

7. Polymerblend gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler epoxydierte Vinylmonomere, epoxy dierten Organosilane, insbesondere 3-Glycidyloxypropyltri methoxysilan (GLYMO), Glycidyl Methacrylate (GMA), Allyl glucidether (AGE)oder 3-Aminopropyltrimethoxysilan (AMMO) umfaßt.

8. Verfahren zur Herstellung eines Polymerblends gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst das die kontinuierliche Phase bildende Polyolefinelastomer mit einem Organosilan gepfropft und anschließend mit einer die zweite, dispergierte Phase bildenden Komponente, aus gewählt aus Polyestern, Polyesterelastomeren und/oder ak tiven Füllstoffen sowie gegebenenfalls mit einem Haftver mittler compoundiert wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Polymerblends nach An spruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Organosi lanvernetzungsreaktion die organosilangepfropfte kontinu ierliche Polyolefinelastomerphase und die zweite, disper gierte Phase mittels eines Haftvermittlers miteinander un ter Bildung von kovalenten Bindungen gekoppelt werden.

10. Verfahren zur Herstellung eines Polymerblends nach An spruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Or ganosilanvernetzungsreaktion die organosilangepfropfte kontinuierliche Polyolefinelastomerphase und ein aktiver Füllstoff miteinander unter Bildung von kovalenten Bindun gen gekoppelt werden.

11. Verfahren zur Herstellung von elastischen Fäden mit ein stellbarem thermo-mechanischem Eigenschaftsprofil, wobei ein Polymerblend gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 herge stellt wird, wobei dem Ethylen-Octen-Copolymeren vor und/ oder während dem Compoundieren mit der zweiten Komponente Pfropfungs- und Vernetzungsagenzien zugegeben werden und eine matrixfunktionalisierte Mischung hergestellt wird und diese Mischung thermoplastisch zu Fäden verarbeitet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente Polybutylenterephthalat zur Vermin derung des thermischen Schrumpfs umfasst.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich net, dass die zweite Komponente Polybutylenterephthalat und/oder ein Polyesterelastömer umfaßt zur Erhöhung der thermischen Stabilität der Fäden.

14. Elastische Fäden, hergestellt unter Verwendung eines Poly merblends gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.