DE102005017466A1

DE102005017466A1 - Polymerer Nanocomposit und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number: DE102005017466A1
Application number: DE200510017466
Authority: DE
Inventors: Bernd Kretzschmar; Andreas Dr. Leuteritz; Thomas Dr. Engelhardt; Ralf Küsters
Original assignee: Leibniz Institut fuer Polymerforschung Dresden eV; A Schulman GmbH; Sued Chemie AG
Current assignee: Leibniz Institut fuer Polymerforschung Dresden eV
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-19

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Polymerchemie und betrifft einen Nanocomposit, wie er beispielsweise zu Agrarfolien weiterverarbeitet werden kann und ein Verfahren zu seiner Herstellung. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines polymeren Nanocomposites, der zu Produkten verarbeitet deren Lebensdauer verlängert. DOLLAR A Die Aufgabe wird gelöst durch einen polymeren Nanocomposit, bestehend aus einer schmelzeverarbeiteten Polymermatrix, in der flächige Füllstoffpartikel in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% enthalten sind, wobei die flächigen Füllstoffpartikel im wesentlichen in Scherrichtung ausgerichtet sind und weiterhin eine zusätzliche Komponente in der Polymermatrix enthalten ist. DOLLAR A Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines polymeren Nanocomposites, bei dem die Polymermatrix, die flächigen Füllstoffpartikel und die mindestens eine zusätzliche Komponente gemischt und anschließend einem Vorverarbeitungsverfahren unter Ausübung von Scherkräften und anschließend oder später unter Ausübung von Scherkräften in den Schmelzezustand zu Produkten weiterverarbeitet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Polymerchemie und betrifft einen polymeren Nanocomposit, wie er beispielsweise als Granulat oder Masterbatch zur Weiterverarbeitung zu Agrarfolien, Verpackungen, Schutzfilmen oder dünnwandigen Formteilen eingesetzt werden kann und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Konventionelle Agrarfolien für Gewächshäuser werden in ihrem Hauptanteil aus Polyethylen niederer Dichte (LDPE) hergestellt. Um eine rasche Alterung dieser Folien zu vermeiden, kommen verschiedene Stabilisatoren zum Einsatz. Eingesetzt werden beispielsweise Verbindungen, die der Klasse gehinderter Amine zuzuordnen sind. Aufgrund ihrer Struktur greifen diese Verbindungen in den Abbaumechanismus der Polymermatrix ein und verlangsamen den Prozess. Unterstützend wirken hierbei UV-Absorber auf Benzophenonbasis und Benzotriazolbasis. Durch die Anwesenheit von Heteroatomen sind diese Verbindungen polarer als Polyethylen, so dass sie dazu neigen, aus der Folie oder dem Verbund (Mehrschichtfolie) herauszudiffundieren. Die Diffusionseffekte führen zu einer geringeren Gebrauchsfähigkeit und einer relativ kurzen Lebensdauer ( DE 697 17 313 T2 ), beispielsweise in der Region Almeria, Spanien, von nur ca. einem Jahr.

Um diese Diffusion zu verlangsamen, werden die polaren Komponenten mit einem langen Alkylrest mit etwa 18 Kohlenstoffatomen in einer Kette verbunden, wodurch eine bessere Kompatibilität zwischen Matrix und Wirkstoff erreicht wird.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung von (zusätzlichen) Copolymeren mit polaren Einheiten, wie Poly-ethyl(vinylacetat) (Jansen, K., Dissertation FU Berlin, Berlin 2003). Durch die polaren Gruppen des Copolymeren wird ebenfalls die Diffusion der Wirkstoffe verringert.

Der Nachteil der vorliegenden Lösungen besteht darin, dass die Lebensdauer der Folien noch zu gering ist.

Eine Reihe von Veröffentlichungen beschreiben eine verringerte Diffusion von Gasen, Dämpfen, (Lösungsmitteln) durch Nanocomposite, die aus einem Schichtsilikat und einem Matrixpolymer hergestellt worden sind (G. Gorrasi, u.a., Polymer 44 (2003), 3679-3685; EP 1 144 494 B1 ; DE 699 10 623 T2 ).

EP 1 470 823 A1 beschreibt eine Lösung zur verlängerten Freigabe einer Dosierung für medizinische oder landwirtschaftliche Zwecke oder für Parfüme, enthaltend ein Polymer-Ton-Nanocomposit mit 10 bis 40 Gew.-% dispergierten folienartigen Tonplättchen in einer Polymermatrix und mit einem aktiven Zusatz, der in der Polymer-Ton-Nanocompositschicht eingekapselt ist. Dadurch soll eine gleichmäßigere Abgabe der Wirkstoffe über einen längeren Zeitraum erreicht werden, ohne die bei üblichen diffusionsgesteuerten Dosiereinheiten auftretende anfängliche Überdosierung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe eines polymeren Nanocomposites, der zu Produkten verarbeitet deren Lebensdauer verlängert.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebenen Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße polymere Nanocomposit besteht aus einer schmelzeverarbeiteten Polymermatrix mit einer Schichtdicke des daraus hergestellten Produktes bis 1000 μm, in der flächige Füllstoffpartikel mit einer Dicke von 0,5 bis 200 nm und einem Aspektverhältnis von 2 bis 1000 in einer Menge von 0,1 bis ≤ 10 Gew.-% enthalten sind. Dabei sind nach Einwirkung von Scherkräften die flächigen Füllstoffpartikel im wesentlichen in Scherrichtung ausgerichtet in der Polymermatrix angeordnet und mindestens eine zusätzliche Komponente ist in der Polymermatrix und im wesentlichen zwischen den flächigen Füllstoffpartikeln angeordnet enthalten.

Vorteilhafterweise besteht die schmelzeverarbeitete Polymermatrix aus Polyester, Polyetherester, Polyamid, Polyesteramid, Polyurethan, Polyimid, Polyetherimid, Polyharnstoff, Polyolefin, Polyacrylat, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat, thermoplastische Stärke, Polyethylen-co-vinylacetat, Polyethylen-co-vinylalkohol, Polyethylenterephtalat oder Mischungen daraus.

Weiterhin vorteilhafterweise bestehen die flächigen Füllstoffpartikel aus Phyllosilicaten oder geschichteten Doppelhydroxiden, Montmorillonit, Hectorit, Saponit, Mica, Vermiculit, Bentonit, Nontronit, Beidellit, Kaolinit, Hydrotalciten, Hydrotalcitartigen oder eine Mischungen davon.

Ebenfalls vorteilhafterweise weisen die flächigen Füllstoffpartikel Dicken von 1 bis 100 nm und ein Aspektverhältnis von 5 bis 500 auf.

Auch vorteilhafterweise sind die flächigen Füllstoffpartikel in einer Menge von 0,1 bis 7,5 Gew.-%, vorteilhafterweise von 0,1 bis 5,0 Gew.-% und noch vorteilhafterweise von 0,1 bis 1,5 Gew.-% enthalten.

Und vorteilhafterweise sind die flächigen Füllstoffpartikel zu mindestens 50 % noch vorteilhafterweise zu mindestens 90 % parallel zur Scherrichtung des Vorverfahrens und/oder des abschließenden Verarbeitungsverfahrens ausgerichtet.

Von Vorteil ist auch, wenn die volumenmäßige Verteilung der flächigen Füllstoffpartikel über den Querschnitt des polymeren Nanocomposites und/oder über den Querschnitt eines Produktes aus oder mit den polymeren Nanocompositen statistisch ist.

Weiterhin vor Vorteil ist es, wenn eine gradierte volumenmäßige Verteilung der flächigen Füllstoffpartikel über den Querschnitt des polymeren Nanocomposites und/oder über den Querschnitt eines Produktes aus oder mit den polymeren Nanocompositen vorliegt.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn die zusätzliche Komponente Antioxidantien, hindered amine light stabilizer (HALS), UV-Absorber, Anti-fog Mittel, Lichtstabilisatoren, Anti-fouling Mittel oder eine Mischung daraus ist.

Und auch von Vorteil ist es, wenn die zusätzlichen Komponenten in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 20 Gew.-%, noch vorteilhafter in einer Gesamtmenge von 0,2 bis 2 Gew.-%, enthalten sind.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die flächigen Füllstoffpartikel eine mechanische Bindung oder eine Bindung über Van-der-Waals-Kräfte untereinander und/oder mit einzelnen oder allen zusätzlichen Komponenten aufweisen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines polymeren Nanocomposites werden die Polymermatrix, die flächigen Füllstoffpartikel und die mindestens eine zusätzliche Komponente, oder deren Ausgangsstoffe, die auch ganz oder teilweise zu Vorprodukten verarbeitet sein können, teilweise oder alle gemeinsam gemischt. Dabei wird eine solche Menge an Ausgangsstoffen für die flächigen Füllstoffpartikel oder an flächigen Füllstoffpartikeln selbst zugegeben, dass eine Gesamtmenge von 0,1 bis ≤ 10 Gew.-% im fertigen polymeren Nanocomposit realisiert wird. Anschließend werden die Mischungen von Ausgangsstoffen und/oder Vorprodukten oder die Produkte selbst gleichzeitig oder ganz oder teilweise nacheinander einem Vorverarbeitungsverfahren unter Ausübung von Scherkräften ausgesetzt. Das so entstandene polymere Nanocomposit wird anschließend oder später unter Ausübung von Scherkräften und mindestens Überführung der Ausgangsstoffe oder Vorprodukte oder der Polymermatrix selbst in den Schmelzezustand zu Produkten weiterverarbeitet.

Vorteilhafterweise werden als Polymermatrix Polyester, Polyetherester, Polyamid, Polyesteramid, Polyurethan, Polyimid, Polyetherimid, Polyharnstoff, Polyolefin, Polyacrylat, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat, thermoplastische Stärke, Polyethylen-co-vinylacetat, Polyethylen-co-vinylalkohol, Polyethylenterephtalat oder Mischungen daraus zugegeben.

Ebenfalls vorteilhafterweise werden als flächige Füllstoffpartikel Phyllosilicate oder geschichtete Doppelhydroxide zugegeben.

Vorteilhaft ist auch, wenn als zusätzliche Komponenten Antioxidantien, hindered amine light stabilizer (HALS), UV-Absorber, Anti-fog Mittel, Lichtstabilisatoren, Antifouling Mittel oder Mischungen daraus zugegeben werden.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn flächige Füllstoffpartikel zugegeben werden, die untereinander und/oder mit einem oder mehreren zusätzlichen Komponenten mechanisch oder über Van-der-Waals-Kräfte mit zusätzlichen Komponenten verbunden sind.

Von Vorteil ist auch, wenn flächige Füllstoffpartikel eingesetzt werden, an die von 0,01 bis 20 Gew.-% an zusätzlichen Komponenten an oder zwischen den flächigen Füllstoffpartikeln gebunden vorliegen.

Und auch vorteilhaft ist es, wenn als Vorverarbeitungsverfahren eine Compoundierung in einem Ein-, Doppel- oder Mehrschneckenextruder, einem KoKneter, einem Planetwalzenextruder oder einem Innenmischer durchgeführt wird.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn in einem Weiterverarbeitungsverfahren nach dem Compoundierschritt eine polymere Flach- oder Blasfolie oder ein dünnwandiges Spritzgieß- oder Tiefziehprodukt hergestellt wird.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es möglich, die Abgabe von zusätzlichen Komponenten aus Produkten aus den erfindungsgemäßen polymeren Nanocompositen zu behindern, damit zu verlangsamen oder auch mindestens teilweise zu verhindern, und damit die Lebensdauer der Produkte aus den polymeren Nanocompositen deutlich zu verlängern.

Die dazu eingesetzten flächigen Füllstoffpartikel, die oft aus mehreren übereinander angeordneten Schichten zusammengesetzt sind, werden vorteilhafterweise organisch modifiziert, wobei die dafür zugegebene Komponente Tensidcharakter hat. Gleichzeitig oder nacheinander kann während der organischen Modifizierung auch eine oder mehrere weitere Komponenten zugegeben werden, die die erfindungsgemäßen zusätzlichen Komponenten sind. Tensidkomponente und zusätzliche Komponenten führen jeder für sich oder gemeinsam zu einer Vergrößerung des Abstandes zwischen den einzelnen Schichten der flächigen Füllstoffpartikel, wie mit Röntgenkleinwinkelstreuung belegt werden kann.

Die vorteilhafterweise in dieser Art organisch modifizierten und mit mindestens einer zusätzlichen Komponente versehenen flächigen Füllstoffe werden entweder direkt mit der schmelzeverarbeitbaren Polymermatrix oder mit der schmelzeverarbeitbaren Polymermatrix und einem Compatibilizer, welcher die Kompatibilität zwischen organisch modifiziertem und mit einer oder mehreren zusätzlichen Komponenten versehenen Füllstoffpartikel und Polymermatrix erhöht, oder mit Vorprodukten aus einzelnen oder mehreren Ausgangsstoffen oder mit den Ausgangsstoffen durch ein Vorverfahren unter Ausübung von Scherkräften mindestens auf die flächigen Füllstoffpartikel, beispielsweise durch ein Extrusionsverfahren, zu dem erfindungsgemäßen polymeren Nanocomposit verarbeitet. Durch das Ausüben der Scherkräfte während des Vorverfahrens und während der anschließenden Weiterverarbeitung zu einem Produkt, beispielsweise zu einer Folie oder zu einem dünnwandigen Formteil, werden die flächigen Füllstoffpartikel ganz oder teilweise getrennt, in der schmelzeverarbeitbaren Polymermatrix verteilt und ausgerichtet. Mindestens die Weiterverarbeitung zu einem Produkt erfolgt mit Verfahren, durch die mindestens die Polymermatrix in den Schmelzezustand überführt wird, wie beispielsweise Flach- oder Blasfolienextrusion und Spritzgießen. Die Ausrichtung der flächigen Füllstoffpartikel in der schmelzeverarbeitbaren Polymermatrix erfolgt dabei jeweils in Scherrichtung. Auch bereits im polymeren Nanocomposit durch das Vorverfahren ausgerichtete flächige Füllstoffpartikel werden durch Scherkräfte bei der Weiterverarbeitung erneut entsprechend der Scherrichtung ausgerichtet und liegen dann mit ihrer Oberfläche im wesentlichen parallel zur Oberfläche des dünnwandigen Produktes, welches ganz oder teilweise aus dem erfindungsgemäßen polymeren Nanocomposit besteht, ausgerichtet in der schmelzeverarbeiteten Polymermatrix vor. Die Orientierung der flächigen Füllstoffe, die durch nachfolgende Prozesse mit Verarbeitungstemperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der erfindungsgemäßen Nanocomposites wie Recken oder Tiefziehen noch erhöht werden kann, behindert oder verhindert die Diffusion der Wirkstoffe senkrecht zur Verarbeitungsrichtung.

Durch Röntgenkleinwinkelexperimente konnte gezeigt werden, dass die Polymermatrix in die Galerie intercaliert (im Konzentrat) und eine weitgehende Exfolierung (in der Verdünnung) erreicht wird.

Es ist auch möglich, eine statistische Verteilung der flächigen Füllstoffpartikel in der gesamten Polymermatrix zu realisieren oder auch eine gradierte Verteilung, wobei eine dichtere Verteilung der flächigen Füllstoffpartikel in Richtung des Diffusionsweges der zusätzlichen Komponenten vorteilhaft ist.

Durch Transmissionselektronenmikroskopie kann sowohl der Exfolierungsgrad als auch die Verteilung der flächigen Füllstoffpartikel in der Matrix visualisiert werden, wobei Agglomerate aus wenigen flächigen Füllstoffpartikeln neben vollständig vereinzelten Schichten erkennbar sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die zusätzlichen Komponenten in Diffusionsrichtung möglichst hinter den flächigen Füllstoffpartikeln angeordnet vorliegen, da dadurch deren Diffusion zusätzlich behindert werden kann, wodurch eine deutlich längere Zeit für das vollständige Ausdiffundieren der zusätzlichen Komponenten notwendig ist oder ein vollständiges Ausdiffundieren ganz verhindert wird. Die zusätzlichen Komponenten dienen beispielsweise der Verbesserung der Stabilisierung oder der UV-Beständigkeit eines Produktes, das ganz oder teilweise aus den erfindungsgemäßen Nanocompositen hergestellt ist. Durch ihren deutlich verlangsamten oder nicht vollständigen Austritt verlängert sich automatisch die Lebensdauer dieser Produkte deutlich.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die eingesetzten flächigen Füllstoffpartikel vor der Verteilung in der Polymermatrix mit mindestens einer zusätzlichen Komponente durch Einkneten zu einem Vorprodukt verarbeitet werden können. Dies kann beispielsweise gemeinsam mit der üblichen Modifizierung der flächigen Füllstoffpartikel mit tensidartigen Verbindungen zur Erhöhung der Organophilie erfolgen oder nacheinander. Röntgenkleinwinkelstreuung und C,H,N-Elementaranaylse belegen, dass dabei die Wirkstoffe als zusätzliche Komponenten in die Zwischenschichten der flächigen Füllstoffpartikel eingelagert werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass durch die flächigen Füllstoffpartikel eine Barriere gegen schädigende, eindringende Substanzen, z.B. Agrarchemikalien, die den Polymerabbau katalysieren können, ausgebildet wird.

Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1
400 g Montmorillonit mit einer Kationenaustauschkapazität von 75 mmol/100 g werden in Wasser suspendiert und mit einer Emulsion aus 160 g 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-di-tert.-pentylphenol, 176 g Dimethyldistearylammoniumchlorid, Wasser und Ethanol versetzt und 2 Stunden gerührt. Der Niederschlag wird abfiltriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen.
Aus 760 g Ethylvinylacetat Copolymer und aus 240 g des modifizierten Montmorillonites, welcher eine Menge von 50,4 g 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-di-tert.-pentylphenol enthält, wird in einem gleichlaufenden Doppelschneckenextruder mit L/D = 36 und einem Durchsatz von 10 kg pro Stunde eine Mischung hergestellt, die granuliert wird. 198 g dieser Granulatmischung werden dann mit 802 g Polyethylen niederer Dichte in einem Doppelschneckenextruder mit L/D = 36 und 6 kg/h Durchsatz extrudiert und über ein Filtersieb zur Desagglomeration des modifizierten Montmorillonits in eine Blasfolienanlage eingeführt und zu einer Blasfolie mit einer Dicke von 50 μm weiterverarbeitet.
Die Folien zeigen keine Fehlstellen (Stippen), vergleichbar mit Folien aus reinem Polyethylen niederer Dichte.
Die so hergestellten folienartigen Nanocomposite zeigen bei Bewitterung nach DIN EN ISO 4892-2 eine höhere Retention des Wirkstoffes 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-ditertpentylphenol als vergleichbar hergestellte Folien ohne den erfindungsgemäßen Zusatz der flächigen Füllstoffpartikel.
Die Lebensdauer dieser Folien wurde um 80 % verlängert.
Beispiel 2
400 g Fluorohectorit mit einer Kationenaustauschkapazität von 75 mmol/100 g werden in Wasser suspendiert und mit einer Emulsion aus 160 g 2-Hydroxy-4-(octyloxy)benzophenon, 176 g Dimethydistearylammoniumchlorid, Wasser und Ethanol versetzt und 2 Stunden gerührt. Der Niederschlag wird abfiltriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen.
Aus 760 g Ethylvinylacetat Copolymer und aus 240 g des modifizierten Fluorohectorites, welcher eine Menge von 50,4 g 2-Hydroxy-4-(octyloxy)benzophenon enthält, wird in einem KoKneter mit einem Durchsatz von 8 kg pro Stunde eine Mischung hergestellt, die granuliert wird. 215 g dieser Granulatmischung werden dann mit 785 g Polyethylen niederer Dichte in einem Doppelschneckenextruder mit L/D = 36 und 15 kg/h Durchsatz extrudiert und über ein Filtersieb zur Desagglomeration des modifizierten Fluorohectorits in Granulatform überführt. Das Granulat wird in einer Folienblasanlage, basierend auf einem Einschneckenextruder, zu einer Blasfolie mit einer Dicke von 80 μm weiterverarbeitet.
Die Folien zeigen keine Fehlstellen (Stippen), vergleichbar mit Folien aus reinem Polyethylen niedere Dichte.
Die so hergestellten folienartigen Nanocomposite zeigen bei Bewitterung nach DIN EN ISO 4892-2 eine höhere Retention des Wirkstoffes 2-Hydroxy-4-(octyloxy)benzophenon als vergleichbar hergestellte Folien ohne den erfindungsgemäßen Zusatz der flächigen Füllstoffpartikel.
Die Lebensdauer dieser Folien wurde um 80 % verlängert.
Beispiel 3
In 870 g organisch modifizierten Hydrotalcite werden 250 g 2-Hydroxy-4-(octyloxy)benzophenon eingeknetet.
Aus 132 g Polypropylen-Maleinsäureanhydrid Copolymer, 49 g dieses Hydrotalcites, welcher eine Menge von 10,9 g 2-Hydroxy-4-(octyloxy)benzophenon enthält, und 819 g Polypropylen wird in einem Doppelschneckenextruder mit L/D = 48 und einem Durchsatz von 12 kg pro Stunde eine Mischung hergestellt, die granuliert wird. Dieses Granulat wird in einer Flachfolienanlage, basierend auf einem Ein schneckenextruder, zu einer Flachfolie mit einer Dicke von 100 μm weiterverarbeitet. Die Verwendung eines Filtersiebes war im Prozeß nicht notwendig.
Die Folien zeigen keine Fehlstellen (Stippen), vergleichbar mit Folien aus reinem Polypropylen.
Die so hergestellten folienartigen Nanocomposite zeigen bei Bewitterung nach DIN EN ISO 4892-2 eine höhere Retention des Wirkstoffes 2-Hydroxy-4-(octyloxy)benzophenon als vergleichbar hergestellte Folien ohne den erfindungsgemäßen Zusatz der flächigen Füllstoffpartikel.
Die Lebensdauer dieser Folien wurde um 110 % verlängert.

Claims

Polymerer Nanocomposit, bestehend aus einer schmelzeverarbeiteten Polymermatrix mit einer Schichtdicke des daraus hergestellten Produktes bis 1000 μm, in der flächige Füllstoffpartikel mit einer Dicke von 0,5 bis 200 nm und einem Aspektverhältnis von 2 bis 1000 in einer Menge von 0,1 bis ≤ 10 Gew.-% enthalten sind, wobei nach Einwirkung von Scherkräften die flächigen Füllstoffpartikel im wesentlichen in Scherrichtung ausgerichtet in der Polymermatrix angeordnet sind und weiterhin mindestens eine zusätzliche Komponente in der Polymermatrix und im wesentlichen zwischen den flächigen Füllstoffpartikeln angeordnet enthalten ist.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die schmelzeverarbeitete Polymermatrix aus Polyester, Polyetherester, Polyamid, Polyesteramid, Polyurethan, Polyimid, Polyetherimid, Polyharnstoff, Polyolefin, Polyacrylat, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat, thermoplastische Stärke, Polyethylen-co-vinylacetat, Polyethylen-co-vinylalkohol, Polyethylenterephtalat oder Mischungen daraus besteht.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel aus Phyllosilicaten oder geschichteten Doppelhydroxiden bestehen.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel Montmorillonit, Hectorit, Saponit, Mica, Vermiculit, Bentonit, Nontronit, Beidellit, Kaolinit oder eine Mischung davon sind.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel Hydrotalcite, Hydrotalcitartige oder eine Mischung davon sind.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel Dicken von 1 bis 100 nm und ein Aspektverhältnis von 5 bis 500 aufweisen.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel in einer Menge von 0,1 bis 7,5 Gew.-% enthalten sind.
Nanocomposit nach Anspruch 7, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel in einer Menge von 0,1 bis 5,0 Gew.-% enthalten sind.
Nanocomposit nach Anspruch 8, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel in einer Menge von 0,1 bis 1,5 Gew.-% enthalten sind.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel zu mindestens 50 % parallel zur Scherrichtung des Vorverfahrens und/oder des abschließenden Verarbeitungsverfahrens ausgerichtet sind.
Nanocomposit nach Anspruch 10, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel zu mindestens 90 % parallel zur Scherrichtung des Vorverfahrens und/oder des abschließenden Verarbeitungsverfahrens ausgerichtet sind.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die volumenmäßige Verteilung der flächigen Füllstoffpartikel über den Querschnitt des polymeren Nanocomposites und/oder über den Querschnitt eines Produktes aus oder mit den polymeren Nanocompositen statistisch ist.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem eine gradierte volumenmäßige Verteilung der flächigen Füllstoffpartikel über den Querschnitt des polymeren Nanocomposites und/oder über den Querschnitt eines Produktes aus oder mit den polymeren Nanocompositen vorliegt.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die zusätzliche Komponente Antioxidantien, hindered amine light stabilizer (HALS), UV-Absorber, Anti-fog Mittel, Lichtstabilisatoren, Anti-fouling Mittel oder eine Mischung daraus ist.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die zusätzlichen Komponenten in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 20 Gew.-% enthalten sind.
Nanocomposit nach Anspruch 15, bei dem die zusätzlichen Komponenten in einer Gesamtmenge von 0,2 bis 2 Gew.-% enthalten sind.
Nanocomposit nach Anspruch 1, bei dem die flächigen Füllstoffpartikel eine mechanische Bindung oder eine Bindung über Van-der-Waals-Kräfte untereinander und/oder mit einzelnen oder allen zusätzlichen Komponenten aufweisen.
Verfahren zur Herstellung eines polymeren Nanocomposites, bei dem die Polymermatrix, die flächigen Füllstoffpartikel und die mindestens eine zusätzliche Komponente, oder deren Ausgangsstoffe, die auch ganz oder teilweise zu Vorprodukten verarbeitet sein können, teilweise oder alle gemeinsam gemischt werden, wobei eine solche Menge an Ausgangsstoffen für die flächigen Füllstoffpartikel oder an flächigen Füllstoffpartikeln selbst zugegeben wird, dass eine Gesamtmenge von 0,1 bis ≤ 10 Gew.-% im fertigen polymeren Nanocomposit realisiert wird, anschließend die Mischungen von Ausgangsstoffen und/oder Vorprodukten oder die Produkte selbst gleichzeitig oder ganz oder teilweise nacheinander einem Vorverarbeitungsverfahren unter Ausübung von Scherkräften ausgesetzt werden, und das so entstandene polymere Nanocomposit anschließend oder später unter Ausübung von Scherkräften und mindestens Überführung der Ausgangsstoffe oder Vorprodukte oder der Polymermatrix selbst in den Schmelzezustand zu Produkten weiterverarbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem als Polymermatrix Polyester, Polyetherester, Polyamid, Polyesteramid, Polyurethan, Polyimid, Polyetherimid, Polyharnstoff, Polyolefin, Polyacrylat, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat, thermoplastische Stärke, Polyethylen-co-vinylacetat, Polyethylen-co-vinylalkohol, Polyethylenterephtalat oder Mischungen daraus zugegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem als flächige Füllstoffpartikel Phyllosilicate oder geschichtete Doppelhydroxide zugegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem als zusätzliche Komponenten Antioxidantien, hindered amine light stabilizer (HALS), UV-Absorber, Anti-fog Mittel, Lichtstabilisatoren, Anti-fouling Mittel oder Mischungen daraus zugegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem flächige Füllstoffpartikel zugegeben werden, die untereinander und/oder mit einem oder mehreren zusätzlichen Komponenten mechanisch oder über Van-der-Waals-Kräfte mit zusätzlichen Komponenten verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem flächige Füllstoffpartikel eingesetzt werden, an die von 0,01 bis 20 Gew.-% an zusätzlichen Komponenten an oder zwischen den flächigen Füllstoffpartikeln gebunden vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem als Vorverarbeitungsverfahren eine Compoundierung in einem Ein-, Doppel- oder Mehrschneckenextruder, einem KoKneter, einem Planetwalzenextruder oder einem Innenmischer durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem in einem Weiterverarbeitungsverfahren nach dem Compoundierschritt eine polymere Flach- oder Blasfolie oder ein dünnwandiges Spritzgieß- oder Tiefziehprodukt hergestellt wird.