DE102006041874A1 - Device for continuous modification of polymers in fluid condition by electron radiation, comprises device component for transforming the polymers into fluid condition, radiation screen for electron irradiation and cooling mechanisms - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Polymerchemie und der Polymerverarbeitung und betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Modifizierung von Polymeren im fließfähigen Zustand mittels Elektronenstrahlung, die vor, während und nach der Modifizierung zu Formteilen oder Halbzeugen verarbeitbar sind.The The invention relates to the fields of polymer chemistry and the Polymer processing and relates to a device for continuous Modification of polymers in the flowable state by means of electron radiation, the before, while and processable after the modification into moldings or semi-finished products are.
Die Elektronenbestrahlung ist heute eine sowohl im Labormaßstab als auch in der industriellen Anwendung sehr leistungsfähige Methode zur Struktur- und Eigenschaftsmodifizierung von Polymeren und Kunststoffen [IAEA-TECDOC-1386: Emerging Applications of Radiation Processing. Proceedings of a Technical Meeting held in Vienna, 28–30 April 2003; A. Heger: Technologie der Strahlenchemie von Polymeren. Hanser, München, Wien 1990; M. Dole: The Radiation Chemistry of Macromolecules. Academic Press, Inc., New York, 1972]. Die zu modifizierenden polymeren Materialien befinden sich dabei vor, während und nach der Elektronenbestrahlung im festen Zustand.The Electron irradiation is one today both on a laboratory scale also in industrial application very powerful method for the structural and property modification of polymers and plastics [IAEA-TECDOC-1386: Emerging Applications of Radiation Processing. Proceedings of a Technical Meeting Held in Vienna, April 28-30 2003; A. Heger: Technology of the radiation chemistry of polymers. Hanser, Munich, Vienna 1990; M. Dole: The Radiation Chemistry of Macromolecules. Academic Press, Inc., New York, 1972]. The polymeric materials to be modified are present while, while and after electron irradiation in the solid state.
Laboruntersuchungen haben inzwischen gezeigt, dass die Elektronenbestrahlung der Polymere im fließfähigen Zustand, d.h. in der Schmelze und damit bei erhöhten Temperaturen, zu neuartigen Modifizierungseffekten führen kann [T. Sakai: Radiation and Physics and Chemistry 57 (2000) 367–371; A. Oshima et. al.: IRaP2004-6th, International Symposium on Ionizing Radiation and Polymers. September 25–30, 2004, Houffalize, Belgium; G. Wu et. al.: Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol. 37, 1541–1548 (1999); G. Takashika et. al.: Radiation Physics and Chemistry 55 (1999) 399–408; U. Lappan et. al.: Nuclear Instuments and Methods in Physics Research B: 185 (2001) 178–183, M. Stephan et. al.: MODEST2004, 3rd Internation Conference o Polymer Modification, Degradation and Stabilisation, August/September 2004, Lyon, France; M. Stephan et. al.: 11. International Conference on Polymeric Materials 2004, 29.09.–01.10.2004, Halle/Saale, Germany 4–10].Laboratory studies have since shown that the electron irradiation of the polymers in the flowable state, ie in the melt and thus at elevated temperatures, can lead to novel modification effects [T. Sakai: Radiation and Physics and Chemistry 57 (2000) 367-371; A. Oshima et. al .: IRaP2004-6 th , International Symposium on Ionizing Radiation and Polymers. September 25-30, 2004, Houffalize, Belgium; G. Wu et. al .: Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol. 37, 1541-1548 (1999); G. Takashika et. al .: Radiation Physics and Chemistry 55 (1999) 399-408; U. Lappan et. al .: Nuclear Instuments and Methods in Physics Research B: 185 (2001) 178-183, M. Stephan et. al .: MODEST2004, 3rd Internation Conference o Polymer Modification, Degradation and Stabilization, August / September 2004, Lyon, France; M. Stephan et. al .: 11th International Conference on Polymeric Materials 2004, 29.09.-01.10.2004, Halle / Saale, Germany 4-10].
Zur
labortechnischen Realisierung derartiger Schmelzebestrahlung wurden
spezielle Bestrahlungsgefäße gebaut
[
Weiterhin
ist in
Im
Aus
der
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Modifizierung von Polymeren im fließfähigen Zustand mittels Elektronenstrahlung, bei der die Kombination von Schmelzeerzeugung und -modifizierung in einem kontinuierlichen Verfahren erfolgt und zu verbesserten Eigenschaften der Polymere führt.The The object of the invention is to provide a device for continuous modification of polymers in the flowable state by electron beam, in which the combination of melt production and modification is carried out in a continuous process and leads to improved properties of the polymers.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The The object is achieved by the invention specified in the claims. advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Modifizierung von Polymeren im fließfähigen Zustand mittels Elektronenstrahlung besteht aus einem Vorrichtungsbestandteil zum Überführen der Polymere in den fließfähigen Zustand, einer Strahlungsabschirmung für eine Elektronenbestrahlung und Abkühleinrichtungen, sowie nachfolgend Weiterbehandlungs- oder Weiterverarbeitungsvorrichtungen, die vorhanden sein können, wobei innerhalb der Strahlungsabschirmung mindestens eine Bestrahlungseinrichtung für Elektronenstrahlung sowie Zu- und Ableitungen vorhanden sind, die einen kontinuierlichen Transport der fließfähigen Polymere mindestens durch die Strahlungsabschirmung hindurch in den Bereich der Bestrahlung und der mindestens innerhalb der Stahlungsabschirmung fließfähig bleibenden und modifizierten oder festen umgeformten und modifizierten Polymere aus dem Bereich der Bestrahlung heraus realisieren, wobei im Falle der Herstellung von festen umgeformten und modifizierten Polymeren innerhalb der Strahlungsabschirmung mindestens noch eine Formgebungsvorrichtung innerhalb der Strahlungsabschirmung vorhanden ist und die fließfähigen Polymere nach der Formgebungsvorrichtung im Bereich der Bestrahlung frei im Raum schwebend vorhanden sind.The inventive device for the continuous modification of polymers in the flowable state by electron radiation consists of a device component for transferring the polymers in the flowable state, a radiation shield for an electron beam and cooling devices, and below Further processing or further processing devices available could be, wherein within the radiation shield at least one irradiation device for electron radiation as well as inlets and outlets are present, which is a continuous Transport of flowable polymers at least through the radiation shield into the area the radiation and at least within the radiation shield remaining fluid and modified or solid transformed and modified polymers Realize in the field of radiation, in the case the production of solid transformed and modified polymers at least one shaping device within the radiation shield is present within the radiation shield and the flowable polymers free after the shaping device in the field of irradiation floating in the room.
Vorteilhafterweise ist das Vorrichtungsbestandteil zum Überführen der Polymere in den fließfähigen Zustand ein Extruder oder ein Innenmischer oder ein Synthesereaktor.advantageously, is the device component for transferring the polymers to the flowable state an extruder or an internal mixer or a synthesis reactor.
Weiterhin vorteilhafterweise ist das Vorrichtungsbestandteil zum Überführen der Polymere in den fließfähigen Zustand außerhalb der Strahlungsabschirmung angeordnet.Farther Advantageously, the device component for transferring the Polymers in the flowable state outside the radiation shield arranged.
Ebenfalls vorteilhafterweise besteht die Strahlungsabschirmung aus einem Material aus Elementen mit hoher Ordnungszahl, wie Eisen, Blei, Wolfram, oder aus Beton.Also Advantageously, the radiation shield is made of a material made of elements with a high atomic number, such as iron, lead, tungsten, or concrete.
Vorteilhaft ist es auch, wenn eine Bestrahlungsvorrichtung oberhalb und/oder unterhalb und/oder seitlich des Bestrahlungsbereiches angeordnet ist.Advantageous it is also when an irradiation device above and / or arranged below and / or laterally of the irradiation area is.
Und auch vorteilhaft ist es, wenn sich innerhalb der Strahlungsabschirmung ein Strahlenfenster über, unter oder neben dem Bestrahlungsbereich befindet.And it is also advantageous if, within the radiation shield a beam window over, under or next to the irradiation area.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn Abzugs- und Abkühlvorrichtungen innerhalb der Strahlungsabschirmung vorhanden sind.Farther It is advantageous if extraction and cooling devices within the Radiation shield are present.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn als Abzugs- und Abkühlvorrichtungen Walzen vorhanden sind.Also It is advantageous if rolls exist as withdrawal and cooling devices are.
Von Vorteil ist es auch, wenn innerhalb oder außerhalb der Strahlungsabschirmung Vorrichtungen zum Granulieren, Aufwickeln, Trennen und/oder Weitertransportieren vorhanden sind.From It is also an advantage if inside or outside the radiation shield Devices for granulating, winding, separating and / or further transporting available.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zum Transport der fließfähigen Polymere Rohrleitungen vorhanden sind.Farther it is advantageous if for the transport of flowable polymers piping available.
Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn die Zu- und Ableitungen beheizbar sind.Also It is advantageous if the supply and discharge lines are heated.
Es ist auch von Vorteil, wenn nach dem Vorrichtungsbestandteil zum Überführen der Polymere in den fließfähigen Zustand eine Zahnradpumpe angeordnet ist.It is also advantageous if after the device component for transferring the Polymers in the flowable state a gear pump is arranged.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Anordnung der Öffnungen in der Strahlungsabschirmung für die Zu- und Ableitungen keine direkte optische Sicht auf den Bestrahlungsbereich erlaubt.Advantageous It is also when the arrangement of the openings in the radiation shield for the and discharges no direct optical view of the irradiation area allowed.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Bestrahlungseinrichtung im Falle der mindestens innerhalb der Stahlungsabschirmung fließfähig bleibenden und modifizierten Polymere eine Bestrahlungskammer mit einem Strahlungsfenster innerhalb der Strahlungsabschirmung ist, innerhalb der die Modifizierung der fließfähigen Polymere erfolgt, wobei noch vorteilhafterweise die Bestrahlungskammer Transport- und/oder Mischeinrichtungen beinhaltet und/oder die Bestrahlungskammer durch seine geometrischen Abmessungen ein Schmelzeprofil der fließfähigen Polymere in der Bestrahlungskammer erzeugt, der vorteilhafterweise einen rechteckigen Querschnitt aufweist und die fließfähigen Polymere im Bereich der Bestrahlung eine folienähnliche Form aufweisen.Farther It is advantageous if the irradiation device in the case of at least within the radiation shield remaining flowable and modified polymers have an irradiation chamber with a radiation window within the radiation shield is within the modification the flowable polymers takes place, wherein still advantageously the irradiation chamber transport- and / or mixing means and / or the irradiation chamber due to its geometric dimensions, a melt profile of the flowable polymers generated in the irradiation chamber, which advantageously one has rectangular cross-section and the flowable polymers in the field of Irradiation a foil-like Have shape.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn die Strahlungsabschirmung mit den Zu- und Ableitungen in den kontinuierlichen Herstellungsprozess für Polymere integriert ist.Also It is advantageous if the radiation shield with the supply and Derivatives in the continuous production process for polymers is integrated.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden die an sich bekannten Technologien der Aufbereitung und Verarbeitung von Polymeren mit der Elektronenstrahl-Technologie kombiniert, wobei die Teilprozesse „Erzeugung des fließfähigen Zustands" und „Elektronenbestrahlung der Polymere" erfindungsgemäß zu einem kontinuierlichen Direktverfahren in einer Vorrichtung zusammengeführt werden.With the solution according to the invention are the known technologies of processing and processing of polymers combined with the electron beam technology, being the subprocesses "Generation of the flowable state "and" electron irradiation the polymers "according to the invention to a continuous direct process are brought together in a device.
Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung ist insbesondere, dass damit die bisher übliche und mit hohen Kosten verbundene zeitlich-räumliche Trennung der Aufbereitung und Verarbeitung von Polymeren von der Elektronenbestrahlung aufgehoben wird. Vorteilhaft ist weiterhin, dass die zu außergewöhnlichen Werkstoffeigenschaften führende Schmelzebestrahlung ohne einen zusätzlichen Aufschmelzprozess beim Elektronenbestrahler erfolgt, wie dies aber bei der Prozessweise nach dem Stand der Technik erforderlich ist.The advantage of this solution according to the invention is in particular that it eliminates the hitherto customary spatio-temporal separation of the processing and processing of polymers associated with high costs from the electron irradiation. A further advantage is that leading to extraordinary material properties melt irradiation without an additional Aufschmelzpro zess in the electron beam, as is required in the process of the prior art.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden nur die unbedingt notwendigen Vorrichtungsbestandteile innerhalb der aufwändigen Strahlungsabschirmung für eine Elektronenbestrahlung positioniert und so der Prozess der Herstellung von modifizierten Polymeren nicht unterbrochen, sondern nur auseinander gezogen. Beispielsweise können die Vorrichtungsbestandteile zur Überführung der Polymere in den schmelzflüssigen Zustand und Ver- und Weiterbearbeitungsvorrichtungen ohne Problem außerhalb der Strahlungsabschirmung angeordnet werden. Dazu sind dann aber entsprechend aufwändige Zu- und Ableitung für eine noch fließfähige Polymerschmelze erforderlich, die durch die Strahlungsabschirmung geführt werden müssen, ohne ihre Funktion zu verlieren. Weiterhin muss im Falle des Auseinanderziehens des Prozesses auch der Transport der Polymere im fließfähigen und/oder festen Zustand gesichert sein. Dazu sind vorteilhafterweise Zahnradpumpen einsetzbar, die beispielsweise die fließfähigen Polymere von einem Extruder zu dem Bestrahlungsbereich durch die Zuleitungen drücken und/oder die noch fließfähigen modifizierten Polymere auch von dem Bestrahlungsbereich nach außerhalb der Strahlungsabschirmung zur Weiterbehandlung drücken.With the solution according to the invention are only the absolutely necessary device components within the complex Radiation shield for positioned an electron beam and so the process of manufacture modified polymers are not interrupted, but only apart drawn. For example, you can the device components for the transfer of the polymers in the molten state and processing and further processing devices without problem outside the Radiation shield are arranged. But then are accordingly complex Inlet and outlet for a still flowable polymer melt required, which are guided by the radiation shield have to, without losing their function. Furthermore, in case of pulling apart the process also the transport of the polymers in the flowable and / or be secured solid state. These are advantageously gear pumps can be used, for example, the flowable polymers from an extruder Press to the irradiation area through the supply lines and / or the still flowable modified Polymers also from the irradiation area to the outside Press the radiation shield for further processing.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass im Falle der Modifizierung von Polymeren nach einer Formgebung die Bestrahlung im Bestrahlungsbereich durchgeführt wird während die noch fließfähigen umgeformten Polymere nach dem Verformungswerkzeug und bis zu einem weiteren Werkzeug frei im Raum schweben. Damit kann die Bestrahlung gleichmäßig erfolgen und ein Trennen der modifizierten Polymere von einem Träger ist nicht notwendig.One particular advantage of the solution according to the invention is that in Case of modification of polymers after shaping the irradiation is carried out in the irradiation area while the still flowable reshaped Polymers after the deformation tool and up to another Float tool freely in space. Thus, the irradiation can be done evenly and a separation of the modified polymers from a carrier unnecessary.
Auch ist die Bestrahlung der fließfähigen Polymere aus verschiedenen Raumrichtungen möglich, je nachdem wo und wie viele Bestrahlungseinrichtungen innerhalb der Strahlungsabschirmung vorhanden sind. Damit sind insbesondere Polymere in größeren Dicken ausreichend gleichmäßig modifizierbar oder es kann die Modifizierung auch nur in gewünschten Bereichen der Polymere realisiert werden.Also is the irradiation of the flowable polymers possible from different spatial directions, depending on where and how many irradiation facilities within the radiation shield available. These are in particular polymers in larger thicknesses sufficiently uniformly modifiable or it may also modify only in desired regions of the polymers will be realized.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind modifizierte Polymere als Fertigprodukte oder als Halbzeuge herstellbar. Handelt es sich bei der Polymermodifizierung um die Erzeugung einer hohen Strahlenvernetzung muss die Formgebung der Schmelze zum Fertigprodukt zwingend vor der Bestrahlung erfolgen, da bei einer solchen Vernetzung der Polymere eine nachträgliche Formgebung nicht mehr möglich ist. Ergibt die Elektronenbestrahlung Modifizierungseffekte ohne molekulare Vernetzungen oder nur Verzweigungen oder geringe Teilvernetzung, kann die Formgebung der Schmelze auch noch nach der Bestrahlung erfolgen. Im Falle der Herstellung von Halbzeugen wird eine Modifizierung der Polymere mit der Bestrahlung erreicht, die eine nachfolgende Endformung oder Weiterbearbeitung ermöglicht. Üblicherweise werden als Halbzeuge aus den modifizierten Polymeren, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt werden können, Granulate erzeugt, die dann weiterverarbeitet werden.With the device according to the invention are modified polymers as finished products or as semi-finished products produced. Is it the polymer modification to the Generation of a high beam cross-linking needs the shaping of the melt mandatory for the finished product before irradiation, since at Such crosslinking of the polymers is a subsequent shaping not possible anymore is. The electron irradiation gives modification effects without molecular crosslinking or only branching or low partial crosslinking, can the shaping of the melt even after irradiation respectively. In the case of the production of semi-finished products is a modification the polymer reaches the irradiation, which is a subsequent End formation or further processing possible. Usually are used as semi-finished products from the modified polymers obtained with the device according to the invention can be produced Granules produced, which are then processed.
Die zu unvernetzten, verzweigten oder nur teilvernetzten Modifizierungsprodukten führenden Bestrahlungen können in einer speziellen Bestrahlungskammer im Elektronenstrahl erfolgen, in der die strömende Polymerschmelze mittels rotierender Schneckenelementen unterschiedlicher Geometrien definiert axial transportiert und zusätzlich vorzugsweise radial durchmischt und homogenisiert wird.The to uncrosslinked, branched or only partially crosslinked modification products leading irradiations can take place in a special irradiation chamber in the electron beam, in the pouring Polymer melt by means of rotating screw elements different Defines geometries axially transported and additionally preferably radially mixed and homogenized.
Die zu unvernetzten, verzweigten oder nur teilvernetzten Modifizierungsprodukten führenden Bestrahlungen können auch in einer speziellen Bestrahlungskammer im Elektronenstrahl erfolgen, in der die strömende Polymerschmelze als definiertes Schmelzeprofil das Strahlenfeld durchströmt.The to uncrosslinked, branched or only partially crosslinked modification products leading irradiations can also in a special irradiation chamber in the electron beam take place, in which the flowing Polymer melt as a defined melt profile the radiation field flows through.
Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.following The invention is explained in more detail in several embodiments.
Dabei zeigenthere demonstrate
Beispiel 1 (siehe
Granulate
oder Pulver von Thermoplasten werden in einem Einschneckenextruder
(
Beispiel 2 (siehe
Eine
aus einem Synthesereaktor (
Beispiel 3 (siehe
Für die Herstellung
von Kunststoffrohren geeignete Polymergranulate werden in einem
Einschneckenextruder (
Beispiel 4 (siehe
Granulate
oder Pulver unterschiedlicher Standard-, Konstruktions- sowie Hochleistungspolymere
(z.B. PP, PA, PET, PBT, PSU, PPS, PI, PEEK) werden in Ein- oder
Doppelschneckenextruder (
Beispiel 5 (siehe
Granulate
oder Pulver von Thermoplasten werden in einem Ein- oder Doppelschneckenextruder (
Beispiel 6Example 6
Eine auf einem Innenmischer hergestellte strahlenvernetzbare, aber noch unvernetzte Gummimischung wird auf einer konventionellen Einschnecken-Gummipresse aufgeschmolzen. Die Mischung besteht üblicherweise aus 100 Gewichtsteilen (phr) Kautschukpolymeren, 0 bis 90 Gewichtsteilen Füllstoffe, 0 bis 50 Gewichtsteilen Weichmacher, 0 bis 10 Gewichtsteilen Verarbeitungshilfsmittel, 0 bis 2 Gewichtsteilen Alterungsschutzmittel und den üblichen Anteilen an Vernetzungschemikalien (z. B. Peroxid oder Schwefel, übliche Beschleuniger wie MBTS; Vulkanisationshilfsmittel wie Zinkoxid und Stearinsäure [siehe z. B.: W. Hofmann, Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York, 1989]. Bei den Kautschukpolymeren, die allein oder in Form von Blends (vorzugsweise aus 2 bis 3 Polymeren) eingesetzt werden, handelt es sich um übliche Typen (siehe z. B.: W. Hofmann, Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York, 1989] wie z. B. NBRs, H-NBRs, EPDMs, Fluorkautschuke, NR, BR, SBR-Typen usw. Bei den Füllstoffen handelt es sich üblicherweise um Ruße (carbon black), gefüllte Kieselsäure (Silica) in Kombination mit Silanisierungschemikalien (z. B. ein Tetrasulfan wie Si 69), oder um neuere Füllstoffe wie unmodifizierte oder modifizierte Schichtsilikate. Bei der Gummimischung handelt es sich um eine Fertigmischung, an der zusätzlich zur Strahlenvernetzung noch eine konventionelle chemische Vernetzung vorgenommen werden kann. Im diesem Fall werden Aufschmelz- und Vulkanisationstemperatur sowie die Menge der Vernetzungschemikalien entsprechend dem Anwendungszweck auf die mit der jeweiligen Strahlendosis erreichbare Vernetzung aufeinander abgestimmt. Die fließfähige Gummimischung wird anschließend von einer Zahnradpumpe durch eine in die Strahlungsabschirmung integrierte beheizte Zuleitung für die Schmelze bis zu einem Profil-Formgebungswerkzeugs innerhalb der Strahlungsabschirmung transportiert. Die fließfähige Gummimischung wird anschließend in der Profildüse eines Formgebungswerkzeugs zu einem Lippen-Dichtprofil (mit den üblichen Abmessungen, zum Beispiel Breite 8 mm bis 20 mm und Höhe 7 mm bis 50 mm) geformt, welches unmittelbar nach dem Austritt aus dem Profil-Düsenschlitz im noch fließfähige Zustand mit beschleunigten Elektronen bestrahlt wird. Die Elektronenenergie beträgt 10 MeV und die Bestrahlungsdosis 500 kGy. Das nunmehr strahlenvernetzte Lippen-Dichtprofil wird durch die Strahlungsabschirmung aus dem Bestrahlungsraum heraus geführt und dort in üblicher Weise abgelegt oder aufgewickelt. Die direkte Elektronenbestrahlung der noch fließfähigen Gummimischung führt im Vergleich zur Festkörperbestrahlung zu dichteren und homogeneren Netzwerkstrukturen und damit zu einer höheren Festigkeit verbunden mit einer größeren Haltbarkeitsdauer.A radiation-crosslinkable, but still uncrosslinked rubber compound produced on an internal mixer is melted on a conventional single-screw rubber press. The mixture usually consists of 100 parts by weight (phr) of rubbery polymers, 0 to 90 parts by weight of fillers, 0 to 50 parts by weight of plasticizer, 0 to 10 parts by weight of processing aid, 0 to 2 parts by weight of anti-aging agent and the usual levels of crosslinking chemicals (eg peroxide or sulfur, vulcanization aids such as zinc oxide and stearic acid [see, for example: W. Hofmann, Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York, 1989]. preferably from 2 to 3 polymers), are conventional types (see, for example: W. Hofmann, Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York, 1989] such as NBRs, H-NBRs, EPDMs, fluororubbers, NR, BR, SBR types, etc. The fillers are usually carbon black, filled silica in combination with silanizer ungeschemikalien (z. A tetrasulfane such as Si 69) or newer fillers such as unmodified or modified layered silicates. The rubber compound is a ready-mixed mixture, in addition to the radiation crosslinking still a conventional chemical crosslinking can be made. In this case, the melting and vulcanization temperature as well as the amount of crosslinking chemicals are matched to the application achievable with the respective radiation dose networking. The flowable rubber compound is then transported by a gear pump through a heated feed line for the melt integrated in the radiation shield to a profile forming tool within the radiation shield. The flowable rubber mixture is then formed in the profile die of a forming tool to a lip sealing profile (with the usual dimensions, for example, width 8 mm to 20 mm and height 7 mm to 50 mm), which immediately after exiting the profile nozzle slot in still flowable state is irradiated with accelerated electrons. The electron energy is 10 MeV and the radiation Do sis 500 kGy. The now radiation-crosslinked lip sealing profile is guided out of the irradiation space by the radiation shield and deposited or wound there in the usual way. The direct electron irradiation of the still flowable rubber compound leads to denser and more homogeneous network structures compared to solid-state irradiation and thus to a higher strength combined with a longer shelf life.
Beispiel 7Example 7
Eine auf einem Innenmischer hergestellte strahlenvernetzbare, aber noch unvernetzte Gummimischung wird auf einer konventionellen Einschnecken-Gummipresse aufgeschmolzen. Die Mischung besteht üblicherweise aus 100 Gewichtsteilen (phr) Kautschukpolymeren, 0 bis 90 Gewichtsteilen Füllstoffe, 0 bis 50 Gewichtsteilen Weichmacher, 0 bis 10 Gewichtsteilen Verarbeitungshilfsmittel, 0 bis 2 Gewichtsteilen Alterungsschutzmittel und den üblichen Anteilen an Vernetzungschemikalien (z. B. Peroxid oder Schwefel, übliche Beschleuniger wie MBTS; Vulkanisationshilfsmittel wie Zinkoxid und Stearinsäure [siehe z. B.: W. Hofmann, Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York, 1989]. Bei den Kautschukpolymeren, die allein oder in Form von Blends (vorzugsweise aus 2 bis 3 Polymeren) eingesetzt werden, handelt es sich um übliche Typen (siehe z. B.: W. Hofmann, Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York, 1989] wie z. B. NBRs, H-NBRs, EPDMs, Fluorkautschuke, NR, BR, SBR-Typen usw. Bei den Füllstoffen handelt es sich üblicherweise um Ruße (carbon black), gefüllte Kieselsäure (Silica) in Kombination mit Silanisierungschemikalien (z. B. ein Tetrasulfan wie Si 69), oder um neuere Füllstoffe wie unmodifizierte oder modifizierte Schichtsilikate. Die nunmehr fließfähige Gummimischung wird anschließend von einer Zahnradpumpe durch die in die Strahlungsabschirmung integrierte beheizte Zuleitung für die Schmelze bis zu einem Profil-Formgebungswerkzeug innerhalb der Strahlungsabschirmung transportiert. Die fließfähige Gummimischung wird anschließend in der Profildüse eines Formgebungswerkzeugs zu einem Schlauch- bzw. Dichtprofil geformt, welches unmittelbar nach dem Austritt aus dem Profil-Düsenschlitz und im noch fließfähigen Zustand direkt nacheinander mit unterschiedlich beschleunigten Elektronen bestrahlt wird. Die Elektronenenergie der ersten Bestrahlung beträgt 10 MeV und die Bestrahlungsdosis 500 kGy. und erzeugt eine weitestgehend homogene Grundvernetzung über den gesamten Profilquerschnitt. Die Elektronenenergie einer sich sofort anschließenden zweiten Bestrahlung beträgt 200 keV und erzeugt eine zusätzliche Vernetzung ausschließlich in der bereits vorvernetzten Profiloberfläche. Die auf diese Weise gradientenvernetzten Schlauch- oder Dichtprofile werden durch die Strahlungsabschirmung aus dem Bestrahlungsraum herausgeführt und dort in üblicher Weise aufgewickelt oder abgelegt. Die sequentielle Gradientenvernetzung im fließfähigen Zustand der Gummimischung führt zu einem deutlich verbesserten mechanischen, insbesondere tribologischen Verhalten.A Radiation crosslinkable on an internal mixer, but still uncrosslinked rubber compound is melted on a conventional single-screw rubber press. The mixture usually exists from 100 parts by weight (phr) of rubbery polymers, 0 to 90 parts by weight fillers, 0 to 50 parts by weight of plasticizer, 0 to 10 parts by weight of processing aid, 0 to 2 parts by weight of anti-aging agent and the usual proportions of crosslinking chemicals (eg peroxide or sulfur, conventional accelerators like MBTS; Vulcanization aids such as zinc oxide and stearic acid [see z. B .: W. Hofmann, Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York, 1989]. In the rubber polymers, the alone or in the form of blends (preferably from 2 to 3 polymers) are used, they are common types (see for example: W. Hofmann, Rubber Technology Handbook, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York, 1989] such as NBRs, H-NBRs, EPDMs, fluororubbers, NR, BR, SBR types etc. For the fillers they are usually around blacks (carbon black), filled silica (Silica) in combination with silanization chemicals (eg a tetrasulfane like Si 69), or newer fillers like unmodified or modified phyllosilicates. The now flowable rubber compound will follow from a gear pump through the integrated into the radiation shield heated supply line for the Melt down to a profile forming tool within the radiation shield transported. The flowable rubber compound will follow in the profile nozzle a shaping tool is formed into a hose or sealing profile, which immediately after the exit from the profile nozzle slot and in the still flowable state directly one after the other with different accelerated electrons is irradiated. The electron energy of the first irradiation is 10 MeV and the radiation dose 500 kGy. and generates as much as possible homogeneous basic networking over the entire profile cross section. The electron energy of oneself immediately subsequent second irradiation is 200 keV and generates an extra Networking exclusively in the pre-crosslinked profile surface. The gradient-linked in this way Hose or sealing profiles are protected by the radiation shield led out of the irradiation room and there in the usual Wrapped up or filed. The sequential gradient crosslinking in the flowable state the rubber compound leads to a significantly improved mechanical, especially tribological Behavior.
Beispiel 8Example 8
Gemäß Beispiel 1 schmelzevernetzte Polyethylenfolien werden unmittelbar nach deren Schmelzebestrahlung im noch warmen Zustand von beheizten Walzen erfasst, abgezogen, temperiert und axial gereckt. Gekühlte Walzen sorgen abschließend für die Folieverfestigung. Die dann verfestigte und vernetzte Polyethylenfolie wird durch eine lokale Strahlungsabschirmung aus dem Bestrahlungsraum herausgeführt und dort in üblicher Weise aufgewickelt. Durch die unmittelbar aufeinander folgende Kombination von Vernetzung und axialer Reckung bei erhöhten Temperaturen werden in einem einzigen Prozessschritt verschiedenartige Polyethylen-Schrumpffolien erzeugt.According to example 1 melt-crosslinked polyethylene films are immediately after their Melt irradiation in the still warm state of heated rolls recorded, subtracted, tempered and axially stretched. Chilled rolls finally for the Film strengthening. The then solidified and crosslinked polyethylene film is due to a local radiation shield from the irradiation room led out and there in usual Wrapped up way. By the immediate succession combination of crosslinking and axial stretching at elevated temperatures are discussed in produced a single process step various polyethylene shrink films.
Beispiel 9Example 9
Gemäß Beispiel 1 schmelzevernetzte Polyethylenfolien werden unmittelbar nach der Schmelzebestrahlung im noch warmen Zustand von einem Spannrahmen an sich bekannter Bauart erfasst und abgezogen, in diesem temperiert und biaxial gereckt, wobei letzteres sowohl simultan als auch sequentiell durchgeführt werden kann. Die derartig vernetzte und gereckte Polyethylenfolie wird vom Spannrahmen abgenadelt durch eine lokale Strahlungsabschirmung aus dem Bestrahlungsraum herausgeführt und dort in üblicher Weise aufgewickelt. Durch die unmittelbar aufeinander folgende Kombination von Schmelzevernetzung und biaxialer Reckung bei erhöhten Temperaturen werden in einem einzigen Prozessschritt verschiedenartige Polyethylen-Schrumpffolien erzeugt.According to example 1 melt-crosslinked polyethylene films are used immediately after Melt irradiation while still warm from a tenter recorded and withdrawn per se known type, tempered in this and biaxially stretched, the latter being performed both simultaneously and sequentially can. The thus crosslinked and stretched polyethylene film becomes peeled off from the tenter by a local radiation shield led out of the irradiation room and there in the usual Wrapped up way. Due to the immediate succession of combination of Melt cross-linking and biaxial stretching at elevated temperatures are discussed in a single process step various polyethylene shrink films generated.
- 11
- Vorrichtungsbestandteil zum Überführen der Polymere in den fließfähigenDevice component for transferring the polymers in the flowable
- ZustandStatus
- 22
- Strahlungsabschirmungradiation shielding
- 33
- Zahnradpumpegear pump
- 44
- Zu- und AbleitungenTo- and derivatives
- 55
- Formgebungswerkzeugshaping tool
- 66
- Bestrahlungseinrichtung für Elektronenstrahlungirradiation device for electron radiation
- 77
- Weiterbehandlungs- oder -verarbeitungsvorrichtungenWeiterbehandlungs- or processing devices
- 88th
- Weiterbehandlungs- oder -verarbeitungsvorrichtungenWeiterbehandlungs- or processing devices
- 99
- FadenabzugsschachtYarn withdrawal bay
- 1010
- Formgebungswerkzeugshaping tool
- 1111
- Granulatorgranulator
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
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DE102011054629A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Minervius Gmbh | Process for the production of articles made of radiation crosslinked polyamide |
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009002642A1 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. | Process for the preparation of thermoplastic polymer compounds |
DE102009002642A8 (en) * | 2009-04-24 | 2011-06-01 | Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. | Process for the preparation of thermoplastic polymer compounds |
DE102011054629A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Minervius Gmbh | Process for the production of articles made of radiation crosslinked polyamide |
EP3424691A1 (en) * | 2017-06-21 | 2019-01-09 | Continental Reifen Deutschland GmbH | Device for transporting and selectively pre-cross-linking a material web extruded from a rubber composition |
CN114235607A (en) * | 2021-11-12 | 2022-03-25 | 中策橡胶集团股份有限公司 | Method and equipment for evaluating pre-crosslinking of carcass cord fabric rubber compound and computer readable carrier medium |
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