DE1023221B - Verfahren zur Erhoehung der Festigkeitseigenschaften und Formbestaendigkeit von Polyaethylenformkoerpern, insbesondere bei erhoehter Temperatur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Erhöhung der Festigkeitseigenschaften und Formbeständigkeit von geformten, gefüllten Massen aus Polyäthylen, die sich bei erhöhten Temperaturen in der Nähe oder oberhalb des Schmelzpunkts von gewöhnlichem Polyäthylen, das keine Füllstoffe enthält, durch eine ungewöhnlich gute Formbeständigkeit auszeichnen.

Gewöhnliches Polyäthylen hat bei Zimmertemperatur eine ebenso gute Formbeständigkeit und Festigkeit, aber bei erhöhten Temperaturen, besonders bei Temperaturen in der Nähe des Schmelzpunkts, ist diese sehr schlecht. Beim Schmelzpunkt wird es nämlich eine viskose Flüssigkeit, die überhaupt keine Formbeständigkeit besitzt. Aus diesem Grunde kann ungefülltes Polyäthylen nicht zur Herstellung von Gegenständen verwendet werden, die mit heißem oder kochendem Wasser in Berührung kommen, z. B. von solchen, die zum Gebrauch sterilisiert werden müssen. In ähnlicher Weise ist gewöhnliches, ungefülltes Polyäthylen für Rohrleitungen zur Beförderung von heißen Flüssigkeiten unbrauchbar. Demgemäß sind die Anwendungsmöglichkeiten von gewöhnlichem Polyäthylen sehr beschränkt.

Versuche, die obenerwähnten Nachteile des gewöhnlichen, ungefüllten Polyäthylens durch Beimischung von beträchtlichen Mengen von Füllstoffen zu beseitigen, waren nicht erfolgreich, denn man erhielt ein Produkt, das bei Zimmertemperatur sehr schlechte physikalische Eigenschaften, wie äußerst große Brüchigkeit und mangelnde Schlagfestigkeit, besitzt.

Überdies konnten durch solche Versuche auch die Eigenschaften bei hohen Temperaturen nicht wesentlich verbessert werden. Auch geringe Füllungen mit lichtundurchlässigen Pigmenten, wie Ruß in Mengen von größenordnungsmäßig 1 bis 2 Volumteilen je 100 Teile Polyäthylen, wurden zur Erhöhung der Lichtundurch-Iässigkeit des Polyäthylens benutzt, aber durch diese Füllungen wurden andere Eigenschaften des Polyäthylens weder bei Zimmertemperatur noch bei höheren Temperaturen bemerkenswert verbessert.

Bestrahlungen von gewöhnlichem, ungefülltem Polyäthylen zur Verbesserung seiner physikalischen Eigenschaften, besonders bei hohen Temperaturen, d. h. bei solchen, die nahe beim oder oberhalb des Schmelzpunkts von gewöhnlichem Polyäthylen liegen, waren nur insofern erfolgreich, als durch die Bestrahlung die Formbeständigkeit des Polyäthylens bei solchen Temperaturen wesentlich erhöht und seine Neigung, sich unter Belastung zu deformieren oder zu fließen, stark verringert wurde. Die Bestrahlung verbesserte aber physikalische Eigenschaften, wie die Zugfestigkeit, nicht genügend, um das Polyäthylen für Verwendungszwecke, die eine hohe Zugfestigkeit erfordern, brauchbar zu machen. Deshalb erhielt man auf diese Weise Polyäthylenrohrleitungen, die bei nur geringen Drücken mit heißem Wasser beschickt

Verfahren zur Erhöhung
der Festigkeitseigenschaften

und Formbeständigkeit

von Polyäthylenformkörpern,

insbesondere bei erhöhter Temperatur

Anmelder:

United States Rubber Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. R. Poschenrieder,
Patentanwalt, München 8, Lucile-Grahn-Str. 38

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. November 1954

WendeU Vandervort Smith, Nutley, N. J. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

werden konnten, die aber wegen Aufreißens versagten, wenn sie bei mäßig hohen Drücken heißem Wasser oder Dampf ausgesetzt wurden.

Gegenstand dieser Erfindung ist ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Erhöhung der Formbeständigkeit eines gefüllten Polyäthylenformkörpers sowohl bei Zimmertemperaturen als auch bei erhöhten Temperaturen, die nahe beim Schmelzpunkt des gewöhnlichen Polyäthylens oder darüber liegen, das gleichzeitig mit der Verfestigung des Polyäthylens durch eine verhältnismäßig große Füllung eine chemische Umwandlung der Molekularstruktur des Polyäthylens durch Vernetzung in der Weise bewirkt, daß man einen Polyäthylenformkörper erhält, welcher stark gefüllt ist und bemerkenswerte physikalische Eigenschaften, wie hohe Schlagfestigkeit bei Zimmertemperatur und bei Temperatüren beim oder oberhalb des Schmelzpunkts von gewöhnlichem Polyäthylen, eine außerordentliche Festigkeit und Formbeständigkeit besitzt.

Die Zeichnung zeigt ein Fließbild zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

709 850/442

3 4

Es wurde gefunden, daß die obengenannte Aufgabe in ein mit anderen Füllstoffen, z. B. mit einem gefüllten, einfacher und wirkungsvoller Weise dadurch gelöst wer- hydratisierten Siliziumdioxyd (wie «Hi-sil«) gefülltes den kann, daß man eine zusammenhängende, geformte Polyäthylen bestrahlt wird. Außerdem zeigen bei der Masse aus Polyäthylen, das mit wenigstens 10 Volum- Fällung mit Ruß die bestrahlten Gegenstände mit zuteilen eines kautschukverstärkenden Füllstoffes je 100 5 nehmender Dosierung der Bestrahlung eine zunehmende Teilen Polyäthylen gefüllt ist, wobei der Füllstoff eine Verstärkung der Zugfestigkeit bei Zimmertemperatur, durchschnittliche Teilchengröße hat, die kleiner ist als während bei Gegenständen, die aus Polyäthylen bestehen, 1000 Ä, so lange einer ionisierenden Bestrahlung aus- das mit obigem Siliziumdioxyd (»Hi-sik) gefüllt ist, die setzt, bis die Energieaufnahme je kg behandeltem Mate- Zugfestigkeit bei Zimmertemperatur durch Bestrahlung rial 4,4 bis 220 Wattstunden beträgt. Auf diese Weise i° nicht wesentlich beeinflußt wird. Ohne die Erfindung auf ■wird ein Polyäthylenformkörper erhalten, welcher trotz diese Theorie zu beschränken, wird angenommen, daß seiner beträchtlichen Füllung sehr gute physikalische die Bestrahlung von rußgefülltem Polyäthylen eine VerEigenschaften bei Zimmertemperatur, wie hohe Schlag- Stärkung der Bindungen zwischen dem Ruß und dem festigkeit, zeigt und der eine beachtenswert gute Form- Polyäthylen bewirkt. Jedenfalls bewirkt die Bestrahlung beständigkeit, hohe Zugfestigkeit, hohe Widerstands- *5 des mit Ruß gefüllten Polyäthylens, daß der Ruß ein fähigkeit gegen Verformung unter hohen Drücken und Füllstoff von größerer Wirksamkeit wird. Das erfindungshohe Reißfestigkeit bei Temperaturen aufweist, die ober- gemäß bestrahlte, rußgefüllte Polyäthylen zeigt gleichhalb oder in der Nähe des Schmelzpunkts von gewöhn- zeitig eine große Schlagfestigkeit, Härte und Zähigkeit, lichem, ungefülltem Polyäthylen liegen, welches in seiner die ähnlich ist wie die der sogenannten Gummikunsthandelsüblichen Form bei etwa 115° C schmilzt. 20 stoffe, welche Mischungen aus Kautschuk und Kunstharz Der Ausdruck «ionisierende Bestrahlung«, wie er hier sind. Aus diesen Gründen wird es erfindungsgemäß be- und in den Ansprüchen verwendet wird, bedeutet eine vorzugt, das rußgefüllte Polyäthylen zu bestrahlen, wenn Bestrahlung, bei deren Durchgang durch den Stoff Ionen wegen der schwarzen Farbe und der hohen elektrischen erzeugt werden. Eine solche Bestrahlung schließt die Leitfähigkeit, die mit der Verwendung von Ruß als Füll-Behandlung mit Röntgenstrahlen, Gammastrahlen, Elek- 25 stoff einhergehen, keine Bedenken bestehen, tronen hoher Geschwindigkeit, Protonen hoher Geschwin- Das Verfahren gemäß der Erfindung wird auf beliebig digkeit, langsamen und schnellen Neutronen, Alpha- geformte, gefüllte Polyäthylengegenstände, wie Filme, teilchen und im allgemeinen jeglichen geladenen Teilchen Platten, Stäbe oder Rohre, angewendet. Nicht rußhoher Geschwindigkeit ein. Die praktische Verwend- gefüllte, bestrahlte Formkörper können auch als Überbarkeit der meisten geladenen Teilchen mit hoher Ge- 30 züge verwendet werden, die um elektrische Leiter herum schwindigkeit, wie der Protonen und der Alphateilchen, stranggepreßt wurden. Diese Gegenstände werden in der ist durch ihre geringe Eindringungskraft in das gefüllte herkömmlichen Weise durch Mastizieren des Polyäthylens Polyäthylen stark begrenzt, es sei denn, man verwendet mit dem Füllstoff und durch Formen in herkömmlicher eine ungewöhnlich hohe Spannung bei deren Erzeugung. Weise, z. B. durch Gießen, Kalandrieren oder Strang-Dementsprechend wird es erfindungsgemäß bevorzugt, 35 pressen, hergestellt.

entweder Elektronen mit hoher Geschwindigkeit oder Bei der Durchführung des Verfahrens wird lediglich

Gammastrahlen zu verwenden, da mit deren Hilfe ein der geformte, gefüllte Polyäthylengegenstand so lange annehmbares Durchdringen des Formkörpers mit Energien der Bestrahlung ausgesetzt, bis die gewünschte Wirkung erzielt werden kann, die ohne weiteres zur Verfügung eingetreten ist. Zum Beispiel wird, wie es in der Zeichstehen. Die Gammastrahlung kann vorteilhaft aus Ko- 4° nung dargestellt ist, ein Strahl von Elektronen mit hoher bait 60 oder anderen, zweckmäßigen radioaktiven Ver- Spannung durch ein zweckmäßig gebautes Gehäuse 1 nach bindungen oder aus einem zweckmäßig gebauten Kern- unten gerichtet. Der Elektronenstrahl wurde durch eine reaktor erhalten werden. Elektronen mit hoher Ge- zweckmäßige Quelle (nicht gezeigt), z. B. von dem vorher schwindigkeit können mit Hilfe eines jeden gebrauch- erwähnten Van-de-Graaff-Generator, erzeugt. Das Geliehen Teilchenbeschleunigers, z. B. dem bekannten 45 häuse 1 ist mit herkömmlichen Kühlschlangen (nicht Van-de-Graaff-Generator (USA.-Patent 1 991 236 von gezeigt) um seinen untersten Teil herum und mit einem Van de Graaff) oder mit einem linearen Beschleuniger »Fenster« 2 versehen, welches in üblicher Weise aus einem erzeugt werden. dünnen Aluminiumblech besteht und auf den gefüllten

Das Polyäthylen kann mit irgendeinem verstärkenden, Polyäthylengegenstand 3 gerichtet ist, welcher von aus der Kunststoff- und Kautschukindustrie bekannten 50 irgendeiner zweckmäßigen Oberfläche 4 getragen wird, Füllstoff gefüllt werden, der eine durchschnittliche Teil- die gegebenenfalls die Form eines Fließbandes haben chengröße von kleiner als 1000 Ä hat. Beispiele von ver- kann. Der Elektronenstrahl, der durch die Bezugsstärkenden Füllstoffen, die aus kleinen Teilchen bestehen nummer 5 gekennzeichnet ist, tastet den Gegenstand 3 ab, und die erfindungsgemäß verwendet werden können, während dieser längs des Fensters 2 hin und her bewegt sind die verstärkenden Typen von Ruß, besonders Gas- 55 wird. Besteht das Material aus einem Film oder einer ruße und Ofenruße, gefälltes, hydratisiertes Silizium- Platte, so wird die Bewegung des Materials in üblicher dioxyd, wie das unter dem Handelsnamen bekannte Weise rechtwinklig zur Abtastrichtung gehen, so daß der »Hi-sik, das eine durchschnittliche Teilchengröße von Elektronenstrahl auf den Gegenstand ungefähr im rechten etwa 200 Ä, eine Oberfläche von 150 m² je g und einen Winkel auftrifft.

Hydratationsgrad von 0,073 g Feuchtigkeit pro 100 m² 60 Die Bestrahlungsbehandlung gemäß der Erfindung Oberfläche besitzt, und gefälltes hydratisiertes Calcium- wird so lange fortgesetzt, bis die Energieaufnahme je kg silikat mit einer Teilchengröße von 300 Ä, wie es handeis- des Materials, das der Bestrahlung ausgesetzt wurde, üblich als »Silene EF<? bekannt ist. 4,40 bis 220 Wattstunden beträgt. Absorbierte Energie-

Der Ruß besitzt als Füllstoff im Polyäthylen, das er- mengen, die geringer sind als 4,4 Wattstunden je kg, findungsgemäß bestrahlt wurde, einzigartige Eigen- 65 genügen nicht zur gewünschten Verbesserung der Eigenschaften ; die erfindungsgemäße Bestrahlungsbehandlung schäften, während Bestrahlungen über 220 Wattstunden hat eine wesentliche Zunahme der Dehnung bei Zimmer- je kg unwirtschaftlich sind.

temperatur zur Folge, wenn das Polyäthylen mit Ruß In dieser Beschreibung und in den Ansprüchen wurde

gefüllt ist, während nur eine geringe Verbesserung der das Ausmaß der Behandlung in Wattstunden je kg aus-Dehnung bei Zimmertemperatur gefunden wird, wenn 70 gedrückt. Bisher haben viele Fachkräfte auf dem

Gebiet der ionisierenden Bestrahlung das Ausmaß der Behandlung in »physikalischen Röntgenäquivalenten« oder .»rep« ausgedrückt. Eine Million »rep« entspricht etwa 2,2 Wattstunden je kg. Deshalb können Fachkräfte, die gewöhnt sind, Bestrahlungsangaben in »rep« auszudrücken, sich leicht der Bestrahlungsmengen versichern, die in dieser Erfindung angewendet werden.

Die Erfindung wird auf Polyäthylen angewendet, das im Gegensatz zu Ansätzen, die nur 1 bis 2 Volumteile Ruß je 100 Volumteile Polyäthylen enthalten, mit verhältnismäßig großen Mengen an Füllstoffen, und zwar mit wenigstens 10 Volumteilen des verstärkenden Füllstoffes je 100 Volumteile Polyäthylen gefüllt ist. Es ist nicht empfehlenswert, mehr als 150 Volumteile Füllstoff auf Volumteile Polyäthylen zu verwenden. Vorzugsweise wird ein Polyäthylen angewendet, welches mit 20 bis 40 Volumteilen Füllstoff je 100 Volumteile Polyäthylen gefüllt ist. In den Beispielen werden die Füllstoffmengen als Gewichtsteile angegeben. Die Umrechnung der Gewichts- in Volumteile erfolgt in üblicher Weise mittels des Schüttgewichts.

Beispiel 1

Es wurden gefüllte Polyäthylenmischungen, wie sie in der untenstehenden Tabelle 1 beschrieben sind, hergestellt und zu Platten verformt, die 16,5 · 16,5 · 0,25 cm groß waren. Die erhaltenen Platten wurden dann mit

ίο einer Elektronenstrahlung von 2 · 10⁶-Elektronenvolt bestrahlt, indem sie unter dem Strahl eines Van-de-Graaff-Generators so lange hin und her geführt wurden, bis sie Energiemengen aufgenommen hatten, wie sie in Tabelle angegeben sind. Die bestrahlten Platten wurden dann bei Zimmertemperatur, bei 104 und 127° C auf Zugfestigkeit und Dehnung untersucht. Gleichartige Platten, die nicht bestrahlt wurden, wurden als Kontrolle verwendet. Die Untersuchungsergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Ansatz

Polyäthylen

Gasruß (Handelsname »Spheron 6«)

Feiner Ofenruß für hohe Abriebfestigkeit (Handelsname

.»Philblack O*)

Gefälltes hydratisiertes Siliziumdioxyd (Handelsname »Hi-sil«)

Eigenschaften bei Zimmertemperatur

Ohne Bestrahlung, Zugfestigkeit, kg/cm²

ohne Bestrahlung, Dehnung, %

22 Wattstunden je kg, Zugfestigkeit, kg/cm²

22 Wattstunden je kg, Dehnung, %

44 Wattstunden je kg, Zugfestigkeit, kg/cm²

44 Wattstunden je kg, Dehnung, %

88 Wattstunden je kg, Zugfestigkeit, kg/cm²

88 Wattstunden je kg, Dehnung, %

Eigenschaften bei 104° C

Ohne Bestrahlung, Zugfestigkeit, kg/cm²

ohne Bestrahlung, Dehnung, %

22 Wattstunden je kg, Zugfestigkeit, kg/cm²

22 Wattstunden je kg, Dehnung, %

44 Wattstunden je kg, Zugfestigkeit, kg/cm²

44 Wattstunden je kg, Dehnung, °/o

88 Wattstunden je kg, Zugfestigkeit, kg/cm²

88 Wattstunden je kg, Dehnung, % · -

Eigenschaften bei 127° C

Ohne Bestrahlung, Zugfestigkeit, kg/cm²

ohne Bestrahlung, Dehnung, %

22 Wattstunden je kg, Zugfestigkeit, kg/cm²

22 Wattstunden je kg, Dehnung, %

44 Wattstunden je kg, Zugfestigkeit, kg/cm²

44 Wattstunden je kg, Dehnung, %

88 Wattstunden je kg, Zugfestigkeit, kg/cm²

88 Wattstunden je kg, Dehnung, %

100

100 50

84,7
390

105
490

97
220

81
130

23,0
250

22,3
380

21,8
140

34,9
180

4,76
190

4,55
530

21,5
220

15,6
140

106 60

138 200

161 200

171 180

22,3 210

46,9 360

58,8 270

56,0 140

5,51 190

36 360

51,7 260

37,8 120

100

50

127 70

137 180

159 170

191 160

20,6 140

40,7 280

69,0 280

84,7 170

17,2 140

18,1 410

50,8 270

72,8 160

100

54

139 60

141 90

144 90

143 50

38,0 40

43 140

51,3 230

61,2 130

12,2 50

33,1 210

41,3 220

41,9 140

Die Tabelle 1 zeigt, daß bei steigender Aufnahme von ein leichtes Maximum gehen, und zwar in einem Strahlungsenergie die Zugfestigkeit und Dehnung von Bestrahlungsbereich, der der Absorption von etwa ungefülltem Polyäthylen bei Zimmertemperatur durch 70 22 Wattstunden Strahlungsenergie je kg der Bestrahlung

ausgesetztem Material entspricht. Weitere Behandlung durch Bestrahlen verursacht ein Absinken der Zugfestigkeit und der Dehnung bei Zimmertemperatur. Beim ungefüllten Polyäthylen (Ansatz 1) werden die Eigenschaften durch Bestrahlung bei 127° C etwas günstiger beeinflußt als bei Zimmertemperatur; man erhielt jedoch noch eine maximale Zugfestigkeit von 21 kg je cm², wenn die Behandlung mit 44 Wattstunden Strahlungsenergie je kg ausgeführt wurde.

Die zwei Rußarten, die in den Ansätzen 2 und 3 verwendet wurden, zeigen in den nicht bestrahlten Mischungen ähnliche Wirkungen: Die Zugfestigkeit bei Zimmertemperatur ist mäßig verbessert, aber die Dehnung bei Zimmertemperatur ist stark vermindert. Diese ungünstige Wirkung der Füllstoffe auf die Dehnung ist einer der Hauptgründe, warum bisher Füllstoffe nicht in größeren Mengen bei Polyäthylenprodukten verwendet wurden. Die Bestrahlung verbessert die Zugfestigkeit von rußgefüUten Mischungen bei Zimmertemperatur (Ansätze 2 und 3), so daß bei einer Energieaufnahme von etwa 88 Wattstunden je kg diese Produkte eine viel größere Zugfestigkeit erhalten als die ungefüllten Mischungen (Ansatz 1). Die Wirkung der Bestrahlung auf die Dehnung bei Zimmertemperatur der mit Ruß gefüllten Polyäthylene ist besonders bemerkenswert. 22 Wattstunden Energieaufnahme je 1 kg erhöhen die Dehnung bei Zimmertemperatur von etwa 60 auf etwa 200 %. Im Gegensatz dazu war die relative Dehnungszunahme der ungefüllten Polyäthylene bei Zimmertemperatur ziemlich gering (390 auf 490 %). Die Eigenschaften des mit Ruß gefüllten Polyäthylens, besonders die Zugfestigkeit, sind nach der Bestrahlung bei 127° C im Vergleich zu den Eigenschaften des ungefüllten Polyäthylens ausgezeichnet. So wurde eine maximale Zugfestigkeit von etwa 70 kg je cm² erreicht, wenn das Polyäthylen mit einem feinen Ofenruß (bekannt unter dem Handelsnamen ;> Philblack O«) gefüllt war und 88 Wattstunden Strahlungsenergie je kg aufgenommen hatte.

Beispiel 2

Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung von verschiedenen Strahlungsenergiemengen innerhalb eines weiten Bereiches.

Platten, die wie im Beispiel 1 aus einer Mischung von 100 Gewichtsteilen Polyäthylen und 50 Gewichtsteilen des feinen Ofenrußes (»Philblack O«) hergestellt worden waren, wurden wie im Beispiel 1 mit Energiemengen bestrahlt, wie sie in Tabelle 2 angegeben sind. Die physikalischen Eigenschaften der rußgefüllten bestrahlten Polyäthylenplatten und einer nicht bestrahlten rußgefüllten Kontrollplatte wurden gemessen. Die Daten waren wie folgt:

Tabelle

Absorbierte Strahlungsenergie in Wattstunden je kg
2,2 I 4,4 1 8,8 I 17,6 I 22 I 44

Zugfestigkeit, kg/cm²

Zimmertemperatur

104° C

127° C

Dehnung, %

Zimmertemperatur

104° C

127° C

Kerbschlagzähigkeit
nach der Izod-Methode,
cm kg/2,5 cm Kerbe

Zimmertemperatur
0⁰C

127 20,7 17,2	149 28 13,5	159 20,4 9,5	164 26,3 11,9	167 37,4 13,8	137 40,5 18,1
70 140 140	80 210 200	90 260 330	90 280 390	120 390 530	180 280 410
40,0 9,7	70,3 18,0	74,5 13,8	116 49,7	124 69,0	133 33,1

159
69,0
50,8

170
280
270

159
138

190
84,7
70,8

Beispiel 3

Aus Tabelle 2 kann man ersehen, daß selbst die Auf- 50
nähme so geringer Strahlungsenergiemengen wie z. B.
4,4 Wattstunden je kg ausgesetzten Materials noch zur Es wurden Ansätze wie im Beispiel 2 verwendet,

Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung nur daß sie mit 75 Gewichtsteilen des im Beispiel 2 geeignet sind. Eine Energieaufnahme von wenigstens genannten Rußes gefüllt wurden. Sie wurden wie im 8,8 Wattstunden je kg gefüllten Polyäthylens wird je- 55 Beispiel 2 bestrahlt. Die Ergebnisse der Bestrahlung doch bevorzugt, um eine weitergehende Verbesserung sind in Tabelle 3 gezeigt,
der physikalischen Eigenschaften zu erreichen.

Tabelle

Aufgenommene Strahlungsenergie in Wattstunden je kg

0	22	44	88
106	153	185	193
8,3	-f C O	720	720
12,4	59,4	80,0	85,6
5,5	11,0	13,8	37,3

Zugfestigkeit, kg/cm²

Zimmertemperatur

Dehnung, %

Kerbschlagzähigkeit, cm kg/2,5 cm Kerbe

Zimmertemperatur

0° C

ίο

Das mit dem oben beschriebenen Siliziumdioxydpräparat (bekannt unter dem Handelsnamen »Hi-sik) gefüllte Material des Ansatzes 4 zeigt einige, aber nicht alle Vorzüge der Mischungen, die mit Ruß gefüllt waren. Zugfestigkeit und Dehnung bei Zimmertemperatur werden im Verhältnis durch die Bestrahlung nicht stark beeinflußt. Die Messung der Zugfestigkeit und der Dehnung des mit dem Siliziumdioxyd gefüllten und bestrahlten Polyäthylens bei 104 oder bei 127° C ergab, daß diese bemerkenswert höher als bei nicht bestrahltem Material waren.

Daß das Polyäthylen in den erfindungsgemäßen Produkten chemisch vernetzt wurde, erkennt man daran, daß die Produkte bei einer Temperatur von 110° C in Xylol unlöslich sind, während gewöhnliches Polyäthylen ungeachtet dessen, ob es einen oder keinen Füllstoff enthält, bei dieser Temperatur in Xylol völlig aufgelöst wird. Hiermit sind zum erstenmal Gegenstände aus stark gefülltem Polyäthylen hergestellt worden, die sich durch Zähigkeit und Formbeständigkeit sowohl bei Zimmertemperatur als auch bei Temperaturen von 127° C auszeichnen.

Die gefüllten und bestrahlten Polyäthylene bewahren zwar ihre ursprüngliche Form, wenn sie aber auf 93° C oder höher erhitzt werden, gestattet ihre Geschmeidigkeit, daß sie in neue Formen gebogen werden können, die durch Abkühlen auf Zimmertemperaturen beständig gemacht werden können. Nachfolgendes Erhitzen auf

93° C oder höhere Temperaturen verursacht, daß die Produkte wieder ihre ursprünglichen Formen annehmen. Bei der Bezugnahme in der Beschreibung und in den Ansprüchen auf eine Energieaufnahme je kg Material, das der Bestrahlung ausgesetzt war, bedeutet der Ausdruck »ausgesetztes Material« jene Materialteile, die von der Bestrahlung tatsächlich erreicht wurden. Bei dickeren Gegenständen hängt es von der Tiefe ab, in welche die verwendete Bestrahlung eindringen kann, wieviel Material von der Bestrahlung tatsächlich erreicht wurde.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften und Formbeständigkeit von Polyäthylenformkörpern, insbesondere bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyäthylenformkörper, welche wenigstens 10 Volumteile eines verstärkenden Füllstoffes auf 100 Volumteile Polyäthylen enthalten, einer ionisierenden Bestrahlung aussetzt, bis die Energieaufnahme durch das der Bestrahlung ausgesetzte geformte, gefüllte Polyäthylen 4,4 bis 220 Wattstunden je kg beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verstärkende Füllstoff entweder verstärkender Ruß oder gefälltes, hydratisiertes Siliziumdioxyd ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I© 709 850/442 1.58