DE1032917B

DE1032917B - Kunststoff-Folien aus Mischpolymerisaten des AEthylens mit hoehermolekularen Olefinen

Info

Publication number: DE1032917B
Application number: DEF18751A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erhard Grams; Dr Kurt Rust
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1955-10-29
Filing date: 1955-10-29
Publication date: 1958-06-26

Description

Kunststoff-Folien aus Mischpolymerisaten des ethylens mit höhermolekularen Olefinen Folien aus Kunststoffen finden einen immer breiteren Eingang in die Technik, besonders auf dem Verpackungsgebiet. Dies gilt vor allem für Folien aus nach dem Hochdruckverfahren gewonnenen Polyäthylenen. Derartige Folien besitzen jedoch noch einige Nachteile: 1. Ihre Festigkeit ist gering; 2. die Wärmebeständigkeit ist nur mäßig; 3. ihre Transparenz ist mangelhaft.
Einen wesentlichen Vorteil in den beiden ersten Punkten erbrachte der Einsatz eines neuartigen, vorzugsweise nach Niederdruckverfahren, z.B. nach den Patentanmeldungen Z 3799 IVb/39c, Z 3862 IVb/39c, Z 3941 IVb/39c hergestellten, weniger stark verzweigten Polyäthylens. Gleichzeitig wurde aber der unter 3 genannte Nachteil bedeutend verstärkt. Die Ursache dafür liegt in dem hohen Kristallisationsgrad des geradkettigen Polyäthylens, der seinerseits zusätzlich auch eine versdilechterte Geschmeidigkeit mit sich bringt. Derartige Folien zeigten ein pergamentähnliches Aussehen und neigen darüber hinaus trotz ihrer an sich verbesserten Festigkeit zu einem leichteren Aufschleißen infolge der durch den geradlinigeren Aufbau begiinstigten Orientierungseffekte bei der Herstellung. Dies führt im Endeffekt zu der bedauerlichen Tatsache, daß ein Einsatz auf dem Verpackungssektor in Frage gestellt war.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, polymeres Polypropylen als Folienrohstoff zu verwenden. Aber auch dieses Material erfüllte die dareingesetzten Hoffnungen nicht. Abgesehen von der sehr großen Oxydationsfreudigkeit und der damit einhergehenden Alterung empfindlichkeit zeigen Folien aus Polypropylen ebenfalls das obenerwähnte leichte Schleißen. Versucht wurde auch der Einsatz von Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten, ohne daß eine ausreichende Eignung für Folien, besonders auf dem Verpackungssektor, offenbar wurde. Es wurde lediglich festgestellt, daß die Eigenschaften zwischen denen des Polyäthylens und Polypropylens lagen.
In der deutschen Patentschrift 878 560 wird die Herstellung von Polymerisaten beschrieben, die ein Molekulargewicht von 5000 haben. Dagegen wird die Herstellung von Polymerisaten, die höhere Molekulargewichte, etwa von 25 000 bis 30000 und darüber, aufweisen, nicht beschrieben, wie aus einer zum Stande der Technik gehörenden Veröffentlichung Angewandte Chemie«, 64 (1952), insbesondere S. 325, rechte Spalte, zweitletzter Absatz, hervorgeht. Für Folienzwecke werden aber in der Regel erst Produkte interessant, die Molekulargewichte über 25 000 zeigen.
Es wurde nun gefunden, daß man überraschenderweise Mischpolymerisate des Äthylens mit 3 bis 200/0, vorzugsweise 10 bis 140,/o, an höheren Olefinen als Rohstoff für Kunststoff-Folien verwenden kann.
Besonders"geeignet sind die Mischpolymerisate, die nach den Niederdruckverfahren hergestellt sind. Die Herstellungsmethoden der Folien aus den erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisaten sind an sich bekannt. Beispielsweise kann man derartige Folien nach dem Blasverfahren oder auf andere bekannte Weise herstellen.
Es muß hervorgehoben werden, daß die Eigenschaften so erhältlicher Folien keineswegs zwischen denen des Polyiithylens und Polypropylens liegen. Sie zeichnen sich vielmehr durch unerwartete Vorteile ohne erkennbare Nachteile aus: 1. Die Reißfestigkeit ist hervorragend, höher als die der Folien aus den reinen Polymeren; 2. die Transparenz ist ebenfalls besser als die der Folien aus den beiden Komponenten; 3. die Weiterreißfestigkeit ist besser als bei den einzelnen polymeren Komponenten; 4. die Weichheit und Schmiegsamkeit, wie sie für Verpackungszwecke gefordert werden, ist ideal; 5. die Wärmefestigkeit ist gegenüber anderen wenig verzweigten Produkten nicht beeinträchtigt und verglichen mit z. B. normalem Hochdruck-Polyäthylen bedeutend verbessert; 6. die Wasserfestigkeit und Wasserdampfdichtigkeit sowie die elektrischen Eigenschaften sind hervorragend und mindestens so gut wie die der bekannten Folien.
Keines der bisher bekannten Folienmaterialien ist auch nur annähernd in der Lage, die obengenannten Vorzüge gleichzeitig zu bieten.
Ähnlich gute Effekte erzielt man, wenn man an Stelle von Propylen andere Mischkomponenten bei der Polymerisation einsetzt, wie Isobutylen, Hexen u. ä. Zwar ist bisher bekanntgeworden, eine der genannten Komponenten, Isobutylen, als Homopolymerisat ebenfalls bereits polymerisiertem Äthylen zur Verbesserung der Eigenschaften letzterem beizumischen. Die Wirkung war aber verhältnismäßig gering und steht in keinem Verhältnis zu der erfindungsgemäß beanspruchten.
Die erfindungsgemäß hergestellten Folien eignen sich in hervorragender Weise für Verpackungen und können auch für andere technische Zwecke, z. B. auf dem Elektrogebiet, eingesetzt werden.
Mischpolymerisate mit einem Gehalt unterhalb von 30/, an höheren Olefinen sind den Polymerisaten aus reinem Äthylen sehr ähnlich und zeigen den erfindungsgemäß ausgewiesenen Effekt nicht mehr in nennens- wertem, technisch interessantem Maße, während Mischpolymerisate, die einen höheren Anteil an höheren Olefinen als 20% aufweisen, Eigenschaften besitzen, die minderwertiger als die der Homopolymeren einzustufen sind und infolge ihrer Weichheit für die in der Anmeldung genannten Zwecke technisch uninteressant sind (natürlich ist der Übergang fließend, wenngleich relativ steil; bei einem Gehalt von 10 bis 140/0 an höheren Olefinen liegt bei der Betrachtung der technischen Eigenschaften für Folienzwecke als Gesamtheit ein deutliches Maximum).

Zur Verdeutlichung der Wirkungen dienen folgende Angaben:

Reißfestigkeit Dehnung Schleißfestigkeit

kg/cm2 %

Niederdruckpolyäthylen ...... . 370 800 schlecht

Mischpolymerisate

Äthylen-Propylen 99:1 ... 360 900 schlecht

88:12... 380 1000 sehr gut

55 : 45... 20 400 nicht beanspruchbar, da zu weich

Unter » Weiterreißfestigkeit « bzw. Schleißfestigkeit soll der Widerstand verstanden werden, den die Folie einem vollkommenen Durchreißenbei ruckartiger Beanspruchung darbietet. Sie kann beispielsweise mit dem sogenannten Elmendorff-Tester, wie er besonders in der Papierindustrie üblich ist, ermittelt werden. Sie ist aber auch eindeutig durch einen einfachen Handversuch zu erkennen. Bei in dieser Beziehung vorteilhaften Folien tritt kein vollkommenes Durchreißen, sondern nur ein Einreißen ein.

Beispiel Die überragenden Eigenschaften der erfindungsgemäß beanspruchten Folie verdeutlicht die folgende Tabelle (die Angaben beziehen sich auf unter gleichen Bedingungen hergestellte und geprüfte Folien).

Weiterreiß-

Reißfestigkeit Dehnung festigkeit bzw.

kg/cm2 Olo Schleißfestigkeit Transparenz

bei ruckartiger

längs quer längs quer Beanspruchung

Mischpolymerisate nach dem Niederdruckverfahren

8:12 Äthylen-Propylen .................... 380 420 850 1200 ausgezeichnet gut

normales verzweigtes Hochdruck-Polyäthylen æ o 1220 : 210 400 600 gut relativ gut

geradkettiges Niederdruck-Polyäthylen .......... 370 290 800 1000 sehr schlecht schlecht

Polypropylen « ........ 330 260 600 700 mäßig relativ gut

PATENTANSPRt8CHE: 1. Verwendung von Mischpolymerisaten des Äthylens mit 3 bis 200/0, vorzugsweise 10 bis 14%, an höheren Olefinen als Rohstoff für Kunststoff-Folien.

2. Verwendung von Mischpolymerisaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- polymerisate nach dem Niederdruckverfahren hergestellt worden sind.

Claims

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 878 560; britische Patentschrift Nr. 722 250; Angewandte Chemie, Bd. 64>1952, 5. 325.