DE1061063B

DE1061063B - Verfahren zum Beschleunigen der Erstarrung von Schmelzen und zum Beseitigen der inneren Spannungen in Formkoerpern aus kristallisierenden organischen plastischen Kunststoffen

Info

Publication number: DE1061063B
Application number: DEF21283A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Hechelhammer; Rolf Kahl
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1956-09-21
Filing date: 1956-09-21
Publication date: 1959-07-09
Also published as: CH380943A

Description

Verfahren zum Beschleunigen der Erstarrung von Schmelzen und zum Beseitigen der inneren Spannungen in Formkörpern aus kristallisierenden organischen plastischen Kunststoffen Geformte Gebilde aus kristallisierenden Kunststoffen, wie Polyamiden, Polyäthylenen und Polytrifluorchloräthylenen, namentlich dickere Stücke, zeigen in der Regel innere Spannungen, die durch Tempern stark herabgesetzt, aber kaum völlig beseitigt werden können. Diese Spannungen sind auf eine uneinheitliche morphologische Struktur der geformten Gebilde zurückzuführen.
Es wurde nun gefunden, daß man geformte Gebilde aus kristallisierenden Kunststoffen mit weitgehend einheitlicher morphologischer Struktur, die weitgehend frei von inneren Spannungen sind, in der Weise erhalten kann, daß man Schmelzen dieser Stoffe mit einem Gehalt an feinverteilten Kristallisationskerne bildenden Feststoffen in an sich bekannter Weise abkühlt. Damit wird außerdem erreicht, daß die Schmelzen beim Abkühlen rascher erstarren, so daß die Formteile eher den Formen entnommen werden können, als dies der Fall ist, wenn die Schmelzen die Knstallisationskerne bildenden Feststoffe nicht enthalten.
Das Keimbildungsvermögen der zuzusetzenden Stoffe für den jeweils in Frage kommenden Kunststoff läßt sich durch einfachen Versuch leicht feststellen, indem z. B. eine mit dem zu untersuchenden, feinverteilten Feststoff versetzte Schmelze durch Abkühlen zur Erstarrung gebracht und die Zahl der entstehenden Kristalle je Flächeneinheit im Vergleich zu einem ohne Zusatz von keimbildenden Stoffen hergestellten Produkt festgestellt wird. Je größer die Zahl der Kristalle und damit je kleiner deren Durchmesser, um so größer ist das Keimbildungsvermögen des untersuchten Feststoffes. Das Keimbildungsver mögen eines bestimmten Feststoffes nimmt mit dessen Verteilungsgrad zu und ist im allgemeinen für die einzelnen Kunststoffe spezifisch.
Für Polyamide, insbesondere Polycaprolactam z. B., haben sich als Keimbildner namentlich Graphit, Molybdändisulfid, Cobaltsulfid, Eisen(II)-sulfid, Wolfram(IV)-sulfid, Scheelit, Alkalihalogenide, insbesondere schwerlösliche Alkalihalogenide, wie Lithiumfluorid und hochdisperse Kieselsäure, bewährt.
Die Einverleibung der keimbildenden Feststoffe in die Schmelze kann in der Weise erfolgen, daß man diese Feststoffe bereits den Ausgangsstoffen für die Kunststoffherstellung zufügt. Die Feststoffe können aber auch den fertigen Kunststoffen, z. B. deren Granulaten oder Pulvern, vor dem Aufschmelzen oder den Schmelzen selbst zugefügt werden.
Die den Kunststoffen einzuverleibenden Mengen an keimhildenden Feststoffen hängen sowohl von der Natur dieser Feststoffe als auch der jeweils in Frage kommenden Kunststoffe ab. Im allgemeinen wird der erstrebte Erfolg bereits mit Zusätzen von 0,0001 bis 0,1 0/o und insbesondere bis 01,01 0/o erreicht.
Beispiel 1 In einer Schmelze von 100 Gewichtsteilen Caprolactam werden 0,01 Gewichtsteile Graphit feinst verteilt. Das Gemisch wird in üblicher Weise der Polykondensation unterworfen und das erhaltene Polyamid auf der Spritzgußmaschine zu Formkörpern verarbeitet. Stellt man von so erhaltenen Formteilen Mikrotomschnitte her und betrachtet sie unter dem Mikroskop, so sieht man das Bild einer einheitlichen, morphologischen Struktur mit einer sehr einheitlichen Korngröße von etwa 5 Il.
Beispiel 2 100 Gewichtsteile eines Polyamidgranulates werden mit 0,001 Gewichtsteil Molybdändisulfid innig gemischt. Aus diesem Gemisch werden auf der Schneckenpresse im an sich bekannten kontinuierlichen Arbeitsverfahren Profilteile angefertigt, die weitgehend spannungsfrei sind und bei Betrachtung unter dem Mikroskop eine homogene Körnung mit einer sehr einheitlichen Kristallgröße von etwa 4 ffi aufweisen.
Beispiel 3 100 Gewichtsteile eines Polyamidgranulates werden mit 0,0001 Gewichtsteil Lithiumfluo-rid gemischt und das Gemisch auf der Spritzgußmaschine zu dünnwandigen Formteilen verspritzt. Man erhält Körper, die eine bemerkenswerte Transparenz und bei mikroskopischer Betrachtung eine homogene morphologische Struktur mit einer sehr einheitlichen Teilchengröße von etwa 1 bis 2 p aufweisen.-Beispiel 4 Ersetzt man im Beispiel 2 das Molybdänsulfid durch die gleiche Menge=hochdisperser Kieselsäure, so erhält man ebenfalls weitgehend spannungsfreieErzeugnisse mit einer einheitlichen Kristallgröße von etwa 8 bis 10 .
Ohne die in den Beispielen 1- bis 4 beschriebenen Zusätze besteht das erstarrte Polyamid aus einem Gemisch von Kristallen außerordentlich verschiedener Größen. Derartige Stücke besitzen erhebliche innere Spannungen, die zu Verwerfungen oder gar zu Rißbildungen führen können.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Beschleunigen der Erstarrung von Schmelzen und zum Beseitigen der inneren Spannungen in Formkörpern aus kristallisierenden organischen plastischen Kunststoffen, dadurch ge kennzeichnet, daß man Schmelzen dieser Stoffe mit einem Gehalt an feinverteilten Kristallisationskerne bildenden Feststoffen in an sich bekannter Weise abkühlt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Jahrbuch für die Industrie der plastischen Massen, 1945/1950, S. 325.