DE1158264B - Verfahren zum Abbau des Molekulargewichts und zur Erhoehung der Kristallisationsneigung von isotaktischem Polystyrol - Google Patents

Description

Bei der Polymerisation von Styrol mit stereospezifisch wirksamen Katalysatoren erhält man ein Polymerisat mit dem sehr hohen Molekulargewicht von über einer Million. Dieses Produkt läßt sich in den üblichen Spritzgußmaschinen nur sehr schwer verarbeiten und daraus geformte Körper kristallisieren beim Abkühlen nicht. Die für die gewünschte Wärmestandfestigkeit bis über 200° C notwendige Kristallinität kann zwar nach dem Verfahren der belgischen Patentschrift 573 324 nachträglich durch Tempern bei 120 bis 190° C erreicht werden, wegen der Veränderung der Abmessungen der Formteile muß das Tempern jedoch in einer Presse ausgeführt werden. Diese Nachbehandlung erfordert sehr lange Bearbeitungszeiten und ist deshalb unwirtschaftlich.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1081671 ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem der thermische oder mechanische Abbau von isotaktischem Polystyrol durch Zusatz von depolymerisationsregelnden Mitteln, z. B. Antioxydationsmitteln, Kettenübertragungsmitteln oder Initiatoren für die Radikalkettenpolymerisation beschleunigt wird. Dieses Verfahren erfordert jedoch trotzdem noch verhältnismäßig lange Depolymerisationszeiten von mindestens 10 Minuten bis zu mehreren Stunden.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man den Abbau des Molekulargewichts und die Erhöhung der Kristallisationsneigung von isotaktischem Polystyrol in besonders einfacher Weise und ohne irgendwelche Zusätze erreicht, wenn man das Polystyrol in schnellauf enden Extrudern einer kurzzeitigen^ mechanisch-thermischen Beanspruchung von etwa 0,1 bis 10 Sekunden unterwirft.

In diesen Maschinen, die gegenüber der konventionellen Bauart Drehzahlen der Schnecke von 300 bis 5000 U/min und darüber erreichen, erfolgt das Aufschmelzen der Polystyrolmasse ohne Zufuhr äußerer Wärme allein durch die an den Zylinderwänden und im nachfolgenden Spalt an der Spitze der Schnecke auftretende Reibungswärme. Zweckmäßig wird die aufgeschmolzene Masse anschließend durch eine Entgasungsschnecke gefördert. Die Entgasungsschnecke ist vorteilhaft mit der Hauptantriebswelle des Extruders gekoppelt und mit einem Abzug ausgestattet. Die gesamte Schmelzenergie wird über den Antriebsmotor eingegeben, wobei im allgemeinen eine spezifische Motorleistung von 0,3 bis 1 kW je Kilogramm Polystyrol notwendig ist. Bei Pulvereinspeisung wird vorteilhaft eine Schnecke mit Progression in den Gängen oder im Kerndurchmesser benutzt, während eine gleichförmige Schnecke besser für die Behandlung eines Granulates geeignet ist.

Verfahren zum Abbau des Molekulargewichts und zur Erhöhung der Kristalhsationsneigung

von isotaktischem Polystyrol

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Dr. Rudolf Polster, Frankenthal (Pfalz),

Dr. Christian Alt, München,

Dr. Hans Lautenschlager, Ludwigshafen/Rhein,

und Dr. Georg Schmidt-Thomee, Heidelberg,

sind als Erfinder genannt worden

Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man den gewünschten Depolymerisationsgrad des Polystyrols durch Veränderungen der Verweilzeit in der Maschine, der Spaltbreite an der Spitze der Schnecke und der, Drehzahl vor und während des Betriebes einstellen. Zweckmäßigerweise wird die Einstellung der Drehzahl und der Spaltbreite in Abhängigkeit von Druck oder Temperatur über eine elektronische Verstärkung automatisch geregelt, wodurch man einen gleichmäßigeren Abbaugrad erreicht. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein amorphes, glasklares Granulat gewonnen, das beim anschließenden Verspritzen eine gegenüber den bisher bekannten Produkten überlegene Kristallisationsneigung besitzt.
In dem folgenden Beispiel wird als Maß für das Molekulargewicht die bei 13O⁰C in Dekahydronaphthalin gemessene Intrinsic-Viskosität angegeben.

Beispiel

In einem schnellaufenden Extruder mit Austragschnecke und Entgasungsstutzen werden bei einer Drehzahl von 750 U/min stündlich 60 kg isotaktisches Polystyrol in Pulverform mit einer Intrinsic-Viskosität [η] =6,2 verarbeitet und anschließend heiß granuliert. Die Intrinsic-Viskosität des nach der Verarbeitung erhaltenen glasklaren Granulats beträgt bei einer Spaltstellung von 3,0 mm [η] — 1,2 und bei einer Spaltstellung von 2,2 mm [η] = 0,9.

309 750/436

Das Granulat wird anschließend in eine auf 170° C geheizte Form gespritzt und 40 Minuten bei dieser Temperatur belassen. Der erhaltene Formkörper ist kristallin, und die Abmessungen bleiben bei einer anschließenden Behandlung im Wärmeschrank bei 180° C unverändert. Ein nicht im Extruder vorbehandeltes isotaktisches Polystyrol ergibt bei der gleichen Behandlung im Wärmeschrank bei 170° C einen amorphen, deformierten Formkörper.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 10

1. Verfahren zum Abbau des Molekulargewichts und zur Erhöhung der KristaMisationsneigung von isotaktischem Polystyrol, dadurch gekennzeichnet, daß das Polystyrol einer kurzzeitigen, etwa 0,1 bis 10 Sekunden dauernden mechanisch-thermischen Beanspruchung in einem schnellaufenden Extruder unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Schnecke während der Behandlung 300 bis 5000 U/min beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeschmolzene Masse des Polystyrols durch eine Entgasungsschnecke gefördert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1081671.

© 309 750/436 11.63