DE1494311B2 - Herstellen eines wärmeerholbaren geformten Körpers - Google Patents

Herstellen eines wärmeerholbaren geformten Körpers

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Description

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stoff bei einer über seiner Elastizitätstempel atur mer verwendet, wobei der Anteil des thermoplastischen liegenden Temperatur elastisch so verformt wird, daß Materials im Bereich von etwa 5 bis 50 Gewichtser sich auf den anderen Teil leicht aufschieben bzw. prozent liegt, bezogen auf das Gesamtgewicht des, einschieben läßt, dann unter seine Elastizitätstempe- thermoplastischen Materials und Elastomeren, ratur abgekühlt, mit dem anderen Teil zusammen- 5 Die erfindungsgemäßen elastomeren Gegenstände gefügt und schließlich durch Erhitzen auf Elasti- weisen die Eigenschaften der elastischen Verf ormbarzitätstemperatur in seine ursprüngliche Form ge- keit auf und besitzen gleichzeitig die Eigenschaft, ihre bracht wird. Der als Ummantelung beim Verbinden Form und/oder Größe lediglich infolge Anwendung der Teile dienende, durch Wärme erholbare Kunst- von Wärme zu verändern und sich zu der ursprüngstoffgegenstand ist lediglich im wärmestabilen Zu- io liehen, vulkanisierten bzw. vernetzten Form und stand bei bzw. oberhalb seiner Elastizitätstemperatur Größe zu erholen. Der Ausdruck »elastomer« und elastisch verformbar, in der wärmeinstabilen Gestalt ähnliche Ausdrücke werden in dem Sinne verwendet, unterhalb seiner Elastizitätstemperatur jedoch hart. daß darunter Produkte bzw. Gegenstände jeder Kon-Vernetzbare elastomere Gemische sieht diese Lehre figuration bzw. Gestalt verstanden werden, die einen nicht vor. Die DT-PS 1066 824 sieht zum Verbinden 15 Elastizitätsmodul nach Y ο u η g im Bereich von etwa von Kunststoffrohren einen die Rohrenden über- 3,5 bis 210 kg/cm2 aufweisen und bei Einwirkung deckenden, aus einem Kunststoff bestehenden Ring vergleichsweiser geringer Spannungen die charaktevor, welcher durch Wärmebehandlung in großem ristische kautschukartige elastische Verformbarkeit Maße schrumpft und durch Aufschrumpfen die ge- zeigen, wobei sie nach Entfernung der einwirkenden wünschte Verbindung liefert. 20 Spannung praktisch die ursprüngliche Größe und
In der DT-PS 840 152 und der FR-PS 1139 289 Form annehmen. Der Elastizitätsmodul nach Young werden Gemische aus Elastomeren und normalerweise wird bei Raumtemperatur gemessen und nach dem ; festen, in der Wärme fließfähigen Materialien be- ASTM-Verfahren D 638-58 T bestimmt. Ein wesentschrieben. Das Materialverhalten nach der FR-PS liches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht 1139 289 wird wesentlich durch den in den zell- 25 darin, daß die elastomeren Materialien der erfindungsartigen Material vorliegenden Gasdruck kontrolliert, gemäßen Gegenstände vernetzt sein müssen. In der wobei die Materialien kaum noch als elastomer anzu- Beschreibung und den Ansprüchen werden der Aussprechen sind, da sie auf Grund der großen Mengen druck »vernetzt« und ähnliche Ausdrücke dahingehend an Vulkanisierungsmitteln eher als harte Materialien verwendet, daß damit ein dreidimensionales Moleküleingestuft werden müssen. Die DT-PS 840 152 be- 30 netzwerk gemeint ist, dessen Elastizitätsmodul minschreibt thermoplastische Gemische mit 25 bis 90 Ge- destens etwa 0,7 kg/cm2 beträgt, gemessen bei einer wichtsprozent eines harten, normalerweise unelasti- Temperatur von 500C oberhalb des Erweichungsschen, harzartigen, thermoplastischen Mischpolymeren bzw. Fließpunktes des thermoplastischen bzw. harzaus Styrol und Acrylnitril bestimmter Zusammen- artigen Bestandteils des Materials. Zum Zwecke dieser Setzung und 75 bis 10 Gewichtsprozent eines nor- 35 Definition wird der Elastizitätsmodul nach dem Vermalerweise elastischen, harzartigen, kautschukartigen fahren von Black, R. M., beschrieben in »The Mischpolymeren aus 1,3-Butadien und Acrylnitril. Electrical Manufacturer«, Oktober 1957, bestimmt. Insoweit diese DT-PS überhaupt auf in der Wärme Die Erweichungs- bzw. Fließtemperatur wird nach erholbare Gegenstände Bezug nimmt, handelt es sich dem ASTM-Verfahren D 569-48 bestimmt, um Produkte eines harten Materials mit einem hohen 40 Die in der Wärme sich erholenden elastomeren Harzanteil, so daß elastomere Eigenschaften sowohl Formkörper bzw. Gegenstände der Erfindung werden im wärmestabilen als auch im wärmeinstabilen Zu- hergestellt, indem eine Masse, die ein ungehärtetes stand nicht gegeben sind. Elastomeres enthält, dem eine normalerweise feste, in
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, neuartige der Wärme fließfähige Substanz einverleibt ist, die elastomere Produkte und Gegenstände sowie ein Ver- 45 unter Anwendung von Wärme und einer äußeren fahren zur Herstellung derselben aufzufinden, welche Kraft verformbar ist, z. B. ein thermoplastisches oder in jeder Gestalt bzw. Konfiguration elastisch verf orm- nicht elastisches harzartiges Material zu der gebar sein und die Eigenschaft des plastischen Erinne- wünschten Konfiguration bzw. Gestalt geformt bzw. rungsvermögens aufweisen sollten, d.h. bei Anwen- verarbeitet wird; die geformte Masse bzw. der gedung von Wärme ihre Form und Abmessung unter 50 formte Gegenstand dann vulkanisiert bzw. vernetzt Erholung zu einer ursprünglichen Gestalt verändern wird; auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der das sollten. thermoplastische bzw. harzartige Material den größe-
Diese Aufgabe wurde gelöst mit einem Verfahren ren Teil seiner Festigkeit verliert, z. B. auf eine Tempezum Herstellen eines geformten Körpers, der in der ratur oberhalb des Schmelz- oder Erweichungs-Wärme in einen elastischen Formkörper mit vor- 55 punktes bzw. -bereichs des thermoplastischen Mabestimmter anderer Gestalt übergeht, indem man eine terials; sodann eine äußere Kraft bzw. Kräfte anelastomere homogene Formmasse zu einem Körper gewendet werden, um den Gegenstand zu der geder vorbestimmten Gestalt verformt und in dieser Ge- wünschten, in der Wärme sich erholenden Konfigustalt vulkanisiert bzw. vernetzt, dann diesen Körper ration bzw. Gestalt zu deformieren; und der Gegenerhitzt und, während er heiß ist, in eine von der vor- 60 stand dann auf eine Temperatur abgeschreckt bzw. bestimmten Gestalt verschiedene Gestalt verformt abgekühlt wird, bei der das thermoplastische Material und den so geformten Körper unter Aufrechterhaltung seine Festigkeit zurückgewinnt, z.B. auf eine Tempeder Verformungskraft abkühlt, welches Verfahren ratur unterhalb des Schmelz- oder Erweichungsdadurch gekennzeichnet ist, daß man einen elastischen punktes bzw. -bereichs des thermoplastischen Ma-Formkörper herstellt, indem man als elastomere 65 terials. Nach dieser Abkühlung werden die äußere homogene Formmasse ein homogen mit einem nor- Kraft bzw. Kräfte entfernt, wobei der Gegenstand in malerweise festen, in der Wärme fließfähigen thermo- der in der Wärme sich erholenden Konfiguration bzw plastischen Material vermischtes ungehärtetes Elasto- Gestalt verbleibt und nicht zu seiner ursprünglichen'
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vulkanisierten oder vernetzten Konfiguration bzw. Die Verwendung der gemäß dem obigen Verfahren Gestalt zurückkehrt, wie es bei einem wirklichen hergestellten Gegenstände ist einfach und direkt mög-Elastomeren der Fall ist. Das nicht elastische thermo- lieh. Der Gegenstand wird einfach in die für den Geplastische oder harzartige Material hält den Gegen- brauch erforderliche Stellung gebracht und erhitzt, stand in gewisser Weise im in der Wärme sich er- 5 wobei er schnell seine ursprüngliche vulkanisierte oder holenden Zustand, bis der Gegenstand auf oder über vernetzte Konfiguration bzw. Gestalt wiedergewinnt, die Erweichungstemperatur erhitzt wird, wobei der Ein besonders wertvolles Beispiel eines innerhalb des entspannte und erhitzte Gegenstand zu seiner ur- Erfindungsbereiches iiegenden Gegenstandes ist ein in sprünglich geformten, vulkanisierten oder vernetzten der Wärme sich erholender elastomerer Schlauch. Bei Konfiguration bzw. Gestalt zurückkehrt. Das wesent- io der Herstellung solcher Gegenstände wird das Ausliche Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, gangsmaterial, wie z. B. ein Gemisch aus Kautschuk daß der gekühlte oder abgeschreckte, in der Wärme und thermoplastischem bzw. harzartigem Material, sich erholende Gegenstand jedoch zurückfedernd ist in geeigneter Weise vermischt und in Schlauchform und bei Kraftanwendung die Eigenschaft der elasti- ausgepreßt. Der gepreßte Schlauch wird durch Besehen Deformation aufweist 15 strahlung oder mit Hilfe geeigneter Anwendung von Im einzelnen ist die bei der Durchführung des Wärme in Verbindung mit einem Vernetzungs- oder erfindungsgemäßen Verfahrens angewendete Reihen- Vulkanisiermittel gehärtet, wobei ein gehärteter, folge der Stufen folgende: kautschukartig zäher, fester Schlauch entsteht. Dieser
1. Das thermoplastische oder harzartige Material Schlauch wird dann auf eine Temperatur oberhalb des wird mit dem Elastomeren oder dem Kautschuk im ao Schmelz- oder Erweichungspunktes bzw. -bereichs der ungehärteten Zustand innig vermischt. In diesem thermoplastischen Substanz erhitzt, gefolgt durch die Stadium können gegebenenfalls die üblichen Füll- Anwendung einer verformenden Kraft, während sich mittel, Streckmittel, Härtungsmittel, Beschleuniger der Schlauch bei der erhöhten Temperatur befindet, u. dgl. einverleibt werden, in Abhängigkeit von den wie durch Anwendung von Druck vom Schlauchgewünschten Eigenschaften des Endproduktes. 25 inneren her oder durch Verringerung des auf der
2. Die in Stufe 1 gebildete Masse wird sodann zu Schlauchaußenseite lastenden Druckes, was zu einer einem Gegenstand mit vorherbestimmter Gestalt ver- Ausdehnung des Schlauches führt. Abschrecken oder formt oder verarbeitet und vulkanisiert oder vernetzt. Abkühlen des so geformten Schlauches, während er Die Vernetzung oder Vulkanisation kann durch ein sich im ausgedehnten Zustand befindet, hält den chemisches Vernetzungsverfahren erfolgen, wobei ein 30 Schlauch in diesem Zustand. Der Schlauch hat also Vulkanisiermittel oder Vernetzungsmittel zugegeben einen Durchmesser, der größer als der ursprüngliche wird und die nachfolgende Anwendung von Wärme Durchmesser des ausgepreßten und gehärteten Schlau- und/oder Druck die gewünschte Härtung hervorruft. ches ist, und verbleibt in diesem Zustand mit erhöhtem Anderenfalls kann die Vernetzung erreicht werden, Durchmesser auf unbestimmte Zeit, solange er sich indem der Gegenstand einer Bestrahlung hoher 35 bei Raumtemperatur befindet. Der Schlauch ist somit Energie, z. B. in Form von beschleunigten Elektronen, zu jeder Zeit verwendbar. Zum Beispiel wird der aus-Röntgenstrahlen, y-Strahlen, α-Teilchen, /3-Teilchen, gedehnte Schlauch über Gegenstände gebracht, die Neutronen usw., ausgesetzt wird, ohne daß ein Zusatz eingekapselt werden sollen, wobei der angemessene von Vernetzungs- oder Härtungsmitteln notwendig Spielraum zwischen dem Schlauch und den zu umwäre. Weiterhin kann die Vernetzung oder Vulkani- 40 hüllenden Gegenständen eine leichte Aufbringung gesation durch eine Kombination dieser beiden Verfah- stattet. Eine kurze Wärmeeinwirkung auf den verren erreicht werden. Das Ausmaß der chemischen Ver- formten Schlauch ruft ein Schrumpfen hervor, wobei retzung oder der Bestrahlungsdosis reicht aus, um der Schlauch zu seinen ursprünglichen vulkanisierten irindestens den oben angegebenen Mindest-Hoch- oder vernetzten Abmessungen zurückkehrt. Diese t mperaturelastizitätsmodul von 0,7 kg/cm2 zu ge- 45 »Erholung« ermöglicht es dem Schlauch, den vor der währleisten. Im allgemeinen liegt die Mindest-Be- Wärmeeinwirkung eingebrachten Gegenstand eng Strahlungsdosis bei 2 · 10· rad. anliegend zu verkleiden und zu bedecken. Ein solcher
3. Der vernetzte und gehärtete Gegenstand wird Gegenstand und ein solches Verfahren findet ein dann auf eine Temperatur erhitzt, die zur Erweichung großes Anwendungsgebiet beim Überziehen eines Gedes thermoplastischen Bestandteils ausreicht, d. h. 50 bildes aus verkabelten Drähten, wie z. B. eines Kabeloberhalb des Schmelz- oder Erweichungspunktes bzw. satzes u. dgl., wobei der erhaltene Kautschukmantel -bereichs, und während das Material auf dieser Tempe- die gewünschte Zähigkeit, Abriebfestigkeit und andere ratur gehalten wird, werden eine äußere Kraft bzw. Eigenschaften des Kautschuks oder der elastomeren äußere Kräfte angewendet, um die Größe und bzw. Materialien verleiht. Dieses Verfahren zum Ein- oder die Form des Gegenstandes zu einer für die 55 kapseln von Kabeldrähten u. dgl. ist in bezug auf die spätere Anwendung bzw. den Gebrauch geeigneteren Kosten und die Leichtigkeit der Anwendung den beGestalt zu verändern. kannten Verfahren, wie der Anwendung von Luft
4. Der verformte Gegenstand wird gekühlt oder unter Druck, um den Schlauch während der Aufabgeschreckt, während er sich noch unter der Ein- bringung auf die verkabelten Drähte vorübergehend wirkung der äußeren, verformenden Spannungen be- 60 auszudehnen, oder dem schwierigen, lästigen und findet, wodurch der Gegenstand nach der Entfernung kostspieligen Verfahren der Aufbringung der ungeder äußeren Spannungen die deformierte Gestalt bei- härteten Kautschukmäntel, gefolgt durch eine Hitzebehält. Der Gegenstand befindet sich nun in dem in oder Bestrahlungshärtung an Ort und Stelle, weit der Wärme sich erholenden Zustand, kann jedoch bei überlegen.
Raumtemperatur über eine unbestimmte Zeitdauer 65 Natürlich können erfindungsgemäß nicht nur in der aufbewahrt werden, ohne daß die Gefahr bestünde, Wärme schrumpfende Elastomere, sondern auch in der daß er sich zu seiner ursprünglichen Größe und Ge- Wärme sich ausdehende Elastomere hergestellt werstalt erholen würde. · den. So kann z. B. ein in der Wärme ausdehnbarer
elastomerer Schlauch nach dem obigen Verfahren hergestellt werden, mit der Ausnahme, daß im erhitzten Zustand nicht ausgedehnt, sondern der Länge nach verstreckt wird, was zu einer Verringerung des Schlauchdurchmessers bei gleichzeitiger Längenausdehnung führt. Ein Abschrecken oder Abkühlen des so gebildeten Schlauches, während er sich im verlängerten, verengten Zustand befindet, hält den Schlauch in diesem Zustand, in dem er dann zur Anwendung
thermoplastischer oder harzartiger Substanz und Elastomeren. Im allgemeinen erfordern die Elastomeren mit niedrigerem Elastizitätsmodul zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse weniger thermoplastische 5 oder harzartige Substanz, während die Elastomeren mit höherem Elastizitätsmodul einen höheren Anteil an thermoplastischer oder harzartiger Substanz verlangen. Weiterhin ist die Eigenart des zur Verleihung des sogenannten »Erinnerungsvermögens« verwendeten
geeignet ist. Zum Beispiel kann der Schlauch im io Zusatzes von Bedeutung; gewisse Substanzen ver
inneren einer Leitung oder Röhre angebracht werden, wobei eine kurze Wärmeeinwirkung eine Ausdehnung und Rückkehr zur ursprünglichen vulkanisierten oder vernetzten Form bewirkt, was dem Schlauch gestattet,
leihen im Gegensatz zu anderen ein größeres »Erinnerungsvermögen«. Zum Beispiel ist hochmolekulares Polyäthylen hoher Dichte ein besseres Zusatzmittel zur Erzielung des sogenannten »Erinnerungsdie Innenseite der Leitung eng anliegend auszu- 15 Vermögens« als niedermolekulares Polyäthylen niedkleiden und so ein Futter zu bilden. riger Dichte. Ein weiteres begrenzendes Erfordernis
Ein weiteres Beispiel für einen im Erfindungsbereich bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung liegenden Gegenstand ist ein geformter Überzug für stellt die Auswahl der geeigneten Härtungsmittel und/ Kabelverbindungsstücke, der eine Y-Form od. dgl. oder die Verwendung einer Masse dar, die der Vulkanibesitzt und zur Aufbringung auf eine Kabelverbin- 20 sation oder Vernetzung mit Hilfe einer Bestrahlung dungs- oder Kabelübergangsstück geeignet ist, wobei zugänglich ist.
er bei Anwendung von Wärme an Ort und Stelle Wie es sonst in der Kautschukchemie und bei dem
zusammenschrumpft. geeigneten Vermengen kautschukartiger Substanzen
Zur Durchführung der vorliegenden Erfindung mit Zusätzen üblich ist, läßt sich erfindungsgemäß kann jedes elastomere Material verwendet werden, 25 eine sehr große Zahl von Eigenschaften erhalten, wobei z. B. Naturkautschuk, Butadien-Styrol-Mischpolymeri- die üblichen Verfahren zur Einverleibung von Zusate, Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisate, Isopren-Isobutylen-Mischpolymerisate, Polyisopren, Polybutadien, Polysulfid, Polychloropren, Polysiloxan, PoIyfluorocarbon, chlorsulfoniertes Polyäthylen,
fiziertes Polyvinylchlorid und Polybutylen.
Für jedes elastomere Material wurde eine große Anzahl von thermoplastischen oder harzartigen Materialien gefunden, die — im allgemeinen bei Zugabe
lätzsn in Kautschuk angewendet werden können, ledigsich mit den durch die Gegenwart der thermoplastis:hen Substanz bedingten Abweichungen.
plasti- 30 Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, liegt der wichtigste Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung in Anwendungen oder Gegenständen, die bei Raumtemperatur die deformierte Gestalt beibehalten und sich bei der Anwendung von Wärme in verhältnismäßig geringen Mengen — die gewünsch- 35 oberhalb von Raumtemperatur entspannen. Im Hinten Ergebnisse bringen. Zu diesen thermoplastischen blick auf die Bequemlichkeit und Wirtschaftlichkeit ist oder harzartigen Substanzen gehören Acrylharze, es wichtig, daß die Gegenstände in üblicher Weise Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen, Polychlortrifluor- versandt werden können, ohne daß eine Kühlung äthylen, Polyvinylformal, Polyvinylbutyral, Polyvinyl- unterhalb Raumtemperatur bzw. Außentemperatur chlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisate, 40 notwendig wäre. Dies ermöglicht eine standardmäßige, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polycarbonate, Poly- leichte Verpackung und eine direkte, wirtschaftliche amide, Celluloseacetatbutyrat, Celluloseacetatpropio- Anwendung. Zusätzlich muß die normale Bedingung nat, Äthylcellulose, Polypropylen, Äthylen-Propylen- erfüllt sein, daß die Gegenstände Temperaturen zu Mischpolymerisate, Epoxyharze und Polyesterharze. widerstehen vermögen, die unter den auf der ganzen
Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus existiert für 45 Welt herrschenden Wetterbedingungen auftreten könjede Kombination einer thermoplastischen oder harz- nen, und sich nicht vorzeitig zu ihrer vorbestimmten artigen Substanz mit einem Elastomeren ein enger Be- Größe und Form erholen. So wurden — wie in den reich des Mengenverhältnisses von thermoplastischer unten aufgeführten Beispielen angegeben — Materi- oder harzartiger Substanz, mit dem die gewünschten alien entwickelt, die besonders dieser Anforderung Ergebnisse erzielt werden können. Die Zugabe einer 5° genügen und die auch bei Einwirkung von Temperazu geringen Menge der thermoplastischen oder harz- türen, wie sie in den Tropen oder in Warenhäusern artigen Substanz ruft bei dem auf die Verformung bei herrschen, wo Temperaturen von sogar 6O0C erreicht erhöhten Temperaturen folgenden Abkühlen nicht die werden, nicht schrumpfen oder ihre Gestalt verändern, gewünschte bleibende Verformung hervor. Die Zugabe Zur Vereinfachung der Durchführung der vorliegen-
einer zu großen Menge an thermoplastischer oder harz- 55 den Erfindung ist es notwendig, thermoplastische oder artiger Substanz führt dazu, daß der Gegenstand harzartige Substanzen für den Zusatz zu dem jeweiligen Eigenschaften annimmt, die mehr denjenigen der ther- Kautschuk auszuwählen, die mit diesem leicht vermoplastischen oder harzartigen Substanzen selbst mischt oder darin dispergiert werden können. Obwohl ähneln und nicht mehr den Eigenschaften der elasto- nahezu jede thermoplastische Substanz in Verbindung meren oder kautschukartigen Substanzen. So muß 60 mit jedem Kautschuk verwendet werden kann, ist es offenbar für jedes in Betracht kommende System ein zur Vereinfachung bei einer wirtschaftlich am geeigverhältnismäßig enger Konzentrationsbereich beach- netsten erscheinenden Durchführung notwendig, Subtet werden, damit optimale Eigenschaften erzielt stanzen auszuwählen, die miteinander vermischt werwerden. Jedoch ist es möglich, die sogenannten »Er- den können und miteinander verträglich sind, wobei innerungseigenschaften« Elastomeren zu verleihen, die 65 die schnelle und leichte Dispersion bzw. Verteilung der das thermoplastische oder harzartige Material in thermoplastischen Substanz in der Kautschuksubstanz einer Konzentration von ungefähr 5 bis 50 Gewichts- eine Vorbedingung für die Wirtschaftlichkeit ist. Desprozent enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht von halb wird es bei der Durchführung der Erfindung be-
409 586/381
vorzugt, eine thermoplastische oder harzartige Substanz auszuwählen, die in ihrer chemischen Struktur derjenigen des Elastomeren ähnelt.
Die folgenden Beispiele sollen die Gegenstände und Verfahren der vorliegenden Erfindung erläutern, jedoch nicht begrenzen.
Bei der Durchführung der Verfahren der einzelnen Beispiele wurden die folgenden Methoden zur Herstellung der Proben und Untersuchungsmethoden angewendet:
Mischtechnik
Die Art und Weise der Einverleibung des Harzes in das Elastomere ist von großer Bedeutung. Wird das Harz nicht gründlich und vollständig in dem Elastomeren dispergiert, werden die Eigenschaften der Masse geschmälert. Die bei den Beispielen bevorzugte Methode ist folgende: Eine bestimmte Menge Harz wird in einen Zweiwalzenmischer gebracht und bei einer Temperatur verarbeitet, die zum Erweichen oder Schmelzen des Harzes ausreicht. Das Harz wird vermählen, bis es vollständig erweicht ist, wonach eine gleich große Menge des Elastomeren langsam zu dem Harz gegeben wird. Das Mischen wird fortgesetzt, bis eine homogene Masse gewährleistet ist. Diese wird von den Walzen entfernt und abgekühlt. Der Ausgleich der Mischung erfolgt, indem die erforderliche Menge an Mischung auf eine kalte Zweiwalzenmühle gebracht und das zusätzliche Elastomere — falls erwünscht zusammen mit Antioxydationsmitteln, Beschleunigern, Füllmitteln, Weichmachern usw. — zugegeben wird.
Formtechnik
Bestrahlungstechnik
Bestimmung des Elastizitätsmoduls und der spezifischen Festigkeit
Das Grundverfahren zur Bestimmung dieser Werte wird beschrieben durch Black, R. M., in The Electrical Manufacturer, Oktober 1957.
Für diese Untersuchung wird die gleiche Apparatur verwendet. Sie besteht aus einem senkrecht angebrachten Glasrohr mit Glasmantel (ähnlich wie bei
ίο einem Liebigkühler). Der Zwischenraum zum Mantel ist mit siedendem Cyclohexan gefüllt, was das innere Rohr bei einer Temperatur von 150°C hält.
Es wurden Streifen der vernetzten Verbindung mit den Abmessungen 1,574 mm X 3,175 mm χ 15,24 cm hergestellt. Auf dem mittleren Teil der Probe wurden in einer Entfernung von 25,4 mm voneinander Fixpunkte eingestanzt. Der Streifen wurde in das Innenrohr eingebracht und am oberen Ende sicher befestigt. Durch Anhängen von Gewichten am unteren Ende der Probe wurde eine Spannung auf die Probe ausgeübt. Die Beanspruchung wurde durch Ablesung der Zunahme der Entfernung zwischen den Fixpunkten gemessen, wobei die Messung im Gleichgewichtszustand nach jeder Gewichtszugabe durchgeführt wurde. Die Gewichte wurden so lange vermehrt, bis ein Bruch der Probe eintrat.
Aus den erhaltenen Daten der Beanspruchung durch Spannung wurde eine Skizze für den Modul angefertigt. Die Neigung der Linie stellt die MlOO-Zahl dar,
d. h. die Spannung, die zum Erreichen einer 100 %igen Beanspruchung notwendig ist. Die für den Bruch notwendige Kraft ist die spezifische Festigkeit, abgekürzt mit S. F.
35
Geformte Tafeln werden unter Verwendung einer Kautschukform von 15,24 cm X 15,24 cm χ 1,574 mm nach dem ASTM-Verfahren D-15 hergestellt. Die Zeit-Temperatur-Zyklen werden in Abhängigkeit von dem jeweiligen plastischen System mit Kautschuk-Erinnerungsvermögen variiert.
45
Die Proben wurden unter Verwendung eines mit 850 kV und 5 mA betriebenen Resonanztransformators der General Electric bestrahlt. Die Proben wurden von allen Seiten bestrahlt, um eine gleichmäßige Bestrahlung der ganzen Probe zu sichern, und die Strahlungsdosis wurde durch Messungen mit dem Faradaykäfig bestimmt. Ein mit der Probe in Berührung stehendes, gut geerdetes Thermoelement diente zur Messung der Temperatur der Probe.
55
Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul nach Young und Dehnung
Sämtliche Untersuchungen wurden bei Raumtemperatur unter Verwendung des »Instron Testers« mit automatischer Aufzeichnung und variabler Geschwindigkeit durchgeführt. Sämtliche Proben wurden bei einer Querkopfgeschwindigkeit von 50,8 + 2,54 cm je Minute geprüft.
Die Zugfestigkeit und Dehnung wurden gemäß dem ASTM-Verfahren D-412 bestimmt. Der Elastizitätsmodul nach Young wurde nach dem ASTM-Verfahren D-638 bestimmt.
Bedeutung der Beziehung zwischen dem Elastizitätsmodul und der spezifischen Festigkeit
Zur Erreichung des sogenannten »Erinnerungsvermögens« muß das modifizierte Elastomere gewisse physikalische Eigenschaften aufweisen. Die Bedeutung der Zugfestigkeit, Dehnbarkeit, Kaltbiegung usw. für die richtigen Funktionen ist bekannt und braucht nicht näher erläutert zu werden.
Für den Zweck der Hitzeschrumpfung ist jedoch das MIOO/S. F.-Verhältnis von entscheidender Bedeutung. Zur Erzielung bester Ergebnisse müssen solche Gegenstände, seien es Schläuche oder andere Formlinge, zu einer beträchtlichen Ausdehnung oder Streckung bei höheren Temperaturen befähigt sein, ohne daß ein Zerreißen eintritt. Die MlOO-Zahl drückt diejenige Spannung aus, die zur Bewirkung einer Streckung um 100% bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Harzes notwendig ist. Die spezifische Festigkeit (S. F.) ist die Spannung an der Bruchgrenze. Die Dehnung an der Bruchgrenze beträgt in Prozent
S *F
= 100 · . Je größer dieses Verhältnis ist, desto
ΙΛΊ 1.LaJ
mehr kann eine Masse ohne Bruchgefahr gestreckt werden.
Beschreibung der Prüfung des plastischen Materials auf sein sogenanntes »Erinnerungsvermögen«
Streifen von vernetzter Substanz mit den Abmessungen 3,17 mm X 1,574 mm X 15,24 cm wurden in der Mitte mit zwei parallelen Tintenmarkierungen in einer Entfernung von 25,4 mm versehen. Der Streifen wurde 1 Minute in einem Glycerinbad von 1500C erhitzt, gestreckt, bis die anfänglich 25,4 mm voneinander entfernten Linien 7,62 cm voneinander entfernt
11
waren (200 % Streckung), aus dem heißen Bad entfernt und in kaltes Wasser geworfen. 5 Minuten nach der Abkühlung wurde die Entfernung zwischen den Markierungen als Längenausdehnung gemessen. Diese Entfernung wurde in Prozenten Längenzunahme gegenüber der ursprünglichen Entfernung von 25,4 mm ausgedrückt und als sogenannte »Erinnerung« wieder-
gegeben. 24 Stunden später wurde der gedehnte Streifen 1 Minute in das Glycerinbad von 1500C gebracht und frei zusammenziehen bzw. schrumpfen gelassen. Er wurde dann abgekühlt und die Entfernung zwischen den Markierungen als Entfernung nach dem Zusammenziehen gemessen. Diese »Zusammenziehung« wird wie folgt in Prozent berechnet:
Zusammenziehung == Längenausdehnung — Längenschrumpfung
Längenausdehnung
100.
Es folgt nun eine Erläuterung der Abkürzungen für die bei Durchführung der Beispiele verwendeten verschiedenen Substanzen.
Verzweigtkettiges Polyäthylen Dichte 0,93 g/ccm Schmelzindex 3
Synthetisches Wachs Schmelzpunkt 820C
Polymerisiertes Trimethyldihydrochinolin, Oxidationsschutzmittel
2,2'-Benzothiazyldisulfid Beschleuniger für Kautschuk
Butadien-Styrol-Mischpolymerisat 23% Styrol
Polyesterharz
Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat 50% Acrylnitril
Cumarin-Indol-Harz Schmelzpunkt 900C
Kupferdimethyldithiocarbamat Beschleuniger für Kautschuk
Beschleuniger Di-o-tolyl-chanadin
Epoxyharz
Trioctylphosphat Weichmacher
Polyvinylchloridharz
Chloriertes Naphthalin — ungefähr 50% Chlor Schmelzpunkt 1310C
Lineares Polyäthylen Dichte 0,947 g/ccm Schmelzindex = 0,3
Chlorsulfoniertes Polyäthylen
Tetramethylthiuramdisulfid Beschleuniger für Kautschuk
Oxydationsschutzmittel Ν,Ν'-Diphenyl-p-phenylendiamin
Zinkoxyd nach dem französischen Verfahren Teilchengröße 0,11 μ 0,01 % Säure als SO3. Verwendet als Beschleuniger für freie Radikale bei Vernetzungsreaktionen mit Schwefel
Vierbasisches Bleifumarat Stabilisator oder Säureacceptor für Polyvinylchlorid
45
55 60
Helles calciniertes Magnesiumoxid
Teilchengröße 0,09 μ. Verwendet als Säureacceptor bei der Härtung von Neopren
Zinkdimethyldithiocarbamat
Beschleuniger für Kautschuk
Butadien-Styrol-Mischpolymerisat
85% Styrol
Elastomeres
Stabilisiertes Polychloropren, enthält keinen Schwefel
Fungizid
Derivat von p-Chlor-m-xylanol
Niedermolekulares Siliconharz
Niedermolekulares Siliconharz
Siliconkautschuk
Nicht katalysiert
Siliconkautschuk mit hoher Festigkeit
— nicht katalysiert
Naturkautschuk
Füllmittel. Halbverstärkendes Ofenschwarz vom öltyp. Teilchengröße 41 ηαμ
Dipentamethylenthiuramtetrasulfid
Beschleuniger für Kautschuk
Helles Verarbeitungsöl
Kautschukweichmacher
Einfach gepreßte Stearinsäure auf Fischölbasis — Beschleuniger für freie Radikale
Füllmittel
Halbverstärkendes Ofenschwarz vom Öltyp
Teilchengröße 51 πιμ
Thermoplastisches Polystyrol
Verzweigtkettiges Polyäthylen
Dichte 0,915 g/ccm
Schmelzindex == 200
Nicht verstärkender Ofenruß
Teilchengröße 320 bis 472 ΐημ
Thiohydropyrimiden, Beschleuniger
Schwefel zur Kautschukherstellung zur Erzielung einer langen Fließfähigkeit mit MgCO3 konditioniert
41Fungizid
Gemisch aus Zinkdimethyldithiocarbamat und Zink-2-marcaptobenzothiazol
Peroxyd-Vernetzungsmittel, enthaltend auf
einen inerten mineralischen Träger aufgebrachtes 2,5 - Bis - (tert. - butylperoxy) - 2,5 - dimethylhexan
Beschleuniger
Zinksalz des 2-Mercaptobenzothiazols
Polyäthylen hoher Dichte
Dichte 0,95 g/ccm. Schmelzindex 2,0
In den Beispielen bedeuten, wenn nicht anders angegeben, die gegenüber den Bestandteilen der Massen aufgeführten relativen Mengen Gewichtsteile.
Beispiell
Bei Durchführung dieses Beispiels wurden verschiedene Proben hergestellt und untersucht, die ein Polychloropren-Elastomeres und Polyvinylchlorid enthielten. Wie aus den unten angegebenen Daten hervorgeht, verleiht eine Menge von nur 10 % Polyvinylchlorid, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyvinylchlorids und des Elastomeren, dem Gegenstand das erfindungsgemäße sogenannte »Erinnerungsvermögen«. Bei Erhöhung der Menge des Polyvinylchlorids wird das sogenannte »Erinnerungsvermögen« fortlaufend verbessert, wobei ausgezeichnete Eigenschaften bei Verwendung von etwa 40% Polyvinylchlorid erzielt werden, ohne daß die Zugfestigkeit geschädigt oder eine wesentliche Verrringerung der elastomeren Eigenschaften des Elastomeren eintreten würde. Die folgenden Massen wurden 10 Minuten lang bei einer Temperatur von 177° C druckgehärtet:
Elastizitätsmodul und spezifische Festigkeit bei 1500C
Gemische 1 2 3 4
Polyvinylchlorid, Nr. 13 ..
Polychloropren, Nr. 24 ...
Oxidationsschutzmittel,
Nr. 18 		10
90
2
1
1
4
15
9,2
5		 20
80
2
1
1
4
15
8,4
5		 30
70
2
1
1
4
15
7,6
5		 40
60
2
1
1
4
15
6,8
5
Stearinsäure
Fungizid, Nr. 41
Calziniertes MgO, Nr. 21
Füllstoff, Nr. 35
Weichmacher, Nr. 12
ZnO
Zugfestigkeit und Dehnung
Durchschnitt Durchschnitt
liche Dehnung		 Durchschnitt
Probe licher
Elastizitäts
modul nach
(kg/cm8) in% Young
80,91 533 (kg/cm2)
1 80,56 457 7,94
2 76,90 407 12,51
3 64,46 193 25,30
4 46,11
Probe MlOO
(kg/cm3)		 S. F.
(kg/cm2)
1
2
3
4		 . 5,55
4,92
4,78
4,42		 13,73
13,14
15,32
9,34
»Erinnerungsvermögen« 1 2 3 4
40
100		 80
100		 130
100		 200
100
»Erinnerung« ( 0A)
Zusammenziehung ( %) ...
Beispiel 2
Dieses Beispiel erläutert die große Zahl von thermoplastischen Stoffen, Harzen und Wachsen, die den Polychloroprenmassen zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gegenstände einverleibt werden können. Das Grundgemisch hatte die folgende Zusammensetzung:
Wirkung verschiedener plastischer Stoffe in in der Hitze schrumpfendem Neoprenkautschuk
Die Massen wurden nach dem angegebenen Mischverfahren hergestellt.
Grundgemisch
35 Teile plastische Substanz zur Erzielung des
»Erinnerungsvermögens«, 65 Teile Polychloropren, Nr. 24, 1 Teil Stearinsäure,
4 Teile MgO,
15 Teile Füllstoff, Nr. 35,
1 Teil Fungizid, Nr. 41,
5 Teile Weichmacher, Nr. 12, 5 Teile ZnO,
2 Teile Oxidationsschutzmittel, Nr. 18.
Die Testprobenplatten, die unter Verwendung des zur
Erzielung des sogenannten »Erinnerungsvermögens« notwendigen Zusatzes hergestellt worden waren, wurden 20 Minuten bei 171° C druckgehärtet. Die Prüfung ergab die folgenden Ergebnisse:
35
40
Proben-Nr.
I 4 I 5
»Erinnerungs«-Zusatz
Silicon R 4281
Cumarin-
Indol-Harz
Nr. 8
Polyesterharz Nr. Epoxyharz
Nr. 11
Chloriertes
Naphthalin
Nr. 14
Synthetisches Wachs Nr. 2
Thermoplastisches Polystyrol Nr. 36
Zugfestigkeit (kg/cma)
Dehnung (%)
MlOO-Zahl (kg/cm2)...
S. F. (kg/cm2)
»Erinnerung« (%) .....
Zusammenziehung (%)
65,09 480 4,07
20,24 180 100
67,41 540 5,34 8,50 190 . 94
74,65 440 5,13
17,64 200 100 51,74
180
8,64
15,60
150
93
81,33
460
2,53
15,32
70
100
26,99
400 2,46 3,93
190
100
75,29 420 3,93
12,79 200
95
Fortsetzung der Tabelle
Proben-Nr.
10 I 11
»Erinnerungs«-Zusatz
Polyvinylchlorid
Nr. 13
Verzweigtkettiges|
Polyäthylen
Nr. 37
Verzweigtkettiges
Polyäthylen
Nr. 1
Polyäthylen
Nr. 44
12
Butadien-Styrol-
Copolymer
Nr. 23
13
Polyäthylen
Nr. 15
Zugfestigkeit (kg/cm2)
Dehnung (%)
MlOO-Zahl (kg/cm2) ..
S. F. (kg/cm2)
»Erinnerung« (%)
Zusammenziehung (%)
103,97
317
7,66
27,41
200
100
54,13
200
2,24
7,03
125
86
58,06
230
3,16
8,43
100
100
69,24
252 -
4,92
14,06
ICO
100
84,78
518
2,67
9,13
100
82
80,42
338
4,21
13,35
150
100
Beispiel 3
Ein in der Wärme schrumpfender elastomerer Schlauch wurde durch Auspressen der unten angegebenen Masse aus einer 38,1-mm-Davis-Standardpresse mit Hilfe einer üblichen Schnecke für thermoplastische Substanzen hergestellt. Der Schlauch hatte einen Innendurchmesser von 0,635 cm und eine Wandstärke von 0,787 mm. Der Schlauch wurde in einem zylindrischen Wasserdampfvulkanisator bei einem Druck von 4,92 kg/cm2 2 Stunden (Probe Nr. 1) und 3 Stunden (Probe Nr. 2) gehärtet.
Zusammensetzung des Gemisches von Beispiel 3
28,0% Polyvinylchlorid, Nr. 13,
43,0% Polychloropren, Nr. 24,
1,5 % Oxidationsschutzmittel, Nr. 18,
7,5% Weichmacher, Nr. 12,
3,0% MgO, calziriert, Nr. 21,
1,0% Stearinsäure,
1,0% Fungizid, Nr. 41,
10,0% Füllstoff, Nr. 31,
4,0% Zinkoxyd.
Zur Herstellung des in der Wärme schrumpfenden Schlauches wurden die Proben unter Verwendung eines heißen Glycerinbades und eines erhitzten Ziehdornes um 100 und 200% ausgedehnt. Der Schlauch wurde dann, während er sich noch auf dem Ziehdorn befand, in kaltem Wasser abgekühlt und abgezogen. Der Schlauch zeigte eine anfängliche Schrumpfung von 10 bis 15% und verblieb danach im ausgedehnten Zustand bis zur Erwärmung oberhalb des Erweichungsbereichs des Polyvinylchlorids, wobei er zu seinen ursprünglichen Abmessungen zusammenschrumpfte. Die erhaltenen Prüf werte waren folgende:
Elastizitätsmodul und Festigkeit bei 15O0C
Proben-Nr. MlOO
(kg/cm!)		 S. F.
(kg/cm*)
1
2		 2,03
2,67		 13,49
12,72
Proben-Nr. Durchschnitt
(kg/cm2)		 Dehnung
(%)
Zugfestigkeit und Dehnung 1
2		 75,71
70,79		 250
260
B ei s pi el 4
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von in der Wärme sich erholenden Gegenständen aus elastomeren Siliconen im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Testproben mit der unten angegebenen Zusammensetzung wurden nach den oben gemachten Angaben hergestellt und bei einer Strahlungsdosis von 10 Megarad bestrahlt, wobei die folgenden Ergebnisse erzielt wurden:
90% Silikonkautschuk,
Nr. 28
10% Polyäthylen, Nr. 44
»Erinnerung« 62%
Zusammenziehung 94 %
90 % Silikonkautschuk, ■ Nr. 28
10% thermoplastisches Polystyrol
87%
100%
Beispiel 5
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung in der Wärme sich erholender Gegenstände aus Siliconelastomeren, wobei der sogenannte »Erinnerungs«- Zusatz ein Siliconharz ist. Aus den Prüfwerten geht hervor, daß noch 10% Siliconharz wirksam sind und ausgezeichnete Ergebnisse mit 30 % Siliconharz erzielt werden. Die Testproben wurden nach der angegebenen Zusammensetzung hergestellt. Die Druckhärtung erfolgte 10 Minuten bei 1770C.
1 2 3
Silikonkautschuk,
Nr. 28 		90
10
2		 85
15
2		 70
30
2
Silikonharz, Nr. 27 ...
Vernetzer, Nr. 42
60 1 2 3
Zugfestigkeit (kg/cm2)
Dehnung (%)
65 MlOO(kg/cm*)..
SF (kg/cm2)
»Erinnerung« (%)
Zusammenziehung (%)		 52,16
307
4,28
14,76
120
100		 43,30
283
3,86
15,11
150
100		 36,20
250
4,71
14,06
200
100
Beispiel 6
1
2
3
Durchschnitt
(kg/cm*)
62,35
60,17
58,77
Dehnung
(7o)
383
393
390
Elastizitätsmodul und Festigkeit bei 150° C
1
2
3
MlOO
(kg/cm*)
6,53
5,83
5,90
S. F.
(kg/cma)
9,09
7,17
10,54
Typl
100 g Polyvinylchlorid,
Nr. 13 ■·.-. :■
100 g Elastomer .
5 g Weichmacher, Nr. 12
2 g Oxidationschutzmittel, Nr. 18
Typ II
100 g Polyäthylen,
Nr. 44 : ■ .. /
100 g Elastomer ;
2 g Oxidationschutzmittel, Nr. 18 ;
Die Vernetzung wurde wie folgt ausgeführt:
10
Bei Durchführung dieses Beispiels wurde ein schrumpfender Siliconkautschukschlauch mit einer Wanddicke von 2,54 mm nach dem Verfahren des Beispiels 3 unter Verwendung der folgenden Auspreßmasse hergestellt:
Verzweigtkettiges Polyäthylen, Nr. 37 16
Butadien-Styrol-Copolymer, Nr. 23 .. 4
Oxidationsschutzmittel, Nr. 3 1
Silikonkautschuk, Nr. 29 64
Silikonkautschuk, Nr. 28 16
Vernetzer, Nr. 42 2
Diese Proben wurden durch Vulkanisieren des ausgepreßten Schlauches bei einem Wasserdampfdruck von 4,92 kg/cma in einem zylindrischen Kautschukvulkanisator über einen Zeitraum von 60 Minuten (Probe Nr. 1), 45 Minuten (Probe Nr. 2) und 30 Minuten (Probe Nr. 3) hergestellt.
Der Schlauch wurde um 100% ausgedehnt. Die Proben wiesen eine sehr geringe anfängliche Erholung auf (5 bis 10 %) und verblieben im gedehnten Zustand bis zur Erwärmung oberhalb des Erweichungsbereiches des zugesetzten Polyäthylens, wobei. sie zu ihren ursprünglichen Abmessungen zusammenschrumpften. Die erhaltenden physikalischen Prüf werte waren folgende:
Zugfestigkeit und Dehnung
Gemische vom 2 Gemische vom
Typ I Typ Π
1 gehärtet 20 Mi gehärtet 20 Mi
nuten bei 2A nuten bei
1530C 142° C
IA bestrahlt mit bestrahlt mit
20 Megarad 20 Megarad
Im folgenden werden die im einzelnen verwendeten Gemische angegeben:
Typ I, Nr. 1:
Polyvinylchlorid, Nr. 13 30
Chlorsulf oniertes Polyäthylen 70
Bleiglätte 25
Füllstoff, Nr. 35 15
Verarbeitungsöl, Nr. 33 5
Beschleuniger, Nr. 32 2
Beschleuniger, Nr. 4 — ..... 0,5
Typ I, Nr. IA:
Polyvinylchlorid, Nr. 13 ...:..... 30
Chlorsulf oniertes Polyäthylen 70
Bleiglätte 25
Füllstoff, Nr. 35 15
Verarbeitungsöl, Nr. 33 5
Typ II, Nr. 2:
Polyäthylen, Nr. 44 ..,,. .. 30
Butadien-Styrol-Copolymer, Nr. 5 70
Stearinsäure 1
ZnO 5
Füllstoff, Nr. 35 15
Verarbeitungsöl, Nr. 33 5
Beschleuniger, Nr. 4 1
Beschleuniger, Nr. 9 0,1
Schwefel .;.... 1,5
40
45
Beispiele
Dieses Beispiel, erläutert die Herstellung von in der Wärme sich erholenden Gegenstände durch Anwendung von Polyvinylchlorid oder Polyäthylen in verschiedenen Elastomeren, die mit Hilfe chemischer Vernetzung oder durch Bestrahlung hoher Energie gehärtet werden. Bei Herstellung der Proben wurden durch Vermählen gleicher Mengen an Elastomeren und Harz auf einer Heißmühle Grundansätze hergestellt. Diese wurden dem endgültigen Ansatz auf einer Kaltmühle einverleibt. Es wurden zwei Typen von Grundansätzen hergestellt:
Typ II, Nr. 2A:
Polyäthylen, Nr. 44 30
Butadien-Styrol-Copolymer, Nr. 5 70
Stearinsäure 1
ZnO 5
Füllstoff, Nr. 35 15
Verarbeitungsöl, Nr. 33 5
Die erhaltenen Prüfwerte waren folgende:
Elastizitätsmodul und spezifische Festigkeit
beil50°C
Probe MlOO .
(kg/cm2)		 S. F.
(kg/cm1)
1
2
IA
2A		 16,02
5,13
9,77
4,64		 22,63
12,51
11,16
8,89
Plastisches »Ennnerungsvermögen« Zusammenziehung
Probe »Erinnerung« 100
1 70 100
2 100 100
IA 80 100
2A 100 ■
IO
Zugfestigkeit und Dehnung
Durchschnitt Durchschnitt
liche Dehnung		 Durchschnitt
Probe in% licher Elasti
zitätsmodul
(kg/cm») nach Young
183,54 200 (kg/cm»)
1 61,30 527 34,23
2 124,40 250 35,36
IA 68,96 480 59,12
2A 37,46

Claims (3)

1 2 das Naturprodukt Kautschuk angewendet. In der Patentansprüche: letzten Zeit ist nun eine große Anzahl synthetischer Kautschuke entwickelt worden. Heute umfaßt der
1. Verfahren zum Herstellen eines geformten Begriff »Kautschuk« daher auch diese synthetischen Körpers, der in der Wärme in einen elastischen 5 Substanzen und wird verwendet, um einen Zustand Formkörper mit vorbestimmter anderer Gestalt der Materie zu kennzeichnen, d. h. auf jede Substanz, übergeht, indem man eine elastomere homogene die dem Naturkautschuk vergleichbar ist und die Formmasse zu einem Körper der vorbestimmten physikalische Eigenschaft der elastischen Ausdehn-Gestalt verformt und in dieser Gestalt vulkanisiert barkeit besitzt.
bzw. vernetzt, dann diesen Körper erhitzt und, io Die Haupteigenschaft der Kautschuke bzw. Elastowährend er heiß ist, in eine von der vorbestimmten meren, die ihre breite Anwendung bedingt, ist die Gestalt verschiedene Gestalt verformt und den so Fähigkeit zur elastischen Deformation und der ergeformten Körper unter Aufrechterhaltung der haltenen Biegsamkeit und Rückfederung, über die Verformungskraft abkühlt, dadurch ge- aus solchen Substanzen hergestellte Gegenstände verkennzeichnet, daß man einen elastischen 15 fügen. Kautschukmaterialien haben aber im all-Formkörper herstellt, indem man als elastomere gemeinen eine verhältnismäßig geringe Zähigkeit und homogene Formmasse ein homogen mit einem Abriebfestigkeit. Nichtsdestoweniger haben solche normalerweise festen, in der Wärme fließfähigen Materialien eine lange Lebensdauer unter schwierigen thermoplastischen Material vermischtes ungehär- physikalischen Bedingungen, da die Anwendung abtetes Elastomer verwendet, wobei der Anteil des 20 nutzender Oberflächen, wie scharfe Kanten von thermoplastischen Materials im Bereich von 5 bis Steinen bzw. Kieselsteinen, den Kautschuk zur De-50 Gewichtsprozent liegt, bezogen auf das Gesamt- formation und Annahme einer neuen Gestalt verangewicht des thermoplastischen Materials und laßt, wobei sich dann die Spannungen auf einen viel Elastomeren. größeren Bereich verteilen, was zu einer Verminderung
2. Vernetzter, elastischer Formkörper, welcher 25 der Abnutzung bzw. des Abriebs führt. Ein nicht in der Wärme in einen elastischen Formkörper elastisches thermoplastisches Material würde sich anderer Gestalt übergeht, hergestellt nach einem unter den gleichen Bedingungen unter Erreichung der Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Streckgrenze deformieren, wobei eine bleibende Verzeichnet, daß der elastische Formkörper in seiner formung hervorgerufen werden würde,
ursprünglichen und in seiner deformierten wärme- 30 In den letzten Jahren wurde eine Reihe wichtiger unbeständigen Gestalt einen Elastizitätsmodul technischer Produkte entwickelt, die über die Eigennach Young von 3,5 bis 210kg/cm2 aufweist schaft eines sogenannten »plastischen Erinnerungsund aus einem vernetzten Elastomer und einem Vermögens« verfügen. Zur Herstellung der »sich in der normalerweise festen, in der Wärme fließfähigen Wärme erholenden« thermoplastischen Substanzen, thermoplastischen Material besteht, wobei der 35 d. h. der Produkte, die ihre Größe und Form infolge Anteil des thermoplastischen Materials bei 5 bis der Anwendung von Wärme ohne Einwirkung 50 Gewichtsprozent liegt, bezogen auf das Gesamt- äußerer Kräfte verändern, werden zwei verschiedene gewicht des thermoplastischen Materials und Verfahren angewendet. Bei dem ersten Verfahren Elastomeren. wird während der Herstellung eine beträchtliche Menge
3. Formkörper nach Anspruch 2, dadurch ge- 40 eingebauter Spannungen einverleibt, wonach bei kennzeichnet, daß der Formkörper ein rohrförmi- niedriger Temperatur abgeschreckt wird, um die ger Gegenstand ist, der beim Erhitzen radial Moleküle im gespannten Zustand zu halten. In schrumpft. neuerer Zeit wurde eine Reihe termoplastischer Produkte hergestellt, bei denen das »Erinnerungsvermögen«
45 des plastischen Materials mit Hilfe eines dreidimensionalen Netzwerkes und nicht mit Hilfe eingebauter Spannungen in ein zweidimensionales System erzielt
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- wird. So wird z. B. ein vernetztes Polyäthylen durch stellen eines geformten Körpers, der in der Wärme in Erhitzen in den elastomeren Zustand gebracht, eine einen elastischen Formkörper mit vorbestimmter 5° Kraft angewendet, um eine entsprechende Deforanderer Gestalt übergeht, indem man eine elastomere mation hervorzurufen, und anschließend die Tempehomogene Formmasse zu einem Körper der vor- ratur erniedrigt, was zu einer Kristallisation führt, die bestimmten Gestalt verformt und in dieser Gestalt das vernetzte Polyäthylen in seinem deformierten Zuvulkanisiert bzw. vernetzt, dann diesen Körper stand hält. Jedoch besitzen die nach diesen beiden erhitzt und, während er heiß ist, in eine von der vor- 55 Methoden hergestellten Produkte wesentliche Nachbestimmten Gestalt verschiedene Gestalt verformt teile. Ein Produkt, das in ein zweidimensionales und den so geformten Körper unter Aufrechterhaltung System eingebaute Spannungen aufweist, wird sich der Verformungskraft abkühlt, sowie einen vernetzten bei leichter Überhitzung unter Erreichen einer völlig elastischen Formkörper, welcher nach diesem Ver- neuen Konfiguration bzw. Gestalt entspannen. Die fahren hergestellt ist und in der Wärme in einen 60 dreidimensionalen Systeme, wie Polyäthylen, wirken elastischen Formkörper anderer Gestalt übergeht. als Elastomere nur bei erhöhten Temperaturen, bei
Die erfindungsgemäß herstellbaren elastischen Form- denen die Kristalle schmelzen.
körper zeigen die Eigenschaft der Wärmeerholbarkeit. In der DL-PS 5001 wird ein Verfahren zum VerElastomere oder Kautschuke sind wichtige Pro- binden aus bei normalen Temperaturen harten, therdukte, die einen großen Anwendungsbereich besitzen. 65 moplastischen Kunststoffen bestehenden Teilen durch Elastomere werden im allgemeinen als Kautschuke Schrumpfsitz unter Ausnutzung des Rückgangs einer bezeichnet. Das Wort »Kautschuk« wird in zweierlei vorangehenden Verformung beim Erwärmen vorHinsicht verwendet; ursprünglich wurde es nur auf geschlagen, wobei der zu verbindende Teil aus Kunst-
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