DE1504185A1

DE1504185A1 - Verfahren zur Herstellung von hochtransparenten Folien aus amorphen Polyamiden

Info

Publication number: DE1504185A1
Application number: DE19651504185
Authority: DE
Inventors: Schneider Dr Johannes; Pungs Dr Wolfgang
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1965-07-01
Filing date: 1965-07-01
Publication date: 1969-09-04
Also published as: BE683233A; NL6609124A; LU51433A1; GB1102851A; JPS5024329B1

Description

Folien aus Polyamiden auf der Basis von [epsilon]-Kaprolactam oder 11-Aminoundecansäure, Adipinsäure bzw. Sebazinsäure und Diaminen, z.B. solche aus Produkten mit den Handelsnahmen Nylon 6, Nylon 6,6, Nylon 6,10 und Nylon 6,11 sind bekannt. Ihre Herstellung ist aber wegen des relativ scharf ausgeprägten Schmelzpunktes und der Dünnflüssigkeit ihrer Schmelze schwierig. Bedingt durch den mehr oder weniger kristallinen Charakter dieser Folien wird aber bei Dicken über 0,2 mm eine teilweise starke Trübung beobachtet, die als leichte Trübung meistens auch noch bei dünneren Folien in Erscheinung tritt.

Es wurde nun gefunden, dass Folien mit höherer Festigkeit und Steifigkeit, sehr geringer Wasseraufnahme, verringerter Wasserdampfdurchlässigkeit, guten elektrischen Eigenschaften und erhöhter Transparenz auch in Dicken über 0,2 mm aus amorphen Polyamiden hergestellt werden können, wenn man aus Terephthalsäure und C-methylsubstituierten Hexamethylendiaminen hergestellte Polyamide mit Viskositätszahlen zwischen 94 und 112 einsetzt und auf Strangpressen mit Breitbandwerkzeugen unter anschließender Wicklung arbeitet, wobei die Temperaturen im Werkzeug in Richtung auf die Düse von mindestens 200 bis höchstens 305°C ansteigen. Vorteilhaft arbeitet man dabei auch mit Polyamidgemengen mit verschiedenen, innerhalb des angegebenen Bereichs liegenden Viskositätszahlen. Überraschend wurden nämlich ver- besserte Folien erhalten, wenn z.B. 20 bzw. 50 Gew.-% eines Polyamids mit der Viskositätszahl von 103 und 80 bzw. 50 Gew.-% mit der Viskositätszahl von 112 verwendet wurden. Aufgrund des amorphen Charakters und der damit verbundenen Zähflüssigkeit der Schmelze ist eine Reckung im Schmelzfluß bis zu 8µ möglich. Die in Stärken von 0,1 bis 0,2 mm extrudierte Flachfolie kann im Temperaturbereich zwischen 150 und 160°C biaxial verstreckt werden.

Die so hergestellten Folien sind aufgrund ihrer günstigen mechanischen Eigenschaften für Verpackungszwecke im technischen Sektor und wegen ihrer guten elektrischen Eigenschaften als Elektro-Isoliermaterial geeignet. Die auffallendste Eigenschaft ist die erhöhte Transparenz, welche sogar nach längerem Erwärmen auf 130-150°C und langsamen Abkühlen erhalten bleibt. Die Folien sind amorph und ihr amorpher Zustand ist thermodynamisch stabil. Eine Laminierung mit anderen Folien, z.B. solchen auf der Basis von Polyvinyl- und Polyvinylidenhalogeniden und deren Mischpolymerisaten sowie mit Polyäthylen-, Polypropylen- und Metallfolien ist möglich.

Die angeführten Vikositätszahlen sind nach DIN 53 727 in einer 0,5%igen Lösung in m-Kresol bei einer Temperatur von 25°C an Granulat ermittelt worden.

Die nach dem Polykondensationsverfahren hergestellten Polyamide haben einen Schmelzbereich von 190-220°C und werden analog dem bekannten Nylon 6,6-Herstellungsverfahren nach Bildung eines Salzes aus Säure und Diamin aus diesem kondensiert. Bei den gemäß der Erfindung verwendeten Polyamiden handelt es sich um solche aus Terephtalsäure und 2,2,4-Trimethylhexamethylendiamin und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin bzw. Gemischen der Diaminkomponenten (US-Patentschrift 3 150 117). Das aus Terephtalsäure und den Diaminen hergestellte Salz wird unter Stickstoff mit destilliertem Wasser zu einer 80%igen Lösung im Lösebehälter auf Temperaturen bis zu 200 oder 220°C gebracht. Hierbei entsteht aus der ursprünglich pastösen Masse unter Einstellung eines bestimmten Druckes eine klare Lösung, die durch ihren Druck im Lösegefäß in einen auf 160-180°C vorgeheizten Polykondensationsautoklaven überführt wird. Die Kondensation kann bei Temperaturen um 225°C unter Rühren erfolgen. Nach der Polykondensation wird entspannt, und die Polymerenschmelze wird unter Stickstoffdruck über eine Lochdüse aus dem Autoklaven herausgedrückt und zu einem Strang verformt, der durch Wasser von Raumtemperatur gekühlt wird. Der Strang wird vom anhaftenden Wasser befreit und anschließend granuliert. Das nach vorstehend beschriebenem Verfahren hergestellte Granulat wird auf einer Schneckenpresse unter folgenden Bedingungen zu Flachfolien verarbeitet.

Beispiel 1:

Das amorphe Polyamid aus Terephthalsäure und 2,2,4-Trimethylhexamethylendiamin mit einer Viskositätszahl von 98 wurde auf einer Schneckenpresse, Reifenhäuser R 60 mittels einer kernprogressiven Schnecke (Kompression 1:2, Gangtiefenverhältnis 9:4,5) Dreizonenschnecke (Kompression 1:3, Gangtiefenverhältnis 10:3,5) oder einer Kurzkompressionsschnecke (Kompression 1:3), einem 600 mm Breitbandwerkzeug und Abzugswalzen bei folgenden Temperaturen (Zylindertemperaturen °C: 220, 250, 290, 295, 280; Bandwerkzeug °C: 260; Abzugswalzen °C: 150) zu einer Flachfolie extrudiert. Die Schneckendrehzahl betrug 13 UpM bei einer Stromaufnahme von 13 Ampère. Die unter diesen Bedingungen aus dem genannten Polyamid hergestellte Flachfolie hat die in Tabelle 1 aufgeführten Eigenschaften.

Tabelle 1

Foliendicke mm 0,20

Zugfestigkeit längs kp/cm[hoch]2 690

quer 680

Durchschlagfestigkeit kV/cm 750

Spez. Widerstand [omega] x cm 1 x 10[hoch]15

Beispiel 2

Das amorphe Polyamid aus Terephthalsäure und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin mit einer Viskositätszahl von 106 wurde auf der in Beispiel 1 beschriebenen Einrichtung bei folgenden Temperaturen (Zylindertemperaturen °C: 220, 270, 300, 305, 290; Bandwerkzeug °C: 275) zu einer Flachfolie extrudiert. Die Schneckendrehzahl betrug 10 UpM bei einer Stromaufnahme von 15,2 Ampère. Die unter diesen Bedingungen aus dem genannten Polyamid hergestellte Flachfolie hat die in Tabelle 2 aufgeführten Eigenschaften.

Tabelle 2

Foliendicke mm 0,2

Zugfestigkeit längs kp/cm[hoch]2 695

quer 560

Durchschlagfestigkeit kV/cm 740

Spez. Widerstand [omega] x cm 1 x 10[hoch]15

Beispiel 3

Das amorphe Polyamid aus Terephthalsäure und dem Isomerengemisch aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin bestehend aus einer Mischung von 20-50 Gew.-% mit der Viskositätszahl von 103 und 80-50 Gew.-% mit der Viskositätszahl von 112 wurde auf der in Beispiel 1 beschriebenen Einrichtung bei folgenden Temperaturen (Zylindertemperaturen °C: 235, 290, 300, 290, 290; Bandwerkzeug °C: 260) zu einer Flachfolie extrudiert. Die Schneckendrehzahl betrug 16 UpM bei einer Stromaufnahme von 14,8 Ampère. Die unter diesen Bedingungen aus dem genannten Polyamid hergestellte Flachfolie hat die in Tabelle 3 aufgeführten Eigenschaften.

Tabelle 3

Foliendicke mm 0,20

Zugfestigkeit längs kp/cm[hoch]2 710

quer 685

Durchschlagfestigkeit kV/cm 765

Spez. Widerstand [omega] x cm 2 x 10[hoch]15

Beispiel 4

Das amorphe Polyamid aus Terephthalsäure und dem Isomerengemisch aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin mit einer Viskositätszahl von 94 wurde auf der in Beispiel 1 beschriebenen Einrichtung bei folgenden Temperaturen (Zylindertemperaturen °C: 220, 265, 270, 275, 280; Bandwerkzeug °C: 270) zu einer Flachfolie extrudiert. Die Schneckendrehzahl betrug 14 UpM bei einer Stromaufnahme von 14 Ampère. Die unter diesen Bedingungen aus dem genannten Polyamid hergestellte Flachfolie hat die in Tabelle 4 aufgeführten Eigenschaften.

Tabelle 4

Foliendicke mm 0,2

Zugfestigkeit längs kp/cm[hoch]2 670

quer 655

Durchschlagfestigkeit kV/cm 750

Spez. Widerstand [omega] x cm 2 x 10[hoch]15

Beispiel 5

Das amorphe Polyamid aus Terephthalsäure und dem Isomerengemisch aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin mit einer Viskositätszahl von 110 wurde auf der in Beispiel 1 beschriebenen Einrichtung bei folgenden Temperaturen (Zylindertemperaturen °C: 220, 270, 305, 290, 290; Bandwerkzeug °C: 280) zu einer Flachfolie extrudiert. Die Schneckendrehzahl betrug 14 UpM bei einer Stromaufnahme von 16,2 Ampère. Die unter diesen Bedingungen aus dem genannten Polyamid hergestellte Flachfolie hat die in Tabelle 5 aufgeführten Eigenschaften.

Tabelle 5

Foliendicke mm 0,2

Zugfestigkeit längs kp/cm[hoch]2 695

quer 650

Durchschlagfestigkeit kV/cm 740

Spez. Widerstand [omega] x cm 1 x 10[hoch]15

Das in den Beispielen 1 bis 5 beschriebene Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass man das aus dem Breitbandwerkzeug austretende noch hochviskose Polyamid in Längsrichtung im Schmelzfluß reckt und auf diese Weise dünnere Folien in Dicken bis zu 8µ erhält. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus den amorphen Polyamiden hergestellten Folien in Stärken von 0,008 bis 0,2 mm besitzen eine Bruchdehnung bis zu 100%.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von hochtransparenten Folien aus amorphen Polyamiden, dadurch gekennzeichnet, dass man aus Terephtalsäure und C-methylsubstituierten Hexamethylendiaminen hergestellte Polyamide mit Viskositätszahlen zwischen 94 und 112 einsetzt und auf Strangpressen mit Breitbandwerkzeugen unter anschließender Wicklung arbeitet, wobei die Temperaturen im Werkzeug in Richtung auf die Düse von mindestens 200 bis höchstens 305°C ansteigen.

2. Verfahren nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyamidgemenge mit verschiedenen, innerhalb des angegebenen Bereichs liegenden Viskositätszahlen einsetzt.