DE1570237A1

DE1570237A1 - Verfahren zum Herstellen von Strangpressprofilen

Info

Publication number: DE1570237A1
Application number: DE19651570237
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Jung; Dr Hermann Linge; Dipl-Ing Ludwig Raichle; Dr Rolf Schellenberg
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1965-01-09
Filing date: 1965-01-09
Publication date: 1970-05-21
Also published as: NL6600166A; CH435698A; FR1462950A; DE1570237B2; GB1125403A; AT282927B; BE674823A; DE1570237C3; SE308202B

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

ρ 15 To 237.1

H 1 O.Z. 23 436 67OO Ludwigshafen, ' '

E./Pä

2O08.I969

Verfahren zum Herstellen von Strangpreßprofilen

Die Erfindung betrifft ein diskontinuierliches Verfahren zum Herstellen von Stäben oder Profilen aus Polyamiden durch aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen.

Es ist bekannt, diskontinuierlich Rohre aus Polyamiden herzustellen, indem man eine Schmelze aus Lactamen, Aktivatoren und Katalysatoren in erwärmten und rotierenden Formen polymerisiert. Mit derartigen Verfahren können Formteile mit einer Länge bis zu 6 m hergestellt werden,

Es wurde auch schon vorgeschlagen, kontinuierlich Formkörper aus Polyamiden herzustellen, indem man eine Schmelze aus Lactamen, Aktivatoren und Katalysatoren in einem Extruder polymerisiert und das Polyamid durch eine gekühlte' Formvorrichtung auspreßt. Besonders nachteilig hierbei ist, daß die Polyamidketten durch die im Extruder auftretenden Scherkräfte und die Temperaturen, die häufig bis über den Schmelzpunkt der Polyamide ansteigen, abgebaut werden.

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Unterlagen {Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. l Salz 3 dea Änderunflaaes. v. J 9.1967)

BAD

Es wurde nun gefunden, daß man diskontinuierlich Stangen und Profile aus Polyamiden durch aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen in einer Profilpreßmaschine und Auspressen des Polyamids durch eine gekühlte Formvorrichtung vorteilhaft herstellen kann, indem man als Profilpreßmaschine eine Strangpresse verwendet und das Polyamid im Zustand einer "unterkühlten Schmelze" durch die Formvorrichtung preßt.

Man erhält Stäbe oder Profile aus Polyamiden, in denen die Moleküle verstreckt sind, so daß derartige Formkörper -„.sere Festigkeitseigenschaften haben. So beträgt beispielsweise e*lo Kerb-Schlagzähigkeit der erf Lndungsgemäß hergestellten ?^r*itkörper das L,5f?-ohe von nach üblichen Verfahren hergestellten Polyamidte.Llen. Weiterhin vorteilhaft ist, daß aie Polyamidketten nicht morkli ;ii abgebaut werden und die Polyamide eim enge Molekulargewiohtsverte Llung haben. Bei -j--»n gemäß dem vorliegenden Verfahren erreichten hohen Ab.eup;3;;-?sehwL'.iigkeiteri wird die normalerweise zu erwartende Luri.-ctr bildung unterbunden. Darüber hinaus v/erden gemäß dem Verfahren der· Erfindung Polyamide erhalten, deren MonomerengenxL r, unterhalb von 1,2 Gewichtsprozent liegt. Bei nach üblichen Ver£'-ihren durch atccivierte anionische Polymerisation von Lactamen hergestellten Polyamiden beträft vergleichsweise der Monomerengehalt etwa 3 bis 9 %· Die erfindungsgemäß hergestellten Formkörper haben außerdem eine um 50 Gewichtsprozent geringere Wasseraufnähme.

Die vorstehend aufgeführten Verfahrenserr.ebnlsse sind überraschend,

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da bekannt ist, daß die aktivierte anionische Polymer! sation von Lactamen sehr schnell verläuft. Man erhält dabei normalerweise Produkte mit unmeßbar hohen K-Werten, die in der Praxis nicht mehr ohne Zersetzung schmelzbar sind. Wie Vergleichsversuche ergeben haben, ist es nicht möglich, ein nach herkömmlichen anionischen Polymerisationsverfahren hergestelltes Polyamid auf beispielsweise. I90 ⁰C zu erwärmen und dann strangzupressen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft durchgeführt, man die polyamidbildenden Ausgangsstoffe zunächst in ei©©*Ά wandigen Gefäß, das auf Polymerisationstemperaturen^ etea auf 80 bis 160 ⁰C, vorzugsweise auf 100 bis 140 ⁰C, erwärmt ist _s mischt« Das Gefäß, das mit einem beweglichen Boden versehen Imb, wird'in die waagrecht angeordnet® Strangpresse ©ingesetzt. Deρ Kolben der Strangpresse wird auf den -beueglieheo Beetee rtes Gefäßes aufgesetzt und das sich nach der. Polymerisation im Zustaaä miner "unterkühlten Schmelze" befindliche Polymerisat wird durch die gekühlte formvorrichtung ausgepreßt. Temperaturregelung ist nicht erforderliefe„ Durch die Kühlung bedingt., erreicht man eine sofortige Erstarrung der Oberfläche und damit eine Formbeständigkeit der ausgepreßten Profile. Die günstigsten Eigenschaften bei den Formkörpern werden erreicht, wenn das Polyamid im Temperaturbereich zwischen 210 und 180 C (Eigentemperatur) ausgepreßt wird. In diesem Temperaturbereich ist das Polyamid im Zustand einer "unterkühlten Schmelze".

Bei einem Druck von 10 t und einem Stempelotisrsßimitt von 150 mm

sowie einer Stesapelf läehe von I8ö sia - kann ein® Äuspreßgesetaiisdlig«

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keit von 20 m/Min, erreicht werden. Bei einem Durchmesser des · Zylinders der Strangpresse von 150 mm können kreiszylindrische Stangen von 10 bis 40 mm Durchmesser und 15 bis 20 m Länge hergestellt werden. Der Preßdruck beträgt dabei zwischen 5 und

10 t. Bezogen auf 1 cm Stempelfläche ergibt dies einen Preßdruck von 25 bis 55 kg.

Um Strangpreßprofile mit besonders hohen Festigkeiten zu erhalten, ist es zweckmäßig, diese direkt nach dem Auspressen auf einer Walzenstraße oder in Ziehdüsen zu verstrecken.

Zur weiteren Erläuterung des Verfahrens dienen die Figuren 1 und 2:

In Figur 1 bedeuten:

1 eine Mischplatte, mit der der aus Lactam, Katalysator und Aktivator bestehende Polymerisationsansatz 2 gemischt wird, 3 einen beweglichen Boden; 4 und 5 sind die an den beweglichen Boden angebrachten Zuführungen, durch welche die einzelnen Komponenten des Polymerisationsansatzes in das Gefäß hineingedrückt werden.

In Figur 2 bedeuten:

6 den Zylinder der Strangpresse, 7 die gekühlte Formvorrichtung, 8 das ausgepreßte Profil, 9 das Polymerisationsgefaß, 10 den beweglichen Boden des Polymerisationsgefäßes und 11 den Stempel der Strangpresse.

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Unter aktivierter anionischer Polymerisation wird die Polymerisation von Lactamen in Gegenwart von Aktivatoren und Katalysatoren verstanden.

Als Polymerisationskatalysatoren können die hierfür bekannten Verbindungen, wie die Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle, z. B» Natrium, Kalium, Calcium oder deren basische Verbindungen, wie die Amide, Alkoholate oder Hydroxide, die Organometallverbindungen der I. bis III. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente oder bevorzugt Alkalilactamverbindungen, wie Natriumlactamat, verwendet werden.

Geeignete Lactame mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen im Ring sind insbesondere Caprolactam, ferner Capryllactam, önanthlactam, Gaprinlactam, Laurinlactam, substituierte Lactame, wie £ -Ä'thyl- £-caprolactam, ^-Äthyl-% -önanthlactam oder Methyleribiscaprolactarne.

Als Aktivatoren sind beispielsweise acylierte Lactame, wie N-Acetylcaprolactam, und Verbindungen, die acylierend wirken, wie Isocyanate, sowie besonders substituierte Harnstoffe, aber auch Urethane oder Guanidine geeignet.

Die Polymerisation kann auch in Gegenwart üblicher Zusätze, wie Füll- oder Farbstoffenoder Pigmenten, durchgeführt wer- , den.

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Die erfindungsgemäß hergestellten Profile eignen sich für alle Verwendungszwecke, für die nach üblichen Verfahren hergestellte Profile verwendet werden.

Beispiel

In ein Polymerisationsgefäß (Pig. 2) von 1,2 1 Inhalt wird eine Mischung aus 500 g Caprolactam, 35 g Hexamethylenbiscarbamidocaprolactam (Additionsprodukt von 2 Mol Caprolactam an 1 Mol Hexamethylendiisocyanat-1,6) und 35 Teilen Natriumcaprolactamat gefüllt. Die Mischung wird vorher durch getrennte Zugabe von Caprolactamat enthaltendem Caprolactam und Hexamethylenbisearbamidocaprolactam enthaltendem Caprolactam in das Gefäß gemäß Fig. 1 und anschließendem Durchmischen hergestellt. Die Temperatur der Schmelze beträgt 140 ⁰C, die des Polymerisationsgefäßes IbO ⁰C. Die Mischplatte 1 wird, nachdem das Gemisch homogenisiert ist, entfernt. Das Gefäß (Fig. 1), das mit einem beweglichen Boden versehen ist, wird in die waagrecht angeordnete Strangpresse (Fig. 2) eingesetzt. Der Kolben der Strangpresse wird auf den beweglichen Boden des Gefäßes aufgesetzt und das sich nach Abschluß der Polymerisation im Zustand einer unterkühlten Schmelze befindliche Polyamid, das eine Temperatur von etwa 185 °C hat, durch die gekühlte Formvorrichtung 7 gepreßt. Diese Auspreßtemperatur liegt 25 ⁰C unterhalb des Schmelzpunktes des Polyamids.

Der zum Auspressen benötigte hydrostatische Druck beträgt 8 bis

9 kp/cm . Aus dem so erhaltenen Rundstab können beispielsweise Zahnräder, die besonders gute Eigenschaften haben, hergestellt werden.

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Claims

Patentanspruch

Verfahren zum Herstellen von Stangen und Profilen aus Polyamiden durch aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen in einer Profilpreßmaschine und Auspressen des Polyamids durch eine gekühlte Formvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man die polyamidbildenden Ausgangsstoffe in einem auf Reaktions tempera- . tür erwärmten Zylinder einer Strangpressmasehine oder in einem dünnwandigen, auf Reaktionstemperatur erwärmten Gefäß mischt, das mit einem beweglichen Boden versehen ist und nach dem Mischen in den Zylinder der Strangpreßmaschine eingesetzt ulrdU die polymerisierenden Ausgangsstoffe polymerisieren IUMt und das Polymerisat nach der Polymerisation im Zustand eiaez³ unterkühlten Schmelze unter Druck durch die Formvorrichtung preßfco

Anilin- & Soda-Fabrik"

Zeichn.

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