DE1629508A1 - Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von thermoplastischem Material - Google Patents

Description

• Bes chreibung Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von thermoplastischem Material Die Erfindung betrifft die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von thermoplastischem Material, das aus einem thermoplastischem Polymeren und einem mit diesem Polymeren nur teilweise verträglichen Modifizierungsmittel besteht, durch eine WErmebehandlung. Insbesondere wird die Schlagzähigkeit solchen thermoplastischen Materials durch die erfindungsgemässe Behandlung verhessert.
• Es ist bekannt, die Verarbeitungseigenschaten von thermoplastischen Polymeren durch den Zusatz von Weichmachern zu verbessern. Diese sind normalerweise mit den Thermoplasten lückenlos mischbar. Es ist jedoch auch bekannt, Moditizierungsmittel zuzusetzen, die nur eine beschrRnkte VertrEglichkeit mit dem Polymeren zeigen. Es kann dabei einseitig begrenzte Mischbarkeit vorliegen oder eine Mischungslücke vorhanden sein. Im Gegensatz zu den eigentlichen Weichmachern verleihen diese nur teilveise verträglichen Modifizierungsmittel der Mischung neben den erwünschten verbesserten Eigenschaften mitunter auch unerwünschte Eigenschaften, wie z.B. eine rerincere Schlagzähigkeit oder eine erhöhte Neigung, durch Schlag oder Biegen trX'be zu werden.
• Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird mitunter ein so @eringer Anteil an Modifizierungsmittel dem Polymerisat zugesetzt, dass-diese negativen Eigenschaften nicht sehr ins Gewicht fallen. Jedoch ist dies eine unbefriedigende Lösung der Aufgabe, die genannten unerwünschten Eigenschaften zu beseitigen.
• Es ist nun bekannt, dass thermonlastische Materialien beim Erwärmen einen ersten und einen zweiten Phasenübergang aufweisen. Mit steigender Temperatur wird das thermoplastische Material zunächst amorph und glänzend, wenn die Phasenumwandlungstemperatur erster Ordnung durchlaufen--wird, um dann weich zu werden und zu fliessen bei der Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung. Um die vorerwähnten nachteiligen Eigenschaften ton thermoplastischem Material, die aus einem thermoplastischen Polymeren und einem mit diesem nur teilweise verträglichen Modifizierungsmittel bestehen, zu vermindern, ist ein Verfahren bekannt, bei dem das ausgeformte thermoplastische Material in einer Wärmebehandlung auf eine Temperatur oberhalb der Phasenumwandlungstemp eretur zweiter Ordnung Purzzeitig erhitzt wird. Bei diesem Verfahren sind jedoch besondere Vorrichtungen erforderlich. um das bis zum Fliessen erwärmte thermoplastische Material zu unterstfitzen und es so vcr Deformationen zu bewahren. Dieses Verfahren lässt sich daher auch nur sc'llec !-t auf geformte oder gepresste Artikel anwenden.
• Die Erfindung geht nun aus von dem bekannten Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von thermoplastischem. Material, das aus eine thermoplastischem Polymeren und einem mit dieser nur beschränkt verträglichen Modifizierungsmittel für das Polymere besteht. durch eine Wärmebehandlung. @s ist @durch @eken@zeichnet, dass man das thermoplastische Material kurzzelti@ auf eine Temperautr erhitzt, die zwischen der Phasenumwandlungstemperatur erster Ordnung und der Phasenumwandlungstemperatur zweiter Ordnung des thermoplastischen Materials liegt.
• Thermoplastische Materialien, nuf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind solche Materialien, deren thermoplastisches Polymerisat wie z.B. Polyvinylchlorid, Polyvinylchloridacetat, Polystyrol, Polypronylen, Celluloseacetatbutyrat und Acrylsäureester im Gemisch mit etwa 2 - 20 Gew.-% eines Modifizierungsmittels wie z.B. natürliche oder synthetische Wachse, PolyisobutylmethacrylsEureester, Butadienstyrol, Acrylnitrilbutadienstyrol, Acrylsäureester, Polyisobutylen und Polyester enthalten.
• Der angegebene Mischungsbereich kann ion Ausnahmefällen auch über- öder Unterschritten werden. Das Erhitzen des thermonlastischen Materials kann in bekannter Weise mit heisser Luft, durch Infrarotbestrahlung oder dielektrisch erfolgen.
• Dies gilt-besonders dann. wenn vorgeformte oder gepresste Gegenstände aus thermoblastischem Material zu behandeln sind. In ähnlicher Weise kdnnen auch beschichtete Materialien oder selbsttragende Folien behandelt werden, doeh können diese auch leicht durch Kontakt mit geheizten Walzen oder sonstigen heissen Oberflächen erwärmt werden.
• Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Erwärmung thermoplastischer Materialien in Form von Folien besteht darin, dass man mit infraroten Strahlen belichtet während sich die Folie in engem Kontakt mit einem anderen Material befindet, das eine ausreichende Menge eines infrarote Strahlen absorbierenden Stoffes. wie z.B. Russ, enthält.
• Die aufeinanderliegenden Materialien werden dabei solange bestrahlt, wie nötig ist, um die Temperatur in der Folie bis in den Bereich zwischen der Phasenumwandlungstemperatur erster Ordnung und der Phasenumwandlungstemperatur zweiter Ordnung zu erhöhen, und sie dort kurze Zeit zu halten. Das Verfahren kann bei geeigneter Ausbildung der zu benutzenden Vorrichtungen auch kontinuierlich ausgeführt werden.
• Die Dauer, für die das thermoplastische: Material indem angegebenen Temperaturbereich gehalten wird, kann Je nach Intensität der Energiezuführung- zwischen einigen l/lo Sekunden und etwa 2 Minuten liegen. Die untere Grenze wird bei der Behandlung von dünnen. Folien mit Infrarotsrahlung, die obere Grenze bei Behandlung-von geformten Artikeln mit Heissluft erreicht. Die Temperaturbereiche der zu verwendenden thermoplastischen Polymeren sind an sich bekannt und können aus der einschlägigen Literatur - entnommen werden.
• Durch die erfindungsgemässe Behandlung werden insbesondere die Schlagzähigkeit, die Dehnbarkeit sowie die Unempfindlichkeit gegen Trübung durch Schlag oder Biegen des thermoplastischen Materials verbessert. So kann die Schlagzähigkelt in manchen Fällen bis zu 200 % gesteigert werden.
• Verwendung findet das erfindungsgemässe Verfahren in erster Linie bei der Herstellung von Verpackungsfolien, da solche Folien sich nicht an den Faltkanten trüben.
• Beispiel 1 Folien aus mit einem Alkylacrylat modifiziertem Polyvinylchloridacetat wurden verschieden lanS in einen Ofen gelegt, der eine Temperatur von 65,5 OC hatte. Die sich aus dieser Behandlung ergebenden Steigerungen der Dehnbarkeit bis zum Bruch und der Schlagzähigkeit sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt Zur Feststellung der Schlagzähigkeit wurde der sogenannte "Charpy"-Test benutzt, Tabelle I Temperatur °C Dauer (in Sek.) Dehnbark.(%) Schlagzähigk.
• 1) ohne Erwärmung- loo 5-6 2) 65,5 15 125 7 - 8 3) 65,5 30 160 8 - 9 Beispiel 2 Polyvinylchloridacetat-Folien der in Bespiel 1 verwendeten Art wurden mit schwarzem Papier bedeckt und bei verschiedenen Geschwindigkeiten in einem mit einer Infrarot-Quelle (linienförmig fokussierter Stabstrahler von 1,3 KW und 21 cm Årbeitsbreite) ausgerüsteten thermographischen Kopiergerät belichtet. Die Resultate sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt.
• Tabelle II Vorschubgeschwindigkeit Dehnbarkeit (in %) Schlagzähigkeit 1) ohne Belichtung 100 5 - 6 2) 5 m/min . 115 7 - 8 3) 4 m/min. 165 8 - 9 4) 77 m/min. 193 9 * lo Ausserdem stellte es sich heraus, dass aich die durch Schlag hervorgerufene Trübung der Folie durch eine längere Belichtungszeit verringerte.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren- zur Verbesserunz der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Schlagzähigkeit von thermonlastischem Material, das aus einem plastischen Polymeren und einem mit dieser nur beschränkt verträglichen Modifizierungsmittel für das Polymere besteht. durch Wärmebehandlung, dadurch gekennzeichnet. dass man das Material kurzzeitig auf eine Temperatur erhitzt5 die zwischen der Phasenumwandlungstemperatur erster Ordnung und der Phasenumwandlungstemperatur zweiter Ordnun des thermoplastischen Materials liegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Behandlung von thermoplastisc-hem Material in Folienform, dadurch gekennzeichnet, dass man das thermoplastische Material mit einem Infrarotabsorber abdeckt und diesen infraroter Strahlung aussetzt, wobei man deren Einwirkungsdauer und Intensität so bemißt, dass das thermoplastische Material auf eine Temperatur in dem in Anspruch 1 angegebenen Bereich erhitzt und fiir kurze Zeit in diesem Temperaturberiech gehalten wird.