DE1770295C - Verfahren zum Abbau von hochmolekularem Polyisobutylen in Schneckenmaschinen - Google Patents

Description

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfall- butylen-Abbaii zu delinieiien Endprodukten hinzu lens nach Anspruch 1. besteheiHl aus einem Gc- lenken, isl es entweder crlordcrlich, den Abbau sehr häuse Μ',ιΛ einer nut mehrei. η SekneckeiiLiiiimen langsam ablaiilen /u la-sen oder aber bestimmte und sci.neckenganglosen .-\hschnilien versehenen 25 AbbaubcdinsMiiiücn -du genau einzuhalten. So kon-Schnci i.enspinde!. dadurch gekennzeichnet, ilaß neu kleine Schwankungen in der (iehäuselemperalur die Seliiieckeiispinde! als Reibwalze,!) mit glatier der Scliiicckenniaschine /u erheblichen Abweichuii-Üherlläche ausgebildete und zwischen den mil ucri im Abbauür.id führen Eine ungleichmäßige De,-Schneci-.cngäiigen hesei/ien Abschniiten angcord- sierun» des l'ioilukies kann ebenfalls leicht das Abrieie Ah-.chmli-j aufweist, wi .ei der Absland zwi- 30 bauverlialien ändern. Derartige Schwankungen lassen sehen Reibwalze und Gehäuse im ersten Ab- sich im kontinuierlichen Berieb nur schwer ans schnitt niindjMcns ciiuinhai - und höchstens schließen. I ine L'k-iclu.iäßiue Produktzugabe wird viermal so gioß isl wie der Abstand zwischen insbesondere dadurch erschwert, daß hoehmoleku-Reibwaize und Gehäuse i;ii zweiten Abschnitt tares Polyisobutylen wegen seiner Kautschukiihnlicii- und der Duie!uiies>er i\^r k'eibwalze in (.lern thii- 35 keil und seiner Klebeiieinuiiu nur in Form von linien Abschniit kleiner ist als im /weiten Ab- ülcichmäßiuen Streifen und Schnitzeln zugegeben -ehniti. werden kann.

Die I-lrCnuluiig lost die Aufgilbe, hochmolekulares Polyisobutylen in einer Schiicckenmasehine unter der

40 Wirkung eines Scliergel'älles abzubauen und dabei

auch bei kleinen Schwankungen der Gehäusetemperalur oder der Produktzugabe einen gleichmäßigen

Die Erfindung bclrilft ein Verfahren und die zu- Alibaimrad. d. li. ein 'jlciehmäßines [Endprodukt zu gehörige \01richtung zum ,\bbau %oii hochmoleku- erzielen.

larem Polyisobutylen in Sclmeckenniaschinen durch 45 Dieser gleichmäßiue Abbau wird mittels eines V'erl.mwirkimg von Scherkräften in drei liurch 1 order- fahr ens erreicht, das in ciei .Schneckenmaschine drei Zonen verbundenen Abbau/onen, die jeweils einen durch rotationssymmetrische Flächen gebildete Abciigen Sp:^ilt enthalten, der durch zwei um eine ge- bauzonen verwendet und erfindungsgemäß da lurch nieinsame .Achse relativ zueinander bewegte rota- i'ckenn/eichnel ist, daß in der ersten Zone Ix. einer tionssymmetrische Flächen gebildet wird. 50 Temperatur von 200 bis 280 C ein Schergefälle mit

Es ist bekannt, Polyisobutylen durch Einwirkung einem Gescliwindigkeilsgradienten von 100 bis von Scherkräften abzubauen. So läßt sieh nach der 300 see ', in der zweiten Zone bei einer Temperatur britischen Patentschrift 716 706 Polyisobutylen in von 250 bis 350 C ein Schergefälle mit. einem Ge-Kautschuk-Kalaiklern bei erhöhter Temperatur ab- schwindigkeitsgradientcn von 300 bis 70OsCC"¹ und bauen. Es wurde auch beieits vorgeschlagen, wanne- 55 in der dritten Zone bei Temperaturen von 150 bis sinbili.sicrtü Polymere in Fiiiscliiicckcnmn.sühinuii ab- 3.50 C ein Schcrucl'iille mil einem kleineren Gezubauen. in denen ein Schergefälle mit einem Ge- schwindigkeitsnradienten als in der zweiten Zone aufschwindigkeitsgradienien unter 1500 see erzeugt wird. rechlerliallen wird.

Das Schergefäile wird hierbei vorteilhafterweisc an Die Vorrichtung zum Abbau von liochmolckula-

einer auf der Schneckenspindel angeordneten Reib- 60 rem Polyisobutylen bestellt aus einem Gehäuse und walze ausgebildet. Die Verwendung derartiger Reib- einer mit mehreren Schneckengängen und schneckenwalz.cn wurde auch bereits zur schonenden Auf- gangjosen Abschnitten versehenen Schneckenspinde] bereitung von mit Zusatzstoffen zu mischenden und ist erf'mdungsgemäß dadurch gekennzeichnet, Kunststoll'eii vorgeschlagen (deutsche Auslegeschrift dal·, die Schneckenspindcln drei als Reibwalzen mit ' 16/004). 6₅ glatter Oberfläche ausgebildete und zwischen den mil

In der deutschen Auslegeschrift 1445 156 w linie Nciuieckcugängen besetzten Abschnitten angeordnete ein Verfahren zur Verengung der Molekular- Abschnitte aufweist, wobei der Abstand "/.wischen gewichtsverteilung von Poly i-obiity K u mit einem Reir.'.al/e und Gehäuse im ersten Abschnitt minde-

siel- - r.mhaib mid höchsten-, Mciiiial so mop is' _wii. ·.!■- Abstand /wischen Reibwalze und (uliau-c iui /■ /ii. η Abschnitt und der Durchnie-sc! dei i'.eib v.ak. ^;i' dein diitien Abschnitt kiemer ist als im

/\.,eHC!i \li-,ciuii!l·

A^: \u-gangsinateiiai fin den Abbau kann da, ■■■■'. iibi..'. : Wei-e hci;.\sle!ilc liochmolekukire ΡοΙ\;ό luii.i :; -weiuk! w-.jidc.i dessen M, .1, kulai new ,. 1:1 (\ isi .--iiäl-mitu-! Λ/ ; abgeleitet aus der lie/ieliunti

|/, j 3.0'-, IO ' - Λ/ '"·■■) '

ι: π- ■: .^ I '.H)IMIIi(I ist Dieses Pol\ isoiiui\ Ien lal',1 sie!' ί (liamiiici- and Sclaieidmaschinen /u Ii-. e anei! ;' ici hallend -.. :i Streifen b/w. Schniizcln /.-tldcir.. '■'.' i'!/-vr liiüii wird e- der Abliauniasi/hine /Ii ι

■ - -, \\-i».iu v.iici multi» eier ScheH.rahc ei lindum'--μ..- ;- πι /wei Stufen durchyeliihn. Nach dem l-.inhi,-en in die Maschine durchlauli das Riihpio.iu'.i tli. .-,si-.· bördci/one, deren I.auge . iwa 3 I) benäe.;. Vi--¹. ι l⁾ der Innendurchmesser el· s |-.\lruders ist. I- .!leicht darauf die erste Reib/one mil einem Sp -!,iclahsciuuH. dessen Maniellläclie /. liniii iscli »,.;. schwach konisch gciormi ist und als Rcihwai-'c ν ,:';. De; Abstand /wischen dei M.inteiiiäclie und · ι!.. (ichausewand ist hier so bemessen, dao unier Ι'.-, ί u-b-bcdingungen cm Abbau erlok't. der abc: ii .-; v.cilerüihrt als bis /u cmem Molckularncw ich- \.-.i e;wa 30(MiIiIi. Das nunmehr /äiilliissiue !'lodukt «.·. ird danach in einer etwa 3/) laimeii /weilen 1 öl - : (!■.-!■■■■Uli· einer /weiten Reibwalze zuuel'ühi ι. deren Ab-iand /um Schneckenuchäuse eiTmduiiüsüeiuäß um das 1.5- bis 4fache kleiner ist als der der eisten Reibzone. In dieser /weilen Reib/one wird somit das Produkt starker ahucbaui. und /war /u einem Molekulargewicht von etwa 50 000 bis 1 Ou UOO Da- nun mehl iliissme l'roilukl wird durch eine wiedeium etwa 3 /> hinge dritte Lörder/onc /u einer drillen Reilv.one mit einer Reihwalze gefördert, deren Manteltläche entweder den gleichen oder einen kleineren Abstand als die /weite Reibwalze zum Schiieekengeliüuse hat. Diese drille Reibwalze homogenisiert das abuebaule Produkt. Die Längen der Reibwal/en beiragen /weckmäßigerweise etwa 2 bis 4/)

Das Schneckengelläuse muß zur eriindungsgemäßen Durchfi.'iniug des Verfahrens mit Hei/- und Kühlzonen versehen sein.

!.lan hält zweckniäßigerweise die Temperaturen der im Bereich der Reihwalzen liegenden Schnecken-•/.yhnderabschnilte etwa auf den durch die Reibungswärme erreichien Produktlemperaiuren. In der ersten Reib/one wird die Temperatur bei etwa 240 bis 290 C gehallen, in der /weiten Reib/one bei etwa 290 bis 330 C. In der der zweiten Reibzone folgenden Lördei/one kann man durch eine hohe Temperatur noch einen weiteren Abbau cr/iclcn. M;m kann in diesem Bereich jedoch auch kühlen und erzielt dann keinen weiteren Abbau. Das Sehneckeugehäuse am l.m/ug und der Austrittskopf werden zweckmäßigerweisc gckUilt. Bei der angegebenen Verfahrensweise kann die Temperatur geiingfügig -cliwan-keii. oiiiie daß sich der Abbaugrad merklich ändert. So bleiben Schwankungen der /ylinderU mpei aiur uiii if C ohne nennenswerten Lintluß aul den Abbau.

Zweckmäßig wählt man die Länge der Nc!,necke so, (.laß im Air-vliluß an die AhP ,i- jnd Hoiin genisieizone noch -.-i:',e Kühi/otie >:; lcc'iich werden k.iiiii. Man r.o.Kin: :.u: d.c- \eise /u Sehi'./ckcn hiii'.'/n um 3" ims MlK l.in_ vulil/oiie eiv. eist -.ich als \, ί 'eiilias. r.m das auMieteilde Abbauprndii'r.i ■o v. eil /u kühlen, da!' ein nachliär.heii·-! -.-.eiierei Alibau inch; mein -'.aMiindeii kann. Die 1 nip: ralui -.ic·, aiiareiciuiei, l'io.luktes soll mi'.er 27o v' l-.ejen Im Anschluß an die diillc Reib/one kann in bekannter Wei^e noch cmc I ¹H .'iimüil¹· /one angcoidnei weiden, in dei d,e ^a'-iormicen und leichtsiedeiide;·. " i'i i.dui.l... die sich wählend de·· Abbaues bilden, ent lern! werden komieu

Die l-ördciicisiun·.: dei Schnecke w,'d besUiiiml ■■on dem DurchiV//s--.-r d-jy Schneckenspun.!el und dem de. /weilen Reibwalze. m>ii der lieie and Steigung \: ι!.: Sclnici. !-.e!i'_'ant:e sin¹, ic ·, on dei sci-.ucekcnilreh /aiii i^ie (iie:'/ 'üi i'iic I ,li'k rieistun.: iicjl aligemein lU-ii. v. ,·, da-. geU·¹. ..U-: ;e i'io.JutJ nu.-'it mehr in einem L'leichmäßiL'en \^v· ariiieaustau--C!i mil h-iili I ^;lliL!ebunu -.'.eh' Die WeCe der zw eekil'-äßin-eii Dr-eh- ^;ί- /alii iruissen je nach der (iröße der S.Jmeckenni.ischuie und lieni iie'.\un-i.ii'.en Abb.iuuiad \on I ai! /ti |-a!l ciiinlull weiiien. L:n I beschielten <lei /U-LiSSi¹J-, η W: ;!^ kiindigl sich dadmci! an. daß dei Abbau !iniiieieiun i'.'nj. '-.'iläuit. Man iindci in die-.en; •■j bau im abiieiiauieii C'rodui ι knoileliena; !uv (Jiielikörper. 'he ι in helve/- Mi·'., !.ulai^ew ich; autwci-.cn l'.s |s| nun cm ke.m/ciclicn de-, hc-clinclvncii Verfahrens, uai.'i diese Ciieii/en -eiir weil 'jc/iigen sind. So lassen sieh beispielsweise mit eine ι ^ciincckcn tu maschine, deren Sehnecl-.endurckimesser i 20 nun \κ·- irägt. oiiiie Schw icriukeiien lon kg Pol\ isobut\ ien h Mm einem Mojckulareew ichl Λ/. 4 700000 aul Λ/. 95 UiM) abbauen. Hierbei ernihi sich ein (iien/-v,eil liir die 1 in!aii'/isüesch¹.¹.indiiikeit dei Schnecke '::> \ on etwa 90 cm see.

Das neue Verfahren ermöglicht es. hvichmolekuiaies PoU isobu'.v. ien kontinuierlich bei hohen Durchsalzen üleielnniiBiü und reproduzierbar auf Mole kulargcwiehlc Λ/ kleiner al- 200 001) a.b/ubaueu. ■t» Das Verfahien w-acht den ALbau weitgehend imabiiänguj Min /uiaiisbediii'.'ten Sckiwankuimen der Temperatur und der Produkl-Vcrwcil.-eu. wie sie im kontinuierlichen Pro/elU erlauf stets aultreieii können. Die Lösung-.ciskosilüleu der bei dem Vei ■!:'. fahren erhaltenen niedermolekularen l'olyisobiilvlene schwanken im Dauerbeirieh um höchstens 5" gegenüber dem jeweils gewünschten Wen.

Die Abbildung ze is; ι als Beispie! eir.e Schneckenmasehine nach der Lilindung mit neun Zonen. 5» l.-!s wird cmc 2!s/> lange Schnecke serwendet (D - i?.() nini|. Die Schnecke ist in Richtung von der 1 .in/ugslörder/.one /um Austritt folgendermaßen aufgebaut:

1. liinzugsfördcrzor.c: Läime fi25 mn}, (iangtiefe Ui.2 mm. Ciangsteigung 120 mm.

2. Riib/Oiic konisch: Durchmesser der Reibwalze-Anfang 1 ί i .4 mm. Linde 1 I-'.S mm.

3 lördeizone: Länge .Vid mm. sonst v-ic I.

4. Reib/one zylindrisch: Ourchmesser d.cr Reib-'"' wal■'(.· 1 1 7 mm.

5. Lördcr/one wic 3·.

6. Reib/o'ic/', hndrisclr Duielimessei I 15 mm.

7. I-ÖRic'Y'.!!!:-. Länge 214 mm. liaiisjtiefe 5.4 mm. iS. Lintgasujiüs/one: LäiiL'e 340 mm. Ciaiigliele

(<-) 15.15 mm.

9. Lorelei/oik. Lan:.¹.. 3'-i0 min. (iangtiefe 5.15 mm. Im Schnecken! :op! ii.-inuic -ich cmc Aiisii ;.;-düse \ ..-.ι 20 '-!im Dutchmes-.-er.

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Die Cichiiuvelemperaturcn worden wie folgt eingestellt: liin/ugs/one: wassergekühlt 250 C; erste Reibzone 2⁽)() C; /weile Reilvone 313 C: dritte Rcih/one 310 C: F.ntgasungs- und Auslrillszone: luftgekühlt.

Als Ausgangsniat.erial dienl lioclimolekulares PoIyisolnitylcn mit einem Molekulargewicht W₁. von 4 700 000. Das Produkt wird in Form von 10 cm langen Streifen in die Maschine gegeben. Das abgebaute Hndprodukl wird über ein mit dem Schneckenkopf verbundenes Austrittsrolir in Trommeln abgefüllt.

Hei einer Schncckcnilrehzalil von lOOlIinin werden unter den angegebenen Bedingungen 1,72 t/Tag durchgesetzt. Das abgebaute Produkt fällt einheitlich mit Molgewichten zwischen 49 (K)O und 51 000 an, es ist klar und schaumfrei. Die Austiittslempeiatur beträgt 2(i5 C. I3ei der Hntgasung werden 0.7" u des eingesetzten Polyisobutylens als leicht flüchtige Abbauprodukte gewonnen. Um die Temperaturen in den einzelnen Zonen genau einhalten zu können, sind in bekannter Weise auf dem Gehäuse nebeneinander mehrere Heiz- bzw. Kühlvorrichtungen mil Tempcralur-Mcßstcllcn angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Molekulargewicht ^on 1"0UiHi his 200 000 voi- PalciiUm.pruchc: ücsclikmeii. bei dem man da- Poly isobuly len imlei bestmöglichem Au-chhil1· von Saueistolf hi- /.u

1. Veilahien /um Abbau inn hoclimole·· ula- IOD Sekunden lang m ein Scheigeiällc brmgl. dessen rein Polyisobutylen in Schncckeiimaschincn uiirch 5 GescliwiniligkeilsgiadieiU über 1 JiOO see Miegt, und Einwiikung von Schei l.iäfleii in drei duicli |-ör- es be: Temperaturen /wischen 150 und 300 C alv dcivoneii \tiluindeiien Abbauzonen, die iewciK baut.

einen engen Spalt einhalten, dei durch zwei um Die deutsche Ollenkguiigsschiifl 1 445 i 5S betrilii

eine gemeinsame Achse relativ zueinander he- ein Vei ialuen zur Veicngung der .Molckulargcw rclib-

wogle rotatioiissMiimeirische ['lachen Gebilde! m verieilune von Polyolefinen, insbesondere Polyprop\-

winl. dadurch gekennzeichnet, daß in len. durch Abbau bei renipeiaturen zwischen dem

der er-ien /one bei einer Temperatur von 200 Schmelzpunkt und d.-r Temperatur, bei der ein rein

his 2Sl) C ein Schcpjclalle mil einem Gcscimin- thermischer Abbau der Polyolefine eintritt, uniei

digkeitsgradienleii \on 100 bis 300 see '. in der hcsimöülichun Ausschluß von Sauersloll. indem ii-au

/wellen Zone bei einei 'i'emperatur von 250 bis i_;i die Poholclinc bis .-u Im' Sekunden in ein Sehe;-

v5(i ( ein Scheigefälle mit einem Geschwindig- gefälle einbringt, dessen Ge-,chw indigkeiisgradieiu

keilssM-.idienlen \on 3(1!ι bis 7(Kl see > und \,t ik-i über 15(1(1 see < Ikgl. und die Polyolefine unniitlcl-

dritlen Zo.: bei Tei))peraluren um ! 5() bis hai nach dem \ ei lassen des Schcrgclälles unter Wi

35o C ein ^chergcl'alle mit einem kleineren (ic- wcndung einer sclincllauienden Schnecke in plasii-

schw iüdigkeitsgradicnteii als in der /weilen Zone ao schein Zustand homogeni-ien.

aulrechierhalien wird. lim nach den uenamr.cn Verlahren den Polyiso-