DE19921416A1 - Preparation of glycidyl functional polymers comprises thermally initiated grafting of monomers on polymers with units based on butadienes and acrylonitrile - Google Patents
Preparation of glycidyl functional polymers comprises thermally initiated grafting of monomers on polymers with units based on butadienes and acrylonitrileInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung neuer Glycidyl- funktionalisierter Polymere auf Basis von Nitrilkautschuken.The present invention describes a process for the preparation of new glycidyl Functionalized polymers based on nitrile rubbers.
In zahlreichen Veröffentlichungen und Patenten finden funktionalisierte Elastomere und die Herstellung derselben Beschreibung. Epoxid-Funktionalitäten enthaltende Elastomere spielen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle.Functionalized elastomers and the find in numerous publications and patents Making the same description. Elastomers containing epoxy functionalities play an important role in this context.
Die gewünschte Funktionalisierung erfolgt dabei entweder durch geeignete Copolymerisation mit Epoxidenthaltenden Monomeren oder durch nachträgliches Aufpfropfen von Epoxid- enthaltenden Monomeren auf bereits bestehende ethylenische Polymere, wie Ethylen- Propylen-Copolymere (EPR), Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymere (EPDM) oder Ethylen-α- Olefin-Copolymere.The desired functionalization is carried out either by suitable copolymerization with epoxy-containing monomers or by grafting epoxy containing monomers on existing ethylenic polymers, such as ethylene Propylene copolymers (EPR), ethylene-propylene-diene terpolymers (EPDM) or ethylene-α- Olefin copolymers.
Anwendung finden diese Elastomere beispielsweise als Verträglichkeitsmacher in Polymerlegierungen oder Polymermischungen, meist im Zusammenhang mit polaren thermoplastischen Polymeren, wie Polyestern oder Polyamiden. Die Verbesserung der Schlagzähigkeit, der Kerbschlagzähigkeit und der Weiterreissfestigkeit dieser Thermoplaste sind häufig anvisierte Ziele der Entwicklungen auf diesem Gebiet.These elastomers are used, for example, as compatibilizers in Polymer alloys or polymer mixtures, mostly in connection with polar ones thermoplastic polymers such as polyesters or polyamides. The improvement of Impact strength, impact strength and tear resistance of these thermoplastics are often targeted targets of developments in this area.
In den Patenten US 3.886.227 vom 27. Mai 1975, US 4.026.967 vom 31. Mai 1977, EP 0 149 192 vom 20. Dezember 1984, 800.33 vom 21. November 1985, EP 0 274 744 vom 28. Dezember 1987, US 4.965.111 vom 23. Oktober 1990 als auch dem US Patent 5.008.342 vom 16. April 1991 werden unter anderem Methoden zur Funktionalisierung von EPDM als auch EPR beschrieben.In the patents US 3,886,227 of May 27, 1975, US 4,026,967 of May 31, 1977, EP 0 149 192 of December 20, 1984, 800.33 of November 21, 1985, EP 0 274 744 of December 28, 1987, U.S. 4,965,111, October 23, 1990, and U.S. Patent 5.008.342 from April 16, 1991 include methods for the functionalization of EPDM and EPR described.
Keine der Erfindungen beschreibt die Anwendung der Glycidyl-Funktionalisierung auf Nitrilkautschuke.None of the inventions describes the application of glycidyl functionalization Nitrile rubbers.
Mitverantwortlich für diese Tatsache ist die langläufige und verbreitete Meinung, a priori polare Elastomermaterialien, wie Nitrilkautschuke, nicht nachträglich für die erforderlichen Anwendungsfelder polarer zu machen. Nicht berücksichtigt wird dabei, der mit der geeigneten Glycidyl-Funktionalisierung einhergehende weitere Vorteil, über die eingebrachten Glycidyl-Funktionen chemische Kopplungen zu Polymeren mit geeigneten funktionellen Gruppen, wie z. B. Carboxy-, Hydroxyl- oder Aminfunktionen, einzugehen.The long-sighted and widespread opinion, a priori, is partly responsible for this fact polar elastomer materials, such as nitrile rubbers, are not retrofitted for the required ones To make fields of application more polar. The one with the suitable glycidyl functionalization associated further advantage, over the introduced glycidyl functions chemical couplings to polymers with suitable functional groups such as B. carboxy, hydroxyl or amine functions.
Die vorliegende Erfindung hingegen ist auf Nitrilkautschuke, und deren spezielle Methodik mit Glycidyl-enthaltenden Monomeren funktionalisiert zu werden, gerichtet. The present invention, however, is based on nitrile rubbers and their special methodology to be functionalized with glycidyl-containing monomers.
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung neuer Glycidyl funktionalisierter Polymere auf Basis von Acrylnitril-Butadien-Polymeren insbesondere Elastomeren.The present invention describes a process for the preparation of new glycidyl Functionalized polymers based on acrylonitrile-butadiene polymers in particular Elastomers.
Klarer formuliert, umfassen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zur Herstellung
neuer Glycidyl-funktionalisierter Elastomere auf Basis von Nitrilkautschuken, hergestellt
durch Funktionalisierung während des Mischens in der geschmolzenen Polymerphase:
Formulated more clearly, the compositions according to the invention for the production of new glycidyl-functionalized elastomers based on nitrile rubbers, produced by functionalization during mixing in the molten polymer phase, comprise:
- A) 40-99,95 Gewichtsanteil eines Polymeren X/Y/Z. Y representiert in diesem Zusammenhang Einheiten basierend auf Butadienen oder anderen konjugierten Dienverbindungen und Z Einheiten basierend auf Acrylnitril oder anderen Alken nitrilverbindungen. Die Komponente X kann, muss aber nicht, vorhanden sein, bestehend aus Einheiten basierend auf Carboxyl-enthaltenden Verbindungen. Darüber hinausgehend, kann der Polymer X/Y/Z in nachträglich hydrierter Form vorliegen.A) 40-99.95 parts by weight of a polymer X / Y / Z. Y represents in this Connection units based on butadienes or other conjugated Diene compounds and Z units based on acrylonitrile or other alkene nitrile compounds. Component X may or may not be present consisting of units based on carboxyl-containing compounds. In addition, the polymer X / Y / Z can be hydrogenated afterwards available.
- B) 0,05-50 Gewichtsanteil einer Komponente, die Glycidly-enthaltende funktionelle Gruppen und radikalisch pfropfbare funktionelle Gruppen, wie Vinyl- oder Allyl- Funktionen enthält.B) 0.05-50 parts by weight of a component that contains glycidly functional Groups and radical graftable functional groups such as vinyl or allyl Contains functions.
- C) 0-10 Gewichtsanteil einer Komponente, die thermisch oder auf eine andere Weise initiert zu freinen Radikalen zerfällt und damit eine radikalisch initiierte Pfropfungsreaktion der Glycidyl-enthaltenden monomeren Komponente auf den Elastomer bewirken kann.C) 0-10 parts by weight of a component that is thermal or otherwise initiates into free radicals and thus a radical one Grafting reaction of the glycidyl-containing monomeric component to the Elastomer can cause.
Findet die Herstellung neuer Glycidyl-funktionalisierter Elastomere auf Basis von
Nitrilkautschuken, hergestellt durch Funktionalisierung in Lösung statt, ist zu den in (A), (B),
(C) genannten Komponenten noch die Komponente (D) zum Lösen verwendet:
If new glycidyl-functionalized elastomers based on nitrile rubbers are produced, which are produced by functionalization in solution, component (D) is also used to dissolve the components mentioned in (A), (B), (C):
- A) Lösungsmittel, geeignet die unter (A), (B), (C) genannten Komponenten zu lösen.A) solvent, suitable to dissolve the components mentioned under (A), (B), (C).
Typische Beispiele für die in (A) erwähnten Polymere sind Acrylnitril-Butadien-Copolymere (NBR), hydrierte Acrylnitril-Butadien-Copolymere (HNBR), carboxylierte Acrylnitril-Butadien- Terpolymere (XNBR).Typical examples of the polymers mentioned in (A) are acrylonitrile-butadiene copolymers (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymers (HNBR), carboxylated acrylonitrile-butadiene Terpolymers (XNBR).
Typische Beispiele für die in (B) enthaltenen Glycidyl-enthaltenden Monomere sind Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Glycidylitaconat, Vinylglycidylether, Allylglycidylether, 2-Methylallylgylcidylether und Styrol-p-glycidylether. Typical examples of the glycidyl-containing monomers contained in (B) are Glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl itaconate, vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, 2-methylallylgylcidyl ether and styrene-p-glycidyl ether.
Zum Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete Komponenten, die thermisch oder auf eine andere Weise initiert zu freinen Radikalen zerfallen und damit eine radikalisch initiierte Pfropfungsreaktion der Glycidyl-enthaltenden monomeren Komponente auf den Elastomer bewirken können sind, unter anderem peroxidische Verbindungen. Besonders erwähnt werden sollen dabei Diacylperoxide, wie z. B. Di(2,4-dichlorbenzoyl)peroxid, Di(3,5,5-trimethylhexanoyl)peroxid, Didecanoylperoxid, Dilauroylperoxid, Di(4- methylbenzoyl)peroxid, Dibenzoylperoxid als auch Peroxylcarbonate, wie z. B. Di(2- ethylhexyl)peroxycarbonat, Dicyclohexyl-peroxydicarbonat, Di(4-tert.Butylcyclohexyl) peroxydicarbonat, Dimyristyl-peroxydicarbonat, dicetyl-peroxydicarbonat.Components suitable for use in the context of the present invention which are thermally or initiated in another way to free radicals and thus a radical initiated grafting reaction of the glycidyl-containing monomer component to the Can cause elastomer, including peroxidic compounds. Especially Diacyl peroxides, such as. B. di (2,4-dichlorobenzoyl) peroxide, Di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, didecanoyl peroxide, dilauroyl peroxide, di (4- methylbenzoyl) peroxide, dibenzoyl peroxide as well as peroxyl carbonates, such as. B. Tue (2- ethylhexyl) peroxycarbonate, dicyclohexyl peroxydicarbonate, di (4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, dimyristyl peroxydicarbonate, dicetyl peroxydicarbonate.
Des weiteren Perester, wie z. B. Di(2-neodecanoyl-peroxy-isopropyl)benzol, tert.-Amylperoxy deodecanoat, tert.-Butylperoxy-neodecanoat, tert-Amylperoxy-pivalat, tert.-Butylperoxy pivalat, tert.-Butylperoxy-2-ethyllhecanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat, tert.- Butylperoxy-benzoat und Perketale, wie z. B. 1,1-Di(tert-butylperoxy)3,3,5- trimethylcyclohexan, 1,1-di(tert.butylperoxy)cyclohexan, 2,2-Di(tert.butylperoxy)butan, n- Butyl-4,4-di(tert.butylperoxy)valerat, Ethyl-3,3-di(tert.butylperoxy(butyrat, 3,3,6.6,9,9- Hexamethyl-1,2,4,5-tetraoxa-cyclononan und Perketale, wie z. B. 1,1- Di(tert.butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Di(tert.butylperoxy)cyclohexan, 2,2- Di(tert.butylperoxy)butan, n-Butyl-4,4-di(tert.butylpreoxy)valerat, Ethyl-3,3- di(tert.butylperoxy)butyrat, 3,3,6,6,9,9-hexamethyl-1,2,4,5-tetraoxa-cyclononan.Furthermore Perester, such as. B. Di (2-neodecanoyl-peroxy-isopropyl) benzene, tert-amylperoxy deodecanoate, tertiary butyl peroxy neodecanoate, tertiary amyl peroxy pivalate, tertiary butyl peroxy pivalate, tert.-butylperoxy-2-ethylhecanoate, tert.-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, tert.- Butyl peroxy benzoate and perketals, such as. B. 1,1-Di (tert-butylperoxy) 3,3,5- trimethylcyclohexane, 1,1-di (tert.butylperoxy) cyclohexane, 2,2-di (tert.butylperoxy) butane, n- Butyl 4,4-di (tert.butylperoxy) valerate, ethyl 3,3-di (tert.butylperoxy (butyrate, 3,3,6,6,9,9- Hexamethyl-1,2,4,5-tetraoxa-cyclononane and perketals, such as. B. 1.1- Di (tert.butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di (tert.butylperoxy) cyclohexane, 2,2- Di (tert.butylperoxy) butane, n-butyl-4,4-di (tert.butylpreoxy) valerate, ethyl 3,3- di (tert.butylperoxy) butyrate, 3,3,6,6,9,9-hexamethyl-1,2,4,5-tetraoxa-cyclononane.
Ebenso Dialkylperoxide, wie z. B. Dicumylperoxid, teil. Butylcumylperoxid, Di(tert.butylperoxy isopropyl)benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.butylperoxy)hexan, 2,5-Dimethyl-2,5- di(tert.butylperoxy)hexin-3, Di(tert.butyl)peroxid und Ketonperoxide, wie z. B. Methylisobutylketonperoxid, Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Cyclohexanonperoxid und Hydroperoxide, wie z. B. Cumolhydroperoxid, tert.- Amylhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid.Likewise dialkyl peroxides, such as. B. dicumyl peroxide, part. Butylcumyl peroxide, di (tert.butylperoxy isopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert.butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5- di (tert.butylperoxy) hexin-3, di (tert.butyl) peroxide and ketone peroxides, such as. B. Methyl isobutyl ketone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, Cyclohexanone peroxide and hydroperoxides, such as. B. cumene hydroperoxide, tert.- Amyl hydroperoxide, tert-butyl hydroperoxide.
In den folgenden Beispielen sind die Angaben phr ("parts per hundred parts resin") auf eine gewichtsbezogene Mengenangabe bezogen und zwar in der Art, dass der Gewichtsanteil pro hundert Teile der Hauptkomponente (Polymer) bezogen wird.In the following examples, the phr ("parts per hundred parts resin") is one Weight-related quantity information related and in such a way that the weight proportion per hundred parts of the main component (polymer) is obtained.
Das Schmelzkneten erfolgt mit Hilfe von Knetapparaten, die Fachleuten bekannt sind, wie z. B. Innenmischer vom Typ eines Brabender®, Banbury®-Mischer, Walzen- und andere Kneter, Ein- oder Doppelschneckenextruder und verschiedene andere Extruder.Melt kneading is carried out with the aid of kneaders known to those skilled in the art, such as e.g. B. Brabender® type internal mixer, Banbury® mixer, roller and others Kneaders, single or twin screw extruders and various other extruders.
Konkret wurde in den Beispielen ein Innenmischer des Typs Brabender® Plasticorder PL 2000 mit online Drehmoment- und Temperaturmessung verwendet. Die Knetschaufeln sind stark scherend ausgewählt.Specifically, an internal mixer of the type Brabender® Plasticorder PL 2000 used with online torque and temperature measurement. The kneading blades are selected with high shear.
In den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden folgende Acrylnitril-Butadien- Copolymere, hydrierte Acrylnitril-Butadien-Copolymere, carboxylierte Acrylnitril-Butadien- Terpolymere, Glycidy-enthaltenden Verbindungen und Peroxide verwendet: In the examples and comparative examples, the following acrylonitrile butadiene Copolymers, hydrogenated acrylonitrile butadiene copolymers, carboxylated acrylonitrile butadiene Terpolymers, glycidy-containing compounds and peroxides used:
Acrylnitril-Butadien-Copolymer:
Acrylonitrile-butadiene copolymer:
-
1. Perbunan NT 3946 (NBR-1),
Komponente (X): nicht vorhanden; Komponente (Y): Acrylnitrilgehalt: 40,0 ± 1,0;
Mooney Viskosität ML (1+4) 100°C: 37 ± 5,
Bayer AG, Leverkusen, Deutschland.1. Perbunan NT 3946 (NBR-1),
Component (X): not available; Component (Y): acrylonitrile content: 40.0 ± 1.0;
Mooney viscosity ML (1 + 4) 100 ° C: 37 ± 5,
Bayer AG, Leverkusen, Germany. -
2. Perbunan NT 2831 (NBR-2),
Komponente (X): nicht vorhanden; Komponente (Y): Acrylnitrilgehalt, 28,6 ± 1,0;
Mooney Viskosität ML (1+4) 100°C: 30 ± 5,
Bayer AG, Leverkusen, Deutschland.2. Perbunan NT 2831 (NBR-2),
Component (X): not available; Component (Y): acrylonitrile content, 28.6 ± 1.0;
Mooney viscosity ML (1 + 4) 100 ° C: 30 ± 5,
Bayer AG, Leverkusen, Germany.
Hydriertes Acrylnitril-Butadien-Copolymer (HNBR):
Hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer (HNBR):
-
1. Therban XN 540 A,
Komponente (X): nicht vorhanden; Komponente (Y): Acrylnitrilgehalt: 34,0 ± 1,0;
Mooney Viskosität ML (1+4) 100°C: 63 ± 7,
Restdoppelbindungsgehalt: max 0,9%,
Bayer AG, Leverkusen, Deutschland.1. Therban XN 540 A,
Component (X): not available; Component (Y): acrylonitrile content: 34.0 ± 1.0;
Mooney viscosity ML (1 + 4) 100 ° C: 63 ± 7,
Residual double bond content: max 0.9%,
Bayer AG, Leverkusen, Germany.
Carboxylierter Acrylnitril-Butadien-Copolymer (XNBR):
Carboxylated acrylonitrile-butadiene copolymer (XNBR):
-
1. Nipol 1072,
Komponente (Y): Acrylnitrilgehalt: 27,
Mooney Viskosität ML (1+4) 100°C: 47 ± 7,
Komponente (X): Acrylsäure; Carboxylgruppengehalt: 0,075 ephr,
Zeon GmbH, Düsseldorf, Deutschland.1. Nipol 1072,
Component (Y): acrylonitrile content: 27,
Mooney viscosity ML (1 + 4) 100 ° C: 47 ± 7,
Component (X): acrylic acid; Carboxyl group content: 0.075 ephr,
Zeon GmbH, Düsseldorf, Germany.
Glycidyl-enthaltende Verbindungen:
Glycidyl-containing compounds:
-
1. Glycidylmethacrylat (GMA),
C6H10O2; FW: 142,15; bp: 189°C,
Sigma-Aldrich-Chemie GmbH.1. glycidyl methacrylate (GMA),
C 6 H 10 O 2 ; FW: 142.15; bp: 189 ° C,
Sigma-Aldrich-Chemie GmbH. -
2. Allylglycidylether (AGE)
C6H10O2; FW: 114.14; bp: 154°C/760,
Sigma-Aldrich-Chemie GmbH.2. Allyl glycidyl ether (AGE)
C 6 H 10 O 2 ; FW: 114.14; bp: 154 ° C / 760,
Sigma-Aldrich-Chemie GmbH.
Peroxide:
Peroxides:
-
1. Dicumylperoxid (DCP),
Perkadox BC,
Akzo Nobel Chemicals GmhH, Deutschland.1. dicumyl peroxide (DCP),
Perkadox BC,
Akzo Nobel Chemicals GmhH, Germany. -
2. 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.butylperoxy)hexan (Tri-101),
Trigonox 101,
Akzo Nobel Chemicals GmhH, Deutschland.2. 2,5-dimethyl-2,5-di (tert.butylperoxy) hexane (Tri-101),
Trigonox 101,
Akzo Nobel Chemicals GmhH, Germany. -
3. 1,1-Bis(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Tri-29),
Trigonox 29 B90,
Akzo Nobel Chemicals GmhH, Deutschland.3. 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane (Tri-29),
Trigonox 29 B90,
Akzo Nobel Chemicals GmhH, Germany.
Lösungsmittel:
Solvent:
-
1. ortho-Dichlorbenzol (o-DCB),
Sigma-Aldrich-Chemie GmbH.1. ortho-dichlorobenzene (o-DCB),
Sigma-Aldrich-Chemie GmbH.
Von jeder Zusammensetzung wurden eine Mehrzahl von pyhsikalischen Eigenschaften gemessen. Sofern nicht anders angegeben ist, wurden die Proben wie folgt untersucht:Each composition had a number of physical properties measured. Unless otherwise stated, the samples were examined as follows:
Die Bestimmung des GMA Pfropfungsgrades wurde mittels FTIR Spektroskopie durchgeführt. Dabei wurde das Probenmaterial unter 120°C, 80 kN Druck, 4 Minuten zu Filmen von ca. 10 µm Dicke verpresst. Diese Filme wurden in Transmission in einem Nicolet P 510 FTIR Spektrometer vermessen und rechnerunterstütz ausgewertet. Die Bestimmung des GMA Pfropfungsgrades im Kautschuk erfolgte, indem definierte Mischungen aus (H,X)NBR-g-GMA und GMA-enthaltenden Polyethylene erstellt und vermessen wurden. Die Auswertung erfolgte dabei anhand charakteristischer Signalbanden in den Substanzen. Als charakteristische Banden wurden die wurde die CH2-Rocking-Schwingung bei 721 cm-1 für Ethyleneinheiten, die C-N-Streckschwingung bei ca. 2200 cm-1 ausgewählt. Charakteristisch für das GMA wurde die C = O-Streckschwingung bei ∼1720 cml definiert. Aus den integralen Absorptionen der charakteristischen Signale wurde der Quotient gebildet. Dieser konnte mittels vorher erstellter Eichmessungen von Materialien definierter, bekannter Zusammensetzung, quantitativ zugeordnet und damit der GMA-Pfropfungsgrad im Material bestimmt werden. Alle Bestimmungen wurden mitttels quantitativer Elementaranalyse auf einem Perkin Eimer Elementary Analyser EA 240 verifiziert.The degree of GMA grafting was determined by FTIR spectroscopy. The sample material was pressed under 120 ° C, 80 kN pressure, 4 minutes into films of about 10 microns thick. These films were measured in transmission in a Nicolet P 510 FTIR spectrometer and evaluated with computer support. The degree of GMA grafting in the rubber was determined by creating and measuring defined mixtures of (H, X) NBR-g-GMA and GMA-containing polyethylenes. The evaluation was carried out on the basis of characteristic signal bands in the substances. The CH 2 rocking vibration at 721 cm -1 for ethylene units and the CN stretching vibration at approx. 2200 cm -1 were selected as characteristic bands. The C = O stretching vibration at ∼1720 cml was defined as characteristic of the GMA. The quotient was formed from the integral absorptions of the characteristic signals. This could be quantitatively assigned by means of previously created calibration measurements of materials of a defined, known composition and thus the degree of GMA grafting in the material could be determined. All determinations were verified by means of quantitative elemental analysis on a Perkin Elmer Elementary Analyzer EA 240.
Zur Unterscheidung zwischen gepfropftem und homopolymerisiertem GMA wurden die Proben vor dem Verpressen zu FTIR-Filmen einer Reinigungsmethode unterzogen, die homopolymerisiertes als auch monomeres GMA von der Probe abzutrennen vermag. Die Bestimmung des Vernetzungsgrades der Proben wurde analog dem Standard ASTM D-3616 in siedendem p-Xylol durchgeführt. Dabei wurde nach Anwendung der Methode unlösliche Massenanteil des Materials mit der Masse des Ausgangsmaterials verglichen und der Gelgehalt der Probe ermittelt.To differentiate between grafted and homopolymerized GMA, the Samples are subjected to a cleaning method prior to being pressed into FTIR films Homopolymerized as well as monomeric GMA can separate from the sample. The degree of crosslinking of the samples was determined analogously to the ASTM standard D-3616 performed in boiling p-xylene. After applying the method insoluble mass fraction of the material compared with the mass of the starting material and the gel content of the sample is determined.
Der (H,X)NBR Polymer wurde bei 110°C und 20 Umdrehungen pro Minute (rpm) im Innenmischer knetend aufgeschmolzen. Eine vorher angefertigte Mischung aus Peroxid und Glycidyl-enthaltendem Monomer wurde portionsweise zudosiert und für kurze Zeit in der Schmelze homogen dispergiert. Die Pfropfungsreaktion des Glycidyl-enthaltenden Monomer wurde durch eine Drehzahlerhöhung und die damit einhergehende zusätzliche Wärmeentwicklung durch Scherbelastung der Probe initiiert, indem das zugesetzte Peroxid oberhalb einer gewissen Temperatur in freie Radikale zerfällt. Der Verlauf der Pfropfungsreaktion wurde anhand der Online-Drehmoment messend verfolgt. Die Reaktionen wurden nach erreichen eines stabilen Drehmomentniveaus und einigen weiteren Augenblicken kneten abgebrochen. Das Material wurde aus der Knetkammer entfernt und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Der Gelgehalt wurde wie oben beschrieben ermittelt. Zur Ermittlung des GMA-Pfropfungsgrades wurden die Proben entsprechen der oben beschriebenen Methode aufgereiningt und analysiert.The (H, X) NBR polymer was at 110 ° C and 20 revolutions per minute (rpm) in Internal mixer melted by kneading. A pre-made mix of peroxide and Glycidyl-containing monomer was added in portions and briefly in the Melt homogeneously dispersed. The grafting reaction of the glycidyl-containing monomer was due to an increase in speed and the associated additional Heat generation initiated by shear loading the sample by adding the peroxide breaks down into free radicals above a certain temperature. The course of the Grafting reaction was tracked by measuring the online torque. The Reactions were made after reaching a stable torque level and a few more Moments knead broken off. The material was removed from the kneading chamber and Allow to cool to room temperature. The gel content was as described above determined. To determine the degree of GMA grafting, the samples correspond to the cleaned and analyzed method described above.
Elastomer wurde bei 140°C und 20 Umdrehungen pro Minute (rpm) im Innenmischer knetend aufgeschmolzen. Das Glycidyl-enthaltende Monomer wird in die Schmelze portionsweise zudosiert und kurz homogenisiert. Die Pfropfungsreaktion des Glycidyl- enthaltenden Monomer wurde durch eine Erhöhung der Knetkammertemperatur, hervorgerufen durch elektrische Widerstandsheizelemente in den Kammerwänden und durch eine Drehzahlerhöhung und die damit einhergehende zusätzliche Wärmeentwicklung durch Scherbelastung der Probe initiiert. Zur Ermittlung des GMA-Pfropfungsgrades wurden die Proben entsprechen der oben beschriebenen Methode aufgereiningt und analysiert.Elastomer was in the internal mixer at 140 ° C and 20 revolutions per minute (rpm) melted kneading. The glycidyl-containing monomer is melted metered in portions and briefly homogenized. The grafting reaction of the glycidyl containing monomer by increasing the kneading chamber temperature, caused by electrical resistance heating elements in the chamber walls and by a speed increase and the associated additional heat development through Initiated shear stress on the sample. To determine the degree of GMA grafting, the Samples are cleaned and analyzed according to the method described above.
Die Reaktionen wurden in einem Dreihalskolben mit KPG-Rührer unter ständigem Entgasen der Lösung mit Stickstoff durchgeführt. Säuberlich zerkleinerte Stücke des Elastomers wurden in o-Dichlorbenzol bei 140°C unter Rühren gelöst. Nachdem alles zugegebene Polymer sich gelöst hatte, wurde das GMA zugegeben. Zu dieser Lösung wurde der im selben Lösungsmittel gelöste Initiator zugegeben. Daraufhin wurde die Temperatur unter ständigem Rühren der Lösung durch externes Heizen auf ca. 160°C erhöht und die Pfropfungsreaktion initiiert. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Lösung unter ständigem Rühren auf kaltes Aceton gegeben und das Polymer ausgefällt. Das Polymer wurde weiter in einer Soxhlett-Apparatur mit Aceton für ca. 8 Stunden extrahiert und anschließend im Vakuum-Trockenschrank bei 60°C über Nacht getrocknet.The reactions were carried out in a three-necked flask with KPG stirrer with constant degassing the solution with nitrogen. Neatly shredded pieces of the elastomer were dissolved in o-dichlorobenzene at 140 ° C with stirring. After all admitted When the polymer had dissolved, the GMA was added. For this solution, the im initiator dissolved in the same solvent. Thereupon the temperature became below constant stirring of the solution by external heating to about 160 ° C and the Grafting reaction initiated. After the completion of the reaction, the solution became under added constant stirring to cold acetone and the polymer precipitated. The polymer was further extracted in a Soxhlett apparatus with acetone for about 8 hours and then dried in a vacuum drying cabinet at 60 ° C. overnight.
Die Zusammensetzungen der Mischungen, die ermittelten GMA-Pfropfungsgrade und Gelgehalte sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.The compositions of the mixtures, the determined GMA grafting levels and Gel contents are shown in Table 1 and Table 2.
Erwähnenswert im Sinne der Erfindung ist, dass die Pfropfung vorzugsweise in der
Schmelze durchzuführen ist. Dabei sind maximal niedrige Temperaturen, bei denen noch
peroxidisch initiiert werden kann zu bevorzugen. Dadurch werden Verdampfungsverluste des
Glycidyl-enthaltenden Monomeren reduziert.
It is worth mentioning in the sense of the invention that the grafting should preferably be carried out in the melt. Temperatures which are at a maximum and at which peroxidic initiation can still be preferred are preferred. This reduces evaporation losses of the glycidyl-containing monomer.
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