DE2011059B2 - Mixtures based on vinyl aromatic polymers for the production of moldings and coatings - Google Patents
Mixtures based on vinyl aromatic polymers for the production of moldings and coatingsInfo
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- DE2011059B2 DE2011059B2 DE19702011059 DE2011059A DE2011059B2 DE 2011059 B2 DE2011059 B2 DE 2011059B2 DE 19702011059 DE19702011059 DE 19702011059 DE 2011059 A DE2011059 A DE 2011059A DE 2011059 B2 DE2011059 B2 DE 2011059B2
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Description
worin R' Wasserstoffatome oder Methylreste und G einwertige, aromatische Reste bedeuten, die aus ein bis drei Ringen mit aromatischer Struktur bestehen, die jeweils mit bis zu drei Alkyl-, Cycloalkyl- oder Alkoxyresten mit 1 bis 6 C-Atomen substituiert sein können, jedoch so, daß in o-Stellung zu derwherein R 'hydrogen atoms or methyl radicals and G are monovalent aromatic radicals which consist of one to three rings with an aromatic structure, each with up to three alkyl, cycloalkyl or alkoxy radicals can be substituted with 1 to 6 carbon atoms, but in such a way that in the o-position to the
—CR'— - Gruppierung—CR “- grouping
keine aliphatisch-organischen Substituenten mit mehr als einem C-Atom vorhanden sind, (B) 0,1 bis 20 Gewichtsteile eines Blockmischpolymerisats mit einem Molekulargewicht von 7000 bis 1 000 000, das im wesentlichen aus aromatischorganischen Blöcken und Diorganosiloxanblöcken entsprechend der allgemeinen Formelno aliphatic-organic substituents with more than one carbon atom are present, (B) 0.1 to 20 parts by weight of a block copolymer having a molecular weight of 7,000 to 1,000,000, consisting essentially of aromatic-organic blocks and diorganosiloxane blocks according to the general formula
CH3 CH3 CH3 R-(CH2-CRVCH2-CR'-SiO-(SiO^Si-ZCH 3 CH 3 CH 3 R- (CH 2 -CRVCH 2 -CR'-SiO- (SiO ^ Si-Z
! I I I i! I I I i
G G CH3 CH3 R"GG CH 3 CH 3 R "
4. Gemische gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Komponenten (A) und (B) R' Wasserstoffatome und G Phenylreste bedeuten. 4. Mixtures according to claim 1, characterized in that that in components (A) and (B) R 'is hydrogen and G is phenyl.
Vinylaromatische Polymerisate haben nützliche und wünschenswerte Eigenschaften und werden daher zur Herstellung von zahlreichen Artikeln für Industrie und Haushalt verwendet. Diese vinylaromatischen Polymerisate werden jedoch häufig in Form von Gemischen mit anderen organischen Polymerisaten oder als Mischpolymerisat verwendet, da ihren Eigenschaften bestimmte Grenzen gesetzt sind, wodurch ihre Verwendung bei vielen Anwendungsarten beeinträchtigt wird. Eine dieser Grenzen ist der Mangel an Zähigkeit, ihre geringe Schlagfestigkeit und ihr glasartiger Charakter. Es wurden bereits zahlreiche Versuche unternommen, diese Eigenschaften zu verbessern. So konnten die Zähigkeit und die Schlagfestigkeit zwar verbessert werden, was aber häufig mit dem Verlust anderer wünschenswerter Eigenschaften verbunden war.Vinyl aromatic polymers have useful and desirable properties, and therefore will used for the production of numerous articles for industry and household. These vinyl aromatic However, polymers are often in the form of mixtures used with other organic polymers or as a copolymer because of their properties certain limits are imposed, thereby affecting their use in many types of applications will. One of these limits is the lack of toughness, their poor impact resistance and their glassy character. Numerous attempts have been made to improve these properties. The toughness and impact resistance could be improved, but this is often done was associated with the loss of other desirable properties.
überraschenderweise wurde nun gefunden, daß geringe Mengen eines Blockmischpolymerisats aus Polydimethylsiloxan- und vinylaromatischen Polymerblöcken in einem vinylaromatischen Polymerisat zu zäheren Produkten führen.Surprisingly, it has now been found that small amounts of a block copolymer from Polydimethylsiloxane and vinyl aromatic polymer blocks in a vinyl aromatic polymer lead to tougher products.
Erfindungsgemäß werden daher Gemische auf Grundlage von vinylaromatischen Polymerisaten zur Herstellung von Formkörpern und Überzügen beansprucht, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die auf jeweils (A) 100 Gewichtsteile eines vinylaromatischen Polymerisats aus sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen FormelAccording to the invention, therefore, mixtures based on vinyl aromatic polymers for Production of moldings and coatings claimed, which are characterized in that the for each (A) 100 parts by weight of a vinyl aromatic polymer composed of repeating units the general formula
worin R' und G die angegebene Bedeutung haben, jedoch in den Komponenten (A) und (B) jeweils gleich sind, R einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 30 C-Atomen, R" einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 18 C-Atomen, Z einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 18 C-Atomen oder Hydroxylgruppen bedeuten, χ und y jeweils Durchschnittswerte von 20 bis 5000 haben, so aufgebaut ist, daß 20 bis 70 Gewichtsprozent Diorganosiloxaneinheiten und 30 bis 80 Gewichtsprozent Einheiten des organischen Blocks vorhanden sind und wobei bis zu etwa S Gewichtsprozent des einen oder anderen Homopolymerisats zugegen sein können, enthalten.where R 'and G have the meaning given, but are each the same in components (A) and (B), R monovalent hydrocarbon radicals having 1 to 30 carbon atoms, R "monovalent hydrocarbon radicals having 1 to 18 carbon atoms, Z monovalent Mean hydrocarbon radicals with 1 to 18 carbon atoms or hydroxyl groups, χ and y each have average values of 20 to 5000, is structured so that 20 to 70 percent by weight of diorganosiloxane units and 30 to 80 percent by weight of units of the organic block are present and where up to about S Percent by weight of one or the other homopolymer may be present.
2. Gemische gem^ß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf jeweils 100 Gewichtsteile (A) 0,5 bis 10 Gewichtsteile (B) enthalten.2. Mixtures according to ^ ß claim 1, characterized in that that for every 100 parts by weight (A) they contain 0.5 to 10 parts by weight (B).
3. Gemische gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Blockmischpolymerisate (B) ein Molekulargewicht von 20 000 bis 500000 besitzen.3. Mixtures according to claim 1, characterized in that the block copolymers used (B) have a molecular weight of 20,000 to 500,000.
40 worin R' Wasserstoffatome oder Methylreste und G einwertige, aromatische Reste bedeuten, die aus ein bis drei Ringen mit aromatischer Struktur bestehen, die jeweils mit bis zu drei Alkyl-, Cycloalkyl- oder Alkoxyresten mit 1 bis 6 C-Atomen substituiert sein können, jedoch so, daß in o-Stellung zu der 50 40 in which R 'denotes hydrogen atoms or methyl radicals and G denotes monovalent, aromatic radicals consisting of one to three rings with an aromatic structure, each of which can be substituted by up to three alkyl, cycloalkyl or alkoxy radicals with 1 to 6 carbon atoms, but so that in the o-position to the 50
—CR'— - Gruppierung—CR “- grouping
keine aliphatisch-organischen Substituenten mit mehr als einem C-Atom vorhanden sind, (B) 0,1 bis 20 Gewichtsteile eines Blockmischpolymerisats mit einem Molekulargewicht von 7000 bis 1000000, das im wesentlichen aus aromatisch-organischen Blöcken und Diorganosiloxanblöcken entsprechend der allgemeinen Formelno aliphatic-organic substituents with more than one carbon atom are present, (B) 0.1 to 20 parts by weight of a block copolymer with a Molecular weight from 7,000 to 1,000,000, consisting essentially of aromatic-organic blocks and diorganosiloxane blocks according to the general formula
CH3 CH3 R"CH 3 CH 3 R "
IIIIII
R-fCH2—CRVCH2-CR'-SiO —fSiO^ Si-ZR-fCH 2 -CRVCH 2 -CR'-SiO -fSiO ^ Si-Z
I I I I II I I I I
G G CH3 CH3 R"GG CH 3 CH 3 R "
worin R' und G die angegebene Bedeutung haben, jedoch in den Komponenten (A) und (B) jeweils gleichin which R 'and G have the meaning given, but are each the same in components (A) and (B)
2 Oil2 Oil
IOIO
sind, R einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 30 C-Atomen, R" einwertige Kohlenwasserstoffreste mit i bis 18 C-Atomen, T einwertige Kohlenwasserstoffreste init 1 bis 18 C-Atomen oder Hydroxylgruppen bedeuten χ und y jeweils Durchschnittswerte von 20 bis 5000 haben, so aufgebaut ist, daß 20 bis 70 Gewichtsprozent Diorganosüoxaneinheiten und 30 bis 80 Gewichtsprozent Einheiten des organischen Blocks vorhanden sind und wobei bis zu etwa 5 Gewichtsprozent des einen oder anderen Homopolymerisats zugegen sein können, enthalten.are χ R monovalent hydrocarbon radicals having 1 to 30 carbon atoms, R "are monovalent hydrocarbon radicals having from i to 18 carbon atoms, T monovalent hydrocarbon radicals init 1 to 18 carbon atoms or hydroxyl groups and y are each average values 20-5000 have so is constructed in that 20 to 70 percent by weight of diorganosuoxane units and 30 to 80 percent by weight of units of the organic block are present and up to about 5 percent by weight of one or the other homopolymer can be present.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Blockmischpolymerisate können am besten durch Polymerisation einer vinylaromatischen Verbindung der FormelThe block copolymers which can be used according to the invention can best be obtained by polymerization a vinyl aromatic compound of the formula
CH2 = CROCH 2 = CRO
mit einer Organolithiumverbindung in einem organischen Lösungsmittel hergestellt werden. Die jeweiis auf eine bestimmte Menge der vinylaromatischen Verbindung eingesetzte Menge der Organolithiumverbindung bestimmt die Größe des organischen Blocks. Je kleiner die Menge der Organolithiumverbindung auf eine gegebene Menge der vinylaromatischen Verbindung ist, um so größer ist die Anzahl der vinylaromatischen Einheiten in dem gebildeten Polymerisat. Die Reaktion zwischen der Organolithiumverbindung und der vinylaromatischen Verbindung sollte unter Bedingungen durchgeführt werden, die frei von Verunreinigung durch Wasser, Luft, Sauerstoff, Inhibitoren, Säurebestandteilen und Fetten sind. Die Mischung aus der vinylaromatischen Verbindung und der Organolithiumverbindung in der Lösungsmittellösung wird während der Polymerisation auf einer Temperatur gehalten, die unterhalb der Rückflußtemperatur und oberhalb des Gefrierpunktes der Mischung liegt Das so erhältliche Reaktionsprodukt ist ein endständige Li-Atome aufweisendes Polymerisat der folgenden Formelwith an organolithium compound in an organic solvent. The respective to a certain amount of the vinyl aromatic compound used amount of the organolithium compound determines the size of the organic block. The smaller the amount of the organolithium compound to a given amount of the vinyl aromatic compound, the greater the number of vinyl aromatic units in the polymer formed. The reaction between the organolithium compound and the vinyl aromatic compound should be carried out under conditions that are free from contamination by water, air, oxygen, inhibitors, acids and fats. The mixture of the vinyl aromatic compound and the organolithium compound in the solvent solution is kept at a temperature below the reflux temperature during the polymerization and the reaction product thus obtainable is above the freezing point of the mixture is a terminal Li-atom polymer of the following formula
R-(CH2-R- (CH 2 -
worin R, R', G und χ die angegebene Bedeutung haben. Diese Lösung des Polymerisats mit endständigen Li-Atomen wird mit HexamethylcyclotrisüOxan, gelöst in einem organischen Lösungsmittel, in ausreichender Menge versetzt, das je endständigem Li-Atom mindestens ein Hexamethylcyclotrisiloxanmolekül zur Verfügung steht; die Hexamethylcyclotrisiloxanmenge sollte jedoch 40% der insgesamt zuzufügenden Hexamethylcyclotrisiloxanmenge nicht übersteigen. Außerdem muß die Zugabe so erfolgen, daß die obengenannten Verunreinigungen keinen Zutritt haben. Das erhaltene Produkt wird zum größten Teil aus dem Polymerisat der Formelwherein R, R ', G and χ have the meaning given. This solution of the polymer with terminal Li atoms is mixed with hexamethylcyclotrisiloxane, dissolved in an organic solvent, in a sufficient amount that at least one hexamethylcyclotrisiloxane molecule is available for each terminal Li atom; however, the amount of hexamethylcyclotrisiloxane should not exceed 40% of the total amount of hexamethylcyclotrisiloxane to be added. In addition, the addition must be made in such a way that the above-mentioned impurities cannot enter. Most of the product obtained consists of the polymer of the formula
CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3
R-tCH2—CRVCH2-CR'-Si—O—Si—O—Si—OLiR-tCH 2 -CRVCH 2 -CR'-Si-O-Si-O-Si-OLi
CH3 CH,CH 3 CH,
CH3 CH 3
bestehen, worin R, R', G und χ die angegebene Bedeutung haben. Die Reaktionstemperatur wird zwischen -500C und der Rückflußtemperatur der Mischung gehalten. Nachdem genügend Zeit verstrichen ist, d. h. mindestens 30 Minuten, vorzugsweise 1 bis 4 Stunden, was am Verschwinden der für die endständige Li-Atome aufweisenden Polymerisate charakteristischen Färbung festzustellen ist, wird erneut Hexamethylcyclotrisiloxan gelöst in einem organischen Lösungsmittel und ein die Polymerisation unterstützender Promotor in einer Menge von mindestens 1 %, bezogen auf das Gewicht der Mischung, zugegeben. Die zugefügte Hexamethylcyclotrisiloxanmenge führt zu der gewünschten Siloxanblockgröße. Zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit wird das Reaktionsgemisch vorteilhaft 3 bis 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Die Reaktion kann jedoch auch zwischen -5O0C und der Rückflußtemperatur mindestens 30 Minuten oder länger durchgeführt werden. Das erhaltene Produkt entspricht der Formelconsist, in which R, R ', G and χ have the meaning given. The reaction temperature is kept between -50 0 C and the reflux temperature of the mixture. After sufficient time has passed, ie at least 30 minutes, preferably 1 to 4 hours, which can be determined by the disappearance of the color characteristic of the terminal Li atoms having polymers, hexamethylcyclotrisiloxane is again dissolved in an organic solvent and a promoter supporting the polymerization in a Amount of at least 1%, based on the weight of the mixture, added. The amount of hexamethylcyclotrisiloxane added results in the desired siloxane block size. To increase the rate of reaction, the reaction mixture is advantageously refluxed for 3 to 4 hours. However, the reaction can also be carried out between 0 -5o C and the reflux temperature for at least 30 minutes or longer. The product obtained corresponds to the formula
CH3 CH,
R-(CH2- CRVCH2-CR'-SiOCH 3 CH,
R- (CH 2 - CRVCH 2 -CR'-SiO
G G CH3 CH3 GG CH 3 CH 3
6060
worin R, R', G, χ und y die angegebene Bedeutung haben. In diesem Blockmischpolymerisat werden dann die endständigen Li-Atome durch Zugabe von Essigsäure durch Hydroxylgruppen oder durch Zugabe von Triorganosilanen der Formel ZR2'SiCl durch —SiR2"Z—Gruppen ersetzt.wherein R, R ', G, χ and y have the meaning given. In this block copolymer, the terminal Li atoms are then replaced by hydroxyl groups by adding acetic acid or by —SiR 2 ”Z groups by adding triorganosilanes of the formula ZR 2 'SiCl.
Hierzu muß mindestens 1 Mol dieses die endständigen Gruppen liefernden Mittels je Grammatom der Lithiumatome zugegeben werden.For this purpose, at least 1 mol of this agent providing the terminal groups per gram atom must be used of lithium atoms are added.
Die vinylaromatischen Verbindungen, die zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Mischpolymerisate geeignet sind, umfassen aromatische Verbindungen mit ein bis drei Ringen mit aromatischer Struktur, die an einem der Ringe eine CH2 = CH — oderThe vinyl aromatic compounds which are suitable for producing the copolymers which can be used according to the invention include aromatic compounds having one to three rings with an aromatic structure which have a CH 2 = CH - or on one of the rings
CH3 CH 3
CH2=C--GruppeCH 2 = C group
gebunden enthalten.bound included.
Definitionsgemäß können diese aromatischen Ringe bis zu drei Substituenten enthalten, die Alkyl", Cycloalkyl- und Alkoxyreste umfassen. Diese Substituenten enthalten nicht mehr als 6 C-Atome, und jeder Substituent, der sich in o-Stellung zu der CH2 = CH — oderAccording to the definition, these aromatic rings can contain up to three substituents, which include alkyl ", cycloalkyl and alkoxy radicals. These substituents contain no more than 6 carbon atoms, and each substituent which is ortho to the CH 2 = CH - or
CH3 CH 3
CH2=C-GruppeCH 2 = C group
befindet, enthält nicht mehr als 1 C-Atom, da größere aliphatische Substituenten in dieser Stellung die Polymerisation sterisch behindern; dieser kann daher nur ein Methyl- oder Methoxyrest sein. Beispiele für derartige vinylaromatische Verbindungen sind Styrol, α - Methylstyrol, ο - Vinyltoluol, m - Methoxystyrol, 9-Vinylanthracen, 4-Phenylstyrol, 3,5-DiphenylstyroI, 3-Methyl-5-hexylstyrol, 4-Cyclohexylstyrol, 1-Vinylnaphthalin, 3,4 - Diphenoxystyrol, 4 - Hexoxystyrol,is located, contains no more than 1 carbon atom, since larger aliphatic substituents in this position Sterically hinder polymerization; this can therefore only be a methyl or methoxy radical. examples for Such vinyl aromatic compounds are styrene, α - methyl styrene, ο - vinyl toluene, m - methoxystyrene, 9-vinylanthracene, 4-phenylstyrene, 3,5-diphenylstyrene, 3-methyl-5-hexylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3,4 - diphenoxystyrene, 4 - hexoxystyrene,
4,5 - Dimethyl - 1 - vinylnaphthalin, 4 - Propylstyrol, 3-p-Tolyl-l-vinylnaphthalin und4,5 - dimethyl - 1 - vinylnaphthalene, 4 - propylstyrene, 3-p-tolyl-1-vinylnaphthalene and
CH=CH2 CH = CH 2
IOIO
Die bei der Herstellung der Blockmischpolymerisate eingesetzten Organolithiumverbindungen entsprechen der allgemeinen Formel RLi, worin R ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 C-Atomen ist. Beispiele für derartige Verbindungen sind Äthyllithium, Octadecyllithium, CH3(CH2]I29Li, Naphthyllithium, Benzyllithium, η - DecylÜithium, Cyclohexyllithium, 4-CyclohexylbutyJüthium und Octyllithium. The organolithium compounds used in the production of the block copolymers correspond to the general formula RLi, where R is a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 30 carbon atoms. Examples of such compounds are ethyl lithium, octadecyl lithium, CH 3 (CH 2 ] I 29 Li, naphthyl lithium, benzyl lithium, η - decyl lithium, cyclohexyl lithium, 4-cyclohexyl butyl lithium and octyl lithium.
Organolithiumverbindungen, vinylaromatische Verbindungen und organische Lösungsmittel sollten vor Gebrauch getrocknet, gewaschen und/oder destilliert werden, um mögliche Verunreinigungen, wie Wasser, Inhibitoren u. dgl. zu entfernen. Als organische Lösungsmittel sind Kohlenwasserstofflösungsmittel, worin sich die vinylaromatischen Verbindungen lösen, wie Cyclohexan, Toluol, Benzol, η-Hexan, Petroläther, Methylcyclohexan, Xylol, η-Butan, n-Heptan, Isooctan und Cyclopentan geeignet.Organolithium compounds, vinyl aromatic compounds and organic solvents should be present Can be dried, washed and / or distilled to remove possible impurities, such as water, To remove inhibitors and the like. Organic solvents are hydrocarbon solvents, in which the vinyl aromatic compounds dissolve, such as cyclohexane, toluene, benzene, η-hexane, petroleum ether, Methylcyclohexane, xylene, η-butane, n-heptane, isooctane and cyclopentane are suitable.
Da die Organolithiumverbindung mit der vinylaromatischen Verbindung nach folgender Gleichung I reagiert:Since the organolithium compound with the vinyl aromatic Connection according to the following equation I reacts:
RLi + (x + I)CH2=CRORLi + (x + I) CH 2 = CRO
(D
Li (D
Li
definiert. Beispiele hierfür sindAre defined. examples for this are
CH,CH,
1515th
2525th
3030th
3535
4040
können R, R' und G durch folgende Beispiele veranschaulicht werden: Beispiele für Reste R sind daher Methyl-.Äthyl-, n- Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Amyl-, n-Hexyl-, Octadecyl-, Triacontyl-, Naphthyl-, Anthracyl-, Benzyl-, Phenyl-, Tolyl-, Xylyl-, n-Decyl-, Cyclohexyl-, 4-Butylphenyl-, 4-Cyclohexylbutyl-, 4-Phenylbutyl- und Octylreste.R, R 'and G can be illustrated by the following examples: Examples of radicals R are therefore Methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, η-butyl, amyl, n-hexyl, octadecyl, triacontyl, naphthyl, anthracyl, Benzyl, phenyl, tolyl, xylyl, n-decyl, cyclohexyl, 4-butylphenyl, 4-cyclohexylbutyl, 4-phenylbutyl and octyl radicals.
R' ist definitionsgemäß ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe.By definition, R 'is a hydrogen atom or a methyl group.
Die aromatischen Reste G sind als einwertige Reste, die ein, zwei oder drei Ringe mit aromatischer Struktur enthalten, wobei diese mit bis zu drei organischen Resten, von denen jeder nicht mshr als 6 C-Atome enthält, substituiert sein können und durch angegebene Bedingung bezüglich der Substitution in o-Stellung m der GruppierungThe aromatic radicals G are monovalent radicals which contain one, two or three rings with an aromatic structure, it being possible for these to be substituted by up to three organic radicals, each of which does not contain more than 6 carbon atoms, and by the specified condition with regard to the substitution in the o-position m of the grouping
—CR-—CR-
6060
CH3 CH 3
(CH2)5CH3 (CH 2 ) 5 CH 3
CH2-CH2 CH 2 -CH 2
CH2 CH 2
O(CH2)SCH3 O (CH 2 ) S CH 3
(CH2J3CH3 -CH2CH2CH2CH2-(CH 2 J 3 CH 3 -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -
(CH2J4CH3 CH(CH3),(CH 2 J 4 CH 3 CH (CH 3 ),
CH2-CH2 CH 2 -CH 2
Die Menge der einzusetzenden Organolithiumverbindung kann leicht durch Dividieren des Gewichts der vinylaromatischen Verbindung durch das Mole- to kulargewicht des gewünschten organischen Blocks angenähert ermittelt werden. Diese Ergebnisse führen zu der Anzahl der Mole der einzusetzenden Organolithiumverbindung. Da die Umsetzung fast 100%ig verläuft, und wenn die unerwünschten Verunreinigungen sorgfältig ausgeschlossen werden, wird das erhaltene durchschnittliche Molekulargewicht (Zahlenmittel) dem gewünschten Molekulargewicht, das zur Ermittlung der Mole der Organolithiumverbindung eingesetzt wurde, sehr nahe kommen. Es sei darauf hingewiesen, daß bestimmte Kombinationen der Organolithiumverbindungen und vinylaromatischen Verbindungen sowie bestimmte Bedingungen geringfügigeThe amount of the organolithium compound to be used can easily be determined by dividing the weight of the vinyl aromatic compound by the molecular weight of the desired organic block can be determined approximately. These results lead to the number of moles of organolithium compound to be employed. Since the implementation is almost 100% runs, and if the unwanted impurities are carefully ruled out, that will obtained number average molecular weight the desired molecular weight, the to determine the moles of the organolithium compound was used, come very close. It should be noted that certain combinations of the organolithium compounds and vinyl aromatic compounds and certain conditions are minor
A ,«ΓA, «Γ
Abweichungen dieser berechneten Ergebnisse bewirken können, da der Prozentgehalt der Umsetzung variieren kann. Ferner sei darauf hingewiesen, dal Gemische der vinylaromatischen Verbindungen polymerisiert werden können oder eine vinylaromatische Verbindung polymerisiert werden kann und dann eine andere vinylaromatische Verbindung zugegeben und polymerisiert werden kann.Deviations in these calculated results can cause the percentage of implementation can vary. It should also be pointed out that mixtures of the vinyl aromatic compounds can be polymerized or a vinyl aromatic compound Compound can be polymerized and then another vinyl aromatic compound is added and can be polymerized.
Das organische Lösungsmittel, das zur Lösung des Hexamethylcyclotrisiloxans verwendet wird, kann eines der oben für die vinylaromatischen Verbindungen genannten sein. Als Polymerisationspromotoren können beispielsweise Dimethylsulfoxid, Tetrahydrofuran und Bis-(2-methoxyäthyl)-äther verwendet werdenThe organic solvent used to dissolve the hexamethylcyclotrisiloxane can be any of the above for the vinyl aromatic compounds be mentioned. As polymerization promoters, for example, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran and bis (2-methoxyethyl) ethers can be used
Die Triorganosilxane der Formel ZR2"SiCl können beliebige Monochlorsilane sein, worin R" und 2 einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 18 C-Atomen bedeuten, wie Methyl-, Äthyl-, Vinyl-, Allyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-,Xenyl-,Tolyl-, Octadecyl-, Naphthyl-, Isopropyl-, Butyl-, Hexyl-, Decyl- und ß-Phenyläthylreste.The triorganosilxanes of the formula ZR 2 "SiCl can be any monochlorosilanes, in which R" and 2 are monovalent hydrocarbon radicals with 1 to 18 carbon atoms, such as methyl, ethyl, vinyl, allyl, cyclohexyl, phenyl, xenyl , Tolyl, octadecyl, naphthyl, isopropyl, butyl, hexyl, decyl and ß- phenylethyl radicals.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Blockmischpolymerisate entsprechen der allgemeinen FormelThe block copolymers which can be used according to the invention correspond to the general formula
R-(CH2-IR- (CH 2 -I
CH3 CH3 R" CR'-Si— 0-(SiO^- Si-Z G CH3 CH3 R"CH 3 CH 3 R "CR'-Si— 0- (SiO ^ - Si-Z G CH 3 CH 3 R"
worin R, R', R". G, χ und y die angegebene Bedeutung zukommt.where R, R ', R ". G, χ and y have the meaning given.
Bei dem Versuch vinylaromatische Polymerisate wie Polystyrol und Polydimethylsiloxan zu einem bestimmten Verwendungszweck zu vermischen, treten große Schwierigkeiten auf, da diese beiden Homopolymerisate vollkommen unverträglich sind. Selbst bei Mitverwendung eines gemeinsamen Lösungsmittels, wie Toluol, worin die beiden Homopolymerisate löslich sind, besteht das erhältliche Gemisch aus zwei Phasen, z. B. aus einer Toluol-Polystyrol-Phase und einer Toluol-Polydimethylsiloxan-Phase. Da bei dem Versuch, Polydiorganosiloxane mit solchen Homopolymerisaten, wie Polystyrol, zu vereinen, die Ergebnisse entweder unbefriedigend oder komplizierte Techniken zur Erreichung dieses Kunststückes erforderlich waren, die Ergebnisse außerdem keine besonderen Vorzüge brachten; zeigte die Kunststoffindustrie daran kein Interesse. Es wurden jedoch zahlreiche Versuche unternommen, um Mischpolymerisate aus vinylaromatischen Verbindungen und Polydiorganosiloxanen herzustellen. So wurden z. B. vinylaromatische Verbindungen, wie Styrol, mit Vinylgruppen enthaltenden Silanen oder Siloxanen, Styrol mit Si-gebundene Η-Atome enthaltenden Siloxanen oder Silanen polymerisiert oder Styrol auf Polyorganosiloxane oder Silane und Siloxane auf Polystyrol aufgepfropft und selbst bestimmte Typen von Blockmischpolymerisaten aus Styrol und Siloxanen hergestellt.When trying vinyl aromatic polymers such as polystyrene and polydimethylsiloxane to one To mix certain intended uses, great difficulties arise, since these two homopolymers are completely incompatible. Self when using a common solvent, such as toluene, in which the two homopolymers are soluble, the obtainable mixture consists of two phases, e.g. B. from a toluene-polystyrene phase and a toluene-polydimethylsiloxane phase. Since when trying to unite polydiorganosiloxanes with such homopolymers, such as polystyrene, the Results either unsatisfactory or complicated techniques were required to achieve this feat; the results also failed brought special benefits; the plastics industry showed no interest in this. However, there were Numerous attempts have been made to make copolymers of vinyl aromatic compounds and Manufacture polydiorganosiloxanes. So were z. B. vinyl aromatic compounds such as styrene, with vinyl group-containing silanes or siloxanes, styrene polymerized with siloxanes or silanes containing Si-bonded Η atoms or grafted styrene onto polyorganosiloxanes or silanes and siloxanes onto polystyrene and even certain types of Block copolymers made from styrene and siloxanes.
So wird beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 051 684 ein Verfahren zur Herstellung von Blockmischpolymerisaten aus makromolekularen Kohlenwasserstoff- und Organosiloxansegmenten beschrieben, das von vorpolymerisierten Kohlenwasserstoffen mit endständigen Kalium-, Natrium-, Rubidiumoder Cäsiumatomen ausgeht, die mit Diorganocyclo-For example, US Pat. No. 3,051,684 describes a process for producing block copolymers from macromolecular hydrocarbon and organosiloxane segments, that of prepolymerized hydrocarbons with terminal potassium, sodium, rubidium or cesium atoms, which are linked with diorganocyclo- siloxanen umgesetzt werden. Diese speziellen Alkalimetallatome verursachen jedoch eine ausgedehnte Äquilibrierung der Diorganosiloxane, d h. ein dersiloxanes are implemented. However, these special alkali metal atoms cause an extended one Equilibration of the diorganosiloxanes, i.e. one of the artiger Polymerisationsvorgang, der auf der Spaltung der Siloxanringe und anschließender Vereinigung der Bruchstücke zu kettenförmigen Molekülverbänden beruht, verläuft völlig ungeordnet, da auch eine Umordnung der Siloxanbindungen in den Bruchstücken-like polymerization process that is based on the cleavage of the siloxane rings and subsequent union of the fragments to form chain-like molecular associations is completely disordered, as there is also a rearrangement of the siloxane bonds in the fragments bzw. eine Recyclisierung derselben in gleicher Weise begünstigt ist. Die resultierenden Produkte bestehen daher aus kettenförmigen Polymeren unterschiedlichster Molekülgrößen, neben cyclischen Siloxanen und die Blockmischpolymerisate enthalten beträchtor their recycling is favored in the same way. The resulting products persist therefore made from chain-like polymers of various molecular sizes, in addition to cyclic siloxanes and the block copolymers contain considerable liehe Mengen an Homopolymerisatanteilen. Zusam menfassend kann daher festgestellt werden, daß die bisher hergestellten Blockmischpolymerisate ungewöhnlich große Mengen an einem oder beiden Homopolymerisaten in dem Mischpolymerisatgemisch ent-borrowed amounts of homopolymer fractions. Together In summary, it can therefore be stated that the block copolymers produced so far contain unusually large amounts of one or both homopolymers in the copolymer mixture. hielten. Da die Homopolymerisate so unverträglichheld. Because the homopolymers are so incompatible sind, zeigten derartige Mischpolymerisate dieselbensuch copolymers showed the same
ten.th.
merisate sind hingegen außerordentlich rein und enthalten selten mehr als 5 Gewichtsprozent des einen oder anderen Homopolymerisats in der Blockmischpolymerisatmischung, und üblicherweise beträgt die Menge der Homopolymerisate weniger als 2 GewichtsMerisate, on the other hand, are extremely pure and rarely contain more than 5 percent by weight of the one or other homopolymer in the block copolymer mixture, and usually the Amount of homopolymers less than 2 weight prozent. Die erfindungsgemäß verwendbaren Block mischpolymerisate sind daher praktisch frei von Homopolymerisaten und weisen eine enge Molekulargewichtsverteilung auf. Sie haben vorzugsweise Molekulargewichte von 20 000 bis 500 000.percent. The block that can be used according to the invention Copolymers are therefore practically free from homopolymers and have a narrow molecular weight distribution. They preferably have molecular weights from 20,000 to 500,000.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Blockmischpolymerisate haben außerdem ungewöhnliche Löslichkeitseigenschaften, sie sind in Toluol unter Bildung von klaren Lösungen löslich, obgleich äquivalenteThe block copolymers which can be used according to the invention also have unusual solubility properties; they are formed in toluene soluble in clear solutions, although they are equivalent
409509/42(409509/42 (
Mengen der Homopolymerisate in Toluol vollständig unvermischbar sind. Lösungen der erfindungsgemäß verwendbaren Blockmischpolymerisate mit Lösungsmitteln, worin sich nur einer der Blöcke gut löst, bleiben klar, und es ist weder ein Niederschlag noch eine Phasentrennung zu beobachten.Quantities of the homopolymers in toluene are completely immiscible. Solutions of the invention usable block copolymers with solvents in which only one of the blocks dissolves well, remain clear and neither a precipitate nor a phase separation can be observed.
Diese Blockmischpolymerisate können nun erfindungsgemäß zur Herstellung von Gemischen mit vinylaromatischen Homopolymerisaten, zu deren Herstellung dieselben vinylaromatischen Monomeren wie oben für die Herstellung der Blockmischpolymerisate erwähnt, eingesetzt werden können, verwendet werden. Die so erhaltenen vinylaromatischen Polymerisate zeigen außergewöhnliche Verbesserungen hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften gegenüber der Grundstruktur. So verbessern geringe Mengen der Blockmischpolymerisate die in einem vinylaromatischen Homopolymerisat verteilt werden, die Zugfestigkeit und Dehnung im Vergleich zu den vinylaromatischen Homopolymerisaten ohne diesen Blockmischpolymerisatzusatz. Diese Verbesserungen werden mit 0,1 bis 20 Gewichtsprozent des Blockmischpolymerisats, bezogen auf das Gewicht des Homopolymerisats erzielt. Vorzugsweise werden 0,5 bis 10% und insbesondere 0,5 bis 1,5% des Blockmischpolymerisats jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Homopolymerisats eingesetzt. Derartige Gemische haben auch eine beträchtlich verbesserte Zähigkeit und Schlagfestigkeit gegenüber den Homopolymerisaten ohne diesen Blockmischpolymerisatzusatz. Die erfindungsgemäßen Gemische sind solche, die aus vinylaromatischen Polymerisaten und Blockmischpolymerisaten hergestellt worden sind, worin die vinylaromatischen Polymerisate aus denselben sich wiederholenden Einheiten bestehen, wie dieAccording to the invention, these block copolymers can now be used to produce mixtures with vinyl aromatic homopolymers, for their preparation the same vinyl aromatic monomers as Mentioned above for the preparation of the block copolymers, can be used, can be used. The vinyl aromatic polymers obtained in this way show extraordinary improvements in terms of the physical properties compared to the basic structure. So, small amounts of the Block copolymers distributed in a vinyl aromatic homopolymer, the tensile strength and elongation compared to the vinyl aromatic homopolymers without this block copolymer addition. These improvements are made with 0.1 to 20 percent by weight of the block copolymer, based on the weight of the homopolymer achieved. Preferably 0.5 to 10% and in particular 0.5 to 1.5% of the block copolymer, each based on the total weight of the homopolymer used. Such blends also have significantly improved toughness and impact resistance with respect to the homopolymers without this block copolymer addition. the Mixtures according to the invention are those consisting of aromatic vinyl polymers and block copolymers have been prepared in which the vinyl aromatic polymers are made up of the same repeating units exist, such as the
R-tC'H2—CRVCH2-CR'-Blöcke
G GR-tC'H 2 -CRVCH 2 -CR 'blocks
GG
des Blockmischpolymerisats. Die Verbesserung der Zähigkeit der erfindungsgemäßen Gemische ist von der Anpassung des vinylaromatischen Polymerisats an die vinylaromatischen Blöcke des Blockmischpolymerisats abhängig. Aus diesem Grunde sind in einem gegebenen Gemisch die sich wiederholenden Einheiten der Formelof the block copolymer. The improvement in the toughness of the mixtures according to the invention is from the adaptation of the vinyl aromatic polymer to the vinyl aromatic blocks of the block copolymer addicted. For this reason, in a given mixture, the repetitive Units of the formula
—CH2-CR'-—CH 2 -CR'-
des vinylaromatischen Polymerisats dieselben wie die sich wiederholenden Einheiten in den Blöcken des Blockmischpolymerisats.of the vinyl aromatic polymer are the same as the repeating units in the blocks of the block copolymer.
Die vinylaromatischen Polymerisate (A) können durch Umsetzung der vinylaromatischen Verbindungen mit einer Organolithiumverbindung, gelöst in einem organischen Lösungsmittel, wie oben beschrieben, hergestellt werden. Die vinylaromatischen Polymerisate (A) können jedoch auch im Handel erworben oder nach anderen bekannten Verfahren hergestellt werden.The vinyl aromatic polymers (A) can be prepared by reacting the vinyl aromatic compounds with an organolithium compound dissolved in an organic solvent, as described above, getting produced. However, the vinyl aromatic polymers (A) can also be purchased commercially or by other known methods.
Die Gemische werden am besten dadurch hergestellt, daß die vinylaromatischen Polymerisate und 0,1 bis 20 Gewichtsprozent des Blockmischpolymerisats und 0,1 bis 20 Gewichtsprozent des Blockmischpolymerisats in einem organischen Lösungsmittel, worin die vinylaromatischen Polymerisate löslich sind, gelöst oder verteilt werden. Geeignete Lösungsmittel sind hierfür Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie oben bereits erwähnt. Anschließend wird das Lösungsmittel entfernt unter Bildung der Gemische. Die Lösungsmittellösung oder Dispersion kann zum Gießen eines Filmes oder zur Herstellung von Formkörpern verwendet werden. Die Gemische können auch nach anderen bekannten Methoden hergestelltThe mixtures are best prepared in that the vinyl aromatic polymers and 0.1 to 20 percent by weight of the block copolymer and 0.1 to 20 percent by weight of the block copolymer in an organic solvent in which the vinyl aromatic polymers are soluble are to be resolved or distributed. Suitable solvents for this are hydrocarbon solvents, as mentioned above. The solvent is then removed to form the mixtures. The solvent solution or dispersion can be used for casting a film or for producing moldings be used. The mixtures can also be prepared by other known methods
ίο werden.ίο be.
Die erfindungsgemäßen Gemische sind zur Herstellung von überzügen und Formkörpern geeignet, die eine verbesserte Zähigkeit und Schlagfestigkeit aufweisen. Die erfindungsgemäßen Gemische können als solche verwendet oder sie können nach für vinylaromatische Polymerisate üblichen Verfahren gehärtet werden.The mixtures according to the invention are suitable for the production of coatings and moldings, which have improved toughness and impact resistance. The mixtures according to the invention can used as such or they can be cured by processes customary for vinylaromatic polymers will.
Die erfindungsgemäßen Gemische können noch weitere Zusätze und Füllstoffe, die üblicherweise für vinylaromatische Polymerisate Verwendung finden, enthalten Ferner können auch Polydimethylsiloxane zugemengt werden, um die Menge des Siloxananteils in dem Polymerisat zu erhöhen, da die Blockmischpolymerisate eine beträchtliche Menge an Diorganopolysiloxanen lösen können. Auf diese Weise ist es möglich, die üblicherweise beim Vermischen von mit unverträglichen Materialien auftretenden Schwierigkeiten zu meistern.The mixtures according to the invention can contain further additives and fillers which are customary for vinylaromatic polymers use, may also contain polydimethylsiloxanes are added to increase the amount of siloxane in the polymer, since the block copolymers can dissolve a considerable amount of diorganopolysiloxanes. To this Way it is possible, which usually occurs when mixing incompatible materials To overcome difficulties.
a) Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Blockmischpolymerisatea) Production of the block copolymers used according to the invention
Frisch destilliertes Styrol, das mit verdünntem Natriumhydroxid zur Entfernung von Inhibitoren gewaschen und vor dtr Destillation getrocknet worden war, wurde in Cyclohexan 15 Minuten unter Durchleiten eines schwachen gereinigten StickstoffstromsFreshly distilled styrene mixed with dilute sodium hydroxide to remove inhibitors washed and dried prior to distillation, was passed through in cyclohexane for 15 minutes a weak stream of purified nitrogen
unter Rückfluß erhitzt. Das Styrol wurde durch 30 Minuten Erhitzen der Lösung über Calciumhydrid unter Rückfluß weitergetrocknet. Die auf diese Weise getrocknete Styrollösung wurde dann in ein Reaktionsgefäß übertragen, das vorher mit reinem Stickstoff durchgespült worden war und unter leichtem Stickstoffdruck ohne Zutritt der Atmosphäre 'gehalten. Die Polymerisation des Styrols wurde durch Zugabe einer l,6molaren Lösung von Butyllithium in Hexan ausgelöst. Bei Beginn der Polymerisationheated to reflux. The styrene was obtained by heating the solution over calcium hydride for 30 minutes further dried under reflux. The styrene solution dried in this way was then turned into a Transfer the reaction vessel that had previously been purged with pure nitrogen and gently Nitrogen pressure is maintained without access to the atmosphere. The polymerization of the styrene was through Addition of a 1.6 molar solution of butyllithium in hexane triggered. At the beginning of the polymerization
So wurde das Reaktionsgefäß gekühlt Nach 3 bis 4 Stunden bei Raumtemperatur war die Polymerisation des Styrols beendet S o the reaction vessel was cooled After 3 to 4 hours at room temperature, the polymerization of the styrene was complete
Eine Lösung von Hexamethylcyclotrisiloxan in Cyclohexan wurde 15 Minuten unter einem leichten Stickstoffstrom unter Rückfluß erhitzt und dann 30 Minuten über Calchimhydrid unter Rückfluß erhitzt. Ein Teil dieser getrockneten Hexamethylcyclotrisiloxanlösung wurde dann in das Reaktionsgefäß, das das polymerisierte Styrol enthielt, ohne Zutritt der Atmosphäre eingetragen. Nach etwa einer Stunde kräftigen Rührens bei 50 bis 6O0C war die charakteristische, orangerote Färbung des endständige Lithiumatome aufweisenden Polystyrols vollkommen verschwunden. Dann wurde die restliche getrockneteA solution of hexamethylcyclotrisiloxane in cyclohexane was refluxed for 15 minutes under a gentle stream of nitrogen and then refluxed over calchimhydride for 30 minutes. A portion of this dried hexamethylcyclotrisiloxane solution was then introduced into the reaction vessel containing the polymerized styrene without admitting the atmosphere. After about an hour of vigorous stirring at 50 to 6O 0 C the characteristic orange-red coloration of the terminal lithium atoms having polystyrene was completely disappeared. Then the remaining was dried
Lösung von Hexamethylcyclotrisiloxan zugegeben und anschließend Tetrahydrofuran. Das so erhaltene Reaktionsgemisch wurde dann unter kräftiger Bewegung 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt, nach dieserSolution of hexamethylcyclotrisiloxane added and then tetrahydrofuran. The thus obtained The reaction mixture was then refluxed with vigorous agitation for 4 hours, after which time
7-.7Π7-.7Π
Zeit war die ursprünglich trübe Lösung klar geworden. Das erhaltene Produkt wurde dann mit 1,0 ml Dimethylvinylchlorsilan und anschließend mit 1,0 g Natriumbicarbonat neutralisiert unter Bildung eines endständige Dimethylvinylsiloxygruppen aufweisenden Blockmischpolymerisats oder mit 1,0 ml Essigsäure und anschließend 1,0 g Natriumbicarbonat unter Bildung eines endständige Silanolgruppen aufweisenden Blockmischpolymerisats. Die Lösungen des Produkts wurden mit Wasser gewaschen und mit Methanol ausgefällt. Die Niederschläge wurden mehrere Male mit Methanol gewaschen, dann wurde das restliche Lösungsmittel durch. 19 Stunden langes Erhitzen auf 5O0C und 0,1 mm Hg (abs.) entfernt. Das Produkt war ein Blockmischpolymerisat entsprechend der FormelTime the originally cloudy solution had become clear. The product obtained was then neutralized with 1.0 ml of dimethylvinylchlorosilane and then with 1.0 g of sodium bicarbonate to form a terminal block copolymer having dimethylvinylsiloxy groups or with 1.0 ml of acetic acid and then 1.0 g of sodium bicarbonate to form a block copolymer having terminal silanol groups. The solutions of the product were washed with water and precipitated with methanol. The precipitates were washed several times with methanol, then the remaining solvent was passed through. 19 hours heating at 5O 0 C and 0.1 mm Hg (abs.) Removed. The product was a block copolymer corresponding to the formula
CH3 CH3 C>ri3 CH3 CH 3 C> ri 3
CH3CH2CH2Ch2-(CH2CH)TCH2CH — Si— 0-(SiO)7- Si-CH=CH2 J\ J\ CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 2 CH 2 Ch 2 - (CH 2 CH) TCH 2 CH - Si- O- (SiO) 7 - Si-CH = CH 2 J \ J \ CH 3 CH 3 CH 3
im Fall des endständige Dimethylvmylsiloxyeinheiten aufweisenden Blockmischpolymerisats und der Formelin the case of the block copolymer having terminal dimethylvinylsiloxy units and of the formula
CH3 CH3CH2CH2CH2-(CH2CHk-CH2CH — SiO CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 - (CH 2 CHk-CH 2 CH - SiO CH 3 CH 3
-(SiO)7- SiOH- (SiO) 7 - SiOH
CH3 CH3 CH 3 CH 3
im Fall des endständige Silanolgruppen aufweisenden Blockmischpolymerisats. Die Werte von χ und y abhängig von den Molekulargewichten und den gewichtsprozentualen Anteilen jedes Blocks.in the case of the block copolymer having terminal silanol groups. The values of χ and y depend on the molecular weights and the weight percentages of each block.
Das Verfahren wurde in Ansatz Nr. 12 wie folgt variiert: Die Mischung wurde nach Zugabe des Dimethylsulfoxids 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt und dann 48 Stunden stehengelassen bevor sie mit 1,0 g Trockeneis neutralisiert wurde. Das Blockmischpolymerisat wurde durch Abdestillieren von 200 ml des Lösungsmittels und anschließender Methanolzugabe ausgefällt. Die Infrarotanalyse stimmte mit dieser Struktur überein, und das Blockmischpolymerisat bildete eine einzige Lösungsphase in Tetrachlorkohlenstoff während ein Gemisch aus Polystyrol und Polydimethylsiloxan ein Zweiphasensystem in Tetrachlorkohlenstoff bildete. Die bei diesem Verfahren eingesetzten Mengen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt:The procedure was varied in batch no. 12 as follows: The mixture was after addition of the dimethyl sulfoxide Heated under reflux for 1 hour and then left to stand for 48 hours before adding 1.0 g Dry ice has been neutralized. The block copolymer was made by distilling off 200 ml of the solvent and then adding methanol failed. The infrared analysis was consistent with this structure, and the block copolymer Formed a single solution phase in carbon tetrachloride while a mixture of polystyrene and polydimethylsiloxane formed a two phase system in carbon tetrachloride. The one with this Process amounts used and the results are summarized in the following Table I:
b) Erfindungsgemäße Verwendungb) Use according to the invention
Nach dem unter a) gemäß den Ansätzen 1 bis 11 beschriebenen Verfahren wurde ein Blockmischpolymerisat hergestellt, das aus 35 Gewichtsprozent Polystyrolblöcken und 65 Gewichtsprozent Polydimethylsiloxanblöcken aufgebaut war und ein Molekulargewicht von 142 000 hatte.A block copolymer was obtained by the process described under a) according to batches 1 to 11 made from 35 weight percent polystyrene blocks and 65 weight percent polydimethylsiloxane blocks was built up and had a molecular weight of 142,000.
Dann wurde eine 20gewichtsprozentige Lösung aus einem handelsüblichen Polystyrol in Toluol hergestellt und diese Lösung mit den in Tabelle II angegebenen Mengen des Blockmischpolymerisats versetzt. Die Lösungen wurde auf eine Quecksilberoberfläche in einer Kristallisierschale gegossen unter Bildung eines Films von 0,0127 mm.Then a 20 weight percent solution of a commercially available polystyrene in toluene prepared and this solution with the amounts of the block copolymer indicated in Table II offset. The solutions were poured underneath on a mercury surface in a crystallizing dish Formation of a film of 0.0127 mm.
Vor Entfernen des Films von der Quecksilberoberfläche wurde das Toluol 48 Stunden zum Verdampfen stehengelassen. Anschließend wurden dieBefore removing the film from the mercury surface, the toluene was allowed to evaporate for 48 hours ditched. Then the
4040
45 Filme 24 Stunden bei Raumtemperatur in einen Vakuumofen bei 0,2 mm Hg gehalten. Dann wurde innerhalb von 24 Stunden die Ofentemperatur langsam auf 70° C erhöht. Die Filme wurden 48 Stunden und 0,2 mm Hg gehalten bevor die Zugfestigkeit beim Bruch und die Bruchdehnung bestimmt wurden. Die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung wurden mit einem Zug von 0,0254 cm/Min, bei Raumtemperatur ermittelt 45 films held in a vacuum oven at 0.2 mm Hg for 24 hours at room temperature. The oven temperature was then slowly increased to 70 ° C. over the course of 24 hours. The films were held for 48 hours and 0.2 mm Hg before tensile strength at break and elongation at break were determined. The tensile strength and the elongation at break were determined with a tension of 0.0254 cm / min at room temperature
Die Zähigkeit der Gemische wird in Tabelle II als »Zähigkeits-Index« angegeben, das ist ein Zahlenwert, der der relativen Zähigkeit des Materials entspricht. Die Berechnung erfolgt nach folgender Gleichung: The toughness of the blends is reported in Table II as the "Toughness Index," which is a numerical value that corresponds to the relative toughness of the material. The calculation is based on the following equation:
Zähigkeitsindex = (Zug bei der Streckgrenze
+ Zug beim Bruch) · (Dehnung in %): 2.Toughness index = (tension at the yield point
+ Tensile at break) · (elongation in%): 2.
Weitere Einzelheiten über den Zähigkeitsindex sind dem Buch »Testing of Polymers« von John V.Further details on the toughness index can be found in the book "Testing of Polymers" by John V.
Schmitz, Interscience Publishers, New York. 1965, Bd. 1, zu entnehmen.Schmitz, Interscience Publishers, New York. 1965, vol. 1, can be found.
In den Fällen, die bei Zug oder Dehnung keine Streckgrenze zeigen, sind Streckgrenze und Bruchpunkt
dieselben.
55 In those cases that show no yield point under tension or elongation, the yield point and breaking point are the same.
55
Filme wurden nach dem im Beispiel 2 beschriebenei Verfahren gegossen mit der Ausnahme, daß das nacl Beispiel 1 hergestellte Polystyrol - Polydimethylsil oxan - Blockmischpolymerisat ein Molekulargewich von 142 000 hatte und aus 40,8 Gewichtsprozen Polystyrolblöcken und 59,2 Gewichtsprozent Poly dimethylsiloxanblöcken, die mit Dimethylvinylsiloxy gruppen endblockiert waren, aufgebaut war. In Ta belle III ist die verbesserte Zähigkeit von Polystyro durch Zugabe geringer Mengen des Polystyrol-Poly dimethylsiloxan-Blockmischpolymerisats gezeigtFilms were cast according to the procedure described in Example 2 with the exception that the nacl Example 1 produced polystyrene - polydimethylsiloxane - block copolymer one molecular weight of 142,000 and of 40.8 weight percent polystyrene blocks and 59.2 weight percent poly dimethylsiloxane blocks end-blocked with dimethylvinylsiloxy groups was built up. In Ta belle III is the improved toughness of polystyrene by adding small amounts of the polystyrene-poly dimethylsiloxane block copolymer shown
Λ*V't/ '. Λ * V't / '.
1313th
B e i s ρ i el 3B e i s ρ i el 3
Wurden aus folgenden Gemischen, die in Tabelle IV zusammengestellt sind, Filme gemäß dem im Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellt, hatten diese einen höheren Zähigkeitsindex als Filme aus deft entsprechenden Homopolymerisate!! allein.The following mixtures, which are compiled in Table IV, were used to produce films according to that in the example 2, these had a higher toughness index than films made from deft corresponding homopolymers !! alone.
f*/Ali i % *^*^^Ί ml cyclohexane
f * / Ali i% * ^ * ^^ Ί
ml Cyclohexanml of cyclohexane
lösung, I. Zug.solution, 1st train.
(Fortsetzung)(Continuation)
Ansatzapproach
Ausbeute des Mischpolymerisats in %Yield of Mixed polymer in%
96.0 84.0 84.0 78.0 80,0 94,0 91,0 91.0 8Z8 80.0 84,096.0 84.0 84.0 78.0 80.0 94.0 91.0 91.0 8Z8 80.0 84.0
81,0 90,0 82,081.0 90.0 82.0
Durchüchni I tliches Molekulargewicht (Zahienmillel) des Block nnschpolymensats**·)Arguably Molecular weight (counts) of the block nnschpolymensat ** ·)
7060 30 600 48 800 47 600 41,400 65 400 80000 80000 72 600 170000 129 0007060 30 600 48 800 47 600 41.400 65 400 80000 80000 72 600 170000 129 000
44 200 140 227 169 30044 200 140 227 169 300
derthe
*) An Stelle von Cyclohexan wurde Benzol verwendet.*) Benzene was used instead of cyclohexane.
*·} An Stelle von Tetrahydrofuran wurde Bis-(2-methoxyäthyi)-äther verwendet. ***) Durch Membranosmometrie bestimmt.* ·} Instead of tetrahydrofuran, bis (2-methoxyethyi) ether was used. ***) Determined by membrane osmometry.
***♦) An Stelle von Tetrahydrofuran wurde Dimethylsulfoxid verwendet. ·*♦·♦) Nachdem 85% [(CHj)2SiO]3 verbraucht waren, wurden 5 g*** ♦) Instead of tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide was used. · * ♦ · ♦) After 85% [(CHj) 2 SiO] 3 had been consumed, 5 g
CH=CH2 (CH3SiO)3 CH = CH 2 (CH 3 SiO) 3
zugegeben.admitted.
SS ^9SS ^ 9
in %aiock copolymer
in %
grenze ir. kg/cnrTo, .- at the stretch
limit ir. kg / cnr
Streckgrenze in %Elongation at the
Yield strength in%
in kg/cnj2 Train at break
in kg / cnj 2
in %Block copolymer
in %
grenze in kg/cm2 Train at the track
limit in kg / cm 2
Streckgrenze in %Elongation at the
Yield strength in%
in kg cm*Train at break
in kg cm *
in %Elongation at break
in %
*) An Stem des Blockmischpolymerisats wurde ein Polydimethylsiloxan-Homopolymerisat mit dem Polystyrol vermischt. ·*) An Stelle des Blockmischpolymerisats wurde ein Styrof-Butadien-Elastomer mit dem Polystyrol vermischt.*) A polydimethylsiloxane homopolymer was mixed with the polystyrene on the stem of the block copolymer. · *) Instead of the block copolymer, a styrene-butadiene elastomer was mixed with the polystyrene.
prozent
Blockmisch
polymerisatWeight
percent
Block mix
polymer
HomopolymerisatsFormula unit des
Homopolymer
Fortsetzungcontinuation
1818th
CH3 CH3 CH3 CH3(CH2te-f CH2-CHfe- CH2— CH — SiO -(SiO)7- Si(C6H5)2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 (CH 2 te-f CH 2 -CHfe- CH 2 - CH - SiO - (SiO) 7 - Si (C 6 H 5 ) 2
CH3 CH3 CH 3 CH 3
(CH2J2CH3 (CH2J2CH3 (CH 2 J 2 CH 3 (CH 2 J 2 CH 3
χ = 300, y = 146 χ = 300, y = 146
CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3
I I II I I
CH3 CH3 C6H5 CH 3 CH 3 C 6 H 5
'L-CCH3 L J)-OCH3 'L-CCH 3 LJ) -OCH 3
χ = 4000, y = 2132 χ = 4000, y = 2132
Gewichtsprozent Blockmischpolymerisal Weight percent block copolymer isal
CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3
^CH2-CHfe- CH2-CH — SiO -fSiOJjr SiQ8H37 ' ' CH3 CH3 CH3 ^ CH 2 -CHfe- CH 2 -CH - SiO -fSiOJjr SiQ 8 H 37 "CH 3 CH 3 CH 3
JC = 365, y = 2000JC = 365, y = 2000
CH3 CH3 CH3 <\~\-CH2-(CH2-CHb CH2 CH — SiO-\SiOJj-Si ~^~~^CH 3 CH 3 CH 3 <\ ~ \ - CH 2 - (CH 2 -CHb CH 2 CH - SiO - \ SiOJj-Si ~ ^ ~~ ^
CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3
CH3 (CH2J5CH3 CH3 (CH2J5CH3 χ = 2500, y = 1500 CH 3 (CH 2 J 5 CH 3 CH 3 (CH 2 J 5 CH 3 χ = 2500, y = 1500
CH2-CH2 CH3 VS CH3-A CH3 CH3 CH3 CH 2 -CH 2 CH 3 VS CH 3 -A CH 3 CH 3 CH 3
χ = 20, y = 53 χ = 20, y = 53
-CH3 -CH 3
CH3 CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3
CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3
CH2-CHJ7- CH2—CH SiO -(SiOJ5T Si-CH2CH2-CH 2 -CHJ 7 - CH 2 —CH SiO - (SiOJ 5 T Si-CH 2 CH 2 -
CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3
χ = 25, y = 20χ = 25, y = 20
CH3 CH3 CH3 CH3(CH2J3(CH2-CHJj CH2 CH -SiO-(SiO^ SiCH=CH2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 (CH 2 J 3 (CH 2 -CHJj CH 2 CH -SiO- (SiO ^ SiCH = CH 2
ILIL
I I ' II I 'I
CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3
CH3^(CH2J5CH3 CH3^(CH2J5CH3 x = 4000, y = 3130CH 3 ^ (CH 2 J 5 CH 3 CH 3 ^ (CH 2 J 5 CH 3 x = 4000, y = 3130
1,51.5
1,91.9
2,02.0
1,71.7
0,70.7
1,21.2
1,11.1
Foimekinheil des Homopolymerisat Foimekinheil of the homopolymer
-(CH2-CHJ-- (CH 2 -CHJ-
(CH2J2CH3 (CH 2 J 2 CH 3
-(CH2-CHJ-- (CH 2 -CHJ-
-OCH,-OH,
-(CH2-CHJ-- (CH 2 -CHJ-
-(CH2- CHJ-- (CH 2 - CHJ-
CH3 (CH2J5CH3 CH 3 (CH 2 J 5 CH 3
-(CH2-CHJ-- (CH 2 -CHJ-
CH3 CH3 CH 3 CH 3
-(CH2-CHJ-- (CH 2 -CHJ-
-(CH2-CHJ-- (CH 2 -CHJ-
CH3C j (CH2J5CH3 CH 3 C j (CH 2 J 5 CH 3
1919th
Fortsetzung 20 Continued 20
Gewichtsprozent BlockmischpolymerisateWeight percent Block copolymers
Formeleinheit des HomopolymerisatsFormula unit of the homopolymer
CH3 CH3 CH3 2- CH — SiO -(SiO)J- SiC6H13 CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3 2 - CH - SiO - (SiO) J - SiC 6 H 13 CH 3 CH 3 CH 3
CH2-CH2 /\ CH 2 -CH 2 / \ /\ CH3 CH3 CH3 / \ CH 3 CH 3 CH 3
-CH2 -CH 2
CH2 CH 2
-CH2 -CH 2
CH2 CH 2
CH2-CH2 CH2-CH2 CH 2 -CH 2 CH 2 -CH 2
x = 430, y = 1000 x = 430, y = 1000
CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3
I I iI I i
CH3 CH3 CH3 CH 3 CH 3 CH 3
χ = 5000, Ji = SOOOχ = 5000, Ji = SOOO
1,51.5
0,90.9
1,01.0
-(CH2-CH)-- (CH 2 -CH) -
-(CH2-CH*-- (CH 2 -CH * -
CH2 CH 2
/ CH2-CH2 / CH 2 -CH 2
-(CH2-CHI-- (CH 2 -CHI-
L IlL Il
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