DE2033193C3

DE2033193C3 - Polyamide für StoBdämpferkolben

Info

Publication number: DE2033193C3
Application number: DE19702033193
Authority: DE
Inventors: Johannes DipL-Chem. Dr.; Pungs Wolfgang DipL-Chem. Dr.; 5210 Troisdorf Schneider
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Filing date: 1970-07-04
Publication date: 1976-05-06

Description

2 4,4-Trimethylhexamethylendiamingemischen herleiten' Gegebenenfalls können bis zu 30% des Diamingemisches durch Hexamethylendiamin ersetzt sein.

Die Messung der Viskositätszahl erfolgt gemäß DIN 53 727 in einer 0,5gewichtsprozentigen Lösung inm-Kresolbei25°C.

Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Polyamide ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Grundsätzlich kann die Herstellung nach allen Verfahren erfolgen, die für die Herstellung be- ίο kannter Dicarbonsäure- und Diaminreste enthaltender Polyamide gebräuchlich sind. So kann man beispielsweise die wäßrige, konzentrierte Lösung des Salzes der Terephthalsäure und einem Diamin zunächst unter Druck und dann unter Entspannung unter Temperatur in der Schmelze polykondensieren. Man kann dabei auch die Druckstufe durch Vorkondensation des Salzes in hochsiedenden Lösungsmitteln umgehen und im letzten Stadium der Polykondensation Vakuum anlegen.

Man kann auch den Dimethylester der Terephthalsäure mit praktisch äquimolaren Mengen Diamin in Gegenwart von Wasser umsetzen und das Produkt wie eine wäßrige Salzlösung polykondensieren. Bezüglich der erwähnten Polyamide bzw. deren Herstellung sei z. B. auf die US-PS 31 50 117, die GB-PS 10 49 987 und die BE-PS 7 23 154 verwiesen.

überraschenderweise werden unerwünschte Effekte bei der Verarbeitung, wie z. B. Schlierenbildung im bzw. auf dem Stoßdämpferkolben, vermieden, wenn man die erfindungsgemäß verwendete Polyamide in Form von Schnitzeln oder Granulat 6 bis 16 Stunden im Bereich von 110 bis 150⁰C, vorzugsweise 135 bis 140° C, in einer inerten Gasatmosphäre, z. B. Stickstoff, unter Vakuum konditioniert.

Stoßdämpferkolben lassen sich aus den erfindungsgemäß verwendeten amorphen Polyamiden nach

erfolgter Konditionierung im Spritzgußverfahren ohne weiteres herstellen. Sie zeichnen sich durch gute Beständigkeit gegen aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, gegen mineralische öle sowie gegen Säulen und Alkalien aus. Die mechanische Festigkeit und die Wärmeformbeständigkeit nach Martens ist sehr gut Der thermische Ausdehnungskoeffizient ist gering, und die Abriebfestigkeit und die Druckfestigkeit entsprechen den praktischen Anforderungen. Die Stoßdämpferkolben zeigen bei der Lagerung über einen längeren Zeitraum praktisch keine Dimensionsänderungen. Eine Deformation bzw. Zerstörung unter praktischen Bedingungen wurde nicht beobachtet. Ebenso günstig ist die geringe und konstante Verarbeitungsschwindung, zo daß die Fertigung komplizierter und feinstrukturierter Stoßdämpferkolben sehr leicht möglich ist.

Die erfindungsgemäß hergestellten transparenten Stoßdämpferkolben haben eine glatte und geschlossene Oberfläche und können auf handelsüblichen Spritzgußmaschinen hergestellt werden. Selbstverständlich können die zur Herstellung verwendeten transparenten Polyamide mit Farbstoffen versetzt sein, so daß eine gedeckte bzw. eine transparente Farbgebung der Stoßdämpferkolhen ermöglicht wird.

In der nachstehenden Tabelle sind einige nach DIN-Normen gemessene Eigenschaften einiger erfindungsgemäß für die Herstellung von Stoßdämpferkolben verwendeter Polyamide auf der Basis von Terephthalsäure bzw. deren Dimethylester nach Konditionierung aufgezeigt.

Die nachstehenden Beispiele beziehen sich auf die Herstellung von Stoßdämpferkolben, wobei erfindungsgemäß verwendete Polyamide verarbeitet werden, die im Beispiel 1 in Form von Granulat 16 Stunden hei 120⁰C und im Beispiel 2 6 Stunden bei 135°C unter Stickstoff im Vakuum konditioniert wurden.

	Nach DIN	Polyamide aus	Terephthalsäuredimethyl-	Terephthalsäur«·-
		Terephthalsäure	ester + 2,2,4-2,4,4-Tri-	dimethylester + 70%
		+ 1,7-Diamino-	methylhexamethylendiamin	2,2,4-2,4-4-Trimethylhexa-
		4,4-dimethyloctan		methylendiamin + 30%
				Hexamethylendiamin
			140	150
Viskosität	53 727	124	1,12	1,14
Dichte, g/cm³	53 479	1,09	1250	1140
Grenzbiegespannung, kp/cm'	53 452	1090	850	815
Zugfestigkeit, kp/cm¹	53 455	830	n. g.	n. g.
Schlagzähigkeit, kp · cm/cm*	53 453	n. g.	1400	1400
Kugeleindruckhärte, kp/cm⁸	53 456	1400	60 · 10-»	60 · 10-·
Lineare Wärmedehnzahl,		61 · 10-·	100	101
1/grd Wärmeformbeständigkeit	53 458	108
nach M a r tens, ⁰C			0,5	0,5
Verarbeitungsschwindung, %		0,6

Beispiel 1

Auf einer handelsüblichen Schneckenspritzgußmaschine, bestehend aus Spritzaggregat, Düse und Werkzeug, wurde amorphes Polyamid aus dem Dimethylester der Terephthalsäure und einem Gemisch aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin nach erfolgter Konditionierung verarbeitet. Das Polyamid hatte eine Viskositätszahl von 140 und wurde bei Temperaturen im Schneckenzylinder von 240 bis 320⁰C, vorzugsweise 260 bis 305° C, zu transparenten Stoßdämpferkolben verarbeitet. Der Spritzdruck betrug etwa 200 kp/cm², die Formtemperatur lag bei 90° C. Der Gesaratzyklus der Verarbeitung lag bei

4ϋ Sekunden. Da die Stoßdämpferkolben gleich nach der Entformung eine hohe Festigkeit aufweisen, sind sie direkt für die nachfolgende Montage geeignet.

Beispiel 2

Granulate eines amorphen Polyamides aus Terephthalsäure und l,7-Diamino-4,4-dimethyloctan mit

Y.

einer Viskositätszahl von 100 wurden auf dem in Beispiel 1 aufgeführten Spritzgußaggregat zu transparenten. Stoßdämpferkolben verarbeitet. Die Verarbeitungstemperaturen im Schneckenzylinder betrugen 250 bis 310⁰C, vorzugsweise 270 bis 295⁰C. Die Einspritzung erfolgte schnell bei einem Spritzdruck von 230 kp/cm². Die Entformung wurde bei etwa 85⁰C vorgenommen.

Claims

dingungen der betrieblichen Praxis. Polyolefine, wie Patentansorüche- Polyäthylene bzw. vernetzte Polyäthylene, Polypro- ratentanspracne. ^^ ^ poly^.methyipenten, kommen einer Reihe

1. Verwendung von amorphen Polyamiden des von Forderungen nahe, nachteilig ist jedoch die aus-Viskositätszahlentoeiches von 100 bis 200, vor- 5 geprägte Fheßne.gung _^b/'_n^- und T_emp zugsweise 124 bis 150, die sich bezüglich der Säure- beanspruchung. Be. größerer,Dimensionierungen ist bei resTe von der Terephthalsäure oder deren Dirne- Polyolefinen wegen des medr.geren Ε-Moduls auch die thylester und bezüglich der Diaminreste von erfordere Formsteifheit nicht gegeben. Außerdem 2,2,4- und/oder 2_>4,4-Trimethylhexamethylendi- neigen Gebilde aus Polyolefinen bei Temperaturbeanamin oder von 1 j-Diaminoi^Dimethyloctan *° spruchung auf Grund ihrer hohen Warmeausdehnungsherleiten und vor ihrer Verarbeitung auf Spritz- koeffizienten zu Verwerfungen^ Bei aer Verwendung gußaggregaten im Bereich von HO bis 150° C, vor- von partiell kristallisierenden Polyamiden werden bei zugsweise 135 bis 140°C. in einer inerten Gas- den in der Praxis austretenden Temperaturen oberhalb atmosphäre unter Vakuum 6 bis 16 Stunden, vor- 100⁰C Versprödungen beobachtet. Ebenso wird die zugsweise 10 b^:s 14 Stunden, konditioniert wurden, 15 geringe Dimensionsstabilitat bei Temperaturbeanzur Herstellung von Stoßdämpferkolben. spruchung als Nachteil empfunden Polyvinylchlorid

2. Verwendung von amorphen Polyamiden nach zeigt eine gute chemische Beständigkeit, kann jedoch Anspruch 1 die sich bezüglich der Säurereste von auf Grund se/ner geringen Warmeformbeständigkeit dem Dimethylester der Terephthalsäure und be- bei Temperaturen über 80 C nicht eingesetzt werden, züglich der Diaminreste von 2,2,4-2,4,4-Trimethyl- 20 Polyacetale zeigen eine hohe Druckfestigkeit und eine hexamethylendiamingemischen herleiten, wobei ge- gute Abriebfestigkeit, sie neigen jedoch zu unerwünschgebenenfalls bis zu 30% des Diamingemisches durch ten Verzugserscheinungen auf Grund von Nach-Hexamethylendiamin ersetzt sind. schwingungen. Polymere, wie z. B. Polycarbonate,

Polyphenylenoxid und Polysulfon, genügen den An-25 forderungen hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit und der Druckfestigkeit: Hinsichtlich der Abrieb-

festigkeit und der chemischen Resistenz zeigen diese

Werkstoffe jedoch Nachteile, so daß sie den Anforderungen der betrieblichen Praxis nicht gerecht werden. 30 Amorphe Polyamide, die Reste der Terephthalsäure

Stoßdämpferkolben, die in einem Zylinder verschieb- und Reste von C-alkylsubstituierten Diaminen entbar an einer Kolbenstange befestigt in einem Dämp- halten, sind in manchen Eigenschaften kristallinen fungsmedium geführt werden, so daß der Zylinder in oder teilkristallinen Polyamiden überlegen. So lassen zwei Arbeitskammern wechselnden Rauminhaltes sich die amorphen Polyamide auf der Basis von Diunterteilt wird, sind bekannt. Sie finden als Dämpfungs- 35 methylterephthalat und 2,2,4- und/oder 2,4,4-Trielement in der Industrie, vorwiegend in der Auto- methylhexamethylendiamin eines Viskositätszahlenmobilindustrie, Verwendung. Sie werden bisher haupt- bereiches von 120 bis 180 auf Spritz- und Strangpreßtächlich aus Metallen hergestelIt. Dieser konventionelle aggregaten zu transparenten schlagzähen Formkörpern Werkstoff ist jedoch den heterogenen Anforderungen mit hoher Wärmebeständigkeit und einer für PoIyder Praxis meist nur unbefriedigend gewachsen. 40 amide bisher nicht bekannten hohen Dimensions-

Neben der chemischen Beständigkeit und Indifferenz Stabilität verarbeiten (vgl. FR-PS 15 91156). des Stoßdämpfermaterials gegenüber der Dämpfungs- Aus derartigen Polyamiden hergestellte Stoßdämpferflüssigkeit sind folgende Eigenschaften erwünscht: kolben weisen jedoch bei praxisnaher Beanspruchung Leichte Handhabung durch niederes spezifisches Ge- Nachteile auf. Insbesondere die Bruchfestigkeit und wicht des Materials, rationelle: Fertigung, Korrosions- 45 die Gleitreibungseigenschaften befriedigen nicht, beständigkeit, eine dichte gktte Oberfläche des Ma- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

terials, günstige Gleiteigenschaften, hohe Druckfestig- gründe, einen für Stoßdämpferkolben besonders gekeit und Steifigkeit sowie eine gute Dimensionsstabili- eigneten Kunststoff zu finden, durch dessen Verwentät bei wechselnden Temperaturen. dung alle in der Praxis gestellten Forderungen erfüllt

Viele dieser Eigenschaften werden durch Kunststoffe 50 werden.

erfüllt. Es hat daher an Versuchen nicht gefehlt, Stoß- Durch die vorliegende Erfindung wird die Aufgabe

dämpferkolben aus verschiedenen Polymeren in die dadurch gelöst, daß man zur Herstellung von Stoß-Technik einzuführen. Eine befriedigende Lösung war dämpferkolben amorphe Polyamide des Viskositätsbisher aber deshalb nicht möglich, weil kein Kunst- Zahlenbereiches von 100 bis 200, vorzugsweise 124 bis stoff gefunden wurde, der alle genannten Forderungen 55 150, verwendet, die sich bezüglich der Säurereste von in ihrer Gesamtheit erfüllt und bei seiner Verarbeitung der Terephthalsäure oder deren Dimethylester und so leicht gehandhabt werden kann, daß auch kompli- bezüglich der Diaminreste von 2,2,4- und/oder zierte Stoßdämpferkolben mit Rippen und Durch- 2,4,4-Trimethylhexamethylendiaminoderl,7-Diaminobrüchen leicht hergestellt werden können und keiner 4,4-Dimethyloctan herleiten und vor ihrer Verarbei-Nacharbeitung bedürfen. 60 tung im Bereich von 110 bis 150⁰C, vorzugsweise

Fluorierte oder fluorchSorierte hochmolekulare Koh- bis 140⁰C, in einer inerten Gasatmosphäre unter lenwasserstoffe und chlorsulf oniertes Polyäthylen zei- Vakuum 6 bis 16 Stunden, vorzugsweise 10 bis 14 Stungen zwar eine gute chemische Resistenz, sie sind jedoch den, konditioniert wurden.

zu weich und eignen sich nicht für derartige Anwen- In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden

düngen. Stoßdämpferkolben aus Duroplasten erfüllen 65 amorphe Polyamide des obengenannten Viskositätszwar die Anforderungen der Wärmeforrabeständigkeit Zahlenbereiches verwendet, die sich bezüglich der nach M a r te η s, sie sind jedoch äußerst bruch-und Säurereste von dem Dimethylester der Terephthalstoßempfindlich und entsprechen somit nicht den Be- säure und bezüglich der Diaminreste von 2,2,4-