DE2039093B2 - Process for converting the unstable tetragonal crystal modification II into the stable hexagonal crystal modification in molded bodies made of isotactic polybutene- (l) - Google Patents
Process for converting the unstable tetragonal crystal modification II into the stable hexagonal crystal modification in molded bodies made of isotactic polybutene- (l)Info
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Description
weiterer äußerer Druck- und Zugspannungen etwa 50 Stunden beträgt, beträgt sie unter den erfindungsgemäßen Bedingungen je nach Temperatur und Dehnung nur wenige Sekunden bis Minuter. Daher läßt sich durch einen der Verarbeitung nachgeschalteten Verstreckungsprozeß, z.B. bei der Herstellung von Rohren, unmittelbar aus der !Modifikation II die Modifikation I herstellen, die dann sofort die gewünschten optimalen physikalischen und technischen Werte wie Modul, Festigkeit und Formbeständigkeit besitzt.further external compressive and tensile stresses is about 50 hours, it is below that according to the invention Conditions depending on temperature and stretching only a few seconds to minutes. Hence lets through a post-processing stretching process, e.g. in the production of Pipes, make modification I directly from modification II, which then immediately produces the desired has optimal physical and technical values such as module, strength and dimensional stability.
Darüber hinaus gibt die vorliegende Erfindung
eine wertvolle Lehre zum technischen Handeln, da
sie es erlaubt, je nach Art des Formkörpers, seiner
Verstreckbarkeit, der bis zum Aufwickeln verfügbaren Zeit und der möglichen Kühlung vcr dem Ver- 15 nuten nach Einwirkung der mechanischen Spannung
strecken die technisch optimalen Verfahrenspara- bzw. Dehnung eingestellt hat, läßt sich differentialmeter
weitgehend frei zu kombinieren.In addition, the present invention provides
a valuable lesson for technical action, there
it allows it, depending on the type of molded body, its
Stretchability, the time available up to winding and the possible cooling before grooving after the action of the mechanical tension has set the technically optimal process parameters or stretching, can be largely freely combined with differential meters.
Überraschend hat sich gezeigt, daß man — verglichen mit dem Stand der Technik — keineswegs hohe Dehnungen benötigt, um in kürzester Zeit einen hohen Umwandlungsgrad II nach I zu erhalten bzw. eine große Umwandlungsgeschwindigkeit zu erreichen. Surprisingly, it has been shown that - compared with the prior art - by no means high elongations are required in order to achieve a high degree of conversion II to I in a very short time or to achieve a high conversion speed.
Vielmehr kann man bereits mit kleinen Dehnungen von bis zu 50%, bevorzugt von 5 bis 3O°/o, eine 25 nischen Belastung 50%> der Modifikation II in die mehr als 50prozentige Umwandlung innerhalb von Modifikation I umgewandelt haben. In der Tabelle 1 5 Minuten erreichen. Voraussetzung hierfür ist ledig-Rather, even with small elongations of up to 50%, preferably from 5 to 30%, a niche load of 50%> of modification II have converted into the more than 50 percent conversion within modification I. In table 1 Reach 5 minutes. The prerequisite for this is only
sion in einem gesonderten Arbeitsgang verstrecken, indem man die Rohre z. B. einseitig einspannt und mit einer Zugvorrichtung dehnt. Ferner ist es möglich, die Rohre biaxial aufzublasen.Stretch sion in a separate operation by z. B. clamped on one side and stretches with a pulling device. It is also possible to inflate the tubes biaxially.
Bei der Herstellung von Platten läßt man beispielsweise den aus dem Extruder austretenden Dickfilm der Modifikation II zum weiteren Verstrecken über verschieden schnell laufende definiert temperierte Walzen laufen.In the manufacture of plates, for example, the thick film emerging from the extruder is left behind of modification II for further stretching over different fast running defined tempered Rollers run.
Zur Erläuterung dieser Verhältnisse ist es sinnvoll, eine charakteristische Dehnung einzuführen, bei der ein bestimmter Anteil der Modifikation II innerhalb 5 Minuten in die Modifikation I übergegangen ist. Der Umwandlungsgrad von II nach I, der sich 5 Mi-To explain these relationships, it makes sense to introduce a characteristic elongation in which a certain proportion of modification II has passed into modification I within 5 minutes. The degree of conversion from II to I, which is 5
thermoanalytisch, röntgenographisch oder auch mittels einer Dichtebestimmung ermitteln.thermoanalytically, radiographically or by means of determine a density determination.
Beispiel 1 Die 50 %-WertsdehnungExample 1 The 50% value elongation
Als 50 °/o-Wertsdehnung ε05 sei die Dehnung in % definiert, bei der sich 5 Minuten nach der mecha-The 50 % elongation ε 05 is defined as the elongation in% at which 5 minutes after the mechanical
lich, daß der Dehnungsprozeß bei Temperaturen unterhalb 50c C, z.B. zwischen +30 und -300C, vorzugsweise zwischen +30 und 0°C, durchgeführt wird.Lich that the stretching process at temperatures below 50 c C, for example between +30 and -30 0 C, preferably between +30 and 0 ° C, is carried out.
Unter Polybuten-(l) wird ein solches verstanden, das mit Katalysatoren vom Ziegler-Natta-Typ polymerisiert ist und dessen Taktizität so hoch ist, daß es kristallisieren kann. Geeignet ist beispielsweise ein Polybuten-(l) einer Taktizität, mit der man Kristallisationsgrade > lO°/o erreichen kann. Das PoIybuten-(l) kann niedermolekulare Stoffe wie übliche Weichmacher (z. B. Butylstearat) oder niedermolekulare Polyolefine (Polyäthylen, Polypropylen) mit Molgewichten von etwa 300 bis 3000 enthalten, ferner Pigmente oder Farbstoffe und ähnliche Zusätze, die bei Thermoplasten üblich sind. Es kann auch (bis zu 50 Gewichtsprozent) andere hochmolekulare Stoffe, z. B. Polypropylen mit Molgewichten oberhalb 10 000 enthalten, ohne daß die erfindungsgemäße Umwandlung gestört wird.Polybutene- (I) is understood to be one which polymerizes with catalysts of the Ziegler-Natta type and its tacticity is so high that it can crystallize. For example, a is suitable Polybutene- (l) a tacticity with which one can obtain degrees of crystallization > 10% can reach. The polybutene (l) can contain low-molecular substances such as conventional plasticizers (e.g. butyl stearate) or low-molecular substances Polyolefins (polyethylene, polypropylene) with molecular weights of about 300 to 3000 also contain Pigments or dyes and similar additives that are common with thermoplastics. It can also (up to 50 percent by weight) other high molecular weight substances, e.g. B. polypropylene with molecular weights above 10,000 contain without the conversion according to the invention is disturbed.
Unter Formkörpern werden solche End- oder Zwischenprodukte verstanden, die sich ohne erhebliche Beeinträchtigung ihrer Verwendbarkeit dehnen lassen, beispielsweise Profile aller Art, Schläuche, Rohre, Platten und Filme.Shaped bodies are understood as meaning those end or intermediate products that can be obtained without significant Allow to stretch impairment of their usability, for example profiles of all kinds, hoses, Tubes, plates and films.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.The invention is explained in more detail in the following description.
sind die Werte für ε0 5 für sieben verschiedene Temperaturen zwischen —30 und +5O0C wiedergegeben. the values for ε 0 5 for seven different temperatures between -30 and + 50 0 C are shown.
Verwendetes Polybuten-(l): Reduzierte spezifische Viskosität 3,82 Deziliter/Gramm, c = 0,1 Gramm/ Deziliter Decahydronaphthalin, 135° C: Ätherextrakt = 0,67%; Kristallisationsgrad der Modifikation I: 0,35.Polybutene- (l) used: Reduced specific viscosity 3.82 deciliter / gram, c = 0.1 gram / Deciliter decahydronaphthalene, 135 ° C: ether extract = 0.67%; Degree of crystallization of modification I: 0.35.
Wie man sieht, muß man bei 5O0C das PoIybuten-(l) noch um 50%> dehnen, um innerhalb von 5 Minuten eine 50prozentige Umwandlung von IIAs you can see, one must at 5O 0 C stretch even by 50%> the PoIybuten- (l) to within 5 minutes of a 50 percent conversion of II
Das Dehnen der Modifikation II des Polybuten-(l) 55 nach I zu erhalten. Demgegenüber benötigt man bei kann auf verschiedene Weise geschehen und hängt niedrigeren Temperaturen, insbesondere unterhalbThe stretching of modification II of polybutene- (l) 55 according to I. On the other hand, you need can be done in several ways and depends on lower temperatures, especially below
von etwa 30° C, nur noch Dehnungen unter 15%, bei 00C sogar nur noch 5°/o (Minimum), um 50% der Modifikation II umzuwandeln. Diese Dehnungen sind so gering, daß sie technisch leicht realisiert werden können und insbesondere keine störenden Anisotropie-Effekte im Material erzeugen. Ferner muß erwähnt werden, daß bei Temperaturen oberhalb von 50° C neben den hohen erforderlichen Dehnungeneven only 5 ° / o (minimum) to 50% of the modification to convert from about 30 ° C, only elongations under 15%, at 0 0 C II. These expansions are so small that they can be easily implemented technically and, in particular, do not produce any disruptive anisotropy effects in the material. It must also be mentioned that at temperatures above 50 ° C., in addition to the high elongations required
auch verschieden schnell laufende Walzen sein, über 65 zur Il-nach-I-Umwandlung keine gleichmäßige Verdie das Kunststoffteil gezogen wird. Streckung mehr erreicht werden kann, da sich dasalso be rollers running at different speeds, over 65 for II-to-I conversion no uniform result the plastic part is pulled. Stretching can be achieved, since the
Auch kann man — insbesondere bei größer di- Material örtlich einschnürt (sogenannte Kaltverstrekmensionierten Rohren — die Rohre nach der Extru- kung).One can also - especially with larger di- material constricting locally (so-called cold-stretched dimensions Pipes - the pipes after extrusion).
davon ab, welche Gegenstände hergestellt werden sollen. Beispielsweise kann man beim Herstellen von Profilen, Schläuchen oder Rohren die entsprechenden Extrudate unmittelbar nach der Extrusion durch Abzugsvorrichtungen verstrecken, bis die gewünschten Dehnungen und die damit verknüpfte Modifikationsumwandlung erreicht ist. Die Abzugsvorrichtungen können handelsübliche Abzieher oderdepends on which items are to be crafted. For example, when making Profiles, hoses or pipes through the corresponding extrudates immediately after the extrusion Stretch the pull-off devices until the desired elongations and the associated modification conversion is reached. The pull-off devices can be commercially available pullers or
Die 90%-WertsdchnungThe 90% value calculation
Für die Praxis kann es je nach Art der Fertigungsbedingungen sinnvoller sein, an Stelle der 50%-Wertsdehnung beispielsweise die 90%-Wertsdehnung £0 g zu benutzen. ε0 9 ist diejenige Dehnung in %, bei der innerhalb von 5 Minuten 90% der Modifikation II in die Modifikation I umgewandelt sind. Die Tabelle 2 gibt fO9-Werte für verschiedene Temperaturen zwischen —30 und +7° C an.In practice, depending on the type of manufacturing conditions, it may be more sensible to use, for example, the 90% value elongation £ 0 g instead of the 50% value elongation. ε 0 9 is the elongation in% at which 90% of modification II is converted into modification I within 5 minutes. Table 2 gives f O9 values for various temperatures between -30 and + 7 ° C.
Das verwendete Polybuten-(l) ist das gleiche des Beispiels I.The polybutene- (I) used is the same as in Example I.
Naturgemäß sind die 90 %-Wertsdehnungen bei gleichen Temperaturen größer als die 50%-Wertsdehnungen. Man erkennt wieder deutlich den Temperatureinfluß. Das Minimum der 90%-Wertsdehnung ist im Vergleich zur 5O°/o-Wertsdehnung zu niedrigeren Temperaturen verschoben und liegt bei etwa —15° C. Zur Erzielung einer praktisch momentanen 90prozentrigen Umwandlung sollte daher der Dehnungsprozeß etwa zwischen +10 und — 200C erfolgen.Naturally, the 90% value elongations are greater than the 50% value elongations at the same temperatures. The influence of temperature can again be clearly seen. The minimum of 90% -Wertsdehnung is shifted compared to 5O ° / o value of elongation at lower temperatures and the expansion process is approximately -15 ° C. To achieve a practically instantaneous 90prozentrigen conversion should therefore be approximately between +10 and - 20 0 C take place.
Oberhalb von 50° C und auch unterhalb von — 300C ist ein Verstrecken wegen der bereits erwähnten Einschnürerscheinungen nicht sinnvoll.Above 50 ° C and below - 30 0 C is a drawing for the aforementioned Einschnürerscheinungen not useful.
Schläuche und Rohre aus Kunststoffen werden häufig unmittelbar nach der Extrusion auf Trommeln aufgewickelt und gelagert. Beim Polybuten-(l) treten bei diesem Prozeß insofern Schwierigkeiten auf, als das Rohr sich im aufgerollten Zustand im VerlaufHoses and pipes made of plastics are often placed on drums immediately after extrusion wound up and stored. In the case of polybutene- (I), difficulties arise in this process in that the tube is rolled up in the course
ίο von 5 bis 7 Tagen in die Modifikation I umwandelt. Als Folge dieser Umwandlung läßt sich das Rohr später nur noch schwer abwickeln, und es entstehen schlecht zu handhabende, starre »Wendel«. Die Wendelbildung läßt sich vermeiden, wenn man dieίο converts to modification I from 5 to 7 days. As a result of this transformation, the pipe is later difficult to unwind and it arises difficult to handle, rigid »helix«. The spiral formation can be avoided if the
Rohre vor dem Aufwickeln verstreckt. So werden 15 m lange Rohre aus mit 1,5«/» Ruß gefülltem Polybuten-(l) (reduzierte spezifische Viskosität 4,4 Deziliter/Gramm, c = 0,1 Gramm/Deziliter Dekahydronaphthalin, 1350C; Kristallisationsgrad derPipes stretched before winding. Thus, 15 m long tubes of 1.5 "/" carbon black filled polybutene (l) (reduced specific viscosity of 4.4 deciliters / gram, c = 0.1 grams / deciliter decahydronaphthalene, 135 0 C; degree of crystallization of the
Mod. I: 0,33) unmittelbar nach der Extrusion bei 8 und 22° C mit einem Kettenzug um 14% verstreckt. Das unverstreckte Rohr besteht 15 Minuten nach der Extrusion noch zu mehr als 95% aus der Modifikation II. Die bei 8 und 22° C verstreckten Rohre sind 15 Minuten nach der Extrusion zu 80 bzw. 50% in die Modifikation I umgewandelt.Mod. I: 0.33) stretched by 14% immediately after extrusion at 8 and 22 ° C with a chain hoist. The undrawn pipe still consists of more than 95% of the 15 minutes after the extrusion Modification II. The pipes stretched at 8 and 22 ° C. are 80 minutes after extrusion or 50% converted into modification I.
Die verstreckten Rohre werden anschließend gemeinsam mit einem unverstreckten Rohr aufgewikkelt und zur Ermittlung der Wendelbildung nach 14tägiger Lagerung wieder abgerollt. Bei den bei 8 und 22° C verstreckten Rohren ist die Wendelbildung vernachlässigbar gering, d. h. von der gleichen Größenordnung, wie sie üblicherweise bei anderen Kunststoffen wie Polyvinylchlorid, Polyäthylen oder Polypropylen auch auftritt und nicht störend wirkt. Das unverstreckte Rohr dagegen läßt sich nach dem Abwickeln nicht mehr zu einem geraden Rohr verlegen.The stretched tubes are then wound up together with an undrawn tube and unrolled again after 14 days of storage to determine the spiral formation. With the 8 and 22 ° C stretched pipes, the helix formation is negligibly small, i.e. H. of the same Order of magnitude, as is usually the case with other plastics such as polyvinyl chloride, polyethylene or polypropylene also occurs and does not have a disruptive effect. The unstretched tube, however, can Do not lay in a straight pipe after unwinding.
Claims (3)
aus der Schmelze erstarrtes Halbzeug innerhalb Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einThis disadvantage can be avoided by keeping the technical meaning completely open,
Semifinished product solidified from the melt within the object of the invention is to provide a
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