DE2315489C2 - Elastomeres Copolymerisat aus Äthylen, mindestens einem alpha-Monoolefin von niedrigem Molekulargewicht und mindestens einem Trien sowie Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents
Elastomeres Copolymerisat aus Äthylen, mindestens einem alpha-Monoolefin von niedrigem Molekulargewicht und mindestens einem Trien sowie Verfahren zur Herstellung desselbenInfo
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Description
R4 R3
CH2=CH(CH2)„C =
<
R5
R5
-C = C-R2
aufweist, in der
η eine ganze Zahl von ! bis 19.
Ri eine Alkylgruppe mit 1 oder 2 Kohlen
stoffatomen und
R2 bis R5 unabhängig voneinander Wasserstoffatome
oder Alkylgruppen mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen bedeuten,
mit der Maßgabe, daß R3 und R4 zusammen eine Gruppe (CH2Jm bilden können, wobei m eine Zahl von 2 bis 5 bedeutet
mit der Maßgabe, daß R3 und R4 zusammen eine Gruppe (CH2Jm bilden können, wobei m eine Zahl von 2 bis 5 bedeutet
2. Verfahren zur Herstellung von Copolymerisaten aus Äthylen, mindestens einem a-Monoolefin
von niedrigem Molekulargewicht und mindestens einem Trien. das zwei konjugierte Doppelbindungen
aufweist, in Gegenwart eines Lösungsmittels bei einer Temperatur von —20 bis +1500C in
Gegenwart von Katalysatoren auf der Basis von Organoaluminiumverbindungen und Titanverbindungen,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein Trien der allgemeinen Formel
R4 R,
I I
CH2=CH(CH2)„C = C —C = C-R2
.1 I
R5 Ri
verwendet, in der
R, eine Alkylgruppe mit 1 oder 2 Kohlen
stoffatomen,
R2 bis R5 unabhängig voneinander Wasserstoffatome
oder Alkylgruppen mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen und
η eine ganze Zahl von 1 bis 19 bedeuten,
mit der Maßgabe, daß R3 und R4 zusammen eine
Gruppe (CH2)m bilden können, wobei m eine Zahl
von 2 bis 5 bedeutet, und die Copolymerisation in Gegenwart eines Katalysators auf der Basis (a)
mindestens einer Organoaluminiumverbindung, (b) mindestens einer Organomagnesiumverbindung und
(c) mindestens einer in Kohlenwasserstoffen löslichen Titanverbindiing durchführt.
Die Erfindung betrifft Elastomere Äthylen-<x-Monoolefin-Trien-Copolymerisate,
die sich sowohl nach herkömmlichen Methoden härten lassen als auch eine an sich bekannte Diels-Alder-Reaktion mit einem
Dienophil eingehen.
Äthylen-a-OIefin-Copolymerisate sind bekannte Elastomere
mit einer gesättigten Seitenkette. Ein Beispiel
dafür sind Copolymerisate aus Äthylen und Propylen. Da Äthylen-a-Olefin-CopoIymerisate zu wenig Doppelbindungen
für die Vulkanisation mit Schwefel aufweisen, lassen sie sich schwer vulkanisieren bzw. härten und
erfordern im allgemeinen die Verwendung kostspieliger Härtungsmittel, wie die Härtung mit Peroxid, wobei
aber Vulkanisate von unangenehmem Geruch entstehen können.
Man hat auch schon gewisse nicht-konjugierte Diene, wie Hexadien-(1,4) und 5-Äthyliden-nörbornen-(2), als
zusätzliche Monomere verwendet, um Polymerisate mit genügend Doppelbindungen in der Seitenkette für die
Vulkanisation mit Schwefel zu erhalten Für diese
Copolymerisate aus Äthylen, Λ-OIefin unö nicht-konjugiertem
Dien sind Copolymerisate aus Äthylen, Propylen und nicht-konjugiertem Dien wichtige technische
Beispiele. Bekannte Copolymerisate dieser Art lassen sich zwar mit Schwefel vulkanisieren, jedoch
nicht mit Hilfe vorteilhafter Härtungsreaktionen, wie der Diels-Alder-Reaktion, aushärte.i.
Es ist auch bereits bekannt, nicht-konjugierte Triene,
wie Octatrien-( 1,4,7), zur Herstellung von Äthylencopolymerisaten
mit hohem Gehalt an Doppelbindungen für die Härtung zu verwenden; diese, mit Trienen
modifizierten Copolymerisate sind jedoch auf die
jo gleichen Härtungsmethoden beschränkt, die für die mit
Dienen modifizierten Copolymerisate angewandt werden können. Es ist auch bereits bekannt, derartige
Copolymerisate mit den konjugierten Trienen Hexatrien-(l,3,5)
und Octatrien-(13,7) herzustellen; diese
j5 Triene unterliegen jedoch der Copolymerisation an
ihren beiden endständigen Doppelbindungen. Dabei wird ein gewisser Betrag an Doppelbindungen in die
Copolymerisatgerüste eingeführt, weswegen diese Copolymerisate weniger beständig sind als die nur aus
Äthylen und Propylen zusammengesetzten Copolymerisate. Ferner sind diese Copolymerisate bereits beträchtlich
vernetzt, so daß sie einen zu hohen Gelgehalt aufweisen und ihre nachträgliche Verarbeitung schwierig
wird; außerdem beseitigt die Vernetzung viele der an sich möglichen Härtungsstellen.
Herkömmliche Härtungsmethoden führen oft zu Verarbeitungsschwierigkeiten oder verursachen unerwünschte
Nebenwirkungen. So sind z. B. Peroxide als .Härtungsmittel gefährlich und erfordern besondere
Sicherheitsvorkehrungen. Außerdem reagieren diese Mittel mit vielen Weichmacherölen, wodurch die Menge
an Härtungsmittel, die zur Härtung der Copolymerisate zur Verfügung steht, vermindert wird.
Vulkanisiermittel auf Schwefelbasis werden Äthylenin
copolymerisaten oft zusammen mit Vulkanisationsbeschleunigern beigemischt. Diese Vulkanisiermittel bilden
bei der Vulkanisation Nebenprodukte, die die mit dem Äthylencopolymerisat in Berührung stehenden
oder in dasselbe eingebetteten Stoffe angreifen können.
bo Weitere Bedenken gegen die Schwefelhärtung sind die
Neigung des Schwefels zum »Ausblühen« auf der vulkanisierten Oberfläche, wodurch die vulkanisierten
Erzeugnisse ein ungefälliges Aussehen erhalten, und die Neigung, mit gewissen aromatischen Weichmacherölen
ι,--, zu reagieren, wodurch die Menge des für die
Vulkanisation des Copolymerisate zur Verfügung stehenden Schwefels verringert wird. Ferner erleiden
mit Schwefel vulkanisierte Erzeugnisse leicht eine
tibervulkanisation und einen VuJkanisationsrückgang,
was beides eine nachteilige Wirkung auf die physikalischen Eigenschaften des vulkanisierten Erzeugnisses
hau
Die Harzhärtung erscheint insofern vorteilhaft, als sich dabei Vernetzungsstellen bilden, die beständiger
sind als die bei der Schwefelvulkanisation entstehenden
Vernetzungsstellen, so daß die vulkanisierten Erzeugnisse bei der Wärmealterung ihr Spannungs-Dehnungsverhalten
beibehalten. Diese Copolymerisate neigen jedoch zum vorzeitigen Erstarren bei der Härtung, und
trotzdem dauert es sehr lange, bis die Erzeugnisse ihre endgültigen Eigenschaften erreicht haben. Zinnchlorid
ist als Zusatz vorgeschlagen worden, um die obigen Schwierigkeiten zu beseitigen; jedoch führt dieser
Zusatz zur Bildung von korrosiven Säuren, die die kostspieligen Vulkanisierformen schädigen.
Es besteht daher ein Bedürfnis nach Äthylencopolymerisaten, die sich nach zusätzlichen Methoden härten
lassen außer denjenigen, die normalerweise für die Härtung von Achylen-oc-OIefin-Copolymerisaten und
von Copolymerisaten aus Äthylen, «-Olefin und nicht-konjugiertem Dien angewandt werden. Ferner
besteht ein Bedürfnis nach einem Polymerisationsverfahren, nach dem sich Äthylencopolymerisate herstellen r>
lassen, die ein im wesentlichen gesättigtes Gerüst aufweisen, während ihre Seitenketten einen hohen
Gehalt an Doppelbindungen haben, die ferner eine gute Beständigkeit aufweisen und sich in wirtschaftlicher
Weise weitgehend aushärten lassen. jo
Die Erfindung «teilt Äthylen-ct-Monoolefin-Trien-Copolymerisale
mit im wesentlichen gesättigter Gerüstkette zur Verfugung, deren Seiten&etten nicht-endständige
konjugierte Doppelbindungen enthalten. Diese Copolymerisate haben inhärente Vis ositäten von etwa r>
0,2 bis 6,0 und weisen in ausgehärtetem Zustand ausgezeichnete elastomere Eigenschaften auf.
Die Copolymerisate werden durch Copolymerisation von Äthylen, einem «-Monoolefin von niedrigem
Molekulargewicht und einem Trien hergestellt, welches nicht-endständige konjugierte Doppelbindungen und
eine endständige Vinylgruppe aufweist. Die Polymerisation wird in Gegenwart eines Aluminium-Magnesium-Titankatalysators
bei Temperaturen von — 20 bis + 1500C durchgeführt. 4-,
Diese Copolymerisate lassen sich sowohl mit einem Polydienophil nach der Diels-Alder-Anlagerungsreaktion
als auch nach den bekannten, für Copolymerisate aus Äthylen, «-Olefin und nicht-konjugiertem Dien
angewandten Härtungsmethoden aushärten, wie durch Schwefelvulkanisation, Peroxidhärtung und Harzhärtung.
Die Äthylen-«-Monoolefin-Trien-Copolymerisate gemäß
der Erfindung sind elastomere Copolymerisate von hohem Molekulargewicht mit inhärenten Viscositäten v>
von etwa 0,2 bis 6,0, vorzugsweise von etwa 1,5 bis 5, bestimmt bei 300C an einer Lösung von 0.1 g
Polymerisat in 100 ml Tetrachloräthylen. Diese Copolymerisate können als Äthylen-a-Olefin-Copolymerisate
angesehen werden, die aus Monomereinheiten von Äthylen und mindestens einem Λ-Monoolefin von
niedrigem Molekulargewicht sowie zusätzlichen Monomereinheiten mindestens eines Triens von niedrigem
Molekulargewicht zusammengesetzt sind. Als λ-Μο-noolefine
von niedrigem Molekulargewicht werden am h-,
häufigsten solche mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen verwendet. Die Älhyleneinheiten und die «-Monoolefineinheiten
liegen im Gewichtsverhältnis von etwa 15-75; 85-25 vor, und die Trieneinhejten sind in dem
Copolymerisat in Mengen von etwa 0,1 bis 10 Molprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der
Monomereinheiten, enthalten. Ein bevorzugtes Copolymerisat besteht zu 18,8 bis 85,0 Molprozent aus
Äthyleneinheiten, zu 13,4 bis 79,0 Molprozent aus Propyleneinheiten und zu 0,1 bis 10,0 Molprozent aus
Octatrien-(! ,4,6)-einheiten.
Der Ausdruck »Trien« bezieht sich auf ein PoIj en mit
mindestens drei funktionellen Doppelbindungen in einer im wesentlichen linearen Kette. Im Sinne der Erfindung
müssen zwei nichtendständige Doppelbindungen des Triens konjugiert sein, während eine dritte Doppelbindung
nicht-konjugiert sein und sich am Kettenende befinden muß. Die konjugierten Doppelbindungen
werden nachstehend als »Diengruppen« bezeichnet. Das Trien entspricht der allgemeinen Formel
R4 R3
CH2=CH-(CH2)S-C = C-C = C-R2
R5 R1
R5 R1
in der η eine Zahl von 1 bis 19, Ri eine Alkylgruppe mit 1
oder 2 Kohlenstoffatomen, R2 bis R5 unabhängig
voneinander Wasserstoffatome oder Alkylgruppen mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen bedeuten und Rj und R1
auch zusammen eine Gruppe (CH2)m bilden können,
wobei m einen Wert von 2 bis 5 hat. Vorzugsweise ist η eine ganze Zahl von 1 bis 5. Besonders bevorzugte
Triene sind Octatrien-( 1,4,6), Nonatrien-( 1,5,7) und Decatrien-( 1,6,8).
Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten «-Monoolefine umfassen Propylen und höhere «-Monoolefine
der allgemeinen Formei
R' — CH-CH2- CH = CH5
R"
in der R' und R" Wasserstoffatome oder Alkylgruppen bedeuten mit der Maßgabe, daß R" ein Wasserstoffatom
sein muß, wenn R' eine Methylgruppe ist. Bevorzugte «-Monoolefine sind Propylen, Buten-(l),
Penten-(l) und Hexen-(l). Propylen wird besonders bevorzugt, weil es leicht erhältlich, nicht kostspielig und
bei der Polymerisation verhältnismäßig reaktionsfreudig ist. Andere geeignete «-Olefine sind Hepten-(l),
Octen-(l), Decen-(l), 5-Methylnonen-(l), 5,5-Dimethylocten-(l),
4-Methylhexen-(l), 5-Methylhexen-(l), 4-Methylhepten-(l), 5-Methylhepten-(l), 4,4-Dimethylhexen-(1),
5,6,6-Trimethylhepten-(1), Dodecen-(l) und Octadecen-(l).
Sowohl das Λ-Monoolefin als auch das Trien können Substituenten aufweisen, sofern diese die Copolymerisation,
die Härtung und die Verwendung des Copolymerisatprodukts nicht beeinträchtigen. Ebenso können
mehrere Triene im Gemisch miteinander und auch mehrere «Olefine im Gemisch miteinander verwendet
werden.
Außer den drei obengenannten Monomeren können auch geringe Mengen an anderen Monomeren mit
einpolymerisiert werden, sofern sie die Polymerisation oder die Häriung nicht wesentlich beeinträchtigen.
Monomere, die in die Genistkette eine wesentliche Menge von ungesättigten Bindungen einführen, oder die
den Katalysator vergiften, sollen jedoch vermieden werden.
Die Äthylen-flc-Monoolefin-Trien-Copolymerisste gemäß
der Erfindung können hergestellt werden, indem man Äthylen, mindestens ein ot-Monoolefin von
niedrigem Molekulargewicht der oben angegebenen Gruppe und mindestens ein Trien der oben angegebenen
Gruppe in Gegenwart eines Aluminium-Magnesium-Titankatalysators miteinander mischt und die
Copolymerisation zu einem elastomeren Äthylen-«- Monoolefin-Trien-Copolymerisat mit einer inhärenten
Viscosität von etwa 0,2 bis 6,0 ablaufen läßt. Im
allgemeinen führt man die Reaktion in einem Lösungsmittel durch.
Die Monomeren und der Katalysator können nach bekannten Methoden gemischt werden, and es müssen
die herkömmlichen Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden, um den Katalysator frei von Wasser und
Sauerstoff zu halten. Die Hersteilung des Copolymerisats
kann ansatzweise oder kontinuierlich erfolgen. Die Reaktionstemperatur kann zwischen —20 und +150° C
liegen, während der Reaktionsdruck je nach der gewünschten Reaktionsgeschwindigkeit urd dem Copolymerisatgewicht
für die jeweilige Kombination aus Monomeren und Katalysator im Bereich von Atmosphärendruck
bis zu mehreren Hundert Atmosphären liegen kann. Im allgemeinen werden Copolymerisate
mit niedrigeren Molekulargewichten bei höheren Reaktionstemperaturen hergestellt. Ferner hängt die
Copolymerisationsgeschwindigkeit von der Konzentration
des Katalysators und der Konzentration der Monomeren ab, welche letztere im Falle von gasförmigen
Monomeren eine Funktion des Reaktionsdruckes ist Vorzugsweise wird die Copolymerisation bei etwa
30° C und Überdruck durchgeführt.
Lösungsmittel, die für die Polymerisation von Olefinen und Polyenen in Gegenwart von Koordinationskatalysatoren
verwendet werden können, sind bekannt. Zu solchen Lösungsmitteln gehören aliphatische,
cycloaliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe se vie reaktionsträge Chlorverbindungen. Das
Lösungsmittel muß die Monomeren lösen und darf mit den Katalysatorbestandteilen nicht reagieren. Vorzugsweise
verwendet man Toluol, Benzol oder Chlorbenzol.
Die Unterbrechung der Polymerisation, die Isolierung des Polymerisats und gegebenenfalls die Reinigung
können auf bekannte Weise vorgenommen werden. Zum Entaktivieren des Katalysators und damit zur
Unterbrechung der Reaktion kann Alkohol zugesetzt werden. Typische Methoden zur Polymerisatgewinnung
sind die Trommeltrocknung, die Wasserdampfisolierung, die Ausfällung mit Alkohol und die Phasendekantierung
bei hoher Temperatur.
Der für die Herstellung der Äthylen-a-Monoolefin-Trien-Copolymerisate
bevorzugte Katalysator besteht im wesentlichen aus (A) mindestens einer organischen
Aluminiumverbindung, (B) mindestens einer organischen Magnesiumverbindung und (C) mindestens einer
in Kohlenwasserstoffen löslichen Titanverbindung. Andere Katalysatoren, die verwendet werden können,
um die Äthylen-a-MonooIefin-Trien-Copolymerisate
gemäß der Erfindung herzustellen, sind die in der US-Patentschrift 29 39 845 und in der britischen
Patentschrift 10 95 090 beschriebenen Katalysatoren. Anstelle der Titanverbindung können Vanadiumverbindungen
verwendet werden; diese werden jedoch nicht bevorzugt, weil sie leichter durch die konjugierten
Doppelbindungen ό:: Triene vergiftet werden. Der
Ersatz des Magnesiums durch Lithium ist nicht zufriedenstellend.
Die Konzentration des Katalysators in dem Reaktionsgemisch kann etwa 0,1 bis 10 Millimol Titan je Liter
der Reaktionsteilnehmer betragen, wobei sich die Konzentrationen des Magnesiums und des Aluminiums
nach den folgenden Atomverhältnissen bestimmen:
AIrMg = (1—20): 1
Mg:Ti = (1- 5):1
Mg:Ti = (1- 5):1
Ein besonders bevorzugtes Atomverhältnis Al : Mg: Ti beträgt 10:3 :1.
Zu den Aluminiumverbindungen, die in dem Katalysator zur Herstellung der Äthylen-a-Monoolefin-Trien-Copolymerisate
gemäß der Erfindung verwendet werden können, gehören die verschiedensten organischen
Aluminiumhalogenide, die in Koordinationskatalysatoren bei bekannten Polymerisationsverfahren verwendet
werden. Zu solchen typischen organischen
jo Aluminiumhalogeniden gehören z. B. Dialkylaluminiumhalogenide,
Alkylaluminiumdihalojjenide. Arylaluminiumhalogenide
und Gemische dersflben, z. B. Sesquihalogenide.
Die Chloride und Bromide werden besonders bevorzugt; man kann jedoch auch mit Jodiden arbeiten.
Repräsentative geeignete organische Alunrr.iumhalogenide
sind Dimethylaluminiumchlorid, Diäthylaluminiumcnlorid, Äthylaluminiumsesquichlorid, Äthylaluminiumdichlorid,
Diisobutylaluminiumchlorid, Äthylaluminiumdibromid, Isobutylaluminiumdichlorid, Di-n-hexylalu-
ii> miniumchlorid, n-Dodecylaluminiumdichlorid, Dioctadecylatuminiumchlorid,
Decyl-äthylaluminiumbromid,
Isoamyl-dodecylaiuminiumjodid, Diäthylaluminiumbromid,
Isoamyl-dodecylaiuminiumjodid, Butylaluminiumsesquijodid, Phenylaluminiumsesquijodid, Diphenylaluminiumchlorid
und Octadecylaluminiumdichlorid. Bevorzugt werden die Alkylaluminiumhalogenide, deren
Alkylgruppen 2 bis 12 Kohlenstoff atome aufweisen, wie Diäthylaluminiumchlorid, Diäthylaluminiumbromid,
Äthylaluminiumdichlorid.Dipropylaluminiumchlorid.Diisobutylaluminiumchlorid,
Isobutylaluminiumdichlorid und Diisobutylaluminiumbromid.
Die zur Herstellung der bevorzugten Titankatalysatoren verwendbaren organischen Magnesiumverbindungen
sind bekannt. Üblicherweise verwendet man Verbindungen der allgemeinen Formel RiR2Mg, die
insgesamt etwa 8 bis 30 Kohlenstoffatome aufweisen, wobei Ri und R2 gleich oder verschieden sein können
und z. B. Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Cycloalkyl-, Alkenylreste, arylsubstituierte Alkenylreste, Cycloalkenyl- oder
Arylreste bedeuten. Bevorzugt werden Diarylmagnesiumverbindungen, deren Arylreste je 6 bis 22 Kohlenstoffatome
aufweisen, sowie Dialkylmagnesiumverbindungen, deren Alkylreste je 2 bis 20 Kohlenstoffaiome
aufweisen.
Geeignete Magnesiumverbindungen sind z. B. Methyl-n-heptylmagnesium,
Äthyl-n-Hexylmagnesium, n-Butyl-sek.butylmagnesium, Di-sek.bu\yimagnesium,
n-Amyl-sek.butylmagnesium, Di-n-octylrnagnesium, Din-dodecylmagnesium,
Dicyclopentylmagnesium, Dinyclohexylmagnenum, Dicyclododecylmagnesium, Äthylcyclohexylmagnesium,
n- Butylcyclohexylmagnesium, Äthylbenzylmagnesium, n-Bulylbenzylmagnesium, Dibenzylmagnesium,
Isopentylallylmagnssiiim, Diisopentylmagnesium,
sek.Butylhexcnylmagnesium, Allylben-
h-, zylmagnesium, Benzylpcntenylmagnesium. sek.Butylcyclohexenylmagn\Mum,
Dicyclohexenylmagnesium. Benzylcyclohexenylmagnesium und 3-Phenylpentenyläthylmagnesium.
Ebenfalls verwendbar sind die in der briti-
sehen Patentschrift 10 95 090 und in der US-Patentschrift
29 39 845 beschriebenen Diarylmagnesiumverbindungen. Bevorzugte organische Magnesiumverbindungen
sind Diphenylmagnesium, n-Butylsek.butylmagnesium,
n-Butyl-sek.amylmagnesitiin und Dicyclohexylmagnesium.
Es sind viele verschiedene, in Kohlenwasserstoffen lösliche Titanverbindungen als Bestandteile von Polymerisationskatalysatoren
bekannt, und diese können auch im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Typische, in Kohlenwasserstoffen lösliche Titanverbindungen
dieser Art sind Ti · '- und Ti · 'Verbindungen, wie /. B. Titan-tris-iaeetylacetonat). Titantctrabromid.
Titantctrachlorid. Dichlortitan-bis-(acctylacetonat). Tetrakis-(2-äthylhexyl)-tiianat.
Tetra butyl ti ta η nt. Tetraathyltitanat. Tetramethyltitanat. Tetrapropyltitanat. Tetraisopropyltitanat.
Tetrabcn/yltitanat, Dimethyl titandichlorid und Methyltitantrichlorid. Ciewöhnlich verwendet
man leicht erhältliche Titanverbindungen, wie Titan-tris^acctylacetonat). Titantetraehlorid und litantetrabromid.
Bevorzugte Katalysatoren bestehen aus Diisobutylaluminiumchlorid. Diphenylmagnesium und Titantctrnchlorid.
aus Diisobutylaluminiumchlorid. Butyl-sek.butvlmagnesium
und Titantetrachlorid sowie den entsprechenden Bromiden.
Der Katalysator kann bereits fertig eingesetzt oder im Reaktionsgemisch erzeugt werden. Ebenso können
die Katalvsatorbestandteilc bei der Herstellung des Katalysators in beliebiger Reihenfolge zugesetzt werden.
Das Äthylen, das vMonoolefin und das Trien
«!polymerisieren in Gegenwart des Katalysators gemäß dem Verfahren der Erfindung unter Bildung
eines Äthylen-ivMonoolefin-Trien-Copolymerisats mit
einer im wesentlichen gesättigten Gerüstkette und Seitenketten mit konjugierten nicht-endständigen Doppelbindungen,
die von dem Gerüst um mindestens eine Methylengruppe entfernt sind. Die Trieneinheit wird
daher in die Polymerisalkette durch ihre endständige, nicht-konjugierte Doppelbindung einpolymerisiert. so
daß die konjugierte Diengruppe in der Seitenkette erhalten bleibt.
Diese Struktur mit dem im wesentlichen gesättigten Gerüst und der ungesättigten Seitenkette führt zur
Bildung eines Copolymerisats von ausgezeichneter Beständigkeit und elastomerer Beschaffenheit, das sich
leichter nach den allgemein üblichen Methoden aushärten läßt, als es bei den bekannten Äthylen-^-Monoolefin
Copolymerisaten und den Copolvmcrisatcn aus Äthylen. Propylen und nicht konjugiertem Dien
möglich war. Üie Copolymerisate sind im wesentlichen
amorphe, kautschukartige Stoffe, in denen die Trieneinheilen
längs des Polymerisatgerüstes regellos verteilt sind, was sich daraus ergibt, daß bei der Vulkanisation
Produkte von niedriger bleibender Verformung beim Bruch entstehen.
Auf das Copolymerisat können durch Diels-Alder-Anlagcrungsreaktion
geeigneter Dienophile die verschiedensten funktionellcn Gruppen aufgepfropft werden,
und JdS so gepfropfte Copolymerisat kann
anschließend gehärtet werden, wie es die nachstehenden
Gleichungen zeigen:
(CH;).
It
■./'
ο
ο
(CH,).
COOII
V-NH-
Ionenhärtung
,(H-C) O
NH-
ArtNCO):
Härtung
Hierin bedeutet η eine Zahl von 1 bis 20. bedeutet
die Gerüstxette eines Äthylen-.ic-Monoolefin-Trien-Copolymerisats.
und Ar bedeutet einen Arylenrest.
Die Äthylen-äi-Monoolefin-Trien-Copolymerisate gemäß
der Erfindung können durch die bekannte Diels-Alder-Reaktion mit einem Bis-dienophilen sowie
auch nach herkömmlichen Methoden mit Vulkanisationsmitteln, wie Schwefel. Schwefelverbindungen,
organischen Peroxiden, wärmehärtbaren Phenolharzen und anderen dem Fachmann bekannten Härtungsmitteln
gehärtet werden.
Die Diels-Alder-Reaktion besteht aus der Kondensation
einer konjugierten Doppelbindung mit einer Äthylengruppe, die eine benachbarte aktivierende
Funktionalität aufweist, zu einer cyclischen Gruppe mit einer restlichen Doppelbindung. Diese Reaktion k.inn
schematisch folgendermaßen dargestellt werden:
Hierin bedeuten A, B. C und D Wasserstoffatome. Alkylgruppen oder eleklroneneniziehcnile Gruppen,
wobei vorzugsweise mindestens eine elektroncnent/iehende
Gruppe anwesend ist.
Die nicht dargestellten Atome an den Verbindungsstellen der die Bindungen andeutenden Linien sind
normalerweise Kohlenstcffatome,deren übrige Bindungen
an Atome, wie Wasserstoff. Kohlenstoff oder erträgliche funktionell Substituentengruppen. wie clic
Ketogruppe, gebunden sein können.
Zur Aushärtung des Äthylen-vMonoolefin Trien-Copolymerisats
gemäß dor Erfindung wird ein Bis-fdienophil)
verwendet, so daß d'e die Diengruppe aufweisende Polymerisatkette durch Diels-Alder-Reaktion
an eine andere derartige Kette gebunden werden kann. /.. B.:
R,
( | H1 | ι! ' | y |
A- | j! ν | ν-R- | |
V | |||
ο π | |||
J
Jl |
R. | (CH3). | |
Polymerisatgerüst
Bis-(dienophile). die zu diesem Zweck verwendet werden können, sind an sich bekannt. Zu ihnen gehören
Aldehyde. Ketone. Sulfone. Nitrile und Carbonsäuren (sowie Imide. Amide und Ester derselben), die zwei
x^-s tändige Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen
aufweisen. Repräsentative Bis-(dienophile) sind Alkylen-bis-(maleinsäureimide). wie Äthylen-. Hexamethylen-
und Decamethylen-bis-(maleinsäureimid). Cycloalkylen-bis-(maleinsäureimide). wie Cyclohexylenbis-(maleinsäureimid), und Arylen-bis-(maleinsäureimide), wie o-, m- und p-Phenylen-bis-(maleinsäureimid).
die Toluylen-bis-(maleinsäureimide) und die Naphthylen-bis-(maleinsäureimide). Im allgemeinen lassen sich
diese Bis-(maleinsäureimide) durch die aligemeine Formel Y—Q—Y darstellen, in der Y den Rest
N —
bedeutet, während Q einen llydrocarbylenresl (d. h
einen zweiwertigen KohlenwnsserstolTrest) hedculcl.
Andere Bis-(dienophile) sind llydrocarbylen-bis-(/J-acroleinc).
wie
l'henylen-his-(/y-iierolein)
CJI1 CH = CH-CH',
11ydroGirbyIen-his-l vinylcarbnnyI (-verbindungen, wie
Diacrylylben/nl
O .
CJI1 1C -CH-CII,',
H yd roca rby len · bis ■( vi nylsu If on y I)-verbindungen. wie
l.2-Bis-(vinylsulfonyl)-äthan (CH.. = CH - SO.-)!;!!,:
11 yd roca rby len-bis-( vi nylcarbonyloxy)- verbindungen,
wie Acryl- und Methacrylsäureester von niedrigem Molekulargewicht sowie Amide aus Glykolen und
Diaminen, z. B. Athylendiacrylat. p-Phenylendiacrylat
sowie N.N'-Dimethyl- unil N.N'-Äthylen-b'is-acrylssäureamid.
\uch Kohlenwasserstoffbis-(dienophile). wie z. B. p-Divinylbenzol. können verwendet werden. Die
jeweiligen Verbindungen oder Gemische aus Verbindungen können so ausgewählte werden, daß man das
gewünschte ausgehärtete Copolymerisat auf Grund von möglichst wenig Roiitineversuchen erhält.
Bei der Härtung der Copolymerisate können die herkömmlichen Härtungsbedingungen angewandt wer
den. z. B. Temperaturen im Bereich von etwa 150 bis 200" C und Kolbendrücke von etwa IJ 600 bis 18 100 kg.
Die Härtungsgeschwindigkeit richtet sich nach dem ie weiligen Äthylen-^-Monoolefin-Trien-Copolymerisat
und dem jeweiligen Härtungsmittel: die günstigsten Härtungsbedingungen und Konzentrationen der Bestandteile
können leicht durch Routineversuche ermittelt werden. Härtungszoiten von 5 bis 30 Minuten sind
typisch.
Die ungehärteten Äthylen- vMonoolefin-Trien-Copoiymerisate
gemäß der Erfindung weisen günstige Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen, z. B. niedrige
Einfriertemperaturen, auf. Die gehärteten Copolymerisate zeigen gute elastomere Eigenschaften in
einem weiten Temperaturbereich (z. B. niedrige Versprödungstemperaturen und niedrige Clash-Berg-Temperaturen)
sowie eine gute Beständigkeit und Haltbarkeit. Die ausgehärteten Copolymerisate können zum
Vulkanisieren von Blasen, Luftreifen, Dichtungsringen, Schläuchen, Formkörpem usw. verwendet werden. Die
Äthyien-a-Monoolefin-Trien-Copolymerisate gemäß
der Erfindung können mit den üblichen Zusätzen aufgemischt werden, um sie an den jeweiligen
Verwendungszweck anzupassen.
In den nachfolgenden Beispielen wird die inhärente Viscosität an einer Lösung von 0,1 g Copolymerisat in
100 ml Tetrachloräthylen bei 300C bestimmt Die
Spannungs-Dehnungswerte, wie Modul, Bruchdehnung und Zugfestigkeit, werden nach der ASTM- Prüfnorm
D-142-66 bestimmt Die bleibende Verformung beim Brach wird nach der ASTM-Prüfnorm D-!42-66,
Abschnitt 53, abgeändert durch eine 5 Minuten lange Verweilzeit, bestimmt Jn den Beispielen beziehen sich
Il
Teile, Pro/entwerte und Verhältnisse,
anderes ungegeben isl. auf das Gewicht.
anderes ungegeben isl. auf das Gewicht.
I lerslelliing der Ausgangsmaterialien
Λ. Mcirtclliing von Oct;nrien-(l.4.6)
Λ. Mcirtclliing von Oct;nrien-(l.4.6)
F-Jtic 500 ml i.'.ssende Druckflasche wird mit 14.4 g
CoCl; ■ 6 HiO 60 g KCN. 8 g AICIi. 80 ml Octatrien-(1,3,7)
(verunreinigt mit 25 Gewichtsprozent 4-Vinyleyclohcxcn)
und 200 ml Dimcthylsulfoxid beschickt. Die Flasche wird evakuiert und dann mit Wasserstoff bis /u
einem absoluten Druck von J,16 kg/cm- gefüllt. Die I lasche wird auf 70 C erhil/t und 18 Stunden in einer
Schüttelvorrichtung bei 70 C geschüttelt. Dann sei/t
man weitere 7.2 g CoCI; · b Η.·Ο. !Og K(N und 2 g
AICIi zu und schüttelt noch weitere 16 Stunden bei M)T'.
Sodann wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt und der fJiiick eiiis[i<iiiiii. !Jas Gemisch
wird mit Pentan verdünnt und geschüttelt, die !'emailschicht abgetrennt und die Dimetlnlsulfoxidlösung
noch zweimal mit Pentan extrahiert. Aus den vereinigten Pentanlosungen wird in einem rotierenden
Verdampfer das Pentan abgetrieben, wobei 60 ml Produkt hinterbleiben. Die Analyse dieses Produktes
durch Gaschroiiiatogr.ipiue ergibt
4-Vinylcyclohexan 25%
Octatrien-(l,4,b) 69%
Oetatnen-(1.3.7) 3.5%
Oetatnen-(1.3.7) 3.5%
Octadicne 1.5%
andere Octatriene 1.0%
Durch azeotrope Destillation mit Acetonitril werden das 4-Vinylcyclohcxen und die anderen Octadiene aus
dem Olefingcmisch abgetrieben Dann wird das Acetonitril mit Wasser extrahiert und das Produkt
destilliert (Kp 32"C bei 15 Torr). Man erhält praktisch
reines Octatrien( 1.4.6). Die Analyse durch Gaschromatographie
liefert die folgenden Ergebnisse:
Octatrien-( 1.4.6) 97.5%
Octatrien-( 1.3,7) 2.0%
andere Octatriene 0.5%
B. Herstellung von Decatrien-(1.6.8)
Decatrien-(1 A1}) wird Deca;rien-(!.b.8) isomerisiert.
indem der Dampf bei 225 bis 275 C durch eine Säule -ί
geleitet wird, in der sich RuCh(I Teil) auf einem Träger
aus SiC (40 Teile) befindet.
C. Herstellung von
N-p-Carboxyphenylmaleinsäureimid "
N-p-Carboxyphenylmaleinsäureimid "
!50 πι! Dimethylformamid, die 27 ml (0,28 g-Mol)
Essigsäureanhydrid. 0.82 g (0.014 g-Mol) Natriumacetat
und 323 g (0.14 g-Mol) N-p-Carboxyphenylamid von
Maleinsäure enthalten, werden 16 Stunden bei 25° C stehen gelassen. Das N-p-Carboxyphenylmaleinsäureimid wird in 1500 ml Wasser ausgefällt und im Ofen
getrocknet Das Maleinsäureimid wiegt 27,0 g und schmilzt bei 227-2300C.
Analyse
falls nichts Beispiel I
! lerste ung eines Äthylcn-Propylcn-Oetatrien-(l.4.6)-Copolymerisats
Ein mit Rührer. Gascinleitiings- und Gasableitungsrohr,
Thermometer und Dreiwegehahn ausgestatteter I-Liter-Glaskolben wird bei Atmosphärendruck unter
Stickstoff mit 500 ml Toluol und 60 ml Octatrien-( 1.4,6)
beschickt, und die Temperatur wird mit Hilfe eines thermostatisch gesteuerten Wasserbades auf 30 C
erhöht. Dann leitet man Äthylen mit einer Geschwindigkeit von I l/min und Propylen mit einer Geschwindig
keit von 3 l/r.iin ein. Wenn die flüssige Phase in dem
Reaktor mit den gasförmigen Monomeren gesättigt ist, wird im Reaktionsgemisch der Katalysator hergestellt,
indem man schnell nachcir.nnder 0,010 g-Mol
Diisobutylaluminiumehlorid (als !molare Lösung V, Hexan), 0,0033 g-Mol Diphenylmagnesium (als 0,l4molare
Lösung in einem Gemisch aus Benzol und
ι iuiütüiiYn.Viiü
65
Berechnet (Gew.-%): C 60,81, H 3,25, N6/S%:
gefunden (Gew.-%): C 60,5, H 3,1. N 636%. L Miomt'11/Ίΐ; iiuu v.uwt g-i
spritzt. Die Copolymerisationsreaktion wird 3.0 Stunden bei 30"C durchgeführt. Dann set/t man 10 ml Isopropylalkohol zu. um den Katalysator /u entaktivieren. Der Alkohol enthält 1.5 g 4,4'-Thio-bis-(3-methyl-b-tert btitylphcnol) als Oxydationsverzögcrcr.
spritzt. Die Copolymerisationsreaktion wird 3.0 Stunden bei 30"C durchgeführt. Dann set/t man 10 ml Isopropylalkohol zu. um den Katalysator /u entaktivieren. Der Alkohol enthält 1.5 g 4,4'-Thio-bis-(3-methyl-b-tert btitylphcnol) als Oxydationsverzögcrcr.
Durch Eingießen der flüssigen Phase des Reaktors in Methanol und Trocknen des Niederschlages im Vakuum
erhält man 50g Ath>len-Propylen-Oetatrien-(l,4.b)-Copolymerisat.
Dieses Copolynierisat hat eine inhärente Viscosität von 2.0 und enthält 64.7% Äth\leneinheiten.
30.2% Propyleneinheiten und 5% Octairien-(l.4.b)-F.inheiten.
Das Copolymerisat ist im wesentlichen gelfrei.
Das Copolymerisat zeigt eine Hauptabsorptionsbande im Ultrarot bei 10.3 μ. die für eine innere
trans-Doppelbindjng charakteristisch ist. Ein Maximum
für die Vinylgruppe in der Nähe von 10 und 11 μ fehlt
vollständig oder ist nur sehr gering, woraus sich ergibt,
daß das Trier» nicht oder nur zu einem unbedeutenden Ausmaß durch die konjugierten Doppelbindungen
einpolymerisiert worden ist.
Herstellung eines Äthylen-Propylen-Decatrien-(1.6.8)-Copolymerisats
Ein für die kontinuierliche Umsetzung bei Atmosphärendruck geeigneter. 375 ml fassender Reaktor dient zur
Durchführung der Umsetzung bei 30'C unter Verwendung
von Toluol als Lösungsmittel. Das Toluol wird vor der Verwendung über Kieselsäuregel getrocknet und
durch Hindurchleiten von Stickstoff behandelt. Die Verweilzeit beträgt 1 Stunde. Äthylen und Propylen
werden mit Geschwindigkeiten von 450 ml/min bzw. 900 ml/min zugeführt; das Decatrien-( 1,6.8) wird mit
einer Geschwindigkeit von 15 ml/h zugesetzt. Diisobutylaluminiumehlorid. Dibutylmagnesium und Titantetrachlorid werden gesondert und kontinuierlich zugeführt, so daß sich der Koordinationskatalysator im
Reaktionsgemisch bildet Die Titankonzentration beträgt 0,001 g-Atom/1; das Atomverhältnis Al: Mg: Ti
beträgt 10:3:1. Der Reaktorablauf wird in ein Waschgefäß ausgetragen, wo er mit einer Isopropanollösung von 4,4'-Thio-bis-(3-methyl-6-tert.butyIphenol)
(03%, bezogen auf das Copolymerisat) gemischt und unter Rühren sowie unter Stickstoff mit lOprozentiger
Schwefelsäure gewaschen wird. Die organische Schicht wird dann zwei- bis dreimal mit Wasser gewaschen. Die
durch Zusatz von Methanol zu der gewaschenen
Tol'.iollösung in einem mechanischen Mischer ausgefällten
Copolymerisaikrümel werden abfiltriert, sofort in einer Ben/ollösung von 4.4'-Thio-bis-(3-methyl-6tert.-butylphenol)
(0,5%, bezogen auf das Copolymerisat) aim Quellen gebracht und in der Pfanne getrocknet.
Durch Ultrarotanalyse wird festgestellt, daß die Katalysatorrückstände in ausreichendem Maße entfernt
worden sind. (Wenn das Waschen mit Säure fortgelassen wird, zeigt das Copolymerisat Ultrarotbanden bei
3,0 μ und 6,2 μ. die von Katalysatorrückständen herrühren.)
Die bei 25°C in Tctrachloräthylcn lösliche Fraktion des Copolymerisate (etwa 80%) hat eine inhärente
Viscosität von 2.5 bis 3.5 (bestimmt bei 30"C an einer
Lösung von 0.1 g der Fraktion in 100 ml Tetrachlorethylen).
Das Copolymerisat enthält etwa 0,45 g-Mol .ScitenkeUcn-C = C-gruppen je kg und besteht /u 32%
aus Äthylencinheiten, zu 65% aus Propylencinhciten und zu 3% aus Decatricn-(1.6.8)-cinhciten.
Nach dem Verfahren des Beispiels 2 wird ein Copolymerisat aus 28.4% Äthyleneinheiten. 70%
Propyleneinheiten und 1,6% Decatrien-(1.6.8)-einheiten
hergestellt. Das Copolymerisat ist bei 25" C zum 85% in Tetrachloräthylen löslich, die lösliche Fraktion hat eine
inhärente Viscosität von 3.11. und das Copolymerisat
enthält 0.24 g-Mol Seitenketten-C = C-gruppcn je kg.
Nach dem Verfahren des Beispiel 2 wird ein Copolymerisat hergestellt, das zu 43.6% aus Äthyleneinheiten,
zu 55% aus Propyleneinheiten und zu 1,4% aus Decatrien-(1.6.8)-einheiten besteht. Das Copolymerisat
ist zu 70% bei 25°C in Tetrachloräthylen löslich. Die lösliche Fraktion hat eine inhärente Viscosität von 2.70.
und das Copolymerisat enthält 0.2 g-Mol Seitenketten-C = C-gruppen je kg.
Nach dem Verfahren des Beispiels 2 wird ein Copolymerisat hergestellt, das zu 25.6% aus Äthyleneinheilen,
zu 71% aus Propyleneinheiten und zu 3.4% aus Decatrien-(1.6.8)-einheiten besteht. Das Copolymerisat
ist bei 25= C zu 85% in Tetrachloräthylen löslich, die
lösliche Fraktion hat eine inhärente Viscosität von 3.1, und das Copolymerisat enthält 0.5 g-Mol Seitenketten-C
= C-gruppen je kg.
Härtung der Copolymerisate
I. Diels-Alder-Härtungdes Äthylen-Propylen-Octatrien-(1,4,6)-Copolymerisats
nach Beispiel 1
unter Verwendung von
Toluylen-bis-(maleinsäureimid)
Toluylen-bis-(maleinsäureimid)
Ein Teil des nach Beispiel 1 hergestellten Copolymerisats
wird in einem Kautschukwalzenstuhl nach dem folgenden Rezept aufgemischt:
Ä thy len-Propylen-Octadien-
(I,4.6)-Copolymerisat 100
4.4-Thio-bis-(3-methyl-6-
tert.butylphenol) 1
2,4-Toluylen-bis-(maleinsäureimid) 2
Nach 20 Minuten langem Aushärten der Mischung bei 185°C zeigt das Produkt die folgenden F.igcnschaftt_n
bei 25° C:
Zugfestigkeit, kg/cm-'
Bruchdehnung. %
bleibende Verformung
beim Bruch. %
Bruchdehnung. %
bleibende Verformung
beim Bruch. %
67 200
II. Harzhärtung des Äthylen-Propylen-Oetatrien-(1.4.6)-Copolvmerisats
nach Beispiel 1
Hin p-vert.Octylphenol-Formaldchydharz wird durch
Umsetzung eines p-tert.Octylphcnol-Formaldehyd-Resols
mit Bromwasserstoff gemäß Beispiel 5 der US-Patentschrift 29 72 600 hergestellt. Das Harz hat ein
spezifisches Gewicht von 1.00 bis 1.10. einen Schmelzpunkt
von 52 bis 63°C. einen Bromgehalt von 3.6 bis 3.9 Gewichtsprozent und einen Methylolgruppengehalt
von 1,00 bis 1.25 Gewichtsprozent.
Ein Teil des gemäß Teil B hergestellten Copolymerisats wird auf dem Kautschukwalzenstuhl nach dem
folgenden Rezept aufgemischt:
A thylen- Propylen -Oct at rien- | 100 |
(1,4.6)-Copolvmerisat | 12 |
Harz | 5 |
Zinkoxid | |
Nach 30 Minuten langem Aushärten dieser Mischung bei 1^5°C zeigt das Produkt bei 25°C die folgenden
Eigenschaften:
Modul bei lOOprozentiger
Dehnung, kg/cm2
Modul bei 300prozentiger
Dehnung. kg/cm:
Zugfestigkeit, kg/cm-Bruchdehnung. %
bleibende Verformung
beim Bruch, %
Dehnung, kg/cm2
Modul bei 300prozentiger
Dehnung. kg/cm:
Zugfestigkeit, kg/cm-Bruchdehnung. %
bleibende Verformung
beim Bruch, %
25
60 105 460
65
III. Diels-Alder-Härtung des Äthylen-Propylen-Decatrien-(1.6.8)Copolymerisats
nach Beispiel 3 Hilfe von m-Phenylen-bis-(maleinsäureimid)
Proben des Copolymerisate nach Beispiel 3 werden mit steigenden Mengen an m-PhenyIen-bis-(ma!einsäureimid)
gemischt. Die Mischungen werden 1 Stunde bei 1700C ausgehärtet und die Eigenschaften dann bei 25° C
bestimmt. Die Ergebnisse finden sich in der folgenden Tabelle:
Bis-(maleinsäureimid), g-Mol/kg Polymerisat
Zugfestigkeit. kg/cm:
Bruchdehnung. %
Bleibende Verformune beim Bruch. %
0* | 0.05 | 0.10 | 0.125 | 0.15 |
45 | 27 | 27 | 22 | 26 |
640 | 200 | 100 | 110 | 120 |
95 | 4 | 2 | 1 | 0 |
* Konirallversuch. kein Härtungsmitte!. Es entsteht ein poröses, aufgeblasenes Produkt.
Die Härtung ist beständig und bei 20O0C nicht
reversibel, selbst in Gegenwart einer Lewis-Säure, wie der Komplexverbindung aus Zinkbromid und 2^'-Dithio-bis-(benzothiazol).
Die obige Tabelle zeigt, daß man selbst bei geringen
Mengen Bis-(dienof hil) eine Durchvulkanisation erhält,
was sich aus den niedrigen Werten für die bleibende Verformung und die Bruchdehnung ergibt.
IV. Diels-Alder-Härtung des Äthylen-Propylen-Decatrien-ilÄeVCopolymerisats
nach Beispiel4
mit Hilfe von m-PhenyIen-bis-(citraconsäureimid
mit Hilfe von m-PhenyIen-bis-(citraconsäureimid
Eine Probe des Copolymerisats nach Beispiel 4 wird mit m-Phenylen-bis-Ccitraconsäureimid) im Verhältnis
von 0,10 g-Mol Bis-{citraconsäureimid) je kg Copolymerisat
gemischt. Die Mischung wird 1 Stunde auf 2000C
erhitzt. Das vernetzte Produkt hat bei 25° C die
folgenden typischen Eigenschaften:
Modul bei 300prozentiger
Dehnung, kg/cm2
Zugfestigkeit, kg/cm2
Bruchdehnung, %
bleibende Verformung
beim Bruch, °/o
Dehnung, kg/cm2
Zugfestigkeit, kg/cm2
Bruchdehnung, %
bleibende Verformung
beim Bruch, °/o
48,5
53
330
53
330
28
10
V. Diels-Alder-Härtung des Äthylen-Propylen-
Decatrien-(1,6,8)-Copolymerisats nach Beispiel 5 mit
Benzochinon bzw. Tetracyan-1,4-dithiin
Proben des Copolymerisats nach Beispiel 5 werden gesondert mit Benzochinon bzw. mit Tetracyan-1,4-dithiin
(TCD) im Verhältnis von 0,1 g-Mol Benzochinon bzw. TCD je kg Copolymerisat gemischt Die Mischungen
werden 1 Stunde auf 1700C erhitzt Die so erhaltenen Vulkanisate haben bei 25° C die folgenden
Eigenschaften:
Copolymerisat | mit | TCD | Kontrolle ohne | |
17 | Härtungsmittel | |||
Benzochinon | ||||
Modul bei 200-prozentiger | 21 | 23 | 12 | |
Dehnung, kg/cm2 | ||||
Modul bei 300-prozentiger | 27 | 34 | 14 | |
Dehnung, kg/cm2 | 440 | |||
Zugfestigkeit, kg/cm2 | 32 | 34 | 30 | |
Bruchdehnung, % | 340 | 640 | ||
Bleibende Verformung | 20 | 95 | ||
beim Bruch, % |
VI. Reversible Ionenhärtung des Äthylen-Propylen-
Decatrien-(1,6,8)-Copolymerisats nach Beispiel 4
• mit Hilfe von N-p-Carboxyphenylmaleinsäureimid
• mit Hilfe von N-p-Carboxyphenylmaleinsäureimid
Es wird eine Mischung aus dem nach Beispiel 4 erhaltenen Äthylen-Propylen-Decatrien-O.ö.ej-Copolymerisat
und 0,25 g-Mol N-p-Carboxyphenylmaleinsäureimid
sowie 0,6 g-Mol Zinkoxid je kg Copolymerisat hergestellt Wie der folgende Versuch zeigt, ist diese
Mischung einer reversiblen lonenhärtung zugänglich,
die Mischung wird zu Platten von 634 mm x 19 mm χ 13 mm verformt und dann 10
Minuten bei 17O0C formgepreßt. Die ausgehärteten Platten werden dann für die Spannungs-Dehnungsmessungen
zu Proben von 63,5 mm χ 6,4 mm χ 13 mm
geschnitten. Nach den Messungen werden die Proben kleingeschnitten, nochmals, wie oben beschrieben,
formgepreßt und wiederum auf ihre Spannungs-Dehnungseigenschaften untersucht Dieses Verfahren wird
viermal wiederholt Die ersten vier Wiederverformungsvorgänge
werden 10 Minuten bei 1700C durchgeführt
der fünfte Wiederverformungsvorgang wird 1 Stunde bei 170° C durchgeführt.
Die so erhaltenen Werte ergeben sich aus der nachstehenden Tabelle, die zeigt, daß die Eigenschaften sich nicht verschlechtern. Alle Versuche werden bei 25°C durchgeführt.
Die so erhaltenen Werte ergeben sich aus der nachstehenden Tabelle, die zeigt, daß die Eigenschaften sich nicht verschlechtern. Alle Versuche werden bei 25°C durchgeführt.
Erste
Verformung
Verformungsbedingungen
Zeit, min 10
Zeit, min 10
Temperatur, C 170
Eigenschaften der
ausgehärteten Platten
ausgehärteten Platten
Modul bei 200-prozentiger 20
Dehnung, kg/cm2
Modul bei 300-prozentiger 25
Dehnung, kg/cm2
Zugfestigkeit, kg/cm2 39
Bruchdehnung. % 490
Bleibende Verformung 56
beim Bruch. '\
beim Bruch. '\
10 | 10 | 10 | 10 | M) |
170 | 170 | 170 | 170 | 170 |
26 | 31 | schlechte | 53 | 42 |
Probe | ||||
31 | 39 | desgl. | nicht | 60 |
bestimmt | ||||
56 | 51 | desgl. | 63 | 60 |
530 | 390 | desgl. | 240 | 3(M) |
60 | 36 | desgl. | 20 | 23 |
210 211/148 |
Claims (1)
1. Elastomeres Copolymerisat aus Äthylen, mindestens einem α-Monoolefin von niedrigem Molekulargewicht
und mindestens einem Trien, das zwei konjugierte Doppelbindungen aufweist, wobei das
elastomere Copolymerisat eine inhärente Viskosität von 0,2 bis 6,0 aufweist und eine Diels-Alder-Reaktion
mit einem Dienophilen eingeht, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trien die allgemeine Formel
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00239322A US3846387A (en) | 1972-03-29 | 1972-03-29 | Chain saturated copolymers of ethylene, alpha monoolefins, and trienes containing side-chains with non-terminal conjugated unsaturation |
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---|---|
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DE2315489C2 true DE2315489C2 (de) | 1982-04-22 |
Family
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CA (1) | CA1013893A (de) |
DE (1) | DE2315489C2 (de) |
FR (1) | FR2179772B1 (de) |
GB (1) | GB1418371A (de) |
IT (1) | IT981665B (de) |
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