DE2364875A1 - Photolytisch abbaubare kunstharzmassen und deren verwendung - Google Patents
Photolytisch abbaubare kunstharzmassen und deren verwendungInfo
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Description
KUREHA KAGAKU KOGYO KABUSHIKI IUISiIA
Tokyo, Japan
Tokyo, Japan
" Photolytisch abbaubare Kunstharzmassen und. deren Verwendung "
Priorität: 29. Dezember. 1972, Japan, Nr. 3 597/73
• ■ 22. Februar 1973, Japan, Nr. 21 499/73
27. Juni 1973, Japan, Nr. 72 679/73
Die Erfindung betrifft photolytisch abbaubare Kunstharzmafssen,
die unter der Einwirkung von Sonnen- oder UV-Strahlung schnell altern und brüchig werden, so daß sie bei der Bewitterung oder
auch schon bei geringer Stoßbeanspruchung leicht zerfallen.
Der steigende Verbrauch ah Kunststoff-Verpackungsmaterial und
Einwegbehältern bringt einen entsprechenden Zuwachs an Kunst- · stoffabfall mit sich, der eine zunehmende Umweltbelastung darstellt.
Um diesem Problem zu begegnen, verwendet man Behälter und Verpackungsmaterial aus lichtabbaubaren Kunstharzmassen, die
,25 unter dem Einfluß von Sonnenlicht, UV-Strahlung, oder Witterungseinflüssen abgebaut werden. Lichtabbaubare Kunstharzmassen sollen
bei Lichtbestrahlung nicht nur zerfallen oder altern, sondern über die gewünschte Nutzungsdauer auch genügende mechanische
festigkeit besitzen. 409 8 32/0697 -1
Es ist bereits bekannt, für verschiedene Anwendungsbereiche
• Pfropfcopolymerisate zu verwenden, die durch Aufpfropfen eines
oder mehrerer Vinyliden-Monomerer auf ein kautschukartiges Butadien-Polymerisat oder ein hauptsächlich aus Butadien sowie
anderen damit copolymerisierbaren Monomeren bestehendes Copolymerisat
hergestellt worden sind. Das Pfropfcopolymerisat kommt hierbei entweder allein oder im Gemisch mit anderen Kunststoffkomponenten
zum Einsatz. Derartige Pfropfcopolymerisate bzw. hauptsächlich aus diesen Pfropfcopolymerisaten bestehende
Kunstharzmassen enthalten für die Herstellung von Formkörpern üblicherweise etwa 20 Gewichtsprozent der Butadien-Komponente.
Pfropfcopolymerisate mit mehr als 30 Gewichtsprozent Butadien
. werden insbesondere als schlagzähigkeitsverbessernde Zusätze
für andere Kunststoffkomponenten verwendet, denen sie in größerer Menge zugemischt werden.
Bei Verwendung der Butadien-Pfropfcopolymerisate als schlagzähigkeitsverbessernde
Zusätze bereitet jedoch deren Wetterbeständigkeit Schwierigkeiten, so daß ihnen' meist Stabilisatoren zugemischt
werden, um ein Altern oder sprödigwerden der daraus her-
- gestellten Formkörper zu vermeiden. Trotz dieser Tatsache wurde bisher die Verwendung der genannten Butadien-Pfropfcopolymerisate
als Mischungskomponente für photolytisch abbaubare Kunstharzmassen nicht vorgeschlagen.
..
..
Es wurde nun gefunden, daß ein mindestens 30 Gewichtsprozent Butadien
enthaltendes Pfropfcopolymerisat, das durch Aufpfropfen
mindestens eines Vinyliden-Monomeren auf ein kautschukartiges J3utadien-Polymerisat oder hauptsächlich aus Butadien bestehendes_j
409832/0697
Copolymerisat hergestellt worden ist, bei Lichtbestrahlung besonders
ausgeprägte Alterungseigenschaften zeigt. Ferner wurde
gefunden, daß Copolymerisate mit vernetztem Pfropfanteil, die
durch Zugabe einer kleinen Menge eines Vernetzungsmittels während des Aufpfropfens des Vinyliden-Monomeren hergestellt worden
sind, weit besser photolytisch abbaubar sind, als Copolymerisate mit nicht vernetztem Pfropfanteil.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, photolytisch abbaubare
Kunstharzmassen zur Verfügung zu stellen, die sich zur Herstellung von Behältern und Verpackungsmaterial eignen und hierbei
nach dem Gebrauch durch Witterungseinflüsse, z.B. durch Sonnenbestrahlung, leicht abgebaut werden.
Gegenstand der Erfindung sind somit photolytisch abbaubare
Kunstharzmassen, die gekennzeichnet sind durch einen Gehalt an
A) 50 bis 99 Gewichtsteilen eines mindestens 30 Gewichtsprozent
Butadien-Struktureinheiten enthaltenden Pfropfcopolymerisate,
das durch Aufpfropfen von 20 bis 60 Gewichtsteilen Styrol und/ oder Methylmethacrylat in einer oder mehreren Polymerisations«
stufen in Gegenwart von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen eines Ver- - netzungsmittels auf 40 bis 80 Gewichtsteile eines Butadien-Homopolymerisats
oder eines hauptsächlich aus Butadien sowie einem oder mehreren damit copolymerisierbaren Monomeren bestehenden
Copolymerisate hergestellt worden ist, sowie
B) 50 bis 1 Gewichtsteilen eines Styrol-, Methylmethacrylat-,
Acrylnitril-, Vinylchlorid- oder Vinylidenchlorid-Homopolymerisats oder eines hauptsächlich aus diesen Monomeren und damit
copolymer!sierbaren Monomeren bestehenden Copolymerisats. _j
AO9 S3 2/06 97
Durch Vermischen des Butadien-Pfropfcopolymerisats mit thermoplastischen
Kunstharzen läßt sich die Verarbeitbarkeit des Butadien-Pfropfcopolymerisats verbessern, so daß die Kunstharzmassen
der Erfindung leicht zu beliebig gestalteten Formkörpern verarbeitet werden können. Während z.B. die Herstellung von
stranggepreßten Folien mit gleichmäßiger Dicke aus Butadien-Pfropf
copolymeri sat en recht schwierig ist, gelingt dies ohne
weiteres beim Vermischen des Butadien-Pfropfcopolymerisats mit einem geeigneten thermoplastischen Kunstharz. Ferner lassen
sich Butadien-Pfropfcopolymerisate mit vernetztem Pfropfanteil nicht vakuumverformen, während dies durch Zumischen eines geeigneten
thermoplastischen Kunstharzes erleichtert wird.
Die erfindungsgemäßen Kunstharzmassen zeichnen sich weiterhin durch Verwendung eines Pfropfcopolymerisats mit vernetztem
Pfropfanteil aus, das unter Verwendung eines mit dem auf den
Butadien-Kautschuklatex aufzupfropfenden Monomeren copolymerisierbaren
Vernetzungsmittels hergestellt worden ist. Gegenüber Kunstharzmassen, die ein Pfropfcopolymerisat mit vernetztem
Pfropfanteil enthalten, gelingt es dadurch, Formkörper mit weit schnellerer photolytischer Abbaubarkeit herzustellen.
Die durch Abbau oder Alterung der Kunstharzmassen unter dem Einfluß
direkter Sonnenbestrahlung oder UV-Strahlung bewirkte Sprödigkeit der Formkörper läßt sich gegebenenfalls durch geeignete
Wahl der Vernetzungsmittelmenge steuern. Bei Verwendung
größerer Vernetzungsmittelmengen werden die Formkörper bereits
nach kürzerer Zeit spröde. Unter "Sprödigkeitszeit" wird im fol-.
genden die Zeitspanne verstanden, während der die Bruchdehnung _j
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der Folie wegen des strahlungsinduzierten Abbaus der Kunstharzmasse
praktisch auf 0 abfällt, so daß sie bereits bei geringem Abbiegen leicht bricht.
Vermischt man das Butadien-Pfropfcopolymerisat mit thermoplastischen
Kunstharzen im genannten Mengenverhältnis, so gelingt es, Formkörper mit hoher Transparenz herzustellen*· Zum Vermischen
mit dem Butadien-Pfropfcopolymerisat eignen sich hierbei zahlreiche
thermoplastische Kunstharze.
Butadien-Pfropfcopolymerisat kann auch mit zwei oder mehr verschiedenen
thermoplastischen Kunstharzen vermischt werden, so daß die photolytische Abbaubarkeit der Kunstharzmasse beliebig
eingestellt werden kann. Da die photolytische Abbaubarkeit von zu
der Art des mit dem Butadien-Pfropfcopolymerisat'vermischenden
Polymeren abhängt, können die Abbaueigenschaften der Kunstharzmasse
leicht gesteuert werden, z.B. indem man zwei verschiedene Kunstharze mit unterschiedlicher photolytischer Abbaubarkeit
mit dem Butadien-Pfropfcopolymerisat vermischt und deren Mischungsverhältnis
zum Butadien-Pfropfcopolymerisat entsprechend
' wählt.
Bei Hochpolymer-Formkörpern schreitet der Abbau unter-dem hauptsächlichen
Einfluß von Licht und Sauerstoff von der Oberfläche
her, fort, so daß dünne Formkörper relativ schnell, Formkörper ab einer gewissen Dicke jedoch entsprechend schwieriger und innerhalb
längerer Zeitspannen photolytisch abgebaut werden können. Aus den erfindungsgemäßen Kunstharzmassen hergestellte
Formkörper lassen sich demgegenüber unabhängig von ihrer Dicke _j
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bereits durch leichte Stoßbearbeitung abbauen. So können z.B.
Folienproben von 1 mm Dicke durch leichten äußeren Stoß gebrochen werden, nachdem sie 20 bis 150 Stunden in einem Bewitterungsapparat
(Kohlelichtbogen; Schwarzblechtemperatur: 63 +. 3 C;
Beregnung: 12 mm/60 min) behandelt wurden, und hiernach praktisch
keine Bruchdehnung mehr besaßen.
Die photolytisch abbaubaren Kunstharzmassen der Erfindung eignen sich z.B. insbesondere zur Herstellung von Verpackungsmaterial,
Flaschen und Einweg-Nahrungsmittelbehältern.*
Zunächst wird ein Pfropfcopolymerisatiatex aus Butadien und einem damit copolymerisierbaren Monomeren durch übliche Emulsionspolymerisation
hergestellt. Geeignete Comonomere sind z.B. konjugierte Diene, wie Isopren und Chloropren, aromatische Vinylverbindungen,
wie Styrol und ce-Methylstyrol, ungesättigte
Nitrile, wie Acrylnitril und Methacrylnitril, gesättigte Säureester, wie Methylacrylat, Methylmethacrylat und Äthylacrylat,
Di vinyl verbindungen, wie Divinylbenzol, oder Dimethacrylate,
wie Monoäthylenglykoldiraethacrylat, Polyäthylenglykoldimethacrylat
und Polypropylenglykoldimethacrylat.
Die Copolymerisate enthalten vorzugsweise mindestens etwa 50 Gewichtsprozent
Butadien. Besonders bevorzugt sind kautschukartige Copolymerisate aus 60 bis 90 Gewichtsprozent Butadien und 40
bis 10 Gewichtsprozent Styrol.
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Im- Anschluß an die Copolymerisation werden Styrol und/oder
Methylmethacrylat in Gegenwart eines Vernetzungsmittels auf den
erhaltenen Kautschuklatex aufgepfropft. Dies kann z.B. ebenfalls in Emulsion erfolgen. Die im Latex verbliebenen Katalysatoren
und Polymerisationshilfsmittel· können in dieser Form eingesetzt werden, oder aber man setzt dem Polymerisationssystem
dieselben oder andersartige Katalysatoren und Pölymerisationshilfsmittel zu. .
Die Vernetzungsmittel sind auf keine bestimmte Verbindungsklasse
beschränkt, sie müssen jedoch mit den genannten Monomeren copolymer!sierbar sein. Spezielle Beispiele sind ungesättigte
Verbindungen mit polyfunktionellen Resten, z.B. polyalkenylsubstituierte aromatische Verbindungen, wie Divinylbenzol und
Trivinylbenzol, mehrfach ungesättigte Ester von Polyalkohölen,
wie Monöäthylenglykoldimethacrylat, Polyäthylenglykoldimethacrylat,
Polypropylenglykoldimethacrylat und Trimethylolpropantrimethacrylat, mehrfach ungesättigte Ester von Polycarbonsäuren,
wie Diallylphthalat, Trivinylcyanurat, Triallylcyanurat und Triallylisocyanurat, Ester von ungesättigten Alkoholen, wie
Divinyläther und Vinylacrylather, und Ester aus ungesättigten
Alkoholen und ungesättigten Säuren.
Die Pfropfcopolymerisation erfolgt nicht notwendigerweise in einer Stufe durch Zusatz des aufzupfropfenden Monomeren und des
Vernetzungsmittels zum Kautschuklatex, sondern kann auch in zwei oder mehreren getrennten Stufen durchgeführt werden.
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Das Monomere wird bei der Pfropfcopolymerisation in einer Menge von 60 bis 20 Gewichtsteilen, bezogen auf die Gesamtmenge der
pfropfpolymerisierten Monomeren, bzw. in einer Menge von 40 bis 80 Gewichtsteilen, bezogen auf die Kautschukkomponente des Latex,
eingesetzt. Das Vernetzungsmittel wird in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf die Gesamtmonomermenge,
verwendet.
Bei niedrigeren Butadiengehalten im Pfropfcopolymerisat nimmt die photolytische Abbaubarkeit der erhaltenen Kunstharzmasse
ab. Der Butadiengehalt im Pfropfcopolymerisat wird daher vorzugsweise
im Bereich von 30 bis 70 Gewichtsprozent gehalten.
Auch nimmt die photolytische Abbaubarkeit der aus den Kunstharzmassen.hergestellten
Formkörper mit steigender Menge des bei der Pfropfcopolymerisation zugesetzten Vernetzungsmittels zu,
so daß die Abbauzeit der Formkörper durch geeignete Wahl der Vernetzungsmittelmenge gesteuert werden kann. Bei zu großen
Vernetzungsmittelmengen werden jedoch die thermoplastischen Eigenschaften des erhaltenen Pfropfcopolymer!sats beeinträchtigt t
so daß vorzugsweise Mengen von weniger als 5 Gewichtsteilen, insbesondere
0,01 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Monomeren, angewandt werden.
Erfolgt die Pfropfcopolymerisation in zwei Stufen, so wird in der zweiten Stufe vorzugsweise eine größere Vernetzungsmittelmenge
eingesetzt, um die photolytische Abbaubarkeit der aus den Kunstharzmassen hergestellten Formkörper zu erhöhen.
L-. -J
A 0 9 8 3 2 / 0 6 9 7
Herstellung der Polymermischung
Das Butadien-Pfropfcopolymerisat wird zur Herstellung einer
leicht photolytisch abbaubaren Kunstharzmasse mit einem· thermoplastischen
Kunstharz vermischt. Als thermoplastische. Kunstharze eignen sich z.B. die Homopolymerisate von Styrol, Methylmethacrylat,
Acrylnitril, Vinylidenchlorid, oder Vinylchlorid bzw. hauptsächlich aus diesen Monomeren und damit copolymer! ■-sierbaren
Monomeren bestehende Copolymerisate. Geeignete Comonomere sind z.B. aromatische Vinylverbindungen, wie Styrol
und a~Methylstyrol, konjugierte Diene, wie Butadien, ungesättigte Nitrile, wie Acrylnitril und Methacrylnitril, ungesättigte
Säureester, wie Äthylacrylat und Methylacrylat, Vinylester, wie Vinylacetat, halogensubstituierte Olefine, wie Vinylidenchlorid,
Olefine, wie Äthylen, Vinylketone und Vinyläther.
. ·
Zur Herstellung der Kunstharzmassen der Erfindung werden 50 bis 99 Gewichtsteile des Butadien-Pfropfcopolymerisate mit 50 bis
1 Gewichtsteil eines thermoplastischen Kunstharzes vermischt. Um eine möglichst hohe photolytische Abbaubarkeit zu gewährleisten,
verwendet man vorzugsweise mindestens 60 Gewichtsprozent des Butadien-Pfropfcopolymerisate.
Das Vermischen der Kunstharzkomponenten erfolgt auf übliche Weise,
z.B. durch Vermengen des Butadien-Pfropfcopolymerisatlatex
mit einem Thermoplast-Latex und anschließendes Aussalzen bzw. Ausfällen mit Säure, durch Schmelzen und Kneten der genannten
Kunstharzkomponenten in Pulver- oder Pelletform mit Hilfe von Walzen oder durch trockenes Vermischen der pulverförmigen
Kunstharzkomponenten. ,
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Die Kunstharzmassen der Erfindung enthalten gegebenenfalls übliche Zusätze, z.B. Hitzestabilisatoren, Weichmacher, Schmiermittel,
farbgebende Mittel, Antistatikmittel, sonstige Verarbeitungshilfsmittel
oder Füllstoffe. Die Verarbeitungshilfsmittel werden üblicherweise in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen
pro 100 Gewichtsteile der Kunstharzkomponente angewandt
.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
a) Herstellung eines Butadien-Pfropfcopolymerisate
Ein 10 Liter fassender, mit Rührer ausgerüsteter Edelstahlautoklav wird mit 42 Gewichtsteilen Butadien» 10 Gewichtsteilen
Styrol, 0,14 Gewichtsteilen Divinylbenzol und 200 Gewichtsteilen Wasser beschickt, das 0,9 Gewichtsteile Kaliumoleat als Emulgator,
0,11 Gewichtsteile Diisopropylbenzolhydroperoxid als Polymerisationsinitiator und eine geringe Menge eines Redoxzusatzes,
wie Eisen oder Natrium-formaldehydsulfoxyl'at, enthält.
Durch I7stündige Emulsionspolymerisation bei 45°C wird ein
Butadien-Styrol-Copolymerisatlatex erhalten, der auf Raumtemperatur abgekühlt, mit 21 Gewichtsteilen Styrol, 11 Gewichtsteilen
Methylmethacrylat, 0,4 Gewichtsteilen Divinylbenzol,
0,047 Gewichtsteilen Diisopropylbenzolhydroperoxid, 0,024 Gewichtsteilen Natrium-formaldehydsulfoxylat und 1,5 Gewichtsteilen
Wasser versetzt und unter Dispergieren der Bestandteile 6 Stunden bei 500C der weiteren Polymerisation unterworfen wird,
Der erhaltene Polymerlatex wird schließlich auf Raumtemperatur
jjibgekühlt, mit 16 Gewichtsteilen Methylmethacrylat, 0,4 Ge- -I
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wichtsteilen Diviny!benzol, 0,016 Gewichtsteilen Diisopropylbenzolhydroperoxid,
0,008 Gewichtsteilen Natrium-formaldehydsulfoxylat und 1,5 Gewichtsteilen Wasser versetzt und weitere
7 Stunden bei 50°C polymerisiert. Der so hergestellte Latex besitzt eine Teilchengröße von etwa 800 £. Der Polymorlatex
wird dann mit 1 Gewichtsteil eines Phenolstabilisators versetzt und schließlich durch Zugabe von Säure ausgefällt, wobei
in 98prozentiger Ausbeute ein Butadien-Styrol-Methylmethacrylat-Pfropfcopolymerisat
(HBS) anfällt.
Zum Vergleich wird die Pfropfcopolymerisation mit denselben Beschickungsverhältnissen
wiederholt, jedoch v/erden der ersten und zweiten Pfropfcopolymerisationsstufe kein Divinylbenzol zugesetzt.
Die Teilchengröße des erhaltenen MBS-Latex beträgt etwa 800 S; die Pfropfcopolymer!satausbeute beträgt 97,5 % d.
Th.
b) Herstellung der Polvmermischung
Jedes der erhaltenen MBS-Pfropfcopolymerisate wird auf einer
bei 16O0C gehaltenen Walzen-Knetmaschine 3 Minuten mit Polyvinylchlorid
mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 700 vermischt, das 0,5 Gewichtsteile Di-n-octylzinnmercaptid als Stabilisator
enthält. Das Gewichtsverhältnis von MBS zu PVC beträgt 90 : 10. Jedes der erhaltenen Polymergemische wird dann bei
•25 200 C geschmolzen und unter Druck zu einer Folie von 1 mm Dicke
verarbeitet. Die erhaltenen Folien besitzen zufriedenstellende Transparenz.
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c) Bewitterungsversuch ►
Aus jeder der Folien wird eine hanteiförmige Probe ausgestanzt
und in einen Bewitterungsapparat gebracht (Standard Sun Shine Weathermeter, Modell WE-SUN-HC der Toyo Rika Kogyo K.K.,
Japan; Schwarzblechtemperaturs. 63 +, 30C; Beregnung:
12 mm/60 min).
Der Einfluß der Bewitterung auf die Bruchdehnung der Folienproben ist in Tabelle I gezeigt. Die Bruchdehnung der Folienproben
wird hierbei mit Hilfe eines Tensilon UTM-Apparats der Toyc
Sokki K.K., Japan, gemessen.
Probe | Zusammensetzung (Gew.-teile |
MBS-Pfropfcopolymeri- sat ( 90) PoIyvinylchiorid ( 10) |
MBS-Pfropf- ant'eil |
Bestrahlungsdauer (h) |
20 | 60 | 130 | I | I i _ j |
MBS-Pfropfcopolymeri- sat ( 90) Polyvinylchlorid ( 10) |
vernetzt | 0 | 0% | - | 67% | ||||
1 j MBS-Pfropfcopolymer!- (Ver- ! sat jgleich)! (100) |
vernetzt | 80% | 125% | 0% | |||||
2 | nicht vernetzt |
184% | 250% | 148% | |||||
3 (Ver gleich) |
288% |
. Anmerkung:
1) Reckgeschwindigkeit =10 mm/min;
2) Ausmaße der Folienprobe: 10 χ 40 χ 1 mm;
3) Bei der Bruchdehnung bedeutet der Wert 0 %, daß die Folienprobe
bereits beim leichten Abbiegen auseinanderbricht.
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Beispiel 2 Das MBS-Pfropfcopolymer!sat mit vernetztem Pfropfanteil aus
Beispiel 1 wird mit Hilfe einer Walzen-Knetmaschine 3 Minuten bei 1600C mit den nachstehend genannten thermoplastischen "
Kunstharzen vermischt, wobei das Mischungsverhältnis von MBS zu.thermoplastischem Kunstharz 90 : 10 bzw. 70 : 30 beträgt.
a) Polyvinylchlorid (PVC) mit einem mittleren Polymerisation^
grad von 700, das 0,5 Gewichtsteile Di-n-octylzinnmercaptid
als Stabilisator enthält;
b) Polymethylmethacrylat (PMMA) "Acrypet V.H." der Mitsubishi
Rayon Co., Ltd., Japan;
• c). Polystyrol (PSt) "Styron-666-K-27" der Asahi-Dow Chemical
Co., Ltd., Japan;
d) Acrylnitril-Styrol-Copolymerisat (PAS) "Tyrile 780" der
Asahi-Dow Chemical Co. Ltd., Japan.
Die erhaltenen Kunstharzmassen werden bei 2000C zu Folien von
0,5 mm Dicke gepreßt. Mit Hilfe einer Hantel stanzt man Proben aus den erhaltenen Folien, die dann einem Bewitterungstest in
einem Bewitterungsapparat gemäß Beispiel 1 unterworfen werden. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.·
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- 14 Tabelle· II
Probe | Zusammensetzung (Gew.-teile) |
Bruchdehnung vor Bewitterung (%) |
Sprödigkeits- zeit (h) |
1 (Vergleich) |
MBS 100 | 174 | 20 . |
2 | MBS 90 PVC ■ 10 |
272 | 85 |
3 | MBS 90 PMMA 10 |
234 | 65 |
4 | MBS 90 PSt 10 |
141 | 20 |
5 | MBS 90 PAS 10 |
205 | 45 |
6 | MBS ' 70 · PAS - 30 |
150 | 35 |
Anmerkung:
1) Reckgeschwindigkeit = 10 mm/min;
2) Ausmaße der Folienproben: 10 χ 40 χ 0,5 mm;
3) Unter Sprödigkeitszeit wird die Zeitspanne verstanden, innerhalb
der die Folienprobe auf Grund der Behandlung im Bewitterungsapparat keine Bruchdehnung mehr aufweist, so daß
sie bereits bei leichtem Abbiegen bricht.
a) Herstellung eines Butadien-Pfropfcopolymer!sats
Ein 10 Liter fassender, mit Rührer ausgerüsteter Edelstahlautoklav wird mit 48 Gewichtsteilen Butadien, 12. Gewichtsteilen
Styrol, 0,6 Gewichtsteilen Divinylbenzol und 200 Gewichtsteilen
V/asser beschickt, das 0,9 Gewichtsteile Kaliumoleat als Emulgator, 0,12 Gewichtsteile Diisopropylbenzolhydroperoxid als Polymerisationsinitiator
und eine geringe Menge eines Redoxzusatzes, l_wie Eisen oder Natrium-formaldehydsulfoxylat, enthält. Durch _J
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Γ
- 15 ■ . 236Α875
16 stündige Emulsionspolymerisation bei 450C wird ein Butadien-Styrol-Copolymerisatlatex
erhalten, der auf Raumtemperatur abgekühlt und hierauf mit 20 Gewichtsteilen Styrol,.0,33 Ge-.
wichtsteilen Divinylbenzol, 0,03 Gewichtsteilen Diisopropylbenzolhydroperoxid,
0,014 Gewichtsteilen Natrium-formaldehydsulfoxylat sowie 1,5 Gewichtsteilen Wasser versetzt und unter
Dispergieren der Bestandteile weitere 7 Stunden bei 450C der
Polymerisation unterworfen wird. Der so erhaltene Polymerlatex wird schließlich auf Raumtemperatur abgekühlt, mit 20 Gewichtsteilen
Styrol, 0,33 Gewichtsteilen Divinylbenzol, 0,021 Gewichtsteilen Diisopropylbenzolhydroperoxid, 0,01 Gewichtsteilen
Natrium-formaldehydsulfoxylat und 1,5 Gewichtsteilen Wasser versetzt und weitere 7 Stunden bei 450C polymerisiert. Der erhaltene
Copolymerisatlatex wird schließlich mit 1 Gewichtsteil eines Phenolstabilisators versetzt und durch Zugabe von Säure
ausgefällt, wobei in 96prozentiger Ausbeute ein Butadien-Styrol-Pfropfcopolymerisat
(BS) anfällt.
Zum Vergleich wird ein BS-Pfropfcopolymerisat unter Anwendung
derselben Beschickungsverhältnisse hergestellt, wobei jedoch
in der ersten und zweiten Pfropfcopolymerisationsstufe kein Divinylbenzol
zugesetzt wird. Die Pfropfcopolymerisatausbeute beträgt
96 % d. Th. ■
b) Herstellung der Polvmermischung
Das erhaltene BS-Pfropfcopolymerisat wird mit Hilfe einer Walzen-Knetmaschine
3 Stunden bei 16O0C mit dem Polystyrol (PSt) bzw. dem Polyvinylchlorid (PVC) aus Beispiel 2 in einem Mischungsverhältnis
von BS zu PVC bzw. PSt von 90 : 10 vermischt. _|
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■- 16 -
Die so erhaltenen Kunstharzmassen werden schließlich bei 200°C ■ zu Folien von 0,5 nun Dicke gepreßt.
c) Bewitterunfisversuch
Aus den gepreßten Folien werden mit Hilfe einer Hantel Proben
ausgestanzt, die in dem Bewitterungsapparat aus Beispiel 1 einem Schnellbewitterungstest unterzogen werden. Der Einfluß der Bewitterung auf die Bruchdehnung·der Folienproben ist in Tabelle III gezeigt.
ausgestanzt, die in dem Bewitterungsapparat aus Beispiel 1 einem Schnellbewitterungstest unterzogen werden. Der Einfluß der Bewitterung auf die Bruchdehnung·der Folienproben ist in Tabelle III gezeigt.
· Tabelle III
Probe | Zusammensetzung (Gew.-teile) |
BS- Pfropf- anteil |
Bestrahlungsdauer (h) | 0 | 23 | 48 | 64 | 76 | 93 |191 | - |
1
·, \ |
20% |
1 | BS 90 PVC 10 |
ver netzt |
55% | 58% | 25% | - | 19% | 0% | 10% | |||
2 | BS 90 PSt 10 |
ver netzt |
112% | 5% | 0% | - | - | _ | ||||
(Ver gleich) |
BS 90 PVC 10 |
nicht ver netzt |
163% | - | - | 128% | - | - | ||||
• 4 (Ver gleich) |
BS 90 PSt 10 |
nicht ver netzt |
216% | - | - | 32% | - | - |
Anmerkung:
1). Reckgeschwindigkeit = 50 mm/min;
2) Ausmaße der Folienprobe: 10 χ 40 χ 0,5 mm.
Aus Tabelle III geht hervor, daß die aus BS-Pfropfcopolymerisäten
mit vernetztem Pfropfanteil und thermoplastischen Kunstharzen
hergestellten Formkörper eine schnellere Abnahme der Bruchdehnung verzeichnen als Formkörper, die aus dem BS-Pfropfco-.
polymerisat mit nicht vernetztem Pfropfanteil und thermo- _j
4 09832/0697
Γ - 17 - "1
• 9 ^ R Λ R 7 R
plastischen Kunstharzen hergestellt worden sind.
Beisp. i e 1 4
a) Herstellung eines Butadien-Propfcopolymerisats
Ein 10 Liter fassender, mit Rührer ausgerüsteter Edelstahlautoklav
wird mit 43 Gewichtsteilen Butadien, 12 Gewichtsteilen
Styrol, 0,6 Gewichtsteilen Diviny!benzol und 200 Gewichtsteilen
Wasser beschickt, das 0,9 Gewichtsteile Kaliumoleat als Emulgator, 0,12 Gewichtsteile Diisopropylbenzolhydroperoxid
als Poiymerisationsinitiator und eine geringe
^ Menge eines Redoxzusatzes, wie Eisen oder Natrium-formaldehydsulfoxylat,
enthält. Durch 16stündige Emulsionspolymerisation bei 45°C wird ein Butadien-Styrcl-Copolymerisatlatex erhalten,
der auf Raumtemperatur abgekühlt und dann mit 40 Gewichtsteilen Styrol, 0,66 Gewichtsteilen Divinylbenzol, 0,06 Gewichtsteilen
Diisopropylbenzolhydroperoxid, 0,03 Gewichtsteilen Natriumformaldehydsulfoxylat
und 1,5 Gewichtsteilen Wasser versetzt und unter Dispergieren der Bestandteile weitere 7 Stunden bei
45°C der Polymerisation unterworfen wird. Der erhaltene Copolymerisatlatex
wird dann mit 1 Gewichtsteil eines Phenol-Stabilisators versetzt und durch Zugabe von Säure ausgefällt,
wobei in 97prozentiger Ausbeute ein Butadien-Styrol-Pfropf-■
copolymerisat (BS) anfä'llt.
b) Herstellung einer Polymermischung
Das erhaltene BS-Pfropfcopolymerisat wird mit Hilfe einer
Walzen-Knetmaschine 3 Minuten bei 160°C mit dem Polystyrol (PSt), dem Polyvinylchlorid (PVC), dem Polymethylmethacrylat ,
(PMMA) bzw. dem Acrylnitril-Styrol-Copolymerisat' (PAS) aus
L " J
409832/0697
Beispiel 2 in einem Gewichtsverhältnis von BS.zu Thermoplast
von 90 : 10 bzw. 70 : 30 vermischt. Die erhaltenen Kunstharzmassen werden bei ^000C zu Folien von 0,5 mm gepreßt.
c)Bewitterungsversuch Aus den gepreßten Folien werden gemäß Beispiel 1 mit einer
Hantel Folienproben ausgestanzt, die einen Bev/itterungstest gemäß Beispiel 1 unterzogen werden. Der Einfluß der Bewitterung
auf die Bruchdehnung der Folienproben ist in Tabelle IV gezeigt.
Probe | Zusammensetzung (Gew.-Teile) |
Bestrahlungsdauer (h) ν | 28 | i | 64- | 109 . |
1 (Vergleich) |
BS 100 | 0 | 0% | - | — | |
2 · | ES 90 PSt 10 |
4-2$ | 0% | - | ||
3 | BS 70 PSt $0 |
4-3?ό | o# ■ | — | - | |
4- | BS - 70' PAS 30 · |
0% | - | |||
5
t |
BS 90 PMMA 10 |
4-0$ | - | 16# | 056 | |
6 | BS ' 90 PVC 10 |
33# | ο·?ό | |||
7056 ! |
409832/069
Anmerkung: 1) Reckgeschwindigkeit = 5O mm/min;
2) Ausmaße der Folienproben: 10 χ 40 χ 0,5 mm.
Beispiel 5
5
5
a)Herstellung eines Butadien-Propfcopolymerisate
Ein 10 Liter fassender, mit Rührer ausgerüsteter Edelstahlautoklav wird mit. 43 Gewichtsteilen Butadien, 12 Gewichtsteilen Styrol, 0,2 Gewichtsteilen Divinylbenzol und 200 Gewichtsteilen
Wasser beschickt, das 0,9 Gewichtsteile Kaliumoleat als Emulgator, 0,12 Gev/ichtsteile Diisopropylbenzolhydroperoxid
und eine geringe Menge eines Redoxzusatzes, wie Natrium-formaldehydsulfoxylat oder Eisen, enthält» Durch
I7stündige Emulsionspolymerisation bei 45 C wird ein Butadien-Styrol-Copolymerisatlatex
erhalten, der auf Raumtemp eratur abgekühlt und dann mit 19 Gewichtsteilen Styrol, 9 Gewichtsteilen Methylmethacrylat, 0,3 Gewichtsteilen Divinylbenzol,
0,04 Gewichtsteilen Diisopropylbenzolhydroperoxid, 0,02 Gewich tsteilen Natrium-formaldehydsulfoxylat und 1,5 Gewichts-
teilen Wasser versetzt und unter Dispergieren der Bestandteile
weitere 6 Stunden bei 5O C polymerisiert wird. Der erhaltene Polymerisatlatex wird dann wieder auf Raumtemperatur
abgekühlt, mit 12 Gewichtsteilen Methylmethacrylat, 0,3 Gewichtsteilen Divinylbenzol, 0,012 Gewichtsteilen Diisopropylbenzol-
hydroperoxid, 0,006 Gewichtsteilen Natrium-formaldehydsulfoxylat und 1,5 Gewichtsteilen Wasser versetzt und weitere 7 Stunden
bei 50 C polymerisiert. Der eine Teilchengröße von etwa 300 aufweisende Latex wird schließlich mit 1 Gewichtsteil eines
409832/0697
Phenolstabilisators versetzt und durch Zugabe einer Säure ausgefällt, wobei in 9 7,5prozentiger Ausbeute ein Butadien-Styrol-Pfropfcopolymerisat
(HBS) anfällt.
b) Herstellung einer Polymermischung
80 Gewichtsteile des MBS-Pfropfcopolymerisate werden mit Hilfe
einer Walzen-Knetmaschine 3 Minuten bei 160 C mit AO Gewichtsteilen eines Gemisches aus Polystyrol (PSt) und PoIymethylmethacrylat
(PMi-IA) aus Beispiel 2 vermischt. Das '" Mischungsverhältnis von PSt und PMMA wird jeweils so variiert,
daß die Gesamtmenge beider Komponenten 20 Gewichtsteile ausmacht. Die so hergestellte Kunstharzmasse wird schließlich
bei 2000C zu einer Folie von 0,5 rnm Dicke gepreßt.
■ c) Bewitterungsversuch
Aus der gepreßten Folie v/erden gemäß Beispiel 1 mit Hilfe einer Hantel Proben aus.gestanzt, die anschließend einem
Schnellbewitterungstest- gemäß Beispiel 1 unterzogen werden.
Der Einfluß der Bewitterung auf die Bruchdehnung der Folienproben ist in Tabelle V gezeigt.
40983 2/0697
1 | Probe | Zusammen setzung (Gew.-Teile) |
Bestjcahlungsdauer (h) | 0 | 11 | 24 | i | 41 | 65 | 111 |
1 (Vergleich) |
. MBS 100 | 180$ | (5βδ). | <S> | (12% | « | ||||
5 | 2 | MBS 80 PMMA 20 |
(1OO#) | Γτ& | - | 153% | (18?) | (15#) | ||
3 | MBS 80 PMMA 15 PSt 5 |
203?έ (79?) |
111% | 8456 (320) |
2556 (1090) |
|||||
4 | MBS ' 80 PMMA 10 PSt 10 |
292?ό | - | Ο«) | - | - | ||||
10 | • 5 | MBS 80 PMMA 5 PSt 15 |
2585ζ | JS, | 056 | - | - | '- | ||
15 | 6 | MBS 80 PSt 20 |
- | ■■ - |
Anmerkung: 1) Reckungsgeschwindigkeit = 10 mm/min;
2) Ausmaße der Folienprobe: 10 χ 40 χ 0,5 mm.
3) Die in Klammem angegebenen Prozentwerte beziehen sich auf die Dehnung ohne Bruch.
Aus Tabelle V geht hervor, daß die photolytische Abbaubarkeit der erfindungsgemäßen Kunstharzmassen durch geeignete Wahl des
L '
409832/0697
r π
Mischungsverhältnisses von Polystyrol und Polymethylmethacrylat
gesteuert werden kann.
Beispiel6 5
90 Gewichtsteile des MBS Pfropfcopolymerisats mit vernetztera
Pfropfanteil aus Beispiel I und 10 Gewichtsteile Polyvinylchlorid
(PVC) werden mit Hilfe einer Walzen-Knetmaschine vermischt und hierauf bei 2OO°C zu einer Folie von 2 50 Micron
'" Dicke gepreßt.-Aus der Folie wird durch Vaküumverformung ein
becherförmiger Behälter von 7 cm Bodeninnendurchmesser und 4 cm Tiefe hergestellt. Nach etv/a 3 Monate dauernder Aussen-•bewitterung
(August bis November) ist der Becher zerfallen, während ein ähnlicher Becher, der unter Ausschluß von Sonnen-
'^ strahlung in einem Innenraura- aufbewahrt wurde, im selben Zeitraum
seine ursprüngliche Form beibehält und dieselbe mechanische Festigkeit aufweist, wie zum Zeitpunkt der Verarbeitung.
Zum Vergleich wird das MBS Propfcopolymerisat mit vernetztera
Pfropfanteil allein in einer Walzen-Knetmaschine geknetet und dann zu einer Folie von" 250 Micron Dicke gepreßt. Bei der
Vakuumverformung der Folie zu einem Becher von ähnlicher
Größe bricht die Folie.
25
25
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Claims (5)
1) 40 bis 00 Gewichtsteilen eines Butadien-Iioiiiopolymorisats
oder hauptsächlich aus Butadien sowie einem oder mehreren damit copolyraerisierbaren Monomeren bestehenden
Copolymerisats und
2) 60 bis 20 Gewichtsteilen Styrol und/oder Methylmethacrylat,
die in einer oder mehreren Polyrnerisationsstufen in Gegenwart von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen, eines Vernetzungsini ttels auf die Butadien-Komponente (1) aufgepfropft
worden sind, sowie
B) 50 bis .1 Gewichtsteil eines Styrol-, Methylmethacrylat-, Acrylnitril-, Vinylchlorid- oder Vinylidenchlorid-IIomopolymerisats
oder eines hauptsächlich aus diesen Monomeren und damit copolymerisierbaren Monomeren bestehenden Co-
Polymerisats.
2. Massen nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß die
Komponente (1) aus 60 bis 90 Gewichtsprozent Butadien und bis IO Gewichtsprozent Styrol besteht. -
3. Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Pfropfcopolymerisat (A) 30 bis 70 Gewichtsprozent Butadien-Struktureinheiten
aufweist.
L ·
L ·
40983 2/0697
4. Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie
mindestens 60 Gewichtsteile der Butadien-Pfropfcopolymerisat-· '
Komponente (A) enthalten.
5. Verwendung der-photolytisch abbaubaren Kunstharzmassen
nach den Anprüchen 1 bis 4 zur Herstellung von Folien und Formkörpern.
409832/0697
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-
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---|---|
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