DE2430957A1 - Poly-alpha-methylstyrol-polydimethylsilocan-blockcopolymere zur herstellung geblasener filme - Google Patents

Description

Poly-alpha-methylstyrol-polydimethylsiloxan-blockcopolymere zur Herstellung geblasener Filme

Die Erfindung bezieht sich auf Poly-alpha-methylstyrol-polydimethylsiloxan-blockcopolymere, die sich zur Herstellung geblasener Filme verwenden lassen.

Die allgemeine Klasse von Poly-alpha-methylstyrol-polydimethylsiloxan-blockcopolymeren ist aus US-PS 3 665 052 bekannt, worin das Verfahren zur Herstellung dieser Blockcopolymeren beschrieben wird. Diese Blockcopolymeren werden hergestellt, indem man alpha-Methylstyrol mit einem Lithiuminitiator bei etwa -70 ⁰C polymerisiert, worauf man eine kleine Menge Styrol zusetzt und auf das Poly-alpha-methylstyrol polymerisiert, bevor die Temperatur auf Umgebungstemperatur angestiegen ist, wodurch Polydiorganocyclosiloxane polymerisiert werden und ein Blockcopolymer entsteht. In US-PS 3 665 052 wird ein breites Spektrum von Blockcopolymeren beschrieben, die Poly-alphamethylstyrolblöcke, Polystyrolblöcke und Polydiorganosiloxanblöcke enthalten. Diese Blockcopolymeren schwanken von niedermolekularen Materialien.mit einem Molekulargewicht von 7000 bis zu äußerst hochmolekularen Materialien, sowie von

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Materialien mit einem Block eines jeden Polymermaterials bis zu solchen mit einer Reihe von Blöcken eines jeden Polymermaterials. Diese Blockcopolymeren sollen von Thermoplasten bis zu Elastomeren reichen, und sie werden als Filmbildner beschrieben. Innerhalb dieses breiten Spektrums von Blockcopolymeren wurde nun gefunden, daß sich bestimmte Blockcopolymere zur Herstellung von Filmen nach dem Fließverfahren verwenden lassen, wenn man im Gegensatz zu durch Gießen aus Lösung, durch Ziehen oder andere solche Verfahren hergestellten Filmen ganz bestimmte Parameter einhält.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung von Blockcopolymeren, die sich zur Herstellung geblasener Filme verwenden lassen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Blockcopolymer, das man zur Herstellung geblasener Filme verwenden kann, und das praktisch aus Poly-alpha-methylstyrolblöcken besteht, die mit jedem Ende an Polystyrolblöcke gebunden sind, wobei die Polystyrolblöcke ihrerseits wiederum an Polydimethylsiloxanblöcke gebunden sind, wobei jede sich wiederholende Blockeinheit aus einem Poly-alpha-methylstyrolblock und zwei Polystyrolblöcken ein Molekulargewicht von zumindest 2000, jedoch weniger als 7000 hat, und das Gesamtmolekulargewicht dieses Blockcopolymers 30 000 bis weniger als 500 000 beträgt und ein Mittel aus zumindest 3 Poly-alpha-methylstyrolblöcken und zumindest 4 Polydimethylsiloxanblocken pro Molekül in diesem Blockcopolymer vorliegt, wobei diese Blockcopolymeren mit Polydimethylsiloxanblöcken enden, bei denen die Endblockiergruppen Hydroxylgruppen oder Trimethylsiloxygruppen sind, wobei das Gesamtgewicht aus dem PoIyalpha-methylstyrol und dem Polystyrol in dem Blockcopolymer 15 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das* Gesamtgewicht des Blockcopolymers, ausmacht, und die Menge des Polydimethylsiloxans 40 bis 85 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Blockcopolymers, beträgt, die Polystyrolblöcke

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in einer nicht über 18 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des vorhandenen Poly-alpha-methylstyrols und Polystyrols, hinausgehenden Menge vorhanden sind, und wobei diese Blockcopolymeren einen Schmelzindex von über 1,0 haben, bestimmt nach dem Verfahren von ASTM-D-1238-L.

Es konnte nicht erwartet werden, daß sich bestimmte Blockcopolymere der oben angegebenen Art zur Herstellung geblasener Filme verwenden lassen. Die erfindungsgemäßen Blockcopolymeren müssen die oben angegebenen Bedingungen erfüllen, damit man sie zur Herstellung geblasener Filme einsetzen kann. Sind nicht alle genannten Bedingungen erfüllt, dann eignen sich die Blockcopolymeren nicht als Blasfilme, da sie sich dann nicht nach dem Blasverfahren verarbeiten lassen. Sie sind dann entweder nicht ausreichend fest oder zu steif.

Die einzigen Blockcopolymeren des Poly-alpha-methylstyrolpolydimethylsiloxan-Typs, die sich zu vernünftigen Filmen verblasen lassen, sind diejenigen, die sich wiederholende Blockeinheiten aus einem Poly-alpha-methylstyrolblock und zwei endständig gebundenen Polystyrolblöcken enthalten, in denen das Molekulargewicht zumindest 2OOQ, jedoch weniger als 7OOO beträgt. Liegt das Gesamtmolekulargewicht jedoch unter 30 000, dann ist die physikalische Festigkeit des Blockcopolymers zu gering, so daß dieses nicht zum Filmblasen verwendet werden kann. Sogar bei Molekulargewichten zwischen 2000 und 7000 bei den sich wiederholenden Blockeinheiten und einem Gesamtmolekulargewicht von nicht über 30 000 ist die Festigkeit daher zu niedrig, um daraus entsprechende Filme blasen zu können. Zusätzlich zu den obengenannten 2 Parametern muß das kombinierte Gewicht aus dem alpha-Methylstyrol und Styrol in dem Blockcopolymer zwischen 15 und 60 Gewichtsprozent und in dem Polydimethylsiloxan zwischen 4O und 85 Gewichtsprozent ausmachen. Liegt das Gewicht des Polydimethylsiloxans außerhalb der oben angegebenen Grenzen, dann reicht _die physikalische Festigkeit für ein Filmblas-

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verfahren nicht aus. Sind die Parameter für das Molekulargewicht des sich wiederholenden Blocks, das Molekulargewicht des gesamten Blockcopolymers sowie der prozentualen Gewichtsmengen erfüllt, dann eignen sich die Blockcopolymeren nur dann zum Blasen von Filmen, wenn die mittlere Anzahl an Poly-alphamethylstyrolblöcken pro Molekül größer als 3 und die mittlere Anzahl an Polydimethylsiloxanblöcken pro Molekül größer als 4 ist. Die mittlere Anzahl an Poly-alpha-methylstyrolblöcken pro Molekül sollte vorzugsweise größer als 5 und die mittlere Anzahl an Polydimethylsiloxanblöcken pro Molekül größer als sein.

Schließlich gibt es eine gewissermaßen undeterminierte und bis jetzt unbekannte Beziehung zwischen der Eignung eines Blockcopolymers zur Herstellung geblasener Filme und den oben erwähnten Parametern. So sind beispielsweise nicht alle Blockcopolymeren, die Über die oben erwähnten Parameter verfügen, zur Herstellung geblasener Filme geeignet, sondern es scheint eine Beziehung zwischen dem Molekulargewicht der sich wiederholenden Blockeinheiten aus einem Poly-alpha-methylstyrolblock und zwei Polystyrolblöcken sowie dem Gesamtmolekulargewicht des Blockcopolymers zu geben. Die Beziehung scheint der Art zu sein, daß die sich wiederholenden Blockeinheiten, die den Poly-alpha-methylstyrolblock enthalten und über ein niedrigeres Molekulargewicht verfügen, bei Blockcopolymeren mit höherem Gesamtmolekulargewicht verwendet werden können und trotzdem zu zufriedenstellenderen geblasenen Filmen führen, als die sich wiederholenden Blockeinheiten, die das Poly-alphamethylstyrol enthalten und Molekulargewichte von annähernd 7000 aufweisen. Da diese Beziehung augenblicklich noch undeterminiert und unbekannt ist, sollte die Erfindung nicht durch eine derartige Theorie beschränkt sein. Es zeigte sich jedoch, daß bei Einhaltung aller anderen Parameter diejenigen Blockcopolymeren, die diese Parameter erfüllen, sich jedoch nicht zur Herstellung geblasener Filme eignen, ausgeschlossen werden können, indem man ihren Schmelzindex nach dem in

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ASTM-D-1238-L beschriebenen Verfahren ermittelt. Dieses Verfahren stellt im wesentlichen einen Zylindercapillarextrusionsversuch bei 230 °C und einer Belastung von 2,16 kg dar, wobei die hiernach erhaltenen Ergebnisse in Form derjenigen Menge aufgetragen werden, die in 10 Minuten extrudiert wird. Diejenigen Blockcopolymeren, die über einen Schmelzindex von über 1,0 verfügen, lassen sich zur Herstellung geblasener Filme verwenden. Blockcopolymere mit einem Schmelzindex von weniger als 1,0 sind zur Herstellung geblasener Filme nicht geeignet. Der Schmelzindex des Blockcopolymers sollte vorzugsweise größer als 2,5 sein. Der Schmelzindex läßt sich daher heranziehen, um diejenigen Blockcopolymeren auszuschließen, die alle sonstigen obengenannten Parameter erfüllen, sich jedoch trotzdem nicht zur Herstellung geblasener Filme verwenden lassen.

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Diese Blockcopolymeren sollten nicht mehr als 18 Gewichtsprozent Polystyrol enthalten, und zwar bezogen auf das Gesamtgewicht aus dem Poly-alpha-methylstyrol und Polystyrol. Bei Blockcopolymeren mit über 18 Gewichtsprozent Polystyrol beginnt der Verlust der gewünschten Poly-alpha-methylstyrolcharakteristiken.

Die Blockcopolymeren haben vorzugsweise eine sich wiederholende Blockeinheit aus einem Poly-alpha-methylstyrolblock und zwei Polystyrolblöcken mit Molekulargewichtseinheiten zwischen 2000 und 6800 und einem Gesamtblockcopolymermolekulargewicht von 50 000 bis 300 000 mit 25 bis 50 Gewichtsprozent alpha-Methylstyrol und Styrol, und diese Blockcopolymere verfügen vorzugsweise über einen Schmelzindex von über 2,5.

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Die erfindungsgemäßen Blockcopolymeren lassen sich nach dem in US-PS 3 665 052 beschriebenen Verfahren herstellen. Die Blockcopolymeren der folgenden Beispiele werden nach dem Verfahren dieser Patentschrift hergestellt, wonach man die Präpolymeren durch Verwendung von Methyl-3_f3,3-trifluorpropyldichlorsilan miteinander kuppelt, wobei die Endgruppen der endständigen Polydimethylsiloxanblöcke Hydroxylgruppen sind.

Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert.

Beispiel

Die in der folgenden Tabelle angegebenen Blockcopolymeren lassen sich zur Herstellung geblasener Filme bei üblichen Filmblasverfahren mit Ausnahme der mit den Nummern 7 und 8 bezeichneten Blockcopolymeren verwenden. In dieser Tabelle bedeutet die Angabe %A die Gewichtsprozente an alpha-Methylstyrol und Styrol in dem Blockcopolymer. Durch die Abkürzung M ist das Molekulargewicht der sich wiederholenden Blockeinheit aus einem Poly-alpha-methylstyrolblock und zwei Polystyrolblöcken angegeben. Die Abkürzung M bezeichnet das Gesamtmolekulargewicht des Blockcopolymers. Das prozentuale Gewicht des Polydiiaethylsiloxans läßt sich ermitteln, indem man den Wert %A von 100 abzieht, wobei die Menge an Polystyrol in jedem Blockcopolymer 3 Gewichtsprozent beträgt.

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Tabelle

Blockcopoly- mer No.	%A
1	2.5
2	50
3	50
4	50
5	50
6	50
81V	50 30

Schnelz- Bruchfestiqx Bruchdehnung, index (L) keit, kg/cm, %

O CO 00 O CO

O CT) OO

2000 5510 6500 6570 6640 6730 8120 6500

272 000

74 900

87 900

85 900

99 700

97 200

.102 000

431 000

5,1	45,6
17,7	107,6
2,7	106,9
9,8	87,9
10,0	68,5
6,8	" 89 ,3
0,8	86,3
0	124,6

1000 380 500 410 210 490 550 890

nur zum Vergleich _ η

-P-CO

Claims (2)

1. Zur Herstellung geblasener Fllae geeignetes Blockcopolymer, dadurch gekennzeichnet, das es praktisch aus PoIyalpha-methylstyrolblöcken besteht, die »it jedes Ende an Polystyrolblöcke gebunden sind, wobei die Polystyrolblöcke ihrerseits wiederum an Polydimethylsiloxanblocke gebunden sind, wobei jede sich wiederholende Blockeinheit aus einem Poly-alpha-methylstyrolblock und swei PolystyrolblOcken ein Molekulargewicht von zumindest 2000 jedoch weniger als 7000 hat und das Gesamtaolekularfewlcht dieses Blockcopolymers 30 000 bis weniger als SOO 000 beträgt und ein Mittel aus zumindest 3 Poly-alpha-methylstyrolblOcken und zumindest 4 PolydimethylslloxanblOcken pro Molekül in diesem Blockcopolymer vorliegt, wobei diese Blockcopolymeren mit Polydimethylsiloxanblöcken enden, bei denen die Endblockierungsgruppen Hydroxylgruppen oder Trlaethylsiloxygruppen sind, wobei das Gesasitgewicht aus dem Poly-alphamethylstyrol und dem Polystyrol in dem Blockcopolymer 15 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Blockcopolymers, ausmacht, und die Menge des Polydimethylslloxans 40 bis 85 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Blockcopolymers, beträgt, die Polystyrolblöcke in einer nicht über 18 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des vorhandenen Poly-alpha-methylstyrola und Polystyrols, hinausgehenden Menge vorhanden sind, und wobei diese Blockcopolymeren einen SchnelzIndex von über 1,0 haben» bestimmt nach dem Verfahren von ASTM-D-1238-L.

2. Blockcopolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dat jede sich wiederholende Blockeiaheit aus einem Poly-alpha-■tthylstyrolblock «ad zwei folystyrolblöcxen 2000 bia ClOO

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Molekulargewichtseinheiten auemacht, da· Gesantnolekulargewicht des Blockcopolyiiere 50 000 bi· 300 000 betragt, das Gesamtgewicht aus den Poly-alpha-methylstyrol und Polystyrol 25 bis elnschlieeiich 90 Gewichteprozent beträgt, im Mittel zumindest 5 Poly-alpha-eethylstyrolblöcke und zumindest 6 PolydimethyleiloxanblOcke vorhanden eind und des Sehnelaindex gröBer als 2_#S let·

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