DE2447101A1 - Glasfaserverstaerkte polyamidharze als formungsmaterial und hieraus gefertigte formgegenstaende - Google Patents

Glasfaserverstaerkte polyamidharze als formungsmaterial und hieraus gefertigte formgegenstaende

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DE2447101A1 DE19742447101 DE2447101A DE2447101A1 DE 2447101 A1 DE2447101 A1 DE 2447101A1 DE 19742447101 DE19742447101 DE 19742447101 DE 2447101 A DE2447101 A DE 2447101A DE 2447101 A1 DE2447101 A1 DE 2447101A1
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Description

Glasfaserverstärkte Polyamidharze als Formungsmaterial und hieraus gefertigte Formgegenstände
Die Erfindung betrifft ein glasfaserverstärktes Polyamidharz als Formmaterial und hieraus gefertigte Formgegenstände, insbesondere ein Formmaterial, welches ein Polyamidharz enthält, welches nachfolgend als MX-Nylon bezeichnet wird, das durch Kondensationsreaktion von Xylylendiarain mit einer geradkettigen aliphatischen a,w-Dic3rbonsäure und Glasfasern erhalten wurde, sowie hieraus gefertigte Formgegenstände.
Es wurden bereits Versuche unternommen, die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Formgegenständen aus Polyamidharzen wie Nylon 6, Nylon 66, Nylon 610 oder Nylon 11 durch Einverleibung von Glasfasern zu verbessern.
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Andererseits gibt es zahlreiche Berichte hinsichtlich der Herstellung von MX-Nylon durch Umsetzung von XyIylendiamin mit geradkettigen aliphatischen α,w-Di carbonsäuren, wie Adipinsäure oder Sebacinsäure. Dieses MX-Nylon wurde jedoch hauptsächlich hinsichtlich seiner Anwendung auf Fasern untersucht, denen Zähigkeit durch Streckverfahren erteilt wurde und keine Untersuchungen wurden jemals hinsichtlich Formgegenständen veröffentlicht, die erhältlich sind, ohne daß ein Streckverfahren angewandt wird. Die Ursache liegt darin, daß ungestreckte Formgegenstände aus MX-Nylon sehr brüchig sind, wie sich klar aus dem Sachverhalt ergibt, daß, während ungestreckte Formgegenstände aus gewöhnlichen Polyamidharzen, wie Nylon 6 oder Nylon 66 einen duktilen Bruch in ihrer Zug-Spannungskurve zeigen, Gegenstände aus MX-Nylon einen Brüchigkeitsbruch in der Zvg-Spennungskürve zeigen, so daß die Fachleute derartige Formgegenstände nicht als geeignet ansehen.
Es wurden ausgedehnte Untersuchungen hinsichtlich des ungestreckten Zustandes von Formgegenständen, insbesondere von nach dem Spritzguß oder der Extrudierformung hergestellten Gegenständen, aus MX-Nylon, die sich vom Xylylendiamin und einem geradkettigen aliphatischen a,w-ricarbonsäuren^terial ableiten, unternommen. Hierbei wurde nunmehr gefunden, daß das durch Umsetzung von Xylylendiamin (das hauptsächlich aus m-Xylylendiamin besteht), mit einer geradkettigen aliphatischen a,WDicarbonsäure erhaltene MX-Nylon brüchig ist und eine niedrige Wärmeverformungstemperatür und ein niedriges Kristallisationsausmaß besitzt, so daß es praktisch unbrauchbar zur Herstellung von Formgegenständen ist, während unerwarteter Weise festgestellt wurde, daß bei Einverleibung von Glasfasern in das MX-Nylon die Fehler dieses Harzes zufriedenstellend beseitigt werden und aus derartigem glasfaserverstärkten MX-Nylon Formgegenstände mit ziemlich überlegenen Eigenschaften gegenüber denjenigen der Üblichen glasfaser-
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verstärkten thermoplastischen Harze erhalten werden kann.
Aufgrund der Erfindung ergibt sich ein glasfaserverstärktes Polyamidharz als Formungsmaterial, welches ein Polyamidharz, das durch Kondensationsreaktion von Xylylendiamin mit mindestens einer geradkettigen aliphatischen α,%&τDicarbonsäure mit 6 "bis 12 Kohlenstoffatomen erhalten wurde, und einverleibt Glasfasern in einer Menge von 5 his 50 Gew.-#, bezogeu auf das Gesamtgewicht des Polyamidharzes und der Glasfasern, umfaßt, sowie aus diesem Formmaterial erhaltene Formgegenstände.
Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Es ist seit langem bekannt, daß Polyamidharze, wie Nylon 6 oder Nylon 66 ausgezeichnete Eigenschaften als Formungsmaterial nicht nur zur Bildung von Fasern und Folien, sondern auch von anderen Forragegenständen zeigen. Jedoch ist die Anwendung von Nylon 6 und Nylon 66 drastisch beschränkt, da sie eine hohe Wasserabsorption und eine starke" Änderung der Eigenschaften nach der Wasserabsorption zeigen. Weiterhin zeigen Nylon 6 und Nylon 66, die mit Glasfasern verstärkt sind, eine hohe Wärmeverformungstemperatür während sie trocken sind, während ihre Wärmeverformungstemperatür äußerst niedrig infolge der Wasserabsorption wird. Das erfindungsgemäß eingesetzte MX-Nylon zeigt ohne Glasfasern eine Wassera'bsorption mit der gleichen Tendenz wie Nylon 6 oder Nylon 66, während die Formgegenstände gemäß der Erfindung mit den einverleibten Glasfasern und dem MX-Nylon nur eine sehr geringe Wasserabsorption zeigen und hohe Beibehaltungen der Reißfestigkeit, des Spannungsmoduls und der Härte nach der Behandlung in siedendem Wasser zeigen. Deshalb können gemäß der Erfindung Formgegenstände mit guter Wasserbeständigkeit durch Einverleibung
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von Glasfasern in MX-Nylon, welches sich als nicht sehr geeignet auf dem Gebiet der Textilfaserri aufgrund der beträchtlichen Änderungen der Eigenschaften infolge der Wasserabsorption zeigte, erhalten werden.
Die Formgegenstände gemäß der Erfindung sind den bekannten Formungsmaterialien, insbesondere im Hinblick auf Steifigkeit und Festigkeit überlegen. Im Hinblick auf ihre Wärmebeständigkeit, chemische Beständigkeit, Dimensionsstabilität und thermische Alterungsbeständigkeit ist das Formungsmaterial gemäß der Erfindung durch ausgewogene, bei hohen Werten liegende Eigenschaften gekennzeichnet.
Im Hinblick auf Kristallisationsverhalten und Sphärulitstruktur des erfindungsgemäß eingesetzten Polyamids vom Xylylendiamintyp war nicht zu erwarten, daß ungestreckte Forragegenstände dieses sich von Xylylendiamin ableitenden Polyamids einen derartig hohen Wert der Eigenschaften zeigen würden. Weiterhin wurde es gemäß der Erfindung möglich, ein Formungsmaterial zu erhalten, welches Pormgegenstände mit hohen Verhaltenseigenschaften und ausgeglichenen Eigenschaften auf hohem Niveau ergeben.
Das zur Herstellung des MX-Nylon verwendete Xylylendiamin besteht aus m-Xylylendiamin (m-Xylylen-a, a'-diamin) allein oder als Gemisch von mindestens 60 Gew.-$ m-Xylylendiamin und nicht mehr als 40 Gew.-?6 p-Xylylendiamin (p-Xylylen-a, α'-dismin). Wenn der Gehelt des p-Xylylendiamins größer als die vorstehend angegebene Grenze wird, ist der Schmelzpunkt des erhaltenen Polymeren zu hoch und das Polymere ist schwierig durch gewöhnliche Formungsverfahren zu verarbeiten.
Die geradkettige a,w -Dicarbonsäure mit 6 bis 12 Kohlenstoff-
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-Sf-
atomen ist eine aliphatisch^ Dicarbonsäure entsprechend der allgemeinen Formel
HOOC(CH2) COOH
worin η den Wert 4 bis 10 hat. Beispiele für diese Dicarbonsäure sind Adipinsäure, Suberinsäure, Sebacinsäure, Undecandionsäure und Dodecandionsäure. Im Rahmen der Erfindung ist das sich von Adipinsäure gis aliphatisch^ Dicarbonsäure ableitende MX-Nylon besonders zur Herstellung von Formgegenständen mit ausgewogenen Eigenschaften bevorzugt.
Die Glasfasern können zu dem MX-Hylon nach verschiedenen Verfahren zugegeben werden. Gemäß einem Beispiel kann ein. pelletisiertes Formungsmaterial hergestellt werden, indem ein Glasfaserroving durch eine Düse geführt wird, wenn das MX-Nylon unter Anwendung eines Extruders schmelzextrudiert wird, so daß der Glasfaserroving mit dem geschmolzenen Harz nach einem ähnlichen Verfahren wie zum Kabelüberziehen überzogen wird, das überzogene Produkt abgekühlt und verfestigt und anschließend zu der gewünschten Länge, üblicherweise 3 bis 10 mm, geschnitten wird. Bei einem anderen Beispiel kann ein pelletisiertes Formungsmaterial durch Führung eines Glasfaserrovings mit einer bestimmten Geschwindigkeit in den Trichter eines Extruders unter Schneiden desselben zu einer bestimmten Länge mittels eines Rovingsohneidgerätes, welches am Trichter des Extruders angebracht wird, und gleichzeitig Zuführung des MX-Nylonharzes in den gleichen Trichter mit einer bestimmten Menge, wobei das Verhältnis der Glasfasern zu dem MX-Nylonharz in der gewünschten ' Weise eingeregelt wird, Vermischen des geschmozenen Harzes' innerhalb des Extruders zur einheitlichen Dispergierung der Glasfasern in dem Harz, Extrudierung des einheitlichen Gemisches in Strangform, Abkühlung und Verfestigung desselben und anschließendes Schneiden zur gewünschten Länge hergestellt
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werden.
Weiterhin ist es möglich, das Harz und geschnitzelte Stränge von Glasfasern mit einer Länge von 2 bis 10 mm im trockenen Zustand in einem bestimmten Verhältnis zu vermischen und das Gemisch in den Extruder zur Bildung eines pelletisieren Formungsmaterials einzuführen.
Auch Harzpellets und geschnitzelte Stränge von Glasfasern können einfach in einem bestimmten Mischverhältnis zur Bildung eines Formungsmaterials trocken vermischt werden.
Das auf diese Weise erhaltene Formungsmaterial gemäß der Erfindung kann leicht zu Formgegenständen nach üblichen Verfahren wie Extrudierung, Spritzgußverformung oder Blasverformung geformt werden.
Anstelle der Anwendung eines derartigen Formungsmaterials, wie vorstehend angegeben, können Harz- und Glasfasern innerhalb einer Formungsmaschine, beispielsweise eines Extruders zur direkten Bildung der Formprodukte vermischt werden. Beispielsweise kann dabei ein Verfahren angewandt werden,das die Zufuhr einer be stimmt ei Menge an Glasfaserrovings in den Trichter eines Extruders unter Schneiden des Rovings zu einer bestimmten Länge durch einen auf dem Trichter angebrachten Roving-Cutter und die gleichzeitige Zufuhr einer bestimmten Menge des Harzes in den Trichter des Extruders umfaßt, wobei Harz und Glasfasern innig innerhalb des Extruders vermischt werden und das Gemisch durch die Düse extrudiert wird und direkt zu einem Gegenstand, beispielsweise einem Rohr oder einer Bahn geformt wird. Der Glasfasergehalt des Formmaterials oder der Formgegenstände kann auf den gewünschten Wert durch Vermischen der mit Glasfasern versetzten Pelleta mit MX-Nylon-
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pellets, die keine Glasfasern einverleibt enthalten, verringert werden.
Die Menge der einzuverleibenden Glasfasern beträgt 40 bis 50 Gew.-$, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-^, bezogen auf das Gesamtgewicht von MX-Nylon und Glasfasern, im Hinblick auf mechanische Eigenschaften und- thermische Eigenschaften der Formgegenstände und die Verarbeitungsfähigkeit des Formmaterials.
Falls die Menge der Glasfasern weniger als 5 $> ist, ergeben die Glasfasern keinen ausreichenden Verstärkungseffekt und Formgegenstände von überlegenen Eigenschaften können nicht erhalten werden. Falls die Menge der Glasfaser 50 $ überschreitet, ist es schwierig, glatt ein Formungsmaterial herzustellen und die Ausrüstungen werden in erhöhtem Ausmaß bei diesen Verfahren abgenützt und geschädigt. Weiterhin ist eine einheitliche Dispergierung der Glasfasern in dem Formgegenstand schwierig zu erhalten und das Aussehen des Formgegenstandes wird schlecht.
Zusätze können in das Formmaterial oder die Formgegenstände gemäß der Erfindung einverleibt werden.
Beispielsweise kann eine geringe Menge einer mineralischen, pulverförmigen Substanz wie Talk, Titanoxid oder Calciumcarbonat zur Auslösung der Kristallisation vom MX-Nylon, eine anorganische Substanz wie Pentaerythrit, Trimethylolpropan oder Glycerin als Auslösungspromotor, Glasperlen, Glaspulver oder mineralische Füllstoffe zur Verbesserung der Härte und der Dimensionsstabilität, Graphit oder Molybdändisulf id zur Verringerung des Reibungskoeffizienten, Feuerverzögerungsmittel, Färbungsmittel, Gleitmittel, Antioxidantien und ültraviolettabsorptionsmittel je nech dem Zweck
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-*- 2AA7101
zugegeben werden.
Die auf diese Weise erhaltenen Formgegenstände gemäß der Erfindung haben ausgezeichnete mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Pressfestigkeit, Zugmodul, Biegungsmodul, Kompressionsmodul oder Härte, thermische Eigenschaften wie Wärmeverformungstemperatür, chemische Eigenschaften wie Ölbeständigkeit, Säurebeständigkeit oder Alkalibeständigkeit und auch Dimensionsstabilität, die sich beispielsweise durch Formschrumpfung oder den Koeffizienten der thermischen Expansion zu erkennen gibt. Deshalb sind diese Formprodukte wertvoll als Grundstoffe für technische Kunststoffe für das Bauwesen.
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung im einzelnen.
Beispiel 1
Geschnitzelte Glasfaserstränge (CSO3MA411, ein Produkt der Asahi Fiberglas Company) mit einer Länge von 3 mm wurden in unterschiedlichen Mengen, wie aus Tabelle I ersichtlich, zu einem Poly-ra-xylylenadipamid mit einer an einer Lösung von 1 g Polymeren) in 100 ml konzentrierter Schwefelsäure bei 250C bestimmten relativen Viskosität von 2,34 zugesetzt und wurden während 15 Minuten in einem V-förmigen Mischer vermischt. Das erhaltene Gemisch wurde in den Trichter einer Spritzgußformungsmaschine eingeführt und geformt. Die Eigenschaften der Formgegenstände wurden gemessen; die Ergebnisse sind in Tabelle I enthalten.
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Tabelle I
Eigenschaften der
Formgegenständ e		 Nach
der Kon-
dit^onie
rung^		 ienge der eingemi
10 fo 		sehten G
20 % 		lasfasern
50 $>
Zugfestig- 7
keit (kg/cm~)		 Ifachjie 899 1043 1200 1527
Schlagfestig
keit (Izod,
Kerbe; ks>cm/cm		 ITqch
Kondi
tionie
rung		 " 690 707' 992 1354
tfach Sie
3 en		 2,8 4,3 5,9 7,4 _
Wärmeverformungs-
temperatur 0C
Faserspannung
(18,6 kg/cnr)		 CTa ch
iondi-
tionie-
rung		 2,6 4,5 5,2 6,5
!Ta ch
Sieden		 97 206 223 232
80 154 190 196
Das geformte Probestück wurde während eines Tages in einem bei 2O5C und 65 # relativer Feuchtigkeit gehaltenen Raum gelagert.
Das Formprobestück wurde in siedendes Wasser während 5 .Std, eingetaucht und dann während 3 Tagen bei Raumtemperatur 'in einem verschloßenen Behälter gehalten.
Die Wärmeverformungstemperatür eines Formgegenstandes aus PoIy-
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-.10 -
m-xylylenadipamid war niedriger als 10O0C, jedoch wurde, wenn er mit Glasfasern verstärkt wurde, seine WärmeVerformungstemperatur um mehr als 1000C erhöht. Darüber hinaus zeigt sich aus der vorstehenden Tabelle, daß das Polyamidharz allein eine schlechte Schlagfestigkeit besitzt, während, wenn es mit Glasfasern verstärkt ist., seine Schlagfestigkeit auf einen ausreichend brauchbaren Grad erhöht werden kann.
Weiterhin nimmt die Zugfestigkeit des Formgegenstandes mit erhöhtem Gehalt der Glasfasern zu.
Beispiel ?
30 Gewichtsteile geschnitzelter Glasfaserstränge wurden mit 70 Gewichtsteilen Poly-m-r.ylylenadipamid mit einer relativen Viskosität, bestimmt wie in Beispiel 1, von 2,1 vermischt
und das Gemisch in einen Schneckenschmelzextruder eingeführt und zu einem Strang extrudiert. Der Strang wurde durch ein Wasserbad zur Abkühlung geführt. Das abgekühlte Produkt wurde pelletisiert und getrocknet.
Änderungen der Eigenschaften der spritzgußgeformten Probestücke durch Wasserabsorption wurden durch einen Vergleich der nach dem Sieden erhaltenen Werte mit denjenigen, die im konditionieren Zustand erhalten wurden, bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit denjenigen des Poly-m-xylylenadipamids ohne Glasfasern, Nylon 6 ohne und mit 30 Gew.-^ Glasfasern und Nylon 66 mit 30 Gew.-$ Glasfasern verglichen, wie aus
Tabelle II ersichtlich.
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Tabelle II
απ ο co
Polyamidharz Poly-ra-xylylenad ipamid 30 % Nylon 6 30 io Nylon 66
Glasfasergehalt • kein 1,97 kein 3,80 30 %
Wasserabsorp
tion io 		3,14 81 . 5,66 40 ■ 2,94
Beibehaltung
der Zug
festigkeit #		 77 79 56 46 49
Beibehaltung
des Zugmoduls
$> 		54 97 14 86 54
Beibehaltung
der Rockwell-
Härte % 		93 15 80 28 87
Abnahme der
Wärmeverfor-
mungstempera
tur 0C		 17 11 27
• · - 1I c. — , , ,
Beispiel 5
Dieses" Beispiel zeigt, daß Formprodukte gemäß der Erfindung, die aus dem in Beispiel 1 hergestellten Formmaterial erhalten wurden, überlegene chemische Beständigkeit gegenüber Formgegenständen besitzen, die aus ähnlichen Formungsmaterialien aus anderen Harzen, wie Nylon 6, Nylon 66 Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat und Glasfasern hergestellt wurden. Das Stäbcben-Teststück für die Zugfestigkeit wurde aus ,-jedem der aus den vorstehenden Harzen 30 Gew.-$ Glasfasern vom Dispersionstyp erhaltenen Formungsmaterialien hergestellt. Das Versuchsstück wurde während 7 Tagen in die verschiedenen Flüssigkeiten oder Lösungen, die in Tabelle III aufgeführt sind, bei 2O0C eingetaucht und Änderungen des Gewichtes, des Aussehens und der Zugfestigkeit wurden bestimmt. Die Ergebnisse der Bestimmungen sind in Tabelle III aufgeführt.
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·' Vergleich * f T Nylon 6 Tabelle III Polyäthy-
lenterephtha-
Ia t		 Polybuty
lenterephtha
lat
10 feiges Ife-
triurahy-
droxid		 A W
T
R		 1185* Nylon 66 Erfindungsr
gemäß		 1038 1232
28 % iges
wäßriges
Ammoniak		 A W
T
R		 1,53
1 031
87,0		 718 1663 O
δ -11,95
0
0		 A -0,48 '
95
7,7
10 %ige
Salzsäure		 A W
T
R		 1,23
1057
• 89,1		 1,02
734
102,2		 0,37'
1 656
99,6		 0,20 0,15
. 1157
95,4
5098U/ 10 #ige
Salpeter
säure		 AW
T
R		 687
57,9		 1,01
680
94,7		 0,33
1549
93,1-		 0,11
1016
97,9		 0,06
1177
95,5
1173 30 #ige
Schwefel
säure		 A W
T
R		 A3,96
742
62,6		 -*?, 06
578
80,5		 0,38
1580
95,0		 0,15
1014
97,7		 0,10
1220
99,0
Essig
säure		 A.W
T
R		 O2324
415
35,0		 A2.79
557
77,6		 0,54
1575
94,7		 0,13
1033
99,5		 0,12
1258
102,1
Methanol A W
T
R		 3,64
1076
90,7		 * 7,41
599
83,4		 0,51
1547
93,0		 0
1090
105,0		 0,13
1275
103 ,.4
3,96
• 668
- 56,3		 2,40
715
99,6		 0,19
1673
100,6		 0,05
1097
105,6		 0,18
1220
99,0
2,87
" 502
69,9		 0,54
1566
94,2
~U~ 2AA7101
*Wert der Zugfestigkeit (kg/cm ), bestimmt nach Sthenlassen des Versuchstückes während 7 Tagen in einem "bei 2O3C und 65 f° relativer Feuchtigkeit gehaltenen Raum.
A: Aussehen (q gequollen, Δ korrodiert, kein Zeichen bedeutet keine Änderung); T: Zugfestigkeit (kg/cm ); W: Gewichtszunahme (#), R: Beibehaltung der Zugfestigkeit ($) (Wert bezogen auf Yergleichswert)
Wie aus Tabelle III ersichtlich^ sind die Polyester gegenüber Alkalien empfindlich, während die Formgegenstände gemäß der Erfindung kaum Änderung durch Alkqlien erleiden.
Weiterhin haben Nylon 6 und Nylon 66 eine niedrige Beständigkeit gegenüber Säuren und Methanol, während die Formgegenstände gemäß der Erfindung kaum Änderungen durch Säuren und Methanol zeigen. Die Zugfestigkeit der Formgegenstände gemäß der Erfindung betrug in sämtlichen Fällen mehr als
1 500 kg/cur.
Mit einer 1#igen wäßrigen Lösung von Natriumlaurylsulfat, 37 JägernFonnäldehyd f 10 tigern wäßrigem Ammoniak, Aceton,
Äthylacetat, n-Butanol, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff,
Dioctylphthalat, Benzin, Motoröl und Maschinenölen zeigten die Formgegenstände gemäß der Erfindung kaum irgendwelche Änderung hinsichtlich Aussehen, Gewicht und Zugfestigkeit.
Die Formgegenstände gemäß der Erfindung zeigen somit überlegene ausgeglichene Beständigkeiten gegenüber Ölen, Lösungsmitteln, Wasser, Säuren und Alkalien.
Beispiel 4
50 Gewichtsteile Stapelglasfasern wurden mit Poly-m-xylylenadipamid mit einem mittleren Molekulargewicht, bestimmt nach der Lösungsviskositätemethode, von 14 000 bzw. 20 000 vermischt. Das Gemisch wurde durch einen Extruder geführt,um ein
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pelletisiertes Formmaterial herzustellen, ta dem die Glasfasern diepergiert sind.
Das erhaltene Formmaterial wurde 4 Stunden bei 105 bis 1100C und 30 mm Hg getrocknet und unter Verwendung einer Spritzgußmaschine (Typ SJ-25B, ein Produkt von Meiki Seisakusho, Nagoya, Japan) mit gleichgerichteter Schnecke spritzgußgeformt. Der Vorderteil des Zylinders und der rückseitige Teil des Zylinders wurden bei einer Temperatur von 27O0C bzw. 2550C gehalten. Eine Form zur Formung eines Teststücks (13 χ 13 x 127 mm (1/2 χ 1/2 χ 5. inch)) zur Messung der Wärmeverformungstemperatur und ein stäbchenförmiges ASTM Prüfstück Nr. 1 zur Messung der Zugfestigkeit wurden gleichzeitig In der Formmaschine angeordnet. Während des FormungsVorgangs wurde Wasser durch die Form zu deren Kühlung geleitet.
Wenn die Formung unter Verwendung einer Form bei niedriger Temperatur durchgeführt wird, erfolgt die Kühlung eines Formmaterials das in den Hohlraum geflossen ist, rasch, und daher wird der Teil des Materials, der direkt in Kontakt mit der Form kommt,rasch abgeschreckt. Als Ergebnis verbleibt die Kristallisation des Harzes unvollständig. Wenn ein derartiger Formgegenstand in einem Luftbad wärmebehandelt wird, schreitet die Kristallisation unter Änderung der Eigenschaften des Formgegenstandes fort. Die unbehandelte Probe und die wärmebehandelte Probe (170PC, 1 Std.) wurden während eines Tages bei 20PC und 65 # relativer Feuchtigkeit konditioniert. Andererseits wurde die wärmebehandelte Probe weiter während 5 Stunden gekocht und 5 Tage in einem geschlossenen Behälter gehalten. Die Eigenschaften dieser drei Probenarten wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle IVwiedergegeben.
509814/1173
Tabelle IV
Molekulargewicht des Harzes
unbe- nach Nach handelt Behänd- Sieden
Spezifisches Gewicht (g/cm ) 14
20		 000
000		 1
1		 424
425		 1
1		 436
441		 1
1		 431
439
Zugfestigkeit (kg/cm ) 14
20		 000
000		 1
1		 690
790		 1
1		 740
930		 1
1		 360
480
Dehnung (%) 14
20		 000
000		 1,99
2,52		 1,76
2,01		 1,63
1,97
Zugmociult - (103 kg/cm2) 14
20		 000
000		 107
108		 115
116		 101
100
Biegefestigkeit (kg/cm ) 14
20		 000
000		 2
2		 430
570		 2
2		 280
660		 2
2		 140
190
Biegemodul (10^ kg/cm2) 14
20		 000
000		 94,9
99,8		 105
107		 77,2
75,6
Kompressionsfestigkeit (kg/cm ] )14
20		 000
000		 2
2		 160
200		 2
2		 490
500		 2
2		 320
420
Kompressionsmodul (10^ kg/cm ) 14
20		 000
000		 30,8
31,4		 32,0
32,2		 36,9
39,5
Izod-Kerbschlagfestigkeit
(k£·cm/cm)		 14
20		 000
000		 7,34
7,22		 7,28
6,47		 7,69
6,73
Rockwell-Härte (M-Skala) 14
20		 000
000		 101
99		 111
110		 103
101
Wärmeverformungstemperatur
18,5 kg/cm2 (264 psi), 0C		 14
20		 000
000		 101
108		 202
198		 186
179
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Unabhängig von dem Molekulargewicht wurde bei der Spritzgußformung und den Wärmebehandlungsstufen keine Abnormalität beobachtet. Wenn die in der obigen Tabelle wiedergegebenen Daten mit den in einer Literaturstelle bezüglich synthetischen Harzen (z.B. Modem Plastic Encyclopedia, Seiten 142 bis 164, 1972-1973) verglichen werden, ist ersichtlich, daß der Formgegenstand der Erfindung ein gutes Gleichgewicht zwischen einem hohen Ausmaß an Festigkeit und Modul beibehält und seine Verschlechterung durch Wasserabsorption während einer Siedebehandlung für Polyamidharze ausnehmend herabgesetzt war. Die Wirkung der Wärmebehandlung war besonders ausgeprägt in der Erhöhung der Wärmeverformungstemperatur.
Beispiel 5
Ein Gemisch aus 35 % p-Xylylendiamin und 65 % m-Xylylendiamin wurde mit Adipinsäure unter Bildung eines MX-Nylonsalzes, das^unter Herstellung eines Copolyamid kondensiert wurde, umgesetzt. Dieses Copolyamid besaß eine relative Viskosität, geraessen nach der gleichen Methode wie in Beispiel 1, von 1,98.
Das Copolyamid wurde vorgetrocknet und in einen Extruder gebracht. Unter Verwendung einer Kreuzkopfform wurde es auf einen Glasfaser-Roving durch eine Methode ähnlich der' zum Kabelüberzug verwendeten aufgezogen. Das Material wurde zu einer Strangform extrudiert, mit Wasser gekühlt und auf eine Länge von 6 mm geschnitten, wobei ein pelletisiertes Formmaterial gebildet wurde, das 42 Gew.96 Glasfaser enthielt.
Das Formmaterial wurde spritzgußgeformt, während die Temperatur der Form auf 15O0C eingestellt war. Das erhaltene Teststück besaß eine .Wärmeverformungstemperatur von 212FC und eine Izod-Kerbschlagfestigkeit von 12,2 kg·cm/cm. Wenn dieses
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Teststück 2 Std. in einem Luftbad bei 17O0C erhitzt wurde, erhöhte sich die Wärmeverformungstemperatur auf 2420C.
Beispiel 6
Stapelglasfasern mit einer Länge von 3 mm wurden in einer Menge von 30 Gew.%, 40 Gew.% und 50 Gew.% mit Poly-(m-xyIyIenadipamid) mit einer relativen Viskosität, gemessen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, von 2,36 vermischt, und das Gemisch wurde schmelzextrudiert und pelletisiert. Es wurde gefunden, daß mit zunehmenden Mengen Glasfaser die Schneckenbelastung des Extruders und der Druck am Mundstückteil erhöht wurden, daß jedoch, wenn die Menge der Glasfaser bis zu 50 Gew.% betrug, der Extrudiervorgang und Pelletisiervorgang glatt durchgeführt werden konnten. Diese drei Arten von pelletisierten Formmaterialien wurden jeweils spritzgußgeformt. Die Eigenschaften der erhaltenen Formgegenstände wurden gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle V wiedergegeben.
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Tabelle V Menge an Glasfaser (Gew.96)
Spezifisches Gewicht
Zugfestigkeit (kg/cm2)
Dehnung (%)
Zugmodul (1Cr kg/cm )
Biegefestigkeit (kg/cm2)
Biegemodul (10^ kg/cm2)
Kompressionsfestigkeit
(kg/cm2)
Korapressionsmodul
(103 kg/cm2)
1440 .1840
1,83 118
2390 108
2450
33,1
40
1533
2270
1,80
156
3180
138
2510
32,5
-59-1645 2650 1,95
190 3710
176 2520
32,5
Izod-Schlagfestigkeit
(kg»cm/cm)
gekerbt
ungekerbt
6,1 8,5 7,5
38,3 53,1 über
79
Wenn die Menge der Glasfaser erhöht wurde, wurde die Verarbeitbarkeit während der Spritzgußformung leicht herabgesetzt, jedoch konnte der Formvorgang mit Mengen bis zu 50 Gew.% in gutem Zustand ausgeführt werden. Es bestand eine Neigung, daß die Zug-, Biege- und Schlageigenschäften des Formgegenstandes mit zunehmenden Mengen an Glasfaser verbessert wurden.
Beispiel 7
30 Gewichtsteile Stapelglasfaser mit einer LSnge von 6 mm wurden mit 70 Gewichtsteilen des gleichen Harzes wie in Beispiel 6 verwendet, vermischt, und das Gemisch wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 pelletisiert und spritzgußgeformt. Die Verarbeitbarkeit war die gleiche wie
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die in Beispiel 6, worin die Länge der Glasfasern 3 mm betrug. Die Biegefestigkeit und die Schlagfestigkeit des gemäß der Erfindung erhaltenen Formgegenstands waren gegenüber dem Fall der Verwendung von Glasfasern mit einer Länge von 3 mm etwas verbessert. Der in diesem Beispiel erhaltene Formgegenstand besaß eine Biegefestigkeit von 2450 kg/cm , eine Izod-Schlagfestigkeit von 6,9 kg«cm/cm (gekerbt) und 41,3 kg»cm/cm (ungekerbt). Die anderen Eigenschaften waren nicht sehr verschieden von dem in Beispiel 6 erhaltenen Formgegenstand.
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Claims (5)

Patentansprüche
1. Glassfaserverstärktes Polyamidharz-Formmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es ein durch Kondensationsreaktion von Xylylendiamin mit wenigstens einer geradkettigen aliphatischen a.w-Dicarbonsäure mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen erhaltenes Polyamidharz und darin eingearbeitet Glasfasern in einer Menge von 5 bis 50 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Polyamidharz und Glasfasern, aufweist.
2. Formmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß das Xylylendiamin aus m-Xylylendiamin oder einem Gemisch aus wenigstens 60 Gew.% m-Xylylendiamin und nicht mehr als 40 Gew.% p-Xylylendiamin besteht.
3. Formmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die α,ϋί-Dicarbonsäure aus Adipinsäure besteht.
4. Formmaterial nach Anspruch 1 bis 3» dadurch g e kennze lehnet, daß die Menge der Glasfasern 10 bis 40 Gew.%,' bezogen auf das Gesamtgewicht von Polyamidharz und Glasfasern, beträgt.
5. Formgegenstand erhalten durch Formung des Formmaterials nach Anspruch 1 bis 5.
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