DE2450398C3 - Verfahren zur Herstellung von sich unter Einwirkung des Sonnenlichts zersetzenden Polymeren und deren Verwendung als Zusatz zu anderen Polymeren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von sich unter Einwirkung des Sonnenlichts zersetzenden Polymeren und deren Verwendung als Zusatz zu anderen PolymerenInfo
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Description
C-CHN,
an
CH2
HC-O—CH,-C
CH1
worin X die obige Bedeutung hat, als lichtempfindlich machende Zusätze zu Polymeren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Polymere eines bisher noch nicht verwendeten Typs herzustellen,
die sich unter der Einwirkung des ultravioletten Anteils des Sonnenspektrums allmählich zersetzen.
Es wurde hierzu ein Verfahren entwickelt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Äthylen-Vinylalkohol-Copolymerisat
in einem organischen Lösungsmittel und in Anwesenheit einer Lewis-Säure als Katalysator umsetzt mit «-Diazoacetophenon oder
ίο einem seiner p-substituierten Derivate der allgemeinen
Formel
C-CHN,
worin X für ein Wasserstoff atom, COR, SO3H, R,
SCN, NO, ein Halogenatom, CN, COOH oder COOR steht, wobei in diesen Substituenten R einen
Alkyl-, Aryl-, oder Cycloalkylrest bedeutet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer
Temperatur von 20 bis 900C durchführt.
3. Verwendung der nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Polymeren mit einem Anteil
Λ-Ketoäther-Gruppen der allgemeinen Formel
Λ-Ketoäther-Gruppen der allgemeinen Formel
3°
35
40
Da thermoplastische Polymere gegen atmosphärische und mikrobiologische Einflüsse beständig sind,
werden sie in der Verpackungsindustrie in größerem Umfang verwendet und haben sowohl aus wirtschaftlichen,
als auch aus technischen Gründen die Verwendung von Verpackungsmaterial auf Cellulosebasis
vollkommen verdrängt.
Während sich jedoch die früher verwendeten Produkte auf Cellulosebasis leicht durch biologische
Einflüsse zersetzten, zeigen die modernen Polymerkunststoffe eine besonders große Widerstandsfähigkeit
gegen biologische Zersetzung, was sich insofern nachteilig hinsichtlich der Umweltverschmutzung auswirkt,
als sich die Verpackungsteile im städtischen Müll oft jahrelang halten.
Es fehlt nicht an Lösungsversuchen für dieses Dilemma und diese bestehen z. B. in der Verwendung
von schon an sich nicht sehr widerstandsfähigen Polymeren oder in der Einführung von lichtempfindlichen
Gruppen in die üblichen Polymeren. So wurden beispielsweise zur begrenzten Verwendung, etwa in der
Landwirtschaft, Polybuten-1 und dessen Copolymere sowie syndiotaktisches Polybutadien-1,2 und dessen
Copolymere genannt.
Für Verpackungszwecke wurden Styrol-Vinylketone und Styrol-Kohlenoxid- oder Äthylen-Kohlenoxid-Co-Dolvmere
beschrieben.
worin X für ein Wasserstoffatom, COR, SO3H, R, SCN,
NO, ein Halogenatom, CN, COOH oder COOR steht, wobei in diesen Substituenten R einen Alkyl-, Aryl-,
oder Cycloalkylrest bedeutet.
Die Umsetzung erfolgt bei einer Temperatur, die von der Löslichkeit des Polymerisats abhängt und zwischen
20 und 9O0C liegt. Die erfindungsgemäß hergestellten Polymeren, die a-Ketoäthergruppen enthalten, können
entweder als solche, d. h. allein, verwendet werden oder man verwendet sie als Zusatz zu den üblichen
Polymeren, mit denen sie in beliebigem Verhältnis vermischt werden, um das Gemisch unter Lichteinfluß
zersetzlich zu machen. Das Vermischen erfolgt auf übliche Weise unter Verwendung der bekannten
Verfahren und Vorrichtungen.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß erhältlichen, unter Lichteinfluß zersetzlichen Polymerengemische
besteht darin, daß der lichtempfindliche Zusatz nicht zur Migration neigt.
Die Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.
Ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit 5 Gew.-% Vinylacetat (Schmelz-Fließ-Index 0,15;
P = 0,9273) wurde zunächst durch Hydrolyse in das
Äthylen-Vinylalkohol-Copolymerisat (EVA) überführt, von dem 12Og mit 16,8 g Diazoderivat von p-Chloracetophenon
umgesetzt wurden. Die Umsetzung wurde bei 65° C in 200 ml Toluol und in Anwesenheit von 0,02 g
BF3 durchgeführt und war nach 4 Stunden beendet.
In dem zur Umsetzung gekommenen Äthylen-Vinylalkohol-Copolymerisat
hatte der Anteil an OH-Gruppen, gewichtsmäßig ausgedrückt, 1,9% betragen. Da die
Umsetzung mit der Diazoverbindung quantitativ verlaufen war, wies das Copolymerisat danach die entsprechende
Menge an p-Chloracptophenonresten auf.
Verwendungsbeispiel 1
20 Gewichtsteile des nach Beispiel 1 erhaltenen Polymeren wurden bei 1600C mit 80 Gewichtsteilen
handelsüblichem Polyäthylen von niedriger Dichte, das Antioxidantien und andere übliche Bestandteile enthielt,
vermischt. Nach Einschmelzen dieses Polymerengemisches in einer auf 17O0C erwärmten Presse unter einem
Druck von 3 kg/cm2 konnten daraus Filme von 0,1 bis 0,2 mm Dicke vergossen werden.
Zur Erprobung ihrer Beständigkeit gegen Sonnenlicht wurden die Filme 60—300 Stunden lang bei 29 bis
32°C einer Bestrahlung durch eine Hochdruck-Xenon-Lampe ausgesetzt, deren Energiespektrum demjenigen
des Sonnenlichtes entsprach.
Geschwindigkeit und Umfang der Zersetzung des Polymeren wurde festgestellt an Hand der Änderungen
in den mechanischen Eigenschaften, insbesondere der prozentualen Reißlänge (Bruchdehnung).
In der folgenden Tabelle ist die Reißlänge (Bruchdehnung),
ausgedrückt in Prozent des Ausgangswertes, als Funktion der Bestrahlungszeit in Stunden angegeben.
1) Äthylen-Vinylalkohol-Copolymerisat allein
(5% Vinylalkoholeinheiten)
(5% Vinylalkoholeinheiten)
2) Polyäthylen (Handelsprodukt) ohne Zusatz
3) 80 Gew.-Teile Polyäthylen wie oben
+ 20 Gew.-Teile Polymerisat gemäß Beispiel 1
Aus der Tabelle geht hervor, daß das Gemisch aus 80% Polyäthylen und 20% erfindungsgemäßem Polymerisat
unter Lichteinfluß relativ rasch zersetzt wird.
Verwendungsbeispiel 2
100 Gewichtsteile handelsübliches Polyäthylen mit einem geringen Gehalt an Stabilisatoren wurden
vermischt mit 25 Gewichtsteilen des nach Beispiel 1 durch Umsetzen von Äthylen-Vinylalkohol-Copolymerisat
mit a-Diacetophenon erhaltenen Polymeren, bei ReiUlünge in % des Ausgangswerles nach:
| 60 Stunden | 120 Stunden | 180 Stunden | 300 Stunden |
| 1 100 | 100 | 100 | 93 |
| Z 100 | 100 | 90 | |
| 80 | 25 | 10 | — |
20 dem sämtliche OH-Gruppen durch Chloracetophenonreste ersetzt waren. Nach Einschmelzen wurde das
Polymere zu Filmen von 0,1 bis 0,2 mm Dicke vergossen, die gemäß Beispiel 1 mit einer Xenonlampe bestrahlt
wurden.
Wie oben wurde die Zersetzungsgeschwindigkeit bestimmt an Hand der Änderung der mechanischen
Eigenschaften, insbesondere der Reißlänge.
In der folgenden Tabelle ist die Reißlänge (Bruchdehnung) angegeben in % des Ausgangswertes:
Reißlänge (Bruchdehnung) in % des Ausgangswertes nach:
Stunden 120 Stunden 180 St unden
Stunden 120 Stunden 180 St unden
300 Stunden
1) Polyäthylen ohne Zusatz
2) Polyäthylen mit Zusatz
100
60
60
100
20
20
90
die Zeit gewählt, innerhalb der das betreffende Polymer brüchig wurde.
Verwendungsbeispiel 3
Ein handelsübliches Polypropylen wurde im Verhältnis von 80 :20 versetzt mit Äthylen-Vinylalkohol-Copolymerisat,
das gemäß Beispiel 1 mit einem Diazoderivat von Acetophenon umgesetzt worden war.
Das Polypropylen mit und ohne Zusatz wurde wie oben zu Filmen vergossen, die mit der Xenonlampe
bestrahlt wurden. 1 ■ Polypropylen allein
Als Maß für die Zersetzungsgeschwindigkeit wurde 45 2. Polypropylen + Zusatz
Probe
Brüchig
geworden nach
geworden nach
120Std.
30 Std.
30 Std.
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung von sich unter der direkten Einwirkung ces Sonnenlichtes zersetzenden
Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Äthylen-Vinylalkohol-Copolymerisat in
einem organischen Lösungsmittel und in Anwesenheit einer Lewis-Säure als Katalysator umsetzt mit
Λ-Diazoacetophenon oder einem seiner p-substituierten Derivate der allgemeinen Formel
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT3048373 | 1973-10-24 | ||
| IT30483/73A IT998904B (it) | 1973-10-24 | 1973-10-24 | Procedimento per rendere degrada bili i polimeri e i polimeri cosi ottenuti |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE2450398A1 DE2450398A1 (de) | 1975-05-07 |
| DE2450398B2 DE2450398B2 (de) | 1977-04-28 |
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