DE2522190A1 - Verwendung von folien auf der grundlage von styrolpolymerisaten zum herstellen von formkoerpern nach dem vakuumtiefziehverfahren - Google Patents

Verwendung von folien auf der grundlage von styrolpolymerisaten zum herstellen von formkoerpern nach dem vakuumtiefziehverfahren

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DE2522190A1 DE19752522190 DE2522190A DE2522190A1 DE 2522190 A1 DE2522190 A1 DE 2522190A1 DE 19752522190 DE19752522190 DE 19752522190 DE 2522190 A DE2522190 A DE 2522190A DE 2522190 A1 DE2522190 A1 DE 2522190A1
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Description

Verwendung von Folien auf der Grundlage von Styrolpolymerisaten zum Herstellen von Formkörpern nach dem Vakuumtiefziehverfahren
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Folien zur Herstellung von Formkörpern nach dem Vakuumtiefziehverfahren, welche aus Mischungen aus Polystyrol und Dien-Styrol-Segmentpolymerisaten des Typs A-B-A hergestellt worden sind, wobei A die Styrol- und B die Butadien- oder Isoprenstruktur darstellt.
Es ist bekannt, Polystyrol durch Zusätze von elastomeren Stoffen gegen Schlag- und Stoßbeanspruchung weniger anfällig zu machen. Derartige sogenannte schlagfeste Polystyroltypen werden bekanntlich hergestellt durch Abmischen von Styrolhomo- oder Co- oder Pfropfpolymerisaten mit kautschukelastischen Stoffen. Es ist aber auch bekannt, schlagfeste Polystyroltypen durch Pfropfpolymerisation herzustellen. Es ist auch grundsätzlich bekannt, als schlagfestmachende, elastomere Komponente sogenannte Butadien-Styrol-Segment- oder Blockpolymerisate zu verwenden. Man unterscheidet hier die sogenannten A-B- oder A-B-A-Typen, wobei A die Styrol- und B die Dienstruktur bedeutet. Der Anteil an weichmachendem Butadien oder Isopren in diesen Segmentpolymerisaten schwankt im allgemeinen zwischen 50 und 85, vorzugsweise zwischen 55 und 80 Gewichtsprozent.
Die durch Abmischen von Polystyrol und Segmentpolymerisaten erhaltenen schlagfesten Polystyroltypen konnten jedoch bei der Herstellung von Formkörpern hinsichtlich ihrer Schlagfestigkeit noch nicht befriedigen. So beträgt bei einem Anteil von 8 Gewichtsprozent an Segmentpolymerisat die Kerbschlagzähigkeit lediglich 3,9 cm · kg/cm CDT-AS 1 569 311, Tabelle III).
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Man hat daher zur Verbesserung die Segmentpolymerisate abgemischt mit anderen schlagfesten Polystyroltypen (DT-AS 1 694 879, DT-OS 1 669 662) oder auch Mischungen aus schlagfestem Polystyrol, Homopolystyrol und Segmentpolymerisaten hergestellt (DT-OS 2 128 503) . Auch hat man zur Verbesserung versucht, zusätzlich Schmiermittel einzuarbeiten (DT-OS 2 055 891, DT-OS 2 163 248). Wie aus dem Stand der Technik zu entnehmen ist, erfordern die Formmassen, um zu vergleichbaren Werten der Schlagzähigkeit mit üblichen schlagfesten Polystyroltypen zu gelangen, Zusätze von 20 und mehr Gewichtsprozent an Segmentpolymerisaten zum Styrolhomopolymerxsat gegenüber einem Kautschukanteil von etwa 8 Gewichtsprozent bei vergleichbaren Werten.
Es wurde nun gefunden, daß man schlagfeste Formkörper mit hoher Transparenz und glänzender Oberfläche erhält, wenn man Folien, die aus Mischungen aus 85 bis 95 Gewichtsprozent Polystyrol und 5 bis 15 Gewichtsprozent eines Dien-Styrol-Segmentpolymerisates des Typs A-B-A, worin A die Styrol- und B die Butadien- oder Isoprenstruktur darstellt, hergestellt worden sind, nach dem Vakuumtief ziehverfahren zu Formkörpern verarbeitet.
Geeignete Segmentpolymerisate des Types A-B-A, die im Handel erhältlich sind, besitzen RSV-Werte in Toluol (C =0,2 g/dl) zwischen 0,80 und 1,30 und Diengehalte zwischen 55 % und 80 %, wobei als Dien Isopren- oder vorzugsweise Butadien enthalten ist. Das Molgewicht, gelchromatographisch bestimmt, liegt dabei zwischen 60 000 und 130 000.
Bei Verwendung der höhermolekularen Segmentpolymerisate, des Typs A-B-A, d.h. solche mit einem RSV-Wert >l,0, vorzugsweise >1,15 wird die Festigkeit bereits ab Mengen von 5 Gewichtsprozent in der Mischung sichtbar, man wird jedoch auch hier vorteilhaft 8 bis 15 Gewichtsprozent des Segmentpolymerisates einsetzen. Bei Verwendung der niedermolekularen Segmentpolymerisate des A-B-A-Typs wird man jedoch mehr als 5 Gewichtsprozent; vorteilhaft 10
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bis 15 Gewichtsprozent einsetzen.
Als Styrolpolymerisate verwendet man vorzugsweise Homopolystyrol mit K-Werten zwischen 55 und 70, vorzugsweise zwischen 60 und 68, Es können jedoch auch sogenannte halbschlagfeste Polystyroltypen eingesetzt werden, in welchen der Kautschukanteil nicht über 5 % liegt. Als Kautschuktypen werden dabei die üblichen Polybutadientypen oder Butadien-Styrol-Typen verwendet, wobei als Polystyroltypen insbesondere Pfropfpolymerisate eingesetzt werden. Es können jedoch auch sogenannte Abmischungen verwendet werden. Copolymerisate sind weniger geeignet, da die notwendigen erhöhten Verarbeitungstemperaturen zu einer zunehmenden Schädigung des Segmentpolymeren führen.
Die Styrolpolymerisate können wie üblich von ihrer Herstellung her bis zu 8 Gewichtsprozent, bezogen auf die Mischung der üblichen Weichmacher, enthalten. Als Weichmacher seien genannt Paraffinöl, Ester der Phthalsäure, Ester der Stearinsäure. Die weichmachenden Mittel werden jedoch nicht nachträglich in die Mischungen bzw. die Styrolpolymerisate eingearbeitet, da damit die gewünschte Verbesserung nicht erzielt wird. Vorzugsweise werden die Segmentpolymerisate in Mengen von 8 bis 15 Gewichtsprozent und die genannten Styrolpolymerisate entsprechend in Mengen von 85 bis 92 Gewichtsprozent verwendet.
Die Herstellung der Mischung kann nach den gebräuchlichen Verfahren erfolgen, d.h. in Knetern, auf Walzwerken und direkt auf dem für die Folienextrusion verwendeten Extruder, sofern dessen Mischwirkung ausreichend ist. Üblicherweise sollten dabei Temperaturen von 200 0C nicht wesentlich überschritten werden. Die Herstellung der Flachfolien erfolgt nach den für schlagfestes Polystyrol üblichen Extrusionsverfahren
Das verwendete Styrolhomopolymerisat kann übliche Zuschlagstoffe, wie Farbstoffe und/oder Antistatika enthalten.
Erst durch die Verwendung der Mischungen bei der Herstellung der Formkörper nach dem Vakuumtiefziehverfahren werden Formkörper mit
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ausgezeichneten Festigkeitseigenschaften, hoher Transparenz und glänzender Oberfläche erhalten.
Beispiel 1
Auf einem Mischwalzwerk werden Abrnischungen aus 85 Gewicht st eilen eines Homopolystyrols (Vicat-Erweichungsternperatur 88 0C, Ie-" 2rt 8 g/10 min, Temperatur 135 C, Walzzeit 15 min) und zwei verschiedene handelsübliche Styrol-Butadien-Styrol-Segment-Copolymere (ABA a) RSV-Wert 1,19 , (C = 0,2 g/dl) gemessen in Toluol, Butadiengehalt 67 %) , (ABA b) RSV-Wert 0,84, (C = 0,2 g/dl) gernessen in Toluol, Butadiengehalt 57 %) hergestellt. Das Walzfell wird zu Splittgranulat gemahlen und daraus eine 1 min starke Folie hergestellt. Aus dieser Folie v/erden Getränkebecher (6 g) tiefgezogen.
In der folgenden Tabelle sind die Versuchsergebnisse im Vergleich mit schlagfesten Polystyroltypen des Standes der Technik zusammengefaßt.
Versuch A gibt die Ergebnisse an einem normalen Polystyrol und Versuch D die Ergebnisse an einem handelsüblichen schlagfesten Polystyrol mit etwa 8 % Kautschukgehalt wieder. Die Versuche B und C sind erfindungsgemäß. Es ist daraus zu ersehen, daß erst durch die zusätzliche Verarbeitung nach dem Tiefziehverfahren in Verbindung mit dem Mischungsverhältnis bessere Werte erzielt werden.
Schlag- und Kerbschlagzähigkeit nach DIN 54453 können naturgemäß nur zur Beschreibung der Festigkeitseigenschaften des Rohstoffes herangezogen werden. Zur Ermittlung der Festigkeit tiefgezogener Getränkebecher wurde auf eine bestimmte Stelle der Seitenfläche ein lOO g-Pendelhammer fallen gelassen. Die Fallhöhe, bei der 50 % der Becher zu Bruch gingen, ist jeweils in den Tabellen angegeben.
Die stark vergrößerte Relation der Pendelfallhöhe zur Schlag- bzw. Kerbschlagzähigkeit macht bei den erfindungsgemäßen Abmischungen de.n festigkeitserhöhenden Effekt des Tiefziehens deutlich.
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Tabelle
O.Z. 2868 15.5.1975
(B)
(C)
(D)
omopolystyrol
[ABA - erhöhtes MG a)
ABA - niedrigeres MG b) schlagf. Polystyrol 8 % Kautschuk 'Schlagzähiakeit'kpcm/cm ··' +) !(DIN 54 453)
Kerbschlagzähigkeit +)
;(DIN 54453)
!Pendelschlaghöhe auf die Seite ■des tiefgezogenen Bechers iPende!gewicht lOO g - (cm)
■ lOO
i _
85
15
20
3,3
1 85
! 15
19
3,1
;>80 >80 k.Br. k.Br.
100 85
7,0 50
vor dem Tiefziehen
Beispiel 2
Auf einem MischwaIzwerk werden unter Verwendung der in Beispiel 1 genannten Bestandteile in anderen Mischungsverhältnissen, Folien und daraus nach dem Tiefziehverfahren Getränkebecher hergestellt. A-B-A c) RSV-Wert 0,92, (C=O,2 g/dl gemessen in Toluol) Butadiengehalt 70 %
A-B-A d) RSV-Wert 1,22 (C=O,2 g/dl gemessen in Toluol) Isoprengehalt 78,2 %.
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Tabelle II
O.Z. 2868 15.5.1975
(A) - 20 (B) (E) (C) (D) ,0 I
:		 : (F)
Homopolystyrol 100 2 85 90 85 - 90
ABA - hochm. a) - i- 45 ; ·
i
I 		15 - - - -
ABA - niedermo. b) - : - : - 15 - -
ABA - niedrigm. c) ι - 10 - ■ - -
ABA - Basis Isopren d) - - ; - 10
schlagf. Polystyrol
8 % Kautschuk		 — — — 100 —
Schlagzähigkeit /kpcm/cmj? 20 23 19 85 29
i
kerbschlagzähigkeit
/kpcm/cirr/		 3,3 2,5 3,1 7 4,1
Pendelschlag
/cm Fallhöhe^		 ?80 >-80
ι
■ ι 		?80 50 60
1
Die Beispiele A und D sind Vergleichsbeispiele, die Beispiele B und C entsprechen denen des Beispiels 1. Das Beispiel E zeigt, daß mit Abmischungen im Verhältnis 90 Gewichtsprozent Homopolystyrol und 10 Gewichtsprozent Butadien-Styrolsegmentpolymerisat (ABA) die Festigkeitseigenschaften nach üblichen Prüfmethoden völlig unzureichend sind, daß die tiefgezogenen Becher bruchfest sind.
Gegenüber Bechern aus der Vergleichsprobe (D) sind solche aus den Abmischungen (B) , (C) , (E) , (F), transparent bis glasklar und besitzen einen hohen Oberflächenglanz.
Beispiel 3
Es wurde eine Mischung von Polystyrol-Granulat und aus einem in Granulatform vorliegenden Butadien-Styrol-Sagmentpolymerisat niedrigen Molekulargewichts (ABA b) } entsprechend Beispiel 2, E auf einen 90er Folienextruder (25 D) verarbeitet. Die Granulat-
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mischung ließ sich ohne weiteres zu Folien verarbeiten und diese zu Bechern weiter verarbeiten. Die Pendelschlagwerte an diesen Bechern betrugen 60 cm.
Beispiel 4"
Ersetzt man das Homopolystyrol teilweise oder ganz durch schlagfestes oder halbschlagfestes Polystyrol, so zeigt sich, bei Einsatz von schlagfestem Polystyrol (Vergleichsbeispiel J ) keine Verbesserung am tiefgezogenen Formkörper. Bei Einsatz von sogenannten halbschlagfestem Polystyrol (Beispiel G und H) ist jedoch eine deutliche Verbesserung feststellbar, die Transparenz der Formkörpern ist bei Einsatz dieser schlagfesten Typen jedoch selbstverständlich etwas geringer.
Tabelle III
(A) (G) (H) (J) (D)
Homopolystyrol
j		 loo - — 30 -
schlagf. Polystyrol
4,5 % Kautschukanteil		 95 90 — -
Bchlagf. Polystyrol
8 % Kautschukanteil		 - - 65 100
ABA b) - 5 10 5 -
Schlagfestigkeit
/^pcm/cm^/		 20 68 loo 90 85 !
Kerbschlagzähigkeit
/k~pcm/cnr7		 2 6,1 6,6 6,5 7,0
Pendelschlag
/cm Fallhöhe/		 «£5 7-80 . >80 35 50
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0.2. 2868 15.5.1975
Vergleichsbeispiel
Der Austausch eines Teils des ABA-Segmentpolymers durch Paraffinöl führt nicht zu den gleichen Festigkeitswerten wie bei ausschließlicher Verwendung von ABA. Das Paraffinöl wird dabei auf
einem Mischwalzwerk in das Homopolystyrol eingearbeitet, bevor
das ABA Segmentpolymere zugegeben wurde. Die Vergleichsbeispiele
K und L entsprechen den in den DT-OS 2 055 891 und DT-OS 2 163 beschriebenen Stand der Technik.
Tabelle==IV
(K) (L)
Homopolystyrol
Paraffinöl
ABA b)
Schlagfestigkeit
/Rpcm/cm _/
Kerbschlagzähigkeit
Pendelschlag
/cm Fallhöhe/		 85
5
10
20
2,6
34		 90
5
5
20
2,0
12
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Claims (3)

  1. O.Z. 2858 15.5.1975
    entansprüche
    Verwendung von Folien, die durch Extrudieren einer Mischung aus 85 bis 95 Gewichtsprozent Polystyrol oder halbschlagfestern Polystyrol und 5 bis 15 Gewichtsprozent eines Dien-Styrol-Segmentpolymerisates des StruTcturtyps A-B-A, worin A die Styrol- und B die Butadien- oder Isoprenstruktur darstellt, hergestellt worden sind, zum Herstellen von Formkörpern nach dem Vakuumtiefziehverfahren.
  2. 2. Verwendung von Folien nach Anspruch 1,
    worin das Polystyrol ein Homopolystyrol darstellt.
  3. 3. Verwendung von Folien nach den Ansprüchen 1 und 2,
    worin das Dien-Styrol-Segmentpolymerisat einen Dienanteil von 50 bis 80 Gewichtsprozent besitzt.
    ORIGINAL INSPECTED
    609848/0520
DE19752522190 1975-05-17 1975-05-17 Verwendung von folien auf der grundlage von styrolpolymerisaten zum herstellen von formkoerpern nach dem vakuumtiefziehverfahren Withdrawn DE2522190B2 (de)

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