DE3515708A1

DE3515708A1 - Verfahren zur herstellung von nukleierten, teilkristallinen kunststofformmassen und deren verwendung

Info

Publication number: DE3515708A1
Application number: DE19853515708
Authority: DE
Inventors: Dietmar 5100 Aachen Kirch
Original assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Current assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Priority date: 1984-04-21
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-11-06

Description

Beschreibung
Wie in der Patentanmeldung P 34 15 063.3, Verfahren zur Nukleierung von teilkristallinen Kunststoffen und deren Verwendung, beschrieben, im folgenden Hauptpatent genannt, kann man mit Neutronen bestrahlte Kunststoff-Granulate und -Pulver erfolgreich zur Nukleierung von teilkristallinen Kunststoffen, wie z.B. Polypropylen, einsetzen.
Dieses Verfahren zur Nukleierung führt zu einer Verbesserung wesentlicher Bauteileigenschaften (mechanische Eigenschaften) sowie zu einer wirtschaftlicheren Fertigung (z.B. Kühlzeitverkürzung beim Spritzgießen).
Diese Vorteile werden nicht berührt durch die Bestrahlung von fertigen Formkörpern, wie in der Literatur beschrieben /1/, da dort im Unterschied zum Hauptpatent und dieser Anmeldung der Effekt der Vernetzung von teilkristallinen Kunststoffen ausgenutzt wird. Vielmehr ist der Effekt der Vernetzung für die Nukleierung gemäß der Patentanmeldung unerwünscht.
Für viele Einsatzfälle ist die imHauptpatent beschriebene Vorgehensweise angebracht. Nachteilig ist aber zu bemerken, daß sich die Kunststoffe bei der Bestrahlung mit Neutronen verfärben; noch intensiver wird die Verfärbung bei der Behandlung mit Elektronenstrahlen.
Diese Verfärbung bewirkt, daß die durch die stärkere Nukleierung gewonnene bessere Transparenz wiederum beeinträchtigt wird. Diese Beeinträchtigung ist um so höher, je höher die Zugabe von bestrahlten Kunststoffen zu unbestrahlten Kunststoffen ist.
Daher besteht ein hohes Interesse an einem Verfahren, mit dem man einfach, sicher und ohne die beschriebenen Nebenerscheinungen zu teilkristallinen Kunststoffen kommt, welche die Herstellung von transparenten Formkörpern ohne Verfärbung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird in der aus den Ansprüchen ersichtlichen Weise gelöst. So wird sichergestellt, daß die in Anspruch 1 beschriebenen Kunststoffpulver sich sowohl bei der Bestrahlung mit Neutronen als auch bei der Bestrahlung mit Elektronen und Gammas nicht verfärben, sondern unverändert weiß bleiben. Die Bestrahlung der in Anspruch 1 beschriebenen Kunststoffpulver mittels Neutronen kann vollzogen werden. wie im Hauptpatent beschrieben.
Beispiel 1: Die Bestrahlung der in Anspruch 1 beschriebenen Kunststoffpulver mittels Elektronen kann wie folgt vollzogen werden: die Pulver werden in flache Behältnisse, z.B. Kartons, verpackt, die eine Höhe von 3-4 cm aufzuweisen haben. Die Energie der Elektronen sollte vorzugsweise 3 MeV betragen. Bei niedrigeren Energien ist die Höhe der Behältnisse zu verkleinern, um eine optimale Ausnutzung der Bestrahlung zu erreichen. Die genauen Werte können anhand bekannter Tabellen entnommen werden. Die Behältnisse sind vorzugsweise auf einer Seite mit 2 Mrad zu bestrahlen, müssen dann umgedreht werden und wiederum mit 2 Mrad bestrahlt werden, was dann einer Gesamtdosis von 2 Mrad für das gesamte Pulver in dem Behältnis entspricht. Je höher die Bestrahlungsdosis ist, desto höher ist bei der späteren Verwendung der Kunststoffgranulate nach Anspruch 5 die Nukleierungswirkung bei der Herstellung der Formkörper, wobei die Kunststoffgranulate gemäß Anspruch 2 - 4 hergestellt wurden.
Als geeignet haben sich Dosen zwischen 8 - 32 Mrad erwiesen sowie Zugabemengen der Kunstst#>ffpulvcrgemäß Anspruch 1 zwischen 1 -20Gewichtsprozent.
Als Quellen für die Elektronen eignen sich insbesondere Bestrahlungseinrichtungen, die nach dem Van de Graff Beschleunigerprinzip arbeiten, verwendbar sind auch Kobalt 60, Phosphor 32 o. a. radioaktive Quellen, für Gammastrahlen z.B. Kobald 60. Vorzugsweise ist bei der Bestrahlung darauf zu achten, daß keine vernetzten Partikel entstehen, die eine feine Verteilung der bestrahlten Polymerketten in der unbestrahlten Kunststoffmasse verhindern und somit die Nukleierungswirkung beeinträchtigen.
So ermöglicht das Verfahren die Herstellung von transparenten Produkten, wobei die im Hauptpatent beschriebenen Vorteile wie E-Modul-Erhöhung, verkürzte Zykluszeiten beim Spritzgießen, Blasformen etc. höhere Schlagzähigkeit, größere Festigkeit erhalten bleiben.
Beispiel 11 Die gemäß Anspruch 1-4 erhaltenen Formmassen wurden, wie im Hauptpatent beschrieben, verarbeitet, wobei die Zugabemenge an bestrahltem Kunststoffpulver 20 Gewichtsprozent betrug, die Strahlungsorte waren Elektronen, die Dosis 16 Mrad. Auf die Weise wurde eine extrudierte, unverstreckte Tafel von 1 mm Dicke hergestellt, deren Transparenz im Vergleich zu einer unbehandelten Tafel in Bild 1 dokumentiert ist. Durch zwei 1 mm dicke Stücke PP wurden in lOfacher Vergrößerung die Buchstaben VWX fotografiert. Die linke Hälfte zeigt den Blick durch das nukleierte PP und ist voll transparent, während der Blick durch das nicht nukleierte M aterialdiffus verschwommen ist.
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Nukleierung von teilkristallinen Kunststoffen dadurch gekennzeichnet, daß man diese ohne Wärmealterungs- und Verarbeitungsstabilisierung mit Neutronen-, Gamma- oder Elektronenstrahlen behandelt.
2. Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man die gemäß Anspruch "I" erhaltenen bestrahlten Materialien mit unbestrahlten Materialien mischt.
3. Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man die gemäß Anspruch "I" und "2" erhaltenen Mischungen bzw. Materialien mit Wärmealterungs- und Verarbeitungsstabilisatoren mischt.
4. Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man die gemäß Anspruch "2" und "3" erhaltenen Mischungen und Materialien zu Kunststoffgranulaten weiterverarbeitet.
5. Verfahren zur Ausformung von Bauteilen dadurch gekennzeichnet, daß man die gemäß Anspruch ~2", "3" und "4" erhaltenen Mischungen und Materialien verwendet.