DE4233541A1 - Thermoplastische Verarbeitung hydrolyse- und/oder luftempfindlicher Polymerer - Google Patents

Thermoplastische Verarbeitung hydrolyse- und/oder luftempfindlicher Polymerer

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DE4233541A1
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Hans-Josef Dr Sterzel
Peter Dr Truebenbach
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    • C08J2367/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones

Description

Eine große Anzahl technisch sehr wertvoller Kunststoffe ist bei der Verarbeitungstemperatur hydrolyse- oder sauerstoffempfind­ lich. Dies gilt z. B. für Polymere, die hydrolytisch leicht spalt­ bare Bauelemente wie Ester-, Carbonat- oder Carbonsäureanhydrid­ gruppen in der Hauptkette enthalten. Polymere, die aliphatische Seitengruppen enthalten, sind im Schmelzezustand gegen Luftsauer­ stoff empfindlich.
Sowohl leicht hydrolisierbare aliphatische Estergruppen sowie CH3-Seitengruppen weisen Polylactid auf. Diese Polymeren sind deshalb besonders schwierig zu verarbeiten.
Poly-L-Lactid, Poly-D-Lactid sowie deren Copolymere sind bio­ logisch abbaubare Polymere. Bei der Verrottung dieser Polymeren entstehen keine naturfremden Abbauprodukte, sondern nur Biomasse sowie Kohlendioxid. Aufgrund dieses Verhaltens kann Polylactid vorteilhaft im Verpackungsbereich verwendet werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Weg zu finden, Poly­ lactide sicher ohne Molmassenabbau zu verarbeiten.
Die Aufgabe der Erfindung, die Erhöhung der Verarbeitungsstabi­ lität, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Verar­ beitung so durchführt, daß das zugeführte Polylactid sowie dessen Schmelze mit einem Schutzgas abgedeckt werden. Zusätzlich trock­ net man das Rohmaterial (Granulat) zweckmäßig unter vermindertem Druck, z. B. bei 120 bis 130°C z. B. während 5 bis 10 h. Als Schutzgas dient zweckmäßig Argon oder Kohlendioxid; auch Stick­ stoff ist geeignet, wenn seine geringe Dichte berücksichtigt wird.
Der Vorratstrichter der Verarbeitungsmaschine wird z. B. über ein Metallrohr oder einen Schlauch, der bis zum Auslauf reicht mit (relativ schwerem) Argon gefüllt. Sodann wird das vorgetrocknete und noch heiße Granulat in den Vorratstrichter überführt, wobei die Gaseinleitung zweckmäßig fortgesetzt wird. Wenn Stickstoff anstelle von Argon verwendet werden soll, führt man zweckmäßig einen langsamen Strom dieses Gases von einer stromabwärts gele­ genen Stelle aus zu, so daß er dem Polymermaterial entgegen­ strömt. Dabei verbleibt das Polylactid im Schutzgasbereich. Die anschließende Verarbeitungsstrecke, üblicherweise die Plastifi­ ziereinheit eines Extruders oder einer Spritzgießmaschine wird ebenfalls mit Schutzgas geflutet und dabei die Luft verdrängt.
Nach diesem Verfahren kann eine Polylactid-Schmelze bis zu einer Stunde bei 190-200°C in der Plastifiziereinheit stehen, wobei die inhärente Viskosität beispielsweise von 1,68 nur auf 1,65 ab­ fällt. Eine Farbvertiefung wird nicht beobachtet, freie Milch­ säure, welche die Werkstoffe der Plastifierziereinheit korro­ dieren könnte, tritt nicht auf.
Beispiel
Es wird Poly-L-Lactid Granulat (1,5 mm) mit einer inhärenten Viskosität von 1,68 dl/g eingesetzt, gemessen als 0,1%ige Lösung in Chloroform bei 25°C. Die amorphe Dichte des Materials (gemessen an einem abgeschreckten Spritzgießteil, Formtemperatur 30°C) beträgt 1,248 g/cm3. Das Poly-L-Lactid mit einer Granulatgröße um 1,5 mm wird in einem Vakuumtrockenschrank bei 5-15 mbar und 125°C 8 h lang getrocknet. Sodann wird es in den Trichter einer Spritz­ gießmaschine überführt, deren Zylinder auf der gesamten Länge auf 205°C geheizt ist.
Der Trichter ist mit Argon gefüllt, Argon flutet auch die Pla­ stifiziereinheit. Während des Spritzgießens wird der Gasstrom (ca. 1 l/min) aufrechterhalten. Die Masse wird versuchsweise 1 h lang bei 200°C im Plastifizierzylinder belassen. Dabei sinkt die inhärente Viskosität nur auf 1,65 dl/g ab, die an sich gelbliche Farbe der Schmelze wird nicht intensiver, es tritt kein Geruch nach Zersetzungsprodukten auf.
Der Versuch wird vergleichsweise wiederholt mit dem Unterschied, daß auf das Verdrängen der Luft durch Argon verzichtet wird. Während einer Stunde Standzeit bei 200°C sinkt die inhärente Viskosität auf 1,33 ab, die Schmelze färbt sich tiefer gelb, und es tritt ein intensiver Geruch nach angebrannter Milch auf.

Claims (1)

  1. Verarbeitung hydrolyse- und/oder oxidationsempfindlicher Poly­ merer durch Extrudieren oder Spritzgießen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verarbeitung unter Schutzgas vorgenommen wird.
DE4233541A 1992-10-06 1992-10-06 Thermoplastische Verarbeitung hydrolyse- und/oder luftempfindlicher Polymerer Withdrawn DE4233541A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0753539A1 (de) * 1995-07-13 1997-01-15 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Polymermischungen aliphatischer Polyester auf Basis von Polylactiden, Verfahren zu deren Herstellung und Verfahren zum Formen diese Mischungen
DE102013101353B3 (de) * 2013-02-12 2014-04-17 Kraussmaffei Technologies Gmbh Plastifiziereinheit

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US5760144A (en) * 1995-07-13 1998-06-02 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Aliphatic polyester polymer blends, methods for manufacturing the same, and methods for milding aliphatic polyester polymer blends
DE102013101353B3 (de) * 2013-02-12 2014-04-17 Kraussmaffei Technologies Gmbh Plastifiziereinheit

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