DE60223396T2 - Vinylaromatische copolymere, modifiziert mit monomeren, die von (meth)acrylsäure abgeleitet werden, und deren verwendung in einer mischung mit vinylaromatischen copolymeren, aufgepfropft auf kautschuk - Google Patents

Vinylaromatische copolymere, modifiziert mit monomeren, die von (meth)acrylsäure abgeleitet werden, und deren verwendung in einer mischung mit vinylaromatischen copolymeren, aufgepfropft auf kautschuk Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft vinylaromatische Blockcopolymere, die mit (Meth)acrylnitril modifiziert sind, und deren Verwendung in einer Mischung mit
    vinylaromatischen Copolymeren, aufgepfropft auf Kautschuk. Vinylaromatische Copolymere, die mit von (Meth)acrylsäure abgeleiteten Monomeren modifiziert sind, wie statistische Styrolacrylnitril-Copolymere, die gewöhnlich als SAN bezeichnet werden, sind bekannte Produkte und werden industriell durch
    radikalische Polymerisation der zwei Monomere mittels eines Emulsions-, Suspensions- oder Masseverfahrens hergestellt.
  • Im Fall von SAN bilden Styrol und Acrylnitril (AN) ein azeotropes System, das 76 Gew.-% Styrol enthält, aber dessen ungeachtet kann die endgültige Zusammensetzung der Copolymere geändert werden, indem die Zusammensetzung der Monomere in der Zuführmischung geändert wird. Die Eigenschaften von SAN-Copolymeren sind eng mit deren Zusammensetzung und insbesondere mit deren Gehalt an AN verbunden. Die Härte des Copolymers und die Viskosität des geschmolzenen Produkts nimmt beispielsweise asymptotisch mit einer Zunahme des Acrylnitrilgehalts zu. Andere Eigenschaften, wie Sperreigenschaften, chemische Beständigkeit und Beständigkeit gegenüber UV-Strahlen, nehmen auch mit einer Zunahme des Acrylnitrilgehalts zu. Insbesondere ist es möglich, die chemische Beständigkeit von SAN-Copolymeren zu verbessern, indem der Gehalt von Acrylnitril im Copolymer sogar auf bis zu 40% erhöht wird, aber dies gefährdet die mechanischen Eigenschaften des Produkts. Um ein Material zu erhalten, welches noch verarbeitbar ist, muss vielmehr aufgrund des hohen Prozentsatzes an Acrylnitril das Copolymer ein eher geringes Molekulargewicht aufweisen.
  • Es ist möglich, die mechanischen Eigenschaften, wie die Stoßfestigkeit, der SAN-Copolymere, sowohl herkömmlicher Art, als auch mit einem hohen Acrylnitrilgehalt, zu erhöhen. Die Stoßfestigkeit von SAN-Copolymeren wird im allgemeinen verbessert, indem mit kleinen Mengen an Elastomeren, beispielsweise Polybutadien oder Butadien-Styrol-Kautschuken vermischt wird, allerdings wird auf diese Weise eine der Haupteigenschaften von SAN-Copolymeren, d. h., der Oberflächenglanz, vermindert.
  • Ein System zum Erhalt von Materialien, die ein vinylaromatisches Monomer, wie Styrol, und Acrylnitril enthalten, mit den typischen SAN-Eigenschaften, wie Oberflächenglanz und Beständigkeit gegenüber Lösemitteln, ohne Verlust der verbleibenden mechanischen Eigenschaften, besteht aus einem Mischen eines statistischen Styrol-Acrylnitril-Copolymers, das von 20 bis 40 Gew.-% Acrylnitril enthält, mit einem Styrol-Acrylnitril-Copolymer, aufgepfropft auf Kautschuk, z. B. Polybutadien, wobei der Gehalt an Kautschuk bis zu 65 Gew.-% einnehmen kann. Das erhaltene Produkt, das gewöhnlich als ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) bezeichnet wird, weist extrem hohe morphologische, chemische und mechanische Eigenschaften auf.
  • Der Anmelder hat nun festgestellt, dass es möglich ist, SAN-Copolymere auch mit hohen Acrylnitrilgehalten, mit einer verbesserten Stoßfestigkeit und einer höheren chemischen Beständigkeit bezüglich herkömmlicher SAN-Copolymere mit einem gleichen Molgehalt der beiden Monomere zu synthetisieren, indem die Polymerisation der Monomere derart durchgeführt wird, dass Produkte mit einer Struktur, die wenigstens zwei Blöcke mit einer unterschiedlichen Zusammensetzung umfasst, erhalten werden. Die so erhaltenen Copolymere sind durch ein hohes Molekulargewicht gekennzeichnet, weisen ein Fließvermögen des geschmolzenen Produkts auf, welches sie leicht verarbeitbar macht, und die verbleibenden mechanischen Eigenschaften, wie die Zugfestigkeit und Biegesteifigkeit bzw. Biegefestigkeit (flexural strength) sind im wesentlichen gleich zu denen von äquivalenten Polymeren, die mit den herkömmlichen Verfahren hergestellt wurden. Darüber hinaus, obwohl sie eine verbesserte Stoßfestigkeit aufweisen, erhalten sie ihren Glanz, was eine typische Eigenschaft von SAN ist, das nicht mit Kautschuk modifiziert wird. Wenn diese Produkte darüber hinaus mit vinylaromatischen Copolymeren, aufgepfropft auf Kautschuk, vermischt werden, erhöhen sie überraschenderweise die Stoßbeständigkeitseigenschaften der zuletzt Genannten, ohne die verbleibenden mechanischen Eigenschaften zu vermindern.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bezieht sich somit auf vinylaromatische Copolymere, modifiziert mit wenigstens einem (Meth)acrylnitrilmonomer mit einer Blockstruktur, umfassend, wenigstens zwei Blöcke, M und N, wobei in jedem der Blöcke M und N die Konzentration des (Meth)acrylnitrilmonomers in einem Bereich von 0,5 bis 85 Gew.-% liegt, mit der Maßgabe, dass zwischen zwei benachbarten Blöcken ein Unterschied in der genannten Konzentration von wenigstens 8 Prozentpunkten vorliegt, und dass die Gesamtkonzentration des genannten (Meth)acrylnitrilmonomers in dem Blockcopolymer in einem Bereich von 20 bis 60 Gew.-% liegt.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf Polymerzusammensetzungen, umfassend:
    • a) 40–98 Gew.-%, vorzugsweise 50–85%, eines vinylaromatischen Copolymers, modifiziert mit wenigstens einem (Meth)acrylnitrilmonomer mit einer Blockstruktur, umfassend, wenigstens zwei Blöcke, M und N, wobei in jedem der Blöcke M und N die Konzentration an (Meth)acrylnitrilmonomer in einem Bereich von 0,5 bis 85 Gew.-% liegt, mit der Maßgabe, dass zwischen zwei benachbarten Blöcken ein Unterschied in der genannten Konzentration von wenigstens 8 Prozentpunkten vorliegt, und dass die Gesamtkonzentration des genann ten (Meth)acrylnitrilmonomers in dem Blockcopolymer in einem Bereich von 20 bis 60 Gew.-% liegt.
    • b) 2–60 Gew.-%, vorzugsweise 15–50%, eines vinylaromatischen Copolymers, das auf ein Elastomer aufgepfropft ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Blöcke des Blockcopolymers im allgemeinen auf zwei beschränkt, aber sie können auch eine höhere Zahl, beispielsweise von 3 bis 6, vorzugsweise 4 oder 5, aufweisen, vorausgesetzt, dass die Bedingung aufrechterhalten wird, dass zwischen zwei benachbarten Blöcken ein Unterschied in der Konzentration des (Meth)acrylnitrilmonomers gleich oder höher als 8 Prozentpunkte, beispielsweise ein Unterschied in einem Bereich von 8 bis 95, vorzugsweise von 8 bis 50, Prozentpunkten, vorliegt. Die Blöcke des Blockcopolymers weisen ein Molekulargewicht auf, welches derart ist, dass das Gewicht von zwei benachbarten Blöcken M und N ein M/N-Verhältnis in einem Bereich von 35/65 bis 65/35 ergibt und vorzugsweise 50/50 ist.
  • Der Begriff „vinylaromatisches Monomer", wie er in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet wird, bezieht sich im wesentlichen auf ein Produkt, das der folgenden allgemeinen Formel entspricht:
    Figure 00040001
    worin R ein Wasserstoff oder ein Methylrest ist, n Null oder eine ganze Zahl in einem Bereich von 1 bis 5 ist, und Y ein Halogen, wie Chlor, oder ein Alkyl- oder Alkoxylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.
  • Beispiele von vinylaromatischen Monomeren mit der allgemeinen Formel, die oben angegeben ist, sind: Styrol, α-Methylstyrol, Methylstyrol, Ethylstyrol, Butylstyrol, Dimethylstyrol, Mono-, Di-, Tri-, Tetra- und Pentachlorstyrol, Bromstyrol, Methoxystyrol, Acetoxystyrol usw. Bevorzugte vinylaromatische Monomere sind Styrol und α-Methylstyrol. Irgendein Polymerisationsverfahren kann für die Herstellung des Blockcopolymeren-Gegenstands der vorliegenden Erfindung bzw. für die Herstellung der erfindungsgemäßen Blockcopolymeren verwendet werden, sogar wenn das sogenannte lebende radikalische Polymerisationsverfahren bevorzugt ist, wovon eine detaillierte Beschreibung in "Macromolecules", 1993, 26, 2987, oder in "Journal of American Chemistry Society", 1994, 11185, erhältlich ist.
  • Insbesondere kann der Blockcopolymeren-Gegenstand der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, indem von vinylaromatischen Monomeren und (Meth)acrylmonomeren und von Initiatorsystemen gemäß dem folgenden allgemeinen Verfahren ausgegangen wird. Gruppen von Initiatorsystemen, die für diese Art an Verfahren geeignet sind, werden von solchen ausgewählt, die unten aufgelistet sind, worin der Begriff Alkyl ein C1-C4-(Iso)alkyl-Kohlenwasserstoff anzeigt:
    Tetraalkylthiouramdisulfide, Alkyldithiocarbamate, Ether von Benzopinakol, Ester von Benzopinakol, dicyano-substituiertes Tetraphenylethan, Triphenylmethylazoalkyle, Benzylnitroxyl-Derivate, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Radikal-Erzeugerverbindungen, wie beispielsweise Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Peroxiden, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Hydroperoxiden, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Perestern, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Percarbonaten, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Azobisdialkyldinitrilen, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Tetraalkylthiouramdisulfiden; Alkoxyamine, die in dem US-Patent 4,581,429 beschrieben sind, Alkylnitroxyle.
  • Spezielle und besonders bevorzugte Beispiele an Initiatorsystemen sind die nachfolgenden: 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy-Radikal/Benzoylperoxid in einem molaren Verhältnis von weniger als 4; 2,2,6,6-Tetramethylpyrrolidinyloxy-Radikal/Dibenzoylperoxid in einem molaren Verhältnis von weniger als 4, vorzugsweise von 1/1 bis 3/1; 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxy-Radikal/Dicumylperoxid in einem molaren Verhältnis von weniger als 4, vorzugsweise von 1/1 bis 3/1; 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxy-Radikal/N,N'-Azobis(diisobutyronitril) in einem molaren Verhältnis von weniger als 4, vorzugsweise von 1/1 bis 3/1; 1-Phenyl-1-(2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxy)ethan; 2-Benzoyl-1-phenyl-1-(2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy)ethan usw.
  • Wenn die Polymerisation des ersten Polymerblocks vollständig ist, wird das Polymerisationsverfahren des zweiten Blocks fortgeführt, indem die entsprechende Mischung der Monomere in Anwesenheit des gleichen Initiatorsystems zugeführt wird.
  • Die Verteilung der Monomere innerhalb jeden Blocks kann vom statistischen Typ sein.
    ... AASASASSASSSAASASASSAAAASSAS ....,
    worin "A" eine (Meth)acryl-Einheit darstellt und "S" eine vinylaromatische Einheit, oder vom alternierenden Typ,
    ... ASASASASASASAS ....,
    oder in Blöcken,
    ... AAAASSSSSAAAASSS ...,
    oder vom Gradienten-Typ.
  • Die Situation, bei der die Verteilung statistisch oder alternierend oder von einem Intermediat-Fall zwischen diesen ist, ist bevorzugt.
  • Die Polymerisation der Monomere kann kontinuierlich, diskontinuierlich oder semi-kontinuierlich bei einer Temperatur in einem Bereich von 60 bis 160°C in Abhängigkeit von dem ausgewählten Initiator und bei solch einem Druck durchgeführt werden, um die Monomere in flüssiger Phase zu halten. Dar über hinaus kann die Polymerisation in Anwesenheit eines organischen Lösemittels, wie Ethylbenzol, in Suspension oder in Masse durchgeführt werden.
  • In einem diskontinuierlichen oder semi-kontinuierlichen Verfahren wird der Initiator zu den Monomeren in reiner Form oder in Form einer Lösung oder Suspension in einer Menge in einem Bereich von 0,01 bis 2 Mol% in Bezug auf die Gesamt-Mole der Monomere zugegeben.
  • In einem kontinuierlichen Verfahren werden die Monomere, Initiator und optional das Lösemittel kontinuierlich zu einem Polymerisationsreaktor mit einer Fließgeschwindigkeit zugeführt, die derart ist, um Verweilzeiten bereitzustellen, die geeignet sind, um Umwandlungen zu erreichen, vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 95% für jeden Block.
  • Optional, jedoch nicht notwendigerweise kann der Initiator langsam während der gesamten Dauer der Reaktion oder eines Teils davon zugegeben werden. Auch eines der beiden Monomeren oder beide davon können in Portionen in nachfolgenden Zeiten derart zugegeben werden, um die Mikrostruktur von jedem Block zu bilden. Am Ende wird das Polymer aus der Polymerisationsmischung mit einem der Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, z. B. durch Ausfällen in einem geeigneten Nicht-Lösemittel oder durch Entfernen der nicht-reagierten Monomere unter Vakuum und/oder bei einer hohen Temperatur, isoliert.
  • Am Ende der Polymerisation weist das End-Copolymer ein zahlengemitteltes Molekulargewicht in einem Bereich von 20.000 bis 500.000, ein Gehalt an Monomer, das von (Meth)acrylsäure abstammt, von bis zu 60 Gew.-%, vorzugsweise von 25 bis 55%, eine Schmelzfließgeschwindigkeit bei 220°C (MFR) in einem Bereich von 0,1 bis 150 und eine Stoßfestigkeitseigenschaft, gemessen gemäß Charpy ISO 179 I und U in einem Bereich von 10 bis 40 kJ/m2 auf.
  • Der Blockcopolymergegenstand der vorliegenden Erfindung kann derart verwendet werden, um End-Gegenstände mittels Formtechnologien, die im Stand der Technik bekannt sind, wie Extrusion, Blasformen, Thermoformen von vorgeformten Platten, herzustellen, oder kann in einer Mischung mit anderen thermoplastischen Polymeren und Copolymeren, wie Polystyrolen, hochschlagfesten Polystyrolen, Polycarbonaten, Polymethylmethacrylat, Polyphenylethern, Polybutadien, Acrylelastomeren, vinylaromatischen Elastomeren usw. verwendet werden. Insbesondere ist ein Mischen mit vinylaromatischen Copolymeren, aufgepfropft auf einen Elastomerkern, bevorzugt, um hochschlagfeste Materialien herzustellen, von denen die bedeutendsten Beispiele ABS(Acrylnitril-Butadien-Styrol)-Harze sind.
  • In Pfropfen für ABS, deren Herstellung beispielsweise in den US-Patenten 2,820,773 oder 3,238,275 beschrieben ist, ist das Elastomer in einer Menge in einem Bereich von 20 bis 65 Gew.-% vorhanden, wobei das Komplement zu 100 aus einem herkömmlichen pfropfvinylaromatischen Copolymer besteht, das aus einem oder mehreren Monomeren mit der allgemeinen Formel (I) und Acrylnitril erhalten wird. Das Elastomer besteht im allgemeinen aus Polybutadien oder aus (Co)polymeren von Butadien mit anderen Monomeren, wie Styrol, oder Isopren.
  • Der Blockcopolymeren-Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann auch mit anderen Copolymeren vermischt werden, die auf Elastomeren aufgepfropft sind, wie AES(Acrylnitril-EP(D)M-Kautschuk-Styrol)-Harze. In diesen aufgepfropften Copolymeren liegt der Gehalt von Elastomer in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 35%, wobei das Komplement zu 100 aus einem herkömmlichen vinylaromatischen Copolymer des oben erwähnten Typs für ABS-Pfropfe besteht. Das EP(D)M-Kautschuk kann ein Ethylen-Propylen-Kautschuk sein, in dem das Ethylen/Propylen-Verhältnis in einem Bereich von 90/10 bis 20/80 liegt, oder ein Ethylen-Propylen-nicht-konjugierter-Dien-Kautschuk mit einem Gehalt an nicht-konjugiertem Dien in einem Bereich von 4 bis 50 Gew.-%. Beispiele von EPDM-Kautschuken, die bei der Herstellung von AES-Harzen verwendet werden können, sind Ethy len/Propylen/5-Methyltetrahydroinden-, Ethylen/Propylen/6-Ethyliden-2-norbornen-, Ethylen/Propylen/6-Methylen-2-norbornen und Ethylen/Propylen/5-Ethyliden-2-norbornen-Terpolymere.
  • AES-Harze sind Produkte, die in der wissenschaftlichen Literatur bekannt sind, und deren Herstellung ist beispielsweise in den US-Patenten 4,202,948 oder 4,166,081 oder in dem Europäischen Patent 286071 beschrieben.
  • Andere Beispiele von vinylaromatischen Copolymeren, die auf einen Elastomerkern aufgepfropft sind, bestehen aus MBS-Harzen (Methylmethacrylat-Butadien-Styrol), deren Herstellung beispielsweise in den US-Patenten 2,943,074 oder 3,657,391 beschrieben ist, und ASA-Harzen (Acrylnitril-Styrol-Acrylat), die auf dem Markt unter dem Markennamen TERLURAN von BASF erhältlich sind.
  • Ein erläuterndes, aber nicht beschränkendes Beispiel wird nachstehend für ein besseres Verstehen der vorliegenden Erfindung und für deren Ausführungsform bereitgestellt.
  • BEISPIEL 1
  • Ein SAN(Styrol-Acrylnitril)-Copolymer mit der Formulierung und gemäß den Verfahren, die unten beschrieben sind (Tabelle 1), wurde in einem 100 I-ummantelten Stahlautoklaven, ausgerüstet mit einem Pfaudler-Rührer und Wellenbrecher, synthetisiert. Tabelle 1
    Styrol kg 17,5
    Acrylnitril kg 12,6
    Entmineralisiertes Wasser kg 30
    Benzoylperoxid (mit 25% Wasser) g 66,9
    4OH-TEMPO g 46,4
    Ethapol 1000 (Acrylsäure-2-ethylhexylacrylatcopolymer) g 10,3
    Natriumsulfat g 61,5
  • 15,5 kg Styrol wurden in den Autoklaven unter Rühren bei 50 U/min in einer Stickstoffatmosphäre bei Raumtemperatur zugegeben. Benzoylperoxid, aufgelöst bei Raumtemperatur in 1 kg Styrol, wurde anschließend zugegeben, zusammen mit 4OH-TEMPO (4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy-Radikal), aufgelöst bei Raumtemperatur in 1 kg Styrol.
  • Der Autoklav wurde geschlossen, und es wurden 5,6 kg Acrylnitril zugegeben und auf einen Druck von 0,5 bar eingestellt. Das Rühren wurde bei 80 U/min fortgeführt, und die Temperatur wurde auf 125°C in 45' erhöht (bei 123°C wird die Stunde "0" gemessen). Nachdem 125°C erreicht wurden, wurde der Druck mit Stickstoff auf 3 bar eingestellt.
  • Nach 1 Stunde und 45 Minuten von der Stunde "0" an werden 26 Liter Wasser zugegeben, wobei die Temperatur bei 125°C verbleibt. Der Enddruck beträgt 4,5 bar, wobei das Rühren 150 U/min beträgt. Nach 2 Stunden und 45' von der Stunde "0" an wird Acrylnitril gemäß der Formulierung zugegeben. Der Enddruck beträgt 7 bar. Unmittelbar nach der Zugabe des Acrylnitrils wird das Suspendierungsmittel Ethapol 1000, aufgelöst bei einer hohen Temperatur in 1 Liter entmineralisiertem Wasser, zugegeben, wobei der Behälter und die Zugabeleitung mit 1 Liter entmineralisiertem Wasser gewaschen wurden, und Natriumsulfat, aufgelöst in 1 Liter entmineralisiertem Wasser, wird nachfolgend zugegeben, wobei der Behälter und die Zugabelei tung auch in diesem Fall mit 1 Liter entmineralisiertem Wasser gewaschen wurden.
  • Nach 4 Stunden und 30 Minuten von der Stunde "0" an wurde die Temperatur in 20 Minuten auf 135°C erhöht, und der Druck wurde auf 8,5 bar eingestellt.
  • Nach 11 Stunden und 30 Minuten von der Stunde "0" an wird die Mischung abgekühlt und auf ein Sieb entladen. Die Kugeln wurden auf dem Sieb gewaschen, bis das Wasser durchsichtig wurde, anschließend wurden die Kugeln zentrifugiert und mit einem Luftstrom bei 80°C getrocknet.
  • Wenn die Kugeln trocken sind, werden sie bei 220°C unter Vakuum extrudiert, um den Gehalt an Restmonomeren zu vermindern. Es wird ein Blockpolymer A und B mit einem Gehalt von Acrylnitril in Block A von 24 Gew.-% und in Block B von 45 Gew.-% erhalten. Nach der Charakterisierung wies das Copolymer AB die physikalisch-chemischen Eigenschaften, die in Tabelle 2 angegeben sind, auf. Tabelle 2
    Verbleibendes Styrolmonomer Gew.-% 0,024
    Verbleibendes Acrylnitrilmonomer Gew.-% 0,35
    Acrylnitril im Polymer Gew.-% 35
    Massegemittelte Molekülmasse Dalton 86000
    Polydispersität (Mw/Mn) - 1,78
    Schmelzfließgeschwindigkeit 220°C, 10 kg g/10' 4,5
  • Beim Vergleich mit einem kommerziellen SAN (LURAN 388S von BASF) mit einem gleichen Durchschnittsgehalt von Acrylnitril und einem gleichen Fließvermögen weist das Copolymer von diesem Beispiel eine höhere Stoßfestigkeit und chemische Beständigkeit und eine äquivalente Zugfestigkeit und Biegesteifigkeit (Tabelle 3) auf. Tabelle 3
    BEISPIEL LURAN 388S
    MRF 220°, 10 kg (g/10') 4,5 4,5
    Charpy ISO I und U (kJ/m2) 25,1 17,4
    ISO 527 Zugfestigkeit Maximalbeanspruchung (MPa) 73,6 77,6
    Bruchdehnung (%) 2,59 3,60
    Elastizitätsmodul (MPa) 3770 3610
    ISO 178 Biegesteifigkeit Maximalbeanspruchung (MPa) 120,8 126,6
    Bruchdurchhang bzw. Maximale Vernetzung (%) (Ultimate Arrow) 3,7°1 3,80
    Elastizitätsmodul (MPa) 3800 3715
  • Eine ISO 527-Dehnungstestprobe des Copolymers des Beispiels, eingetaucht in Aceton für 10', verblieb unverändert, wobei eine gleiche LURAN 388S-Testprobe, eingetaucht in Aceton, signifikante Veränderungen zeigte, hauptsächlich in Bezug auf die Kanten und die beanspruchten Bereiche.
  • BEISPIEL 2
  • Das Copolymer von Beispiel 1 und kommerzielles SAN wurden in einer Mischung mit einem kommerziellen ABS-Pfropf bewertet, hergestellt von Eni-Chem S.p.A., als KGM 55 bezeichnet, erhalten von einem Emulsionsverfahren und mit einen Polybutadiengehalt von etwa 53 Gew.-%, mit 80% Polybutadienteilchen mit einem Durchmesser, der etwa gleich 0,18 μm ist und 20% mit einem Durchmesser, der etwa gleich 0,36 μm ist,. Mischungen (1 bis 4) mit den Materialien, die bereits als solche gekennzeichnet wurden, wurden gemäß der folgenden Formulierung (Tabelle 4) in einem Zwei-Schnecken-Extruder mit zwei Distributoren kontinuierlich hergestellt. Tabelle 4
    1 2 3 4
    SAN BEISPIEL 1 (%) 81,2 68,0
    LURAN 388S (%) 81,2 68,0
    ABS-Pfropf KGM 55 (%) 18,8 18,8 32,0 32,0
    Irganox 1076 (phr) 0,1 0,1 0,1 0,1
    Ethylenbisstearylamid-Wachs (phr) 1,5 1,5 1,5 1,5
  • Auch in einer Mischung mit ABS zeigte das Copolymer von Beispiel 1 herausragende Stoßfestigkeitseigenschaften (Tabelle 5). Tabelle 5
    1 2 3 4
    Charpy ISO 179 I und A (kJ/m2) 8,4 3,7 20,8 17,4
    ISO 527 Zugfestigkeit Streckgrenze (MPa) 57,1 60,5 46,9 49,9
    Streckdehnung (%) 2,7 2,7 2,6 2,8
    Bruchbelastung (MPa) 42,1 43,5 34,6 36,0
    Bruchdehnung (%) 14,0 9,0 22,3 14,4
    Elastizitätsmodul (MPa) 2930 2920 2390 2430
    ISO 178 Biegesteifigkeit Maximalbeanspruchung (MPa) 87,0 90,3 70,5 73,0
    Elastizitätsmodul (MPa) 3000 2990 2430 2450

Claims (19)

  1. Vinylaromatische Copolymere, modifiziert mit wenigstens einem (Meth)acrylnitrilmonomer mit einer Blockstruktur, umfassend, wenigstens zwei Blöcke, M und N, wobei in jedem der Blöcke M und N die Konzentration des (Meth)acrylnitrilmonomers in einem Bereich von 0,5 bis 85 Gew.-% liegt, mit der Maßgabe, dass zwischen zwei benachbarten Blöcken ein Unterschied in der genannten Konzentration von wenigstens 8 Prozentpunkten vorliegt, und dass die Gesamtkonzentration des genannten (Meth)acrylnitrilmonomers in dem Blockcopolymer in einem Bereich von 20 bis 60 Gew.-% liegt.
  2. Blockcopolymere nach Anspruch 1, wobei zwei oder 3 bis 6 Blöcke vorliegen, mit der Maßgabe, dass zwischen zwei benachbarten Blöcken ein Unterschied in der Konzentration des (Meth)acrylnitrilmonomers gleich oder höher als 8 Prozentpunkte vorliegt.
  3. Blockcopolymere nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Unterschied in der Konzentration an (Meth)acrylnitrilmonomer zwischen zwei benachbarten Blöcken in einem Bereich von 8 bis 95, vorzugsweise von 8 bis 50 Prozentpunkten liegt.
  4. Blockcopolymere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Blöcke ein Molekulargewicht aufweisen, das derart ist, dass das Gewicht von zwei benachbarten Blöcken M und N derart ist, um ein M/N-Verhältnis zu ergeben, das in einem Bereich von 35/65 bis 65/35 liegt und das vorzugsweise 50/50 ist.
  5. Blockcopolymere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das vinylaromatische Monomer von denen mit der allgemeinen Formel ausgewählt ist:
    Figure 00150001
    wobei R ein Wasserstoff oder ein Methyl-Radikal, n Null oder eine ganze Zahl in einem Bereich von 1 bis 5, und Y ein Halogen, wie Chlor, oder ein Alkyl- oder Alkoxylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.
  6. Blockcopolymere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verteilung der Monomere innerhalb jeden Blocks vom statistischen Typ ist, ... AASASASSASSSAASASASSAAAASSAS ...., wobei "A" eine (Meth)acryl-Einheit darstellt und "S" eine vinylaromatische Einheit, oder eine vom alternierendem Typ, ... ASASASASASASAS ...., oder in Blöcken, ... AAAASSSSSAAAASSS ..., oder vom Gradienten-Typ.
  7. Blockcopolymere nach Anspruch 6, wobei die Verteilung vom statistischen oder alternierenden Typ oder von einem Intermediat-Fall zwischen diesen ist.
  8. Blockcopolymere nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht in einem Bereich von 20.000 bis 500.000, einem Gehalt an (Meth)acrylnitrilmonomer von bis zu 60 Gew.-%, einer Schmelzfließgeschwindigkeit bei 220°C (MFR) in einem Bereich von 0,1 bis 150, und einer Stoßfestigkeitseigenschaft, gemessen gemäß Charpy ISO 179 I und U in einem Bereich von 10 bis 40 kJ/m2.
  9. Verfahren zur Herstellung der Blockcopolymere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das die Reaktion von einem oder mehreren vinylaromatischen Monomeren mit wenigstens einem (Meth)acrylnitrilmonomer gemäß der lebenden radikalischen Polymerisation in Anwesenheit eines katalytischen Systems umfasst, ausgewählt aus Tetraalkylthiouramdisulfiden, Alkyldithiocarbamaten, Ethern von Benzopinakol, Estern von Benzopinakol, dicyano-substituiertem Tetraphenylethan, Triphenyimethylazoalkylen, Benzylnitroxyl-Derivaten, Mischungen zwischen Nitroxyl-Radikalen und Radikal-Erzeugerverbindungen, wie beispielsweise Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Peroxiden, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Hydroperoxiden, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Perestern, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Percarbonaten, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Azobisdialkyldinitrilen, Mischungen aus Nitroxyl-Radikalen und Tetraalkylthiouramdisulfiden, Alkoxyaminen, Alkylnitroxylen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das katalytische System ausgewählt ist aus: 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy-Radikal/Benzoylperoxid in einem molaren Verhältnis von weniger als 4; 2,2,6,6-Tetramethylpyrrolidinyloxy-Radikal/Dibenzoylperoxid in einem molaren Verhältnis von weniger als 4; 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxy-Radikal/Dicumylperoxid in einem molaren Verhältnis von weniger als 4; 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxy-Radikal/N,N'-Azobis(diisobutyronitril) in einem molaren Verhältnis von weniger als 4; 1-Phenyl-1-(2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy)ethan; 2-Benzoyl-1-phenyl-1-(2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy)ethan.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Polymerisation der Monomere kontinuierlich, diskontinuierlich oder semi-kontinuierlich bei einer Temperatur in einem Bereich von 60 bis 160°C und bei solch einem Druck, um die Monomere in flüssiger Phase zu halten, durchgeführt werden kann.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei in diskontinuierlichen oder semi-kontinuierlichen Verfahren der Initiator zu den Monomeren in einer Menge zugegeben wird, die in einem Bereich von 0,01 bis 2 Mol%, in Bezug auf die Gesamt-Mole der Monomere, liegt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Monomere, der Initiator und optional das Lösemittel kontinuierlich zu einem Polymerisationsreaktor mit einer Fließgeschwindigkeit zugeführt werden, die derart ist, um Verweilzeiten bereitzustellen, die geeignet sind, um Umwandlungen, die von 5 bis 95% für jeden Block betragen, zu erreichen.
  14. Polymerzusammensetzungen, umfassend: a) 40–98 Gew.-%, vorzugsweise 50–85%, eines vinylaromatischen Copolymers, modifiziert mit wenigstens einem (Meth)acrylnitrilmonomer mit einer Blockstruktur, umfassend, wenigstens zwei Blöcke, M und N, wobei in jedem der Blöcke M und N die Konzentration des (Meth)acrylnitrilmonomers in einem Bereich von 0,5 bis 85 Gew.-% liegt, mit der Maßgabe, dass zwischen zwei benachbarten Blöcken ein Unterschied in der genannten Konzentration von wenigstens 8 Prozentpunkten vorliegt, und dass die Gesamtkonzentration des genannten (Meth)acrylnitrilmonomers in dem Blockcopolymer in einem Bereich von 20 bis 60 Gew.-% liegt. b) 2–60 Gew.-%, vorzugsweise 15–50%, eines vinylaromatischen Copolymers, das auf ein Elastomer aufgepfropft ist.
  15. Zusammensetzungen nach Anspruch 14, wobei das vinylaromatische Copolymer, das auf ein Elastomer aufgepfropft ist, ein Pfropf für ABS ist, wobei das Elastomer in einer Menge in einem Bereich von 20 bis 65 Gew.-% vorhanden ist.
  16. Zusammensetzungen nach Anspruch 15, wobei das Elastomer aus Polybutadien oder aus Copolymeren von Butadien mit anderen Monomeren, wie Styrol oder Isopren, besteht.
  17. Zusammensetzungen nach Anspruch 14, wobei das vinylaromatische Copolymer, das auf ein Elastomer aufgepfropft ist, ein AES-Harz ist, wobei der Gehalt des Elastomers in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-% liegt.
  18. Zusammensetzungen nach Anspruch 17, wobei das Elastomer ein EP(D)M-Kautschuk ist, ausgewählt aus einem Ethylen-Propylen-Kautschuk, wobei das Ethylen/Propylen-Verhältnis in einem Bereich von 90/10 bis 20/80 liegt, oder aus einem Ethylen-Propylen-nicht-konjugierten-Dien mit einem nicht-konjugierten Diengehalt in einem Bereich von 4 bis 50 Gew.-%.
  19. Zusammensetzungen nach Anspruch 14, wobei das vinylaromatische Copolymer, das auf ein Elastomer aufgepfropft ist, ein MBS(Methylmethacrylat-Butadien-Styrol)-Harz oder ein ASA(Acrylnitril-Styrol-Acrylat)-Harz ist.
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