DE69510760T2 - Kunststoffstruktur aus, mit langen Fasern verstärktem, hochschlagfestem Polystyrolharz und daraus hergestelltes Formteil - Google Patents

Kunststoffstruktur aus, mit langen Fasern verstärktem, hochschlagfestem Polystyrolharz und daraus hergestelltes Formteil

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit Langfasern verstärkte hochschlagfeste Polystyrolharzstruktur (HIPS), zusammengesetzt aus einem hochschlagfesten Polystyrolharz als Matrixharz, verstärkt mit langen Fasern, um dadurch nicht nur wesentliche Verbesserungen im Hinblick auf Steifigkeit und Festigkeit des Harzes zu erhalten, sondern auch eine überraschende Verbesserung der Schlagzähigkeit des Harzes zu bewirken. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Formteil aus dieser Struktur.
  • Hochschlagfestes Polystyrolharz (HIPS) ist eine Matrix aus Polystyrolharz mit einer darin mikrodispergierten Gummikomponente, zum Überwinden der Brüchigkeit des Polystyrolharzes, um so die Schlagzähigkeit zu verbessern. Hochschlagzähes Polystyrolharz wird im allgemeinen hergestellt durch Ausführen einer freien radikalischen Polymerisation einer Styrolmonomerlösung mit einer darin gelösten Gummikomponente. Solche hochschlagzähen Polystyrolharze (HIPS) sind ausgezeichnet im Hinblick auf Schlagzähigkeit, haben geeignete mechanische Festigkeiten und sind relativ billig, so daß sie häufig in einem breiten Bereich von verschiedenen Anwendungsfeldern verwendet werden, wie ein Gehäuse für elektrische Geräte, Nahrungsmittelbehälter, Spielzeug und Kurzwaren. Da diese Anwendungsfelder nun ausgeweitet werden steigt die Nachfrage nach einer weiteren Verbesserung der Steifigkeit, der mechanischen Festigkeit und anderen Eigenschaften von hochschlagfestem Polystyrolharz.
  • Es ist allgemeine Praxis ein faserartiges Verstärkungsmaterial, wie Glasfasern, mit einem Harz zu compoundieren, um die Steifigkeit und Festigkeit zu verbessern. Ein Harz, verstärkt mit kurzen Fasern wird hergestellt durch Mischen eines Harzes mit kurzen Fasern, wie geschnittenen Strängen, und Ausführen von Schmelzkneten und Extrusion der Mischung unter Verwendung eines Extruders. Wie dem auch sei, es ist bekannt, daß, im Hinblick auf hochschlagfestes Polystyrol, die Verstärkung mit kurzen Glasfasern oder ähnlichem, zur Verbesserung der Steifigkeit und der Festigkeit, zur Verbesserung im Hinblick auf Steifigkeit und Festigkeit führt aber gleichzeitig die Schlagzähigkeit stark benachteiligt wird, welche die inherente Eigenschaft von hochschlagfestem Polystyrol ist. Das Ausmaß der Verringerung der Schlagzähigkeit ist merklich, verglichen mit der von anderen üblichen Harzen. Es ist schwierig die Steifigkeit und die Festigkeit des Materials zu verbessern, während die Schlagzähigkeit beibehalten wird.
  • Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung ein Harzmaterial zur Verfügung zu stellen, das im Hinblick auf Steifigkeit und Festigkeit stark verbessert ist, während die Schlagzäheigenschaft eines hochschlagfesten Polystyrols beibehalten oder weiter verbessert wird.
  • Dieses Ziel wurde erreicht mit einer langfaserverstärkten hochschlagfesten Polystyrolharzstruktur einer Länge von mindestens 3 mm, geformt durch Compoundieren von:
  • (A) einem hochschlagfesten Polystyrolharz mit
  • (B) 5 bis 80 Gew.-% (basierend auf der Gesamtzusammensetzung) eines faserartigen Verstärkungsmittels,
  • worin besagtes faserartiges Verstärkungsmittel (B) im wesentlichen die gleiche Länge wie die Struktur hat und im wesentlichen parallel der Längsrichtung der Struktur angeordnet ist und worin die in (A) enthaltenen Gummipartikel einen Durchmesser von 0,5 bis 100 um aufweisen.
  • In anderen Worten die Erfindung betrifft einen zylindrischen Artikel von mindestens 3 mm, zusammengesetzt aus einem Komposit, umfassend (A) und 5 bis 80 Gew.-%, basierend auf dem Komposit, (B) ein oder eine Mehrzahl von Garnen einer Verstärkungsfaser mit im wesentlichen derselben Länge wie der Artikel, orientiert parallel zueinander und zur Längsrichtung des Artikels.
  • Die Gummikomponente, die die disperse Phase besagten hochschlagfesten Polystyrolharzes (A) konstituiert ist vorzugsweise eine mit einem Zahlenmittel des Partikeldurchmessers von 1 bis 50 um. Es ist bevorzugt, daß besagtes hochschlagfestes Polystyrolharz (A) eins ist, das 1 bis 50 Vol.-% der Gummikomponente, welche die disperse Phase davon konstituiert, enthält, stärker bevorzugt ist das hochschlagfeste Polystyrolharz (A) eins, das 5 bis 30 Vol.-% der Gummikomponente enthält, die die disperse Phase davon bildet.
  • Es ist bevorzugt, daß die Struktur in Form eines Pellets einer Länge von 3 bis 100 mm vorliegt. Es ist bevorzugt, daß das Formteil durch Formen einer langfaserverstärkten hochschlagfesten Polystyrolharzstruktur hergestellt wird und daß besagte faserartige Verstärkung (B) dispergiert ist, wobei das Gewichtsmittel der Faserlänge davon mindestens 1 mm beträgt.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert beschrieben.
  • Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende hochschlagfeste Polystyrolharz (A) ist eine Matrix eines Polystyrolharzes mit einer darin mikrodispergierten Gummikomponente. Es wird im allgemeinen durch Lösen einer Gummikomponente in einem Styrolmonomer und Ausführen einer freien radikalischen Polymerisation der resultierenden Lösung, in Übereinstimmung z. B. mit der Massen- oder Massen-Suspensions- Polymerisationstechnik, hergestellt. Polybutadien-, Polyisopren-, Styrolbutadien-Gummi und hydriertes Styrolbutadiengummi werden im allgemeinen als Gummikomponente verwendet. Wie dem auch sei, die Gummikomponente ist nicht darauf beschränkt und irgendeine Art von Gummi kann verwendet werden, solange die Glasübergangstemperatur davon nicht höher als Raumtemperatur ist und sie Gummiviskoelastizität zeigt. Der Gehalt der oben genannten Gummikomponente in dem hochschlagfesten Polystyrolharz (A) liegt im allgemeinen im Bereich von 1 bis 50 Vol.-% und vorzugsweise im Bereich von 3 bis 30 Vol.-%. Die Gummikomponente hat ein Zahlenmittel des Partikeldurchmessers von 0,5 bis 100 um und vorzugsweise von 1 bis 50 um. Wenn ein hochschlagfestes Polystyrolharz (A), enthaltend die oben genannte Gummikomponente mit einem bevorzugten Partikeldurchmesser in einem bevorzugten Gehalt, verwendet wird, so ist der synergistische Effekt, der später beschrieben werden wird, welcher in Kombination mit der Langfaserverstärkung ausgeübt wird merklich, so daß ein Harzmaterial mit einer ausgezeichneten Balance von Schlagzähigkeit, Steifigkeit und Festigkeit erhalten werden kann.
  • Der oben genannte Partikeldurchmesser der Gummikomponente wird durch Herstellung einer ultradünnen Sektion eines Formteils des hochschlagfesten Polystyrolharzes durch ein Ultramikrotom, Anfärben der Sektion mit Osmiumsäure und Beobachten der angefärbten Sektion durch ein TEM gemessen. Angefärbte Teile des so erhaltenen photographischen Bildes stellen Gummipartikel dar. Im allgemeinen wird das Zahlenmittel des Partikeldurchmessers bestimmt durch Messen der entsprechenden Durchmesser von 500 bis 1.000 Gummipartikeln und Teilen der Summe der gemessenen Partikeldurchmesser durch die Anzahl der gemessenen Gummipartikel.
  • Die Art des faserartigen Verstärkungsmittels (B), zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung, ist nicht besonders beschränkt und so können beispielsweise sowohl Glasfasern, Kohlenstoffasern, Metallfasern als auch Harzfasern mit hohem Schmelzpunkt (hohen Erweichungspunkt) verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung ist das Verstärkungsmittel, ausgewählt unter den oben genannten Fasern, in der Struktur in einer Menge von 5 bis 80 Gew.-% (basierend auf der Gesamtzusammensetzung) gegenwärtig. Dieses Verstärkungsmittel hat im wesentlichen die selbe Länge wie die resultierende verstärkte Harzstruktur und wird in einer solchen Art compoundiert, daß sie im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Struktur angeordnet ist. Ist die Menge des faserartigen Verstärkungsmittels (B) geringer als 5 Gew.-%, so ist der Verstärkungseffekt gering. Andererseits, übersteigt die Menge 80 Gew.-% so ist nicht nur die Verarbeitbarkeit oder Bearbeitbarkeit beim Herstellen des Komposits sehr schlecht, sondern es kann auch keine weitere Festigkeitsverbesserung durch einen Anstieg der Fasermenge erwartet werden. Es ist bevorzugt, daß die Beladung mit der Faser im Bereich von 10 bis 60 Gew.-%, und insbesondere im Bereich von 20 bis 50 Gew.-% liegt, im Hinblick auf eine Balance zwischen Verstärkungseffekt und Bearbeitbarkeit oder Verarbeitbarkeit.
  • Auf jeden Fall ist es essentiell, daß das Harz die Faser benetzt und daß das Komposit bei der Herstellung eines Formteils, wie durch Spritzgießen, gut fließt. Es wird hinzugefügt, daß die Bearbeitbarkeit und Verarbeitbarkeit des Komposits der Erfindung ausreichend ist. Obwohl das Verfahren zur Herstellung der faserverstärkten Struktur, bestehend aus den oben genannten Komponenten, nicht besonders beschränkt sind, sind Pultrusionsverfahren insbesondere bevorzugt. Die Pultrusionsverfahren führen Harzimpregnierung aus, während kontinuierlich Fasern gezogen werden. Bekannte Pultrusi onsverfahren schließen eins ein, in dem Fasern durch ein Imprignierungsbad geleitet werden, enthaltend eine Harzemulsion, -Suspension, -Lösung oder -Schmelze, um dadurch Harzimpregnierung zu erreichen, sowie ein weiteres, in dem entweder pulverförmiges Harz auf Fasern geblasen wird oder Fasern durch einen Kessel, enthaltend ein pulverförmiges Harz, geleitet werden, wodurch das pulverförmige Harz an die Fasern anhaftet, gefolgt von Schmelzen des Harzes, um dadurch Harzimpregnierung hervorzurufen, sowie ein weiteres Verfahren, in dem Harz auf eine Kreuzkopfdüse eines Extruders oder ähnliches geleitet wird, während Fasern durch die Düse geleitet werden, wodurch Harzimpregnierung hervorgerufen wird. Irgendwelche dieser konventionellen Verfahren können verwendet werden.
  • Die Form der erhaltenen langfaserverstärkten Harzstruktur der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders beschränkt. Es kann in der Form eines Stabes, eines Bandes, eines Blattes und in der Form verschiedenartig modifizierter kontinuierlicher Artikel mit verschiedenen Querschnitten vorliegen, z. B. durch Veränderung der Konfiguration der Formungsdüse. Im allgemeinen wird die langfaserverstärkte Harzstruktur in geeignete Längen geschnitten, bevor Formung oder Verwendung erfolgt. Insbesondere ist es bevorzugt, daß das langfaserverstärkte Harz in Stränge gezogen wird und das die Stränge in Pellets einer Länge von 3 bis 100 mm geschnitten werden. Verschiedene konventionelle Formungstechniken können verwendet werden, um die resultierende langfaserverstärkte Harzstruktur in einen gewünschten geformten Artikel zu formen. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß die faserartige Verstärkung (B) ein Gewichtsmittel der Faserlänge von mindestens 1 mm in dem geformten Artikel, erhalten durch Formung der oben genannten langfaserverstärkten Harzstruktur beibehält. Dies ermöglicht es, daß der geformte Artikel hohe Schlagzähigkeit, Steifigkeit und Festigkeit beibehält. Das Beibehalten der oben genannten Faserlänge in dem geformten Artikel ist insbesondere wichtig, wenn pelletisierte langfaserverstärkte Harzstrukturen verwendet werden, die durch Spritzgießen geformt werden, wobei Faserbruch sehr einfach auftritt, aufgrund der hohen Scherkräfte.
  • Ein weiteres oder eine Vielzahl von anderen thermoplastischen Harzen können in die langfaserverstärkte Harzstruktur oder ein Formteil davon, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, eingearbeitet werden, wenn die Menge davon nicht dem Ziel und dem Effekt der vorliegenden Erfindung entgegensteht. Zum Beispiel kann ein anderes Polystyrolharz zugegeben werden oder ein Styrolbutadienblockcopolymer, ein Glycidylmethacrylat-modifiziertes Polstyrol oder ein Methylmethacrylat-modifiziertes Polystyrol. Diese können als Additive zur Modifizierung des hochschlagfesten Polystyrolharzes zugegeben werden. Weiter können irgendwelche konventionellen Substanzen, die üblicherweise zu thermoplastischen Harzen zugegeben werden, mit der langfaserverstärkten hochschlagfesten Polystyrolharzstruktur compoundiert werden, z. B. ein Stabilisator, wie ein Antioxidationsmittel, ein Hitzestabilisator oder ein UV-Absorber, ein Antistatikmittel, ein Flammverzögerer, ein Hilfsflammverzögerer, ein Färbmittel, wie ein Farbstoff oder ein Pigment, ein Schmiermittel, ein Gleitadditiv, ein Weichmacher, ein Formentrennmittel, ein Kristallisationspromoter und ein Kernbildungsmittel, um geeignete Eigenschaften in Übereinstimmung mit dem Ziel zu verleihen. Weiterhin können irgendwelche verschiedenen konventionellen Kurzfasern und plattenartige oder partikelförmige anorganische Verbindungen in einer geeigneten Menge zugegeben werden, wie Glasflocken, Mika, Glaskugeln, Talk, Ton, Alumina, Ruß und Wollastonit.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun in größerem Detail unter Verweis auf die folgenden Beispiele beschrieben.
  • Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3
  • Verwendet wurde ein hochschlagfestes Polystyrol (HIPS) mit einer Schmelzflußrate von 14 g/10 min (bei 200ºC unter einer Last von 5 kgf), einem Gummikomponentengehalt von 8 Gew.-% und einem Zahlenmittel des Partikeldurchmessers des Gummis von 2,0 um, gemessen durch die Osmiumsäuremethode.
  • Impregnierung mit einer Schmelze des oben genannten HIPS-Harzes wurde bei einer Harztemperatur von 240ºC ausgeführt, während ein Glasfaser-Roving gezogen und geöffnet wurde (13 um Durchmesser). Dann wurde ein Strang durch eine Formdüse gezogen und geschnitten, um so eine langfaserverstärkte HIPS-Harzstruktur zu erhalten, mit der Zusammensetzung wie in Tabelle 1 angegeben, in der Form eines Pellets einer Länge von 9 mm (Beispiele 1 bis 3). Die erhaltenen Pellets wurden zu Teststücken spritzgegossen, an welchen Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, E-Modul, Izodschlagzähigkeit und Deflektionstemperatur unter einer Last von 18,6 kgf/cm² (Durchbiegungstemperatur) in Übereinstimmung mit den ASTM-Verfahren bestimmt wurden. Die Harzkomponente jedes geformten Teststückes wurde in einem elektrischen Ofen abgebrannt, um die Länge der Faser in dem Formteil zu bestimmen. Nach dem Abbrennen wurden die Längen der verbleibenden Glasfasern gemessen und ein Gewichtsmittel der Faserlänge davon berechnet.
  • Getrennt davon wurde das HIPS-Harz zum Vergleich mit geschnitten Glasfasern (13 um Durchmesser) gemischt und durch einen Extruder in Übereinstimmung mit einem üblichen Verfahren schmelzgeknetet, wodurch kurzfaserverstärkte HIPS-Harzpellets erhalten wurden (Vergleichsbeispiele 1 und 2). Das nicht mit Glasfasern verstärkte HIPS- Harz (Vergleichsbeispiel 3) wurde auch in der selben Art und Weise geformt. Die Formteile wurden evaluiert. Bei der Herstellung von kurzfaserverstärkten HIPS-Harzpellets durch einen Extruder führt ein Anstieg der Menge der Glasfasern auf 50 Gew.-% zu einer sehr schwierigen Extrusion, also konnte kein normales Formteil hergestellt werden. Die erhaltenen Meßergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
  • Beispiele 4 bis 6 und Vergleichsbeispiele 4 bis 6
  • Langfaserverstärkte HIPS-Harzstrukturpellets und kurzfaserverstärkte HIPS- Harzstrukturpellets wurden hergestellt, geformt und evaluiert in der selben Art und Weise wie in Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3, mit der Ausnahme, daß ein hochschlagfestes Polystyrolharz (HIPS) mit einer Schmelzflußrate von 3,5 g/10 Min. (bei 200ºC unter einer Last von 5 kgf), einem Gummikomponentengehalt von 8 Gew.-% und einem Zahlenmittel des Partikeldurchmessers des Gummis von 0,8 um verwendet wurde. Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 2 angegeben.
  • Vergleichsbeispiele 7 bis 11
  • Zum Vergleich wurden langfaserverstärkte PS-Harzpellets und kurzfaserverstärkte PS- Harzpellets hergestellt, geformt und evaluiert in der selben Art und Weise wie in Beispiel 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3, mit der Ausnahme, daß ein Polystyrolharz (PS) ohne Gummikomponente verwendet wurde. Die Schmelzflußrate des verwendeten PS- Harzes war 10 g/10 Min. (bei 200ºC unter einer Last von 5 kgf). Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3
  • Aus den oben gezeigten Ergebnissen wird deutlich, daß keine große Verbesserung der Schlagzähigkeit durch die bloße Verstärkung von Polystyrol mit langen Fasern erreicht werden kann. Im Gegensatz dazu wird eine überraschend große Verbesserung der Schlagzähigkeit durch den Synergismus der enthaltenen Gummikomponente und der langen Verstärkungsfasern bei der Verstärkung des hochschlagzähen Polystyrols mit langen Fasern realisiert, wie in den Beispielen demonstriert. Weitere Experimente des Erfinders haben bestätigt, daß die Verstärkung von HIPS mit langen Fasern einen einzigartigen Effekt ausübt, verglichen mit der Verstärkung von ABS-Harz, bekannt als gummiverstärktes Styrolharz, mit langen Fasern. Das heißt, die Izodschlagzähigkeit des ABS-Harzes liegt im allgemeinen im Bereich von 20 bis 40 kgf·cm/cm. Die Verstärkung davon mit kurzen Glasfasern führt zu einer Verringerung der Schlagzähigkeit auf etwa 10 bis 12 kgf·cm/cm. Andererseits, selbst wenn das Harz mit langen Fasern verstärkt wird, so ist die Schlagzähigkeit davon nicht größer als etwa 15 bis 20 kgf·cm/cm. Im Gegensatz dazu erhöht die Verstärkung des HIPS-Harzes mit langen Fasern überraschenderweise die Schlagzähigkeit, wie in den oben genannten Beispielen demonstriert. Es wird angenommen, daß der Grund dafür wie folgt ist:
  • Verstärkungsfasern, üblicherweise verwendet in langfaserverstärkten Harzen, haben einen Durchmesser von einigen um (z. B. der von Glasfasern ist etwa 9 bis 16 um) und die Gummipartikeldurchmesser von ABS-Harz liegt im Bereich von 0,1 bis 0,5 um. Als Resultat davon wird ABS-Harz als im wesentlichen homogene Matrix betrachtet und hat so nur einen geringen synergistischen Effekt auf Materialbruch. Die Gummikomponente von HIPS-Harz hat einen mittleren Partikeldurchmesser von 0,5 bis 100 um und häufig von 1 bis 50 um. Dies resultiert darin, daß dieser Level von Gummipartikeldurchmesser einen Verstärkungseffekt an der Faser/Harz-Grenzfläche gegen Bruch zur Verfügung stellt. In anderen Worten, es wird angenommen, daß im allgemeinen die Schlagzähigkeit des faserverstärkten Harzes durch Absorption von Schlagenergie verbessert wird, die dem Bruch der Faser/Harz-Grenzfläche und anschließende Faserverschiebung zugeordnet wird. In einem spröden Material, in dem die Verlängerung des Matrixharzes gering ist, verglichen mit der Verlängerung der Verstärkungsfaser, erfolgen Bruch der Faser/Harz-Grenzfläche und Faserbruch simultan zur Zeit des Bruches, so daß keine zufriedenstellende Absorption von Schlagenergie erhalten wird. Im Gegensatz dazu ist in dem langfaserverstärkten HIPS-Harz der Partikeldurchmesser der Gummikomponen te in geeigneter Weise groß und sind auch die Faserlängen der Verstärkungsfasern groß, so daß der Anteil der Gummikomponente, welcher in Kontakt mit der Oberfläche der Verstärkungsfaser ist, so groß wird, so daß Faserbruch an dieser Kontaktstelle kaum auftritt, was dazu führt, daß die Faser nach Bruch eine relativ große Länge aufweist und also die Absorption von Schlagenergie vergrößert, resultierend in einem überraschend großen Verstärkungseffekt.
  • Wie aus den oben gesagten deutlich wird, realisiert das langfaserverstärkte HIPS-Harz der vorliegenden Erfindung einen Effekt der nicht durch die Resultate der Verstärkung mit kurzen Fasern oder langen Fasern von Harzen, enthaltend keine Gummikomponente, oder von Harzen, enthaltend eine Gummikomponente mit einem kleinen Partikeldurchmesser, wie ABS-Harz, erwartet werden kann. Also hat das langfaserverstärkte HIPS-Harz der vorliegenden Erfindung eine überraschend verbesserte Festigkeit, Steifigkeit und Schlagzähigkeit.

Claims (6)

1. Langfaserverstärkte hochschlagfeste Polystyrolharzstruktur einer Länge von mindestens 3 mm, geformt durch Compoundieren von:
(A) einem hochschlagfesten Polystyrolharz mit
(B) 5 bis 80 Gew.-% (basierend auf der Gesamtzusammensetzung) eines faserartigen Verstärkungsmittels,
worin besagtes faserartiges Verstärkungsmittel (B) im wesentlichen die selbe Länge wie die Struktur hat und im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Struktur angeordnet ist und worin die in (A) enthaltenen Gummipartikel einen Durchmesser von 0,5 bis 100 um aufweisen.
2. Langfaserverstärkte hochschlagfeste Polystyrolharzstruktur nach Anspruch 1, worin die, die disperse Phase besagten hochschlagfesten Polystyrolharzes (A) konstituierende, Gummikomponente eine mit einem Zahlenmittel des Partikeldurchmessers von 1 bis 50 um ist.
3. Langfaserverstärkte hochschlagfeste Polystyrolharzstruktur nach Anspruch 1 oder 2, worin besagtes hochschlagfestes Polystyrolharz (A) die, die disperse Phase konstituierende, Gummikomponente in einer Menge von 1 bis 50 Vol.-% enthält.
4. Langfaserverstärkte hochschlagfeste Polystyrolharzstruktur nach Anspruch 1 oder 2, worin besagtes hochschlagfestes Polystyrolharz (A) 5 bis 30 Vol.-% der Gummikomponente, konstituierend die disperse Phase, enthält.
5. Langfaserverstärkte hochschlagfeste Polystyrolharzstruktur nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 in der Form eines Pellets einer Länge von 3 bis 100 mm.
6. Formteil, hergestellt durch Formen einer langfaserverstärkten hochschlagfesten Polystyrolharzstruktur nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin besagtes faserartiges Verstärkungsmittel (B) dispergiert ist, wobei das Gewichtsmittel der Faserlänge mindestens 1 mm beträgt.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4781582B2 (ja) * 2001-09-28 2011-09-28 ダイセル化学工業株式会社 強化繊維成形体
CN103483757A (zh) * 2013-09-22 2014-01-01 安徽科聚新材料有限公司 一种电视机壳体专用耐冲击聚苯乙烯材料及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3608033A (en) * 1969-06-17 1971-09-21 Liquid Nitrogen Processing Process for production of molding compositions containing high weight percentage of glass
US4169186A (en) * 1978-04-17 1979-09-25 Asahi-Dow Limited Molding material structure
CA1178733A (en) * 1981-02-02 1984-11-27 Frank J. Feeney Glass filled poly (p-methylstyrene)
JPH02124957A (ja) * 1988-07-28 1990-05-14 Asahi Chem Ind Co Ltd 高剛性・難燃スチレン系樹脂組成物

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KR0168190B1 (ko) 1999-03-20
US5723532A (en) 1998-03-03
CN1063462C (zh) 2001-03-21
DE69510760D1 (de) 1999-08-19

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