DE69819187T2

DE69819187T2 - Polymerzusammensetzung

Info

Publication number: DE69819187T2
Application number: DE69819187T
Authority: DE
Inventors: Patrick Terence Saltburn McGRAIL; Stephen Derek Middlesbrough JENKINS; Christopher Ian Middlesbrough LINDSAY; Gordon Thomas Billingham EMMERSON
Original assignee: National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Current assignee: National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: US6372846B1; GB9719060D0; ATE252608T1; JP3511006B2; TW477805B; EP1021472A1; EP1021472B1; CN1137169C; DE69819187D1; CN1269807A; PT1021472E; AU8993198A; ES2210806T3; WO1999012986A1; JP2001515932A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Polymerzusammensetzung, insbesondere auf eine Zusammensetzung, die ein Basispolymer, das ein Poly(alkyl(meth)acrylat) ist, und ein Gummiverstärkungsmittel umfasst.
Ein Basispolymer wie Poly(alkyl(meth)acrylat), z.B. Poly(methylmethacrylat), welches als PMMA bekannt ist, kann ein relativ sprödes Material sein. Dies beeinträchtigt dessen Verwendung bei bestimmten Anwendungen, z. B. bei externen Lichtclustern für Fahrzeuge, bei denen Eigenschaften wie die Stoßfestigkeit wichtig sind. Gewöhnlich können die Eigenschaften des Basispolymers durch die Zugabe von Comonomeren bei der Herstellung des Basispolymers und/oder durch die Zugabe von Verstärkungsmitteln verbessert werden. Die Verstärkungsmittel sind typischerweise kleine Partikel mit einer Core-Shell-Struktur, wie es beispielsweise in der GB-A-2039496 offenbart ist. Die Verstärkungsmittel werden als vorgefertigte Partikel zugegeben, die dann mit dem Basispolymer vermischt werden. Solche Verstärkungsmittel werden unter Verwendung von Emulsionsphasenpolymerisation hergestellt, wobei jede Schicht nachfolgend aneinander polymerisiert wird. Folglich ist auf Grund der Komplexität des Core-Shell-Herstellungsverfahren das so verstärkte Basispolymer relativ teuer und ist in erster Linie auf die Verwendung bei speziellen Anwendungen beschränkt.
Um die Eigenschaften von Polystyrol zu verbessern, werden bestimmte Gummiverstärkungsmittel verwendet. EP-0818481-A2 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von stoßfestem Polystyrol(HIPS)-Materialien unter Verwendung geringer mechanischer Scherrührung, sodass das hergestellte Produkt große Partikelgrößen einer gummiartigen Kompositphase bis zu 12 um für Schergeschwindigkeiten, die alle unter 50 U/min liegen, enthält. Diese Partikelgrößen bleiben erhalten, wenn diese Polymermischung weiter in einen Gegenstand extrudiert wird.
Es wurde jetzt festgestellt, dass ein Basispolymer wie das zuvor beschriebene Poly(alkyl(meth)acrylat) durch Zugabe von bestimmten Gummiverstärkungsmitteln, die bei der Herstellung des Basispolymers zugegeben werden, verstärkt werden kann. Die so gebildete Polymerzusammensetrung weist im Vergleich zu dem Basispolymer eine verbesserte Stoßfestigkeit auf und hat eine einzigartige Morphologie.
Folglich stellt gemäß einem ersten Aspekt die vorliegende Erfindung eine Polymerzusammensetrung bereit, die umfasst

(a) ein Basispolymer, das ein Poly(alkyl(meth)acrylat) ist; und
(b) ein Gummiverstärkungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus
(i) Copolymere von (Alkyl)acrylatgummis
(ii) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit (Alkyl)acrylaten
(iii) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit konjugierten Diolefinen,
(iv) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit monoethylenisch ungesättigten Monomeren, wobei das Gummiverstärkungsmittel in der Polymerzusammensetrung als diskrete Inseln vorliegt, die im wesentlichen von dem Basispolymer umgeben sind, und wobei sich in den Inseln Subinseln des Basispolymers befinden.

Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Polymerzusammensetzung bereit, umfassend

(a) ein Basispolymer, das ein Poly(alkyl(meth)acrylat) ist; und
(b) ein Gummiverstärkungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus
(i) Copolymere von (Alkyl)acrylatgummis
(ii) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit (Alkyl)acrylaten
(iii) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit konjugierten Diolefinen,
(iv) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit monoethylenisch ungesättigten Monomeren, wobei das Gummiverstärkungsmittel in der Polymerzusammensetrung als diskrete Inseln vorliegt, die im wesentlichen von dem Basispolymer umgeben sind, und wobei sich in den Inseln Subinseln des Basispolymers befinden, und wobei das Verfahren umfasst das Auflösen des Gummiverstärkungsmittels in einer Monomerzusammensetrung, aus der das Basispolymer gebildet wird, um eine Lösung zu bilden, das Polymerisieren der Monomerzusammensetrung, um das Basispolymer zu bilden und wodurch bewirkt wird, dass das Gummiverstärkungsmittel aus der Lösung herauskommt, um innerhalb der Polymerzusammensetrung Inseln zu bilden, in denen sich Subinseln des Basispolymers befinden.

In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Formkörper bereitgestellt, gebildet aus einer Polymerzusammensetrung, umfassend

Die Gummiverstärkungsmittel (i) Copolymere von (Alkyl)acrylatgummis und (ü) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit (Alkyl)acrylaten umfassen sowohl gesättigte als auch ungesättigte Copolymere.
Das Basispolymer kann ein Homopolymer oder ein Copolymer sein. Das Basispolymer enthält vorzugsweise ein Alkylmethacrylat wie ein C₁-C₄-Alkylmethacrylat, z. B. Methylmethacrylat. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Basispolymer ein Copolymer von solch einem Alkylmethacrylat und einem Alkylacrylat wie C₁-C₄-Alkylacrylat, z. B. Ethylacrylat ist.
Das Gummiverstärkungsmittel kann aus einer großen Vielzahl an kommerziell erhältlichen und anderen Copolymeren ausgewählt werden. Geeignete Copolymere aus vinylaromatischen Monomeren mit (Alkyl)acrylaten umfassen Styrol-Butylacrylat-(St-BA)und Styrol-Laurylmethacrylat(St-LMA)-Gummis, die vorzugsweise eine allylische Ungesättigtheit aufweisen. Beispiele an Monomeren, die eine allylische Ungesättigtheit bereitstellen, umfassen Allylmethacrylat (AMA) und Glycidylmethacrylat (GMA). Geeignete Copolymere von (Alkyl)acrylatgummis umfassen Benzylmethacrylat-Launlmethacrylat(BzMA-LMA)-Gummi und weisen vorzugsweise auch eine allylische Ungesättigtheit auf. Geeignete Copolymere aus vinylaromatischen Monomeren mit konjugierten Diolefinen umfassen Styrol-Butadien-Gummis wie Nipol NS210, Polystyrol-Polybutadien- Blockcopolymere wie Cariflex 1184, 51509, 51013. Geeignete Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit monoethylenisch ungesättigten Monomeren umfassen Styrolethylenbutylenstyrol(SEBS)-Copolymer.
Es ist bevorzugt, dass das Gummiverstärkungsmittel wenigstens einen Grad an Ungesättigtheit aufweist, beispielsweise ist es bevorzugt, wenn das Gummverstärkungsmittel ein Styrol-Butylacrylatgummi ist, dass der Grad der allylischen Ungesättigtheit von 1,5 bis 5,0% (auf molarer Basis) beträgt, besonders von 1,5 bis 4,5 % und insbesondere etwa 2%. Wenn das Gummiverstärkungsmittel aus gesättigten Gummis wie Styrol-Butylacrylat(St-BA)-, Styrol-Launlmethacrylat(St-LMA)- und Benzylmethacrylat-Launlmethacrylat-(BzMA-LMA)gummis ausgewählt wird, wurde festgestellt, dass weniger des Gummiverstärkungsmittels in der gewünschten Insel/Subinsel-Morphologie vorliegt, während ein Teil in Form von diskreten separaten Phasen vorliegt.
Die Inseln des Gummiverstärkungsmittels weisen im allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt und typischerweise bis zu einer sehr großen durchschnittlichen Partikelgröße mit einem Durchmesser von 250 μm oder weniger, z.B. mit einem Durchmesser von 10 bis 100 μm auf. Jedoch sind, wenn die optischen Eigenschaften der Polymerzusammensetrung besonders wichtig sind, Inseln mit kleinem Durchmesser, z.B. von 2 bis 5 μm wünschenswert. Deswegen ist es überraschend, dass, wenn ein ungesättigter Styrol-Laurylmethacrylatgummi sogar mit Inseln von bis zu 10 um Größe verwendet wird, die optischen Eigenschaften der Polymerzusammensetrung akzeptabel bleiben, wobei eine vergleichbare Polymerzusammensetrung, die einen ungesättigten Styrol-Butylacrylatgummi enthält, lichtdurchlässig und trüb ist.
Typischerweise weist das Gummiverstärkungsmittel von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% der Polymerzusammensetzung auf. Mehr bevorzugt weist das Gummiverstärkungsmittel von 2 bis 6 Gew.-% der Polymerzusammensetzung und insbesondere etwa 4 Gew.-% auf, beispielsweise 96 Gew.-% eines Basispolymers, dass Methylmethacrylat und 4 Gew.-% eines Styrol-Butadiengummis enthält.
Die Polymerzusammensetrung wird hergestellt, indem das Gummiverstärkungsmittel in einer Monomerzusammensetzung, aus der das Basispolymer hergestellt wird, beispielsweise einer Mischung aus Methylmethacrylat und Ethylacrylat, aufgelöst wird, um eine Lösung zu bilden. Die Herstellung der Lösung kann durch Rühren oder Bewegen unterstützt werden und wird gewöhnlicherweise bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Polymerisation der Monomerzusammensetrung wird anschließend unter Verwendung konventioneller Blockpolymerisationstechniken, beispielsweise durch die Zugabe von geeigneten Initiatoren wie Lauroylperoxid und Kettenüberträgern wie Launlmercaptan durchgeführt. Die Temperatur, bei der die Polymerisation durchgeführt wird, wird vorzugsweise gesteuert. Zusätrlich werden wenigstens während des Polymerisationsanfangsstadiums, d. h. bis zu etwa 50% und vorzugsweise bis zu etwa 35% der Monomerzusammensetrung polymerisiert, wobei ein hoher Grad an Scherung aufgebracht werden kann, beispielsweise zwischen 100 und 250 U/min, z.B. etwa 170 U/min. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Polymerisation der Monomerzusammensetrung ohne Rühren durchgeführt wird.
Es ist nicht bekannt, das alternative Polymerisationswege, z. B. über ein Lösemittel, zu der gewünschten Morphologie führen.
Die Polymerzusammensetrungen der vorliegenden Erfindung können formgepresst oder über andere gewöhnliche Wege zur Bildung von Körpern, die eine verstärkte Stoßfestigkeit aufweisen, verarbeitet werden. In solchen Körpern ist die gewünschte Morphologie noch vorhanden, obwohl sich die Größe der Inseln ändern kann. In einigen Fällen wurde überraschenderweise festgestellt, dass die Partikelgröße der Inseln aus Gummiverstärkungsmittel in großem Maße vermindert wurde, wenn die Polymerzusammensetrungen, beispielsweise durch Extrudieren oder über ein Spritzgussverfahren, weiterverarbeitet wurden. Beispielsweise wurde festgestellt, dass die durchschnittliche Partikelgröße von 10 μm auf weniger als 5, besonders auf 0,01 bis 3 μm und insbesondere auf 0,1 bis 1 μm, z. B. 0,1 bis 0,5 μm vermindert wurde. Noch überraschender ist die Feststellung, dass die extrudierten oder spritrgußbehandelten Körper Eigenschaften aufweisen, die den korrespondierenden Poylmerzusammensetrungen mit viel größeren Partikelgrößen entsprechen. Bei einigen Beispielen wurde festgestellt, dass die Eigenschaften dieser Formkörper im Vergleich zu den Polymerzusammensetrungen verbessert wurden.
Die hier beschriebenen Polymerzusammensetrungen können auch konventionelle Zusatzstoffe, einschließlich andere Modifikatoren wie die zuvor beschriebenen Core-Shell- Partikel enthalten, die anschließend zu geringeren Anteilen als gewöhnlich zugegeben werden können, um die gleichen verbesserten Eigenschaften zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren veranschaulicht.
1 ist eine Transmissionselektronenmikrographie (TEM) eines Abschnitts durch eine Polymerzusammensetrung von PMMA (96%) mit Styrol-Butadien (4%), welche mit einer Scherung mit 170 U/min während des Anfangsstadiums der Polymerisation hergestellt wurde und welche die gewünschte Morphologie zeigt. Das Basispolymer (1) weist diskrete Inseln des Gummiverstärkungsmittels (2) auf, die Subinseln des Basispolymers (3) enthalten.
2 ist eine TEM eines Abschnitts durch eine Polymerzusammensetrung der gleichen Zusammensetzung wie bei 1, die aber während des Anfangsstadiums der Polymerisation nicht geschert wurde.
Die vorliegende Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1
Herstellen von gesättigten Poly(alkyl)acrylat-Gummiverstärkungsmitteln
Es wurden zusätzlich zu den kommerziell erhältlichen Gummiverstärkungsmitteln eine Anzahl von gesättigten Gummis aus den folgenden Monomerkombinationen synthetisiert, um nahe an den Refraktionsindex (RI) des Basispolymers heranzukommen und auch, um ein Gummiverstärkungsmittel bereitzustellen, welches die erforderlichen Lösungseigenschaften aufweist, d. h. dass es in der Monomerzusammensetrung löslich, aber in der Polymerzusammensetzung unlöslich ist.
MONOMER 1, AUSGEWÄHLT aus Styrol (St), Benrylmethacrylat (BzMA) MONOMER 2, AUSGEWÄHLT aus Launlmethacrylat (LMA), Steanl-Methacrylat (SMA), Butylacrylat (BA).
Die Copolymere wurden über radikale Polymerisation in Toluol mit 2,2-Azobisisobutyronitril (AIBN)-Initiator bei 80°C hergestellt, um Polymere mit M_n = ca. 7-8K zu erhalten.
Es wurde über NMR-Messungen festgestellt, dass die St-LMA- und BzMA-LMA-Copolymere mit geringer Abweichung in der Zusammensetrung statistisch sind. Die Targetrusammensetrungen waren wie vorausgesagt mit einem Refraktionsindex, der dem eines Basispolymers von Polymethylmethacrylat angepasst ist und es ist ersichtlich, dass für St-LMA (I) der gewünschte Refraktionsindex erhalten wurde, während die Werte für St-LMA (II) und BzMA-LMA geringfügig davon abweichen.
Die Glasübergangstemperaturen (T_g) der Copolymere (gemessen mit einem Differentialscanningkalorimeter (DSC)) zeigen eine negative Abweichung gegenüber den T_g's, die für Homopolymere von Polystyrol (95), Polylaunlmethacrylat (–64) und Polybenzylmethacrylat (54) vorausgesagt wurden.
Beispiel 2
Herstellen von ungesättigten Poly(alkyl)acrylatgummiverstärkungsmitteln
Analog zu den vorherigen synthetisierten gesättigten Gummiverstärkungsmitteln wurden Styrol-Butylacrylat-Allylmethacrylat(St-BA-AMA; I -III)- und Styrol-Laury-Methacrylat-Allylmethacrylat(St-LMA-AMA; IV & V)gummis über radikale Polymerisation aus 50 Gew.-% Monomerlösungen in Toluol unter Verwendung von AIBN als Initiator hergestellt.
Der Grad des Einbaus von Allymethacrylat und die Molekulargewichtssteuerung in den St-BA-AMA-Gummis wurde durch die Bildung eines unlöslichen Gels mit Anteilen von AMA in der Monomerzuführung von höher als 2–3 Gew.-% oder Konzentrationen von AIBN höher als etwa 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Monomerzuführung begrenzt.
Ein Styrol-Butylacrylatgummi, der ca. 2% ungesättigte Methacrylatgruppen (VI) enthält, wurde durch Copolymerisation von Styrol, Butylacrylat und Methacnlsäure (2%) synthetisiert und anschließend wurde die Carbonsäurefunktionalität mit Glycidylmethacrylat (GMA) zur Reaktion gebracht, um eine Methacryl-Ungesättigtheit in der Seitengruppe zu erzeugen.
Die Zusammensetzungen (in Gew.-%) und die Eigenschaften der oben angegebenen ungesättigten Gummis sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Die T_g's der Styrol-Butylacrylatgummis liegen im allgemeinen in Abhängigkeit von dem Grad des Styrolseinbaus zwischen ca. –15 & –45°C, wobei die T_g's der Styrol-Laurylmethacrylatgummis im allgemeinen bei ca. –70°C liegen.
Die Refraktionsindices der St-BA-AMA-Gummis I & II sind höher als der gewünschte Wert von ca. 1,49 (d. h. der Refraktionsindex von PMMA) auf Grund ihres hohen Styrolanteils, wobei die der St-LMA-AMA-Copolymere IV & V näher an dem Zielwert liegen.
Beispiel 3
Herstellen von Polymerzusammensetzungen unter Verwendung gesättigter Gummiverstärkungsmittel von Beispiel 1
Es wurde, so weit nicht anders angegeben, der folgende Weg verwendet, um die Polymerzusammensetzungen herzustellen.
St-LMA-Gummi wurde in einer Mischung aus Methylmethacrylat: Ethylacrylat (96 : 4) (nachfolgend als PMMA bezeichnet) unter Rühren oder Bewegen bei Raumtemperatur aufgelöst. Anschließend wurde die Blockpolymerisation ohne Scherung zwischen den Glasplatten unter Verwendung von Lauroylperoxid (0,3 Gew.-%) als Initiator, Laurylmercaptan (0,45 Gew.-%) als Kettenüberträgen und unter Verwendung des folgenden Temperaturprogramms durchgeführt, um eine Gußplatte mit 4–6 mm Dicke herzustellen:

60°C 20 Stunden

80°C 1, 5 Stunden

100°C 2 Stunden

130°C 2 Stunden.
Die Gussplatte wurde dann aufgebrochen und bei 200°C formgepresst, um Prüfstücke mit einer Dicke von 3,2 bis 4 mm herzustellen, die für eine physikalische Eigenschaftsbewertung geeignet sind.
Für die Polymerzusammensetzungen wurde eine Gesamtphasentrennung beobachtet, was etwas zu der vorliegenden gewünschten Morphologie beiträgt.
Beispiel 4
Herstellen von Polymerzusammensetzungen unter Verwendung gesättigter Gummiverstärkungsmittel von Beispiel 1
Das Herstellungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 3 mit Ausnahme der Anwendung von Scherung während der Polymerisation (definiert als Rühren bei 170 U/min im Anfangsstadium der Polymerisation (d. h. < 30% Monomerumwandlung)). Die Polymerzusammensetzungen von PMMA mit St-LMA(II) und BzMA-LMA (4 Gew.-%) führten nicht zu einer Gesamtphasentrennung. Die Formkörper der Polymerzusammensetzungen waren trüb, aber lichtdurchlässig. Die TEM des PMMA/(4%)(BzMA-LMA)gummis zeigte, das eine sehr unregelmäßige Morphologie vorlag mit einigen Inseln, die Subinseln von PMMA enthalten, aber mit vielen Inseln die keine Subinseln aufweisen und klein sind. Löslichkeitsprüfungen, d. h. Eintauchen eines 1g-Ausschnittes aus einer Platte in Tetrahydrofuran (15 ml) unter starkem Rühren für zwei Tagen zeigte, dass keine Quervernetzung in diesen Polymerzusammensetzungen vorlag.
Beispiel 5
Herstellen von Polymerzusammensetzungen unter Verwendung ungesättigter Gummiverstärkungsmittel von Beispiel 2
In Analogie zu den Herstellungsverfahren in den Beispielen 4 und 3 wurden Polymerzusammensetzungen von PMMA mit den ungesättigten Gummis I-VI sowohl mit als auch ohne Anwendung von Scherung hergestellt und anschließend formgepresst. Die TEM's der formgepressten Körper von PMMA/Gummi zeigten die gewünschte Insel/Subinsel-Morphologie sowohl mit wie auch ohne Scherung während der Polymerisation. Mit der Anwendung von Scherung wiesen die Inseln einen Durchmesser von zwischen 0,5–10 μm auf.
Die optischen Eigenschaften und die Löslichkeitseigenschaften der formgepressten Gussmischungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
Die Polymerzusammensetrungen wurden Löslichkeitsprüfungen unterzogen, die einen Anteil an Gelbildung zeigten und somit zeigten, dass das Allylmethacrylat oder Glycidylmethacrylat sich innerhalb des Gummis innerhalb der abgetrennten Phase quervernetzt hatte. Dies steht im Widerspruch zum Ausbleiben der Gelbildung in den Polymerzusammensetrungen mit gesättigten Gummis.
Bei Raumtemperatur waren die Polymerzusammensetrungen von PMMA mit St-BA-AMA trüb, während die mit St-LMA-AMA lichtdurchlässig waren. Jedoch fand bei erhöhten Temperaturen ein Übergang statt.
Beispiel 6
Herstellen von Polymerzusammensetrungen unter Verwendung kommerzieller Gummiverstärkungsmittel
Eine Polymerzusammensetrung aus PMMA mit 4% Nipol NS210, ein Styrol-Butadiengummi (25 : 75), erhältlich von Zeon Chemicals, wurde gemäß den Verfahren, die in den Beispielen 3 und 4 beschrieben sind, hergestellt. Die PMMA-Molekulargewichtseigenschaften waren M_n = 260.000, M_w = 330.000 und M_w/M_n = 1,3, wie es mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) eines PMMA-Standards gemessen wurde. Die TEM's der Polymerzusammensetrung zeigten die gewünschte Insel/Subinselmorphologie, wobei die Inseln einen sehr großen Durchmesser aufwiesen, typischerweise > 100 μm während der Polymerisation ohne Scherbedingungen. Die Partikelgröße wurde durch visuelle Bewertung der TEM's gemessen.
Beispiel 7
Herstellen von Polymerzusammensetrungen unter Verwendung kommerzieller Gummiverstärkungsmittel
Es wurden Polymerzusammensetrungen aus Kraton FG1901X, ein SEBS-Gummi, in dem eine kleine Menge an Bernsteinsäureanhydrid eingearbeitet ist, analog zu dem Verfahren in Beispiel 3 bereitgestellt, welche die gewünschte Insel/Subinselmorphologie aufwiesen, wobei jedoch die Inseln im allgemeinen einen kleineren Durchmesser aufwiesen und weniger an PMMA als Subinseln enthielten.
Beispiel 8
Herstellen von Polymerzusammensetrungen unter Verwendung kommerzieller Gummiverstärkungsmittel
Es wurde auch eine Polymerzusammensetrung aus Cariflex 1184 von Shell, ein Polystyrol-Polybutadienblockcopolymer (30 : 70), gemäß den Verfahren in den Beispielen 3 und 4 mit der gewünschten Morphologie bereitgestellt.
Beispiel 9
Mechanische Eigenschaften der Polymerzusammensetrungen
Die mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Polymerzusammensetrungen, die in den vorherigen Beispielen 3 bis 8 hergestellt wurden, sind in den nachfolgenden Tabelle zusammengefasst. Die Schlagzähigkeit nach Charpy (1m/s) wurde gemäß ISO 179 unter Verwendung eines Fallgewichtsgeräts gemessen. Linearelastische Bruchmechanikmessungen (K_1C und Duktilitätsfaktor) wurden unter Verwendung eines Fallgewichtsgeräts mit einer Stoßgeschwindigkeit 1m/s auf Single-edge-notched-beam-Proben in einer Dreipunktbiegegeometrie durchgeführt. Das Biegemodul wurde gemäß ISO 178 bei 1mm/min gemessen.
Die oben angegebenen Ergebnisse zeigen die verbesserten Eigenschaften der PMMA/Gummimischungen im Vergleich zu PMMA für PMMA/Gummimischungen, die sowohl mit als auch ohne Rühren hergestellt wurden. Für Cariflex 1184 wird angenommen, dass das offensichtliche Fehlen der Schlagzähigkeit (nach Charpy) im Vergleich zu PMMA für die Mischung, hergestellt ohne Rühren, auf die Schwierigkeit bei der Auflösung von diesem Gummi in der Monomermatrix vor der Polymerisation zurückzuführen ist.
Beispiel 10
Nachbearbeiten der Polymerzusammensetrungen
Es wurde eine Polymerzusammensetrung aus PMMA mit Nipol NS210 (4%) in einem semi-technischen Maßstab hergestellt. Die Polymerzusammensetrung wurde unter Verwendung eines Haaka-Extruders mit einer Schneckengeschwindigkeit von 100 U/min mit Temperaturen der Barrel-Abschnitte wie nachfolgend hergestellt:
Die unten angegebene Tabelle zeigt die mechanischen Eigenschaften dieser Zusammensetrung im Vergleich mit PMMA alleine.

Claims

Polymerzusammensetzung, umfassend (a) ein Basispolymer, das ein Poly(alkyl(meth)acrylat) ist; und (b) ein Gummiverstärkungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus (i) Copolymere von (Alkyl)acrylatgummis (ii) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit (Alkyl)acrylaten (iii) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit konjugierten Diolefinen, (iv) Copolymere von vinylaromatischen Monomeren mit monoethylenisch ungesättigten Monomeren, wobei das Gummiverstärkungsmittel in der Polymerzusammensetzung als diskrete Inseln vorliegt, die im wesentlichen von dem Basispolymer umgeben sind, und wobei sich in den Inseln Subinseln des Basispolymers befinden.
Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Basispolymer ein Alkylmethacrylat enthält.
Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Basispolymer ein Copolymer aus einem Alkylmethacrylat und einem Alkylacrylat ist.
Polymerzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Basispolymer ein Copolymer aus einem C₁-C₄-Alkylmethacrylat und einem C₁-C₄-Alkylacrylat ist.
Polymerzusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das Basispolymer ein Copolymer aus Methylmethacrylat und Ethylacrylat ist.
Polymerzusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gummiverstärkungsmittel 1 bis 20 Gew.-% der Polymerzusammensetzung darstellt.
Polymerzusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gummiverstärkungsmittel 1 bis 10 Gew.-% der Polymerzusammensetzung darstellt.
Polymerzusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Copolymere des (Alkyl)acrylats und die Copolymere der vinylaromatischen Monomere mit (Alkyl)acrylaten allylisch ungesättigte Gruppen enthalten.
Polymerzusammensetzung nach Anspruch 8, wobei der Grad der allylischen Ungesättigtheit zwischen 1,5 und 5,0% auf molarer Basis liegt.
Polymerzusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Gummiverstärkungsmittel ein Copolymer aus (Alkyl)acrylatgummis umfaßt.
Polymerzusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Gummiverstärkungsmittel ein Copolymer aus einem vinylaromatischen Monomer mit einem konjugierten Diolefin umfasst.
Polymerzusammensetzung nach Anspruch 11, wobei das Gummiverstärkungsmittel ein Styren-Butadien-Gummipolymer ist.
Polymerzusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Inseln des Gummiverstärkungsmittels eine durchschnittliche Partikelgröße zwischen 0,01 und 250 μm Durchmesser aufweisen.
Formkörper, gebildet aus einer Polymerzusammensetzung umfassend (a) ein Basispolymer, das ein Poly(alkyl(meth)acrylat) ist; und (b) ein Gummiverstärkungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus (i) Copolymere aus (Alkyl)acrylatgummis, (ii) Copolymere aus vinylaromatischen Monomeren mit (Alkyl)acrylaten, (iii) Copolymere aus vinylaromatischen Monomeren mit konjugierten Diolefinen, (iv) Copolymere aus vinylaromatischen Monomeren mit monoethylenisch ungesättigten Monomeren, wobei das Gummiverstärkungsmittel in der Polymerzusammensetzung als diskrete Inseln vorliegt, die im wesentlichen von einem Basispolymer umgeben sind, und wobei sich in den Inseln Subinseln des Basispolymers befinden.
Formkörper, gebildet aus einer Polymerzusammensetzung wie in Anspruch 14 beansprucht, wobei die Inseln aus Gummiverstärkungsmittel eine Partikelgröße mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 5 Mikron aufweisen.
Formkörper, gebildet aus einer Polymerzusammensetzung, wie entweder in Anspruch 14 oder Anspruch 15 beansprucht, wobei die Inseln aus einem Gummiverstärkungsmittel Partikelgrößen eines durchschnittlichen Durchmessers von 0,01 bis 3 μm aufweisen.