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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer halbtransparenten
thermoplastischen Zusammensetzung aus einem Polyphenylenetherharz
und einem Styrolblockcopolymer, wobei das Verfahren umfasst, dass
man das Polyphenylenetherharz in einer Pulverform mit dem Styrolblockcopolymer
in der Schmelze mischt und wobei das Styrol-Butadien-Copolymer ein
lineares Di-Block-Copolymer
ein Tri-Block-Copolymer oder eine Mischung von Di-Block und Tri-Block-Copolymeren
ist. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung
kann ebenso ein Polystyrolharz enthalten.
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Auf
dem Gebiet der Nahrungsverarbeitung sind zweischalig gestaltete
Behälter
mit einem undurchsichtigen Boden und einer durchsichtigen Oberseite
für vorbereitetes
Essen stark nachgefragt. Viel beschäftigte Verbraucher wünschen,
Hauptmahlzeiten in einem örtlichen
Geschäft
oder Restaurant zu kaufen und die Mahlzeit für das Familienessen mit heim
zu nehmen. Das Wiedererhitzen des Essens in einem Mikrowellenofen
ist aufgrund der Bequemlichkeit und Zeit oftmals das Mittel der
Wahl und folglich müssen
die zweischalig gestalteten Behälter
eine genügende
Wärmewiderstandsfähigkeit aufweisen,
um Dampf und heißen
Fetten und Ölen
zu widerstehen. Außerdem
müssen
die Behälter
eine genügende
Duktilität
aufweisen, um bei der Handhabung und die Verwendung sowohl durch
den Nahrungsmittelhersteller als auch den Verbraucher nicht zu brechen.
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Um
eine große
Markteindringung in den Markt der zweischalig gestalteten Behälter zu
erzielen, muss ein Harz billig sein und eine herausragende Verarbeitbarkeit
aufweisen, eine genügende
Transparenz für
Nahrungsmittel aufweisen, damit sie durch die Behälteroberseite
gesehen werden können,
eine genügende
Duktilität
aufweisen, um Bruch zu widerstehen und in der Lage sein, heißen Fetten
und Ölen aus
Nahrungsmitteln beim Erhitzen in einem Mikrowellenofen zu widerstehen.
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Polystyrolharze
sind aufgrund ihrer geringen Kosten und leichten Verarbeitbarkeit
weit verbreitete thermoplastische Harze. Diese Harze sind als Homopolymerpolystyrol
erhältlich
(oftmals als kristallines Polystyrol bezeichnet), als Blockcopolymere
mit elastomeren Materialien (z. B. S-B-S, S-(EB)-S, S-EP Copolymere),
und als schlagzähmodifizierte
Pfropfharze mit Polybutandienharz (HIPS). Innerhalb dieser Kategorien
existieren flammhemmende, abriebresistente, superharte, UV-resistente,
expandierbare und gegen Umgebungsbeanspruchung bruchresistente Qualitäten, die
es ermöglichen,
dass diese Harze in einer großen
Vielfalt von täglichen
Konsumentenartikeln, wie Spielzeugen, Verpackung, Haushaltsartikeln,
Konstruktionsmaterialien, Automobilteilen und Wegwerfartikeln eingesetzt
werden können.
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Polystyrolharze
werden zur Zeit in vielen zweischalig gestalteten Behältern eingesetzt,
sowohl in geschäumten
undurchsichtigen Schalen als auch in Behältern, die durchsichtige Deckel
aufweisen. Unglücklicherweise
sind die Eigenschaften verschiedener Polystyrolharze, wenn auch
aus verschiedenen Gründen,
ungenügend
für eine
große
Marktpenetration bei zweischalig gestalteten Behältern, die einen undurchsichtigen
Boden und einen durchsichtigen Deckel besitzen. Zum Beispiel ist
kristallines Polystyrol unzureichend in der Duktilität, obwohl
akzeptabel in den Kosten, der Verarbeitung und der Transparenz für den Deckel.
Die Zugabe kautschukartiger Styrolcopolymere (S-B-S, S-EB-S) zu kristallinem
Polystyrol verbessert die Duktilität, aber auf Kosten der notwendigen
Transparenz. Hochschlagzähes
Polystyrol (z. B. HIPS) besitzt eine gute Schlagzähigkeit,
ist aber nicht transparent. Polystyrol-Butadiencopolymere, die mehr
als fünfzig
Prozent Styrol enthalten, zeigen eine gute Duktilität, Kosten und
Transparenz, sind aber in der Wärmewiderstandsfähigkeit
ungenügend.
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Poly(phenylenether)-Harze
(nachfolgend bezeichnet als „PPE") sind aufgrund ihrer
einzigartigen Kombination von physikalischen, chemischen und elektrischen
Eigenschaften kommerziell attraktive Materialien. Kommerziell werden
die meisten PPE als Mischungen mit vorwiegend hochschlagzähen Polystyrolharzen verkauft.
PPE sind mit Polystyrolharzen in allen Anteilen mischbar und aufgrund
der sehr hohen Glasübergangstemperaturen
von PPE weisen die Mischungen von PPE mit Polystyrolharzen eine
höhere
Wärmewiderstandsfähigkeit
auf als diejenige der Polystyrolharze allein. Weiterhin führt die
Kombination von PPE mit hoch schlagzähen Polystyrolharzen zu zusätzlichen
Gesamteigenschaften, wie einem hohen Fluss und Duktilität, jedoch sind
solche Mischungen nicht transparent oder gar halb-transparent. Beispiele
solcher Mischungen können
den US Patenten Nummer 3,383,435, 4,097,550, 4,113,800, 4,101503,
4,101,504, 4,101,505, 4,128,602, 4,139,574 und 4,154,712 u.a. entnommen
werden. Die Eigenschaften dieser Mischungen können durch die Zugabe von verschiedenen
Additiven, wie Schlagzähmodifizieren,
Flammhemmern, Lichtstabilisatoren, Verarbeitungsstabilisatoren,
Wärmestabilisatoren,
Antioxidantien und Füllstoffen,
weiter verbessert werden, aber keines dieser Additive führt zu transparenten
oder halbtransparenten Zusammensetzungen, die für die zuvor erwähnten zweischalig
gestalteten Behälter
mit einem durchsichtigen Deckel nützlich wären. Weiterhin führt das
Schmelzemischen von Styrol-Butadien-Copolymer, wobei der Styrolgehalt
in dem Copolymer mindestens 50 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Copolymers
beträgt,
mit Pellets von PPE oder PPE, gemischt mit hoch schlagzähem Polystyrol,
zum Abbau des Styrol-Butadien-Copolymers, und aus dieser Zusammensetzung
hergestellte Schichten besitzen eine unakzeptable Oberflächenqualität, einschließlich unakzeptable
Gele.
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Daher
ist offensichtlich, dass ein fortwährendes Bedürfnis für verbesserte Zusammensetzungen zur
Verwendung in zweischalig gestalteten Behältern mit einem durchsichtigen
Deckel besteht, wie auch für
Verfahren zur Herstellung von Zusammensetzungen, die Polystyrolharze
mit akzeptabler Duktilität, Wärmewiderstandsfähigkeit
und Transparenz enthalten.
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Die
EP-A-0367188 offenbart eine thermoplastische Polymerzusammensetzung,
die in der Transparenz, Schlagzähigkeit,
Oberflächenhärte, Wärmewiderstandsfähigkeit
(oder Widerstandsfähigkeit
gegen Wärmedeformation)
und Glanz überlegen ist,
und die eine geringe Wölbung
aufweist, umfassend: (a) 10 bis 95 Gewichtsteile eines Blockcopolymers,
das mindestens zwei Polymersegmente umfasst, die hauptsächlich aus
einem vinyl-aromatischen
Kohlenwasserstoff zusammengesetzt sind, und mindestens einem Polymersegment,
das hauptsächlich
aus einem konjugierten Dien zusammengesetzt ist, wobei in dem Blockcopolymer:
(i) der Gehalt des vinyl-aromatischen
Kohlenwasserstoffs mehr als 60 Gew.-% und nicht mehr als 95 Gew.-%
bezogen auf das Gewicht des Blockcopolymers beträgt, (ii) das Verhältnis des
vorhandenen vinyl-aromatischen Kohlenwasserstoffs, als vinyl-aromatischer Kohlenwasserstoffpolymerblock,
in dem Blockcopolymer zu der Gesamtheit vinyl-aromatischer Kohlenwasserstoffe,
die in dem Blockcopolymer vorhanden sind, mehr als 75 Gew.-% und
bis zu 98 Gew.-% beträgt, bezogen
auf das Gewicht des Blockcopolymers, und (iii) das Verhältnis des
gewichtsmittleren Molekulargewichts zu dem zahlenmittleren Molekulargewicht des
vinyl-aromatischen
Kohlenwasserstoffpolymerblocks in dem Blockcopolymer 1,2 bis 2,0
beträgt
und (b) 5 bis 90 Gew.-% eines Polyphenylenethers.
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Die
zuvor diskutierten Bedürfnisse
werden im Allgemeinen durch die Entdeckung eines Verfahrens zur
Herstellung einer halbtransparenten thermoplastischen Zusammensetzung
befriedigt, enthaltend:
- a) ein Polyphenylenetherharz,
und
- b) ein Styrol-Butadien-Blockcopolymer, wobei der Styrolgehalt
im Copolymer wenigstens 50 Gew.-% ist, bezogen auf das Gewicht des
Copolymers, und wobei Blocklänge
und Struktur des Butadiens zu Butadiendomänen führen, die kleiner sind als die
Wellenlänge
des sichtbaren Lichts;
wobei das Verfahren aufweist, dass
man das Polyphenylenetherharz in einer Pulverform mit dem Styrol-Butadien-Blockcopolymer
in der Schmelze mischt; wobei wenigstens 80 Gew.-% des Polyphenylenetherharzes
in einer Pulverform durch ein 3000 μm (micron) Sieb passen; und
wobei das Styrol-Butadien-Blockcopolymer ein lineares Di-Block-Blockcopolymer
ist, ein Tri-Block-Blockcopolymer oder eine Mischung aus Di-Block-
und Tri-Blockcopolymeren.
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Das
Styrol-Butadiencopolymer kann ebenso ein tapered Di-Block- oder
Tri-Blockcopolymer
sein, wie auch verschiedene Mischungen von jedem der vorangehenden
Copolymere. Das Verfahren kann wahlweise das Mischen von kristallinem
Polystyrol mit dem Polyphenylenetherharz in der Schmelze umfassen,
und Styrol-Butadiencopolymer.
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Die
nachfolgende Beschreibung stellt weitere Details hinsichtlich dieser
Erfindung zur Verfügung.
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Polyphenylenetherharze
sind eine wohlbekannte Verbindungsklasse, die gelegentlich als Polyphenylenoxidharze
bezeichnet wird. Beispiele geeigneter PPE und Verfahren zu ihrer
Herstellung können z.
B. in den US Patenten Nr. 3,306,874; 3,306,875; 3,257,357 und 3,257,358
aufgefunden werden. Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
umfassen Homopolymere, Copolymere und Pfropfcopolymere, die durch
die oxidative Kupplung von phenolischen Verbindungen erhalten werden.
Die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
bevorzugt verwendeten PPE sind abgeleitet von 2,6-Dimethylphenol. Ebenso
umfasst sind PPE Copolymere, die von 2,6-Dimethylphenol und 2,3,6-Trimethylphenol abgeleitet
sind.
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Nützliche
PPE umfassen Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harz mit einer
Grenzviskosität
(I. V.) zwischen etwa 0,10 und etwa 0,60 dl/g, gemessen in Toluol
bei 25°C
und einer Konzentration von 0,6 g pro 100 ml. In einer bevorzugten
Ausführungsform
dieser Erfindung besitzt das PPE eine Grenzviskosität (I. V.)
zwischen etwa 0,25 und etwa 0,35 dl/g, gemessen in Toluol bei 25°C und einer Konzentration
von 0,6 g pro 100 ml.
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Die
vorliegenden Zusammensetzungen enthalten auch, als Komponente B,
ein Styrol-Butadien-Copolymer, wobei der Styrolgehalt in dem Copolymer
mindestens 50 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Copolymers beträgt, und
wobei die Butadien-Blocklänge
und Struktur zu Butadiendomänen führt, die
kleiner sind als die Wellenlänge
des sichtbaren Lichts. Wenn die Butadien-Blocklänge und Struktur zu Butadiendomänen führt, die
größer sind als
die Wellenlänge
des sichtbaren Lichts, ist die Transparenz der Zusammensetzungen
unakzeptabel.
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Das
Styrol-Butadien-Copolymer kann ein lineares Di-Block und/oder ein
Tri-Blockcopolymer sein
und kann auch ein tapered Blockcopolymer sein, wie auch verschiedene
Mischungen von jedem der vorangehenden Copolymere. Die Zusammensetzung kann
auch kristallines Polystyrol enthalten.
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Diese
Blockcopolymere sind abgeleitet von vinyl-aromatischen Monomeren
und konjugierten Dienmonomeren und sind ebenso aus dem Stand der Technik
bekannt. Das bevorzugte vinyl-aromatische Monomer ist Styrol und
das bevorzugte konjugierte Dienmonomer ist 1,3-Butadien. Copolymere
dieses Typs umfassen im Allgemeinen etwa 60 bis etwa 95 Gew.-% polymerisiertes
vinyl-aromatisches
Monomer und etwa 40 bis etwa 5 Gew.-% polymerisiertes konjugiertes
Dienmonomer.
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Das
Copolymer der Komponente B ist ein lineares Blockcopolymer und umfasst
im Allgemeinen Blöcke
von A1 und B1, wobei
A1 ein polymerisierter monovinyl-substituierter Monomerblock
aus einer aromatischen Verbindung ist, und B1 ein
hydrierter, teilweiser hydrierter oder nicht hydrierter Block ist, der
von mindestens einem polymerisierten konjugierten Dien abgeleitet
ist. Ein bevorzugtes monovinyl-substituiertes Monomer aus einer
aromatischen Verbindung ist Styrol und ein bevorzugtes konjugiertes
Dien ist 1,3-Butadien.
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Das
Copolymer kann ein reines Blockcopolymer sein oder es kann ein tapered
Blockcopolymer sein. Fachleute auf dem Gebiet der Polymere verstehen
das Konzept des „tapering". Weiterhin sind
Techniken zum Erzielen von tapered Polymeren oder Copolymeren aus
dem Stand der Technik bekannt. Beispiele von Literaturstellen, die
sich auf tapered Polymere beziehen, sind die US Patente Nummern 4,948,832;
4,939,207; 4,918,145; 4,914,248; 4,913,971 und 4,116,917, auf die
hierin ausdrücklich verwiesen
wird.
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In
einer Ausführungsform
dieser Erfindung ist das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des gesamten
Copolymers vorzugsweise etwa 90.000 bis etwa 270.000 und am meisten
bevorzugt im Bereich von etwa 110.000 bis etwa 150.000.
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Das
vinyl-aromatische Polymer des tapered Blockcopolymers ist vorzugsweise
in einer Form, die sowohl statistische und block-strukturierte Einheiten umfasst,
wobei das Gewichtsverhältnis
von statistisch zu block im Allgemeinen im Bereich von etwa 1,5
: 1 bis etwa 4 : 1 liegt, und mehr bevorzugt innerhalb des Bereiches
von etwa 2,5 : 1 bis etwa 3 : 1. Manche der geeigneten Materialien
dieses Typs enthalten einen Block aus dem vinyl-aromatischen Polymer
mit einem Molekulargewicht von etwa 10.000 bis etwa 30.000, gefolgt
von einem Block des polymerisierten konjugierten Diens mit einem
Molekulargewicht von etwa 25.000 bis etwa 65.000, das seinerseits
mit einem statistischen Block aus vinyl-aromatischem konjugierten Dienpolymer
(z. B. ein statistischer Block von Styrol-Butadien) mit einem Molekulargewicht
von etwa 30.000 bis etwa 50.000 verknüpft ist. Der statistische Block
kann an seinem gegenüberliegenden
Ende an einen weiteren vinyl-aromatischen Polymerblock gebunden
sein, üblicherweise
mit einem Molekulargewicht von etwa 30.000 bis etwa 50.000.
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In
manchen bevorzugten Ausführungsformen
ist der A1 Block des Blockcopolymers abgeleitet von
einem Monomer, das ausgewählt
ist aus der Gruppe von Styrol, Alpha-Methylstyrol, Para-Methylstyrol,
Vinyltoluol, Vinylxylol und Kombinationen solcher Monomerer. Der
B1 Block ist vorzugsweise abgeleitet von
einem Monomer, das ausgewählt
ist aus der Gruppe von Butadien, Isopren, Ethylen, Butylen, 1,3-Pentadien,
2,3-Dimethylbutadien und Kombinationen davon. Es ist ebenso möglich, dass
das tapered Blockcopolymer mehr als einen Typ von A1 und/oder B1 Block enthält.
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Lineare
tapered Styrol-Butadien-Styrol (SBS) „triblock" Copolymere, die in die zuvor beschriebenen
Molekulargewichtsbereiche fallen, sind besonders zur Verwendung
in der Erfindung geeignet. Ein Beispiel eines solchen Materials
ist FINACLEARTM 520, ein kommerziell erhältliches
Produkt der Fina Oil and Chemical Company.
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In
manchen Ausführungsformen
werden erfindungsgemäße Zusammensetzungen
durch die Einfügung
von Homopolystyrolharz weiter verbessert, allgemein bezeichnet als
kristallines Polystyrolharz. Wenn es verwendet wird, liegt die Konzentration
von etwa 1 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 1 Gew.-%
bis etwa 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung.
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In
manchen bevorzugten Ausführungsformen
sollte es klar sein, dass die thermoplastischen Zusammensetzungen,
die durch das erfindungsgemäße Verfahren
hergestellt werden, im Wesentlichen frei sind von anderen thermoplastischen
Harzen, mit Ausnahme des optionalen Homopolystyrolharzes. Die weiteren
thermoplastischen Harze, von denen die Zusammensetzungen im Wesentlichen
frei sein sollten, umfassen Polyamidharze, hochschlagzähe Polystyrolharze,
Polyesterharze, Polycarbonatharze, Polysulfonharze, Polyarylatharze,
Polyphenylensulfidharze und Polyetherimidharze, wie auch verschiedene
Mischungen von anderen thermoplastischen Harzen. Mit „im Wesentlichen
frei" ist gemeint,
dass die Zusammensetzungen weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 3 Gew.-%,
mehr bevorzugt weniger als 1 Gew.-% und am meisten bevorzugt im Wesentlichen
keines der anderen thermoplastischen Harze enthalten, wobei alle
Gewichtsprozente auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen sind.
Es sollte ebenso klar sein, dass thermoplastische Zusammensetzungen,
die durch das erfindungsgemäße Verfahren
hergestellt sind, frei sind von weiteren thermoplastischen Harzen,
mit Ausnahme des optionalen Homopolystyrolharzes.
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Die
durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte
thermoplastische Zusammensetzung kann jedes der nachfolgenden Additive
umfassen: Stabilisatoren, Farbstoffe und Pigmente.
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Eine
geeignete Konzentration der verschiedenen Komponenten hängt ab von
verschiedenen Faktoren, wie z. B. der Endverwendung des Produkts,
dem erwünschten
Grad an Schlagzähigkeit und
dem besonderen Typ und den Charakteristiken der weiteren Komponenten,
die vorhanden sind.
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Üblicherweise
ist etwa 5 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% PPE vorhanden, bezogen auf
das Gewicht der gesamten Zusammensetzung. In einer bevorzugten Ausführungsform
beträgt
die Konzentration etwa 5 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-%, wobei alle Gewichtsangaben
auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung bezogen sind. In einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Konzentration an PPE, die in den Zusammensetzungen vorhanden
ist, diejenige, die zu einer Zusammensetzung führt, die eine Wärmeformstabiltätstemperatur
von mindestens etwa 77°C
(170°F),
vorzugsweise mindestens etwa 82°C
(180°F)
aufweist, gemessen bei 1820 kPa (264 psi) unter den bei ASTD D 648
beschriebenen Testbedingungen.
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Die
durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten
Zusammensetzungen können
durch eine Vielzahl Verfahren hergestellt werden, einschließlich dem
innigen Beimischen der Materialien mit jeglichen zusätzlichen
Additiven, die in der Zusammensetzung erwünscht sind. Ein bevorzugtes Verfahren
umfasst das Mischen in der Schmelze, obwohl das Mischen in der Lösung ebenso
möglich
ist.
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Aufgrund
der Verfügbarkeit
der Schmelzmischausrüstung
in kommerziellen Polymerverarbeitungseinrichtungen sind Schmelzmischverfahren
im Allgemeinen bevorzugt. Beispiele von Geräten, die in solchen Schmelzcompoundierungsverfahren
eingesetzt werden, umfassen: gleichsinnig rotierende und gegensätzlich rotierende
Extruder, Einzelschneckenextruder, Scheibenpackungsverarbeiter und
verschiedene andere Typen Extrusionsausrüstung. Die Schmelztemperatur
in dem vorliegenden Verfahren wird vorzugsweise minimiert, um einen übermäßigen Abbau
und Gelbildung in dem Styrol-Butadien-Copolymer zu vermeiden. Es
ist wünschenswert,
die Schmelztemperatur zwischen etwa 200°C und etwa 330°C beizubehalten,
obwohl höhere
Temperaturen unter der Voraussetzung verwendet werden können, dass
die Verweilzeit des Harzes in der Verarbeitungseinrichtung kurz
gehalten wird. In manchen Fällen verlässt das
compoundierte Material den Extruder durch kleine Austrittslöcher in
einer Düse
und die resultierenden Stränge
aus geschmolzenem Harz werden gekühlt, indem man die Stränge durch
ein Wasserbad führt.
Die gekühlten
Stränge
können
zur Verpackung und weiteren Handhabung in kleine Pellets geschnitten
werden.
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Die
physikalische Form und Größe des PPE ist
wichtig, um eine glatte Oberflächenzusammensetzung
mit einem geringem Gelgehalt zu erhalten. Wenn die PPE-Partikelgröße ansteigt,
wird das Erhitzen durch Scherung in der Compoundierungseinrichtung
erhöht
und das Styrol-Butadien-Copolymer baut ab und wird vernetzt. Das
vernetzte Material kann als unakzeptable Gele auf der Oberfläche einer
extrudierten Schicht der Zusammensetzung erscheinen. Um die Bildung
von Gelen zu minimieren, wird im erfindungsgemäßen Verfahren PPE-Pulver verwendet. Mit
Pulver ist eine PPE Partikelgröße gemeint,
bei der mindestens 80 Gew.-% des PPE durch ein 3000 μm (micron)
Sieb passen, wobei mehr bevorzugt mindestens 90 Gew.-% durch ein
2000 μm
(micron) Sieb passen. Typischerweise ist das in der vorliegenden Erfindung
verwendete PPE in der Form, wie es nach Fällung mit einem Antilösungsmittel,
z. B. Methanol, aus dem Reaktionspolymerisationsmedium gesammelt
wird, z. B. Toluol. Größere PPE Partikel
können mit
akzeptablen Resultaten eingesetzt werden, wenn ein Homopolystyrolharz
in dem Verfahren ebenso vorhanden ist.
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Es
sollte klar sein, dass thermoplastische Zusammensetzungen, die durch
das hier beschriebene Verfahren hergestellt werden, eine weitere
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind. Es sollte ebenso klar sein, dass
Artikel, die aus den hier beschriebenen thermoplastischen Zusammensetzungen
geformt sind, eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind.
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Die
Erfindung wird außerdem
durch die nachfolgenden Beispiele verdeutlicht.
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BEISPIELE
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Verdeutlichende
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten im Allgemeinen
die nachfolgenden Materialien:
- PPE:
- Ein Poly(2,6-Dimethyl-1,4-phenylenether)
mit einer Grenzviskosität von
30 ml/g, gemessen in Toluol bei 25°C und einer Konzentration von
0,6 g pro 100 ml,
- Finaclear 520:
- Ein tapered Blockcopolymer
aus Polystyrol und Polybutadien mit einem Gesamtstyrolgehalt von
etwa 75 Gew.-%, kommerziell erhältlich von
der Fina Oil Company.
- PS:
- Kristallines Polystyrolharz,
erhältlich
von der BASF und Chevron als Grade 1800 P und EB3300 und
- HIPS:
- hochschlagzähes Polystyrol,
erhältlich
von Chevron als Grad MA5350, Valtra 7023.
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Beispielhafte
Bedingungen und Verfahren, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
verwendet werden, sind wie folgt. Die Inhaltsstoffe werden in einem
Doppelschneckenextruder mit Temperatureinstellungen über die
Länge des
Extruders zwischen etwa 280 und etwa 310°C gemischt. Die Schneckengeschwindigkeit
beträgt etwa
300 Umdrehungen pro Minute, der Durchsatz etwa 10 Kilogramm pro
Stunde. Alle Inhaltsstoffe werden im Allgemeinen in den Hals des
Extruders eingeführt.
Die aus dem Extruder kommenden Stränge werden pelletisiert und über etwa
drei Stunden bei etwa 110°C
getrocknet. Die getrockneten Pellets werden in Standard-ASTM-Testprüfkörper zur
Messung der physikalischen Eigenschaften spritzgegossen.
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Zusammensetzungen
aus kristallinem Polystyrol, wie auch Zusammensetzungen von PPE
und kristallinem Polystyrol zeigen eine unakzeptabel geringe Duktilität. Zusammensetzungen
von PPE und hochschlagzähem
Polystyrol (d. h. HIPS) fehlt es an der erwünschten Klarheit und/oder sie
zeigen unakzeptabel geringe Wärmeverformungstemperaturen. Die
Zugabe von PPE zu einem tapered Blockcopolymer von Polystyrol und
Polybutadien mit einem Gesamtstyrolgehalt von etwa 75 Gew.-% führt zu einer herausragenden
Eigenschaftsbalance, einschließlich dem
erwünschten
Grad Transparenz zur Ansicht von Nahrungsmitteln durch einem Doppelschalendeckel. Die
Klarheit und Balance an Eigenschaften ist bei Vorgabe der Eigenschaften
der Mischungen von PPE mit HIPS oder kristallinem Polystyrol unerwartet. Kristallines
Polystyrol kann zu den Zusammensetzungen von PPE und radialem Blockcopolymer
gegeben werden, um die Eigenschaften (wie z. B. die Steifigkeit)
und die Kosten der Zusammensetzung weiter zu verfeinern.
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Die
vorangehenden Beispiele verdeutlichen spezielle Ausführungsformen
der Erfindung.