DE722355C

DE722355C - Verfahren zur Herstellung von langgestreckten Formkoerpern (Folien, Faeden u. dgl.) aus Polystyrol durch Warmreckung

Info

Publication number: DE722355C
Application number: DES136143D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Schupp
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-03-02
Filing date: 1939-03-02
Publication date: 1942-07-08

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
8. JULI 1942

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Ja 722355 KLASSE 39 b GRUPPE 22

6" 136143 IVή39 b

©t.-3tig. Paul Schupp in Berlin-Siemensstadt

ist als Erfinder genannt worden.

Siemens & Halske AG. in Berlin-Siemensstadt

aus Polystyrol durch Warmreckung

Patentiert im Deutschen Reich vom 2. März 1939 an Patenterteilung bekanntgemacht am 21. Mai 1942

Für die Herstellung von Polystyrol ist ein Verfahren bekanntgeworden, Styrol mit einem wasserlöslichen Emulgator, ζ. B. einer Seife, in Wasser zu emulgieren, dann durch Wärmezufuhr zu polymerisieren und den entstehenden Latex in bekannter Weise auszufällen. Als wasserlösliche Seife wird vor allem Natriumoleat und als Fällmittel ein Elektrolyt, z. B. Essigsäure o. dgl., verwendet. Um einen elektrotechnisch wertvollen Stoff zu gewinnen, empfiehlt es sich, den Emulgator besonders gut auszuwaschen. Das im Emulsionspolymerisationsverfahren gewonnene Polystyrol ist aus mehreren Gründen, insbesondere durch seine um 15 bis 20° höhere Wärmebeständigkeit, den auf andere Weise gewonnenen Polystyrolen überlegen.

Es wurde nun die merkwürdige Beobachtung gemacht, daß ein nach diesem Emulsionspolymerisationsverfalrren gewonnenes Polystyrol im Gegensatz zu nach anderen Verfahren, z.B. dem sog. Blockpolymerisationsverfahren, gewonnenen Polystyrolen nicht mit Erfolg warm ,gereckt werden kann. Die Warmreckung des Polystyrols dient be- as kanntlich der Verbesserung seiner mechanischen Eigenschaften ohne Beeinträchtigung der hervorragenden dielektrischen Eijgenschaften. Während bei dem durch sog. Blockpolymerisation gewonnenen Polystyrol die Verarbeitung zu Bändern und Fäden nach entsprechender Durchknetung in der Ziehmaschine ohne weiteres gelingt und Formkörper mit außerordentlich kleiner Toleranz herstellbar sind, läßt sich das im Emulsionsverfahren hergestellte Polystyrol in dieser Weise überhaupt nicht verarbeiten. Das Material besitzt ein so geringes Bindevermögien bzw. eine so schlechte Haftfestigkeit in sich, daß. die aus der Maschine kommenden Fäden oder Folien schon nach ganz kurzer Zeit abreißen.

Die Erfindung schafft nun ein Verfahren, mit dem das in Emulsion polymerisierte

L-.

Film

Polystyrol entgegen den. bisherigen Versuchen doch noch warm gereckt werden kann. Gemäß der Erfindung wird dieses Polystyrol nämlich zunächst einer Depolymerisation unterworfen und erst dann warm gereckt. Die Depolymerisation erfolgt am besten, wie die angestellten Versuche gezeigt haben, bfei etwa 150⁰ während mehrerer Stunden und bei höheren Temperaturen in entsprechend kürzeren Zeiten.

Bei dieser Depolymerisation tritt eine Veränderung des Polystyrols ein, die seine Verarbeitbarkeit erst ermöglicht, ohne seine sonstigen wertvollen Eigenschaften zu gefährden. Die Depolymerisation wird nämlich nur so weit geführt, daß die besonders langkettigen Anteile des Polystyrols, an denen das im Emulsionsverfahren gewonnene Polystyrol reicher ist als das nach dem Blockverfahren «ο hergestellte, zerstört werden, während die übrigen Anteile unverändert bleiben. Insbesondere erhält man nach obigem Verfahren keine zusätzlichen niederpolymeren Anteile in größerer Menge, welche die Wärmebeständigkeit meist stark beeinflussen. Denn aus den durchgeführten Versuchen ergab sich die Erkenntnis, daß für die Wärmebeständigkeit eines Kunststoffes insbesondere aus Fadenmolekülen, wozu bekanntlich das Polystyrol gehört, nicht die Anwesenheit besonders langkettiger Moleküle, sondern das Fehlen der kurzkettigen maßgebend ist. Da die Depolymerisation vorsichtig vorgenommen werden muß, wird sie mit Vorteil bei Anwesenheit eines Schutzgases, z. B. Stickstoff, Wasserstoff o. dgl., und gleichzeitiger Abwesenheit von Sauerstoff vorgenommen. Bei Anwesenheit von Sauerstoff besteht nämlich die Gefahr, daß sauerstoffhaltige Abbauprodukte entstehen können, welche die wertvollen dielektrischen Eigenschaften des Polystyrols verschlechtern. Das gemäß der Erfindung in wohldefinierter Weise depolymerisierte Polystyrol verändert sich bei der Warmreckung nicht mehr, so daß die wertvollen Eigenschaften des im Emulsionsverfahren gewonnenen Polystyrols, insbesondere seine Wärmebeständigkeit, auch bei dem gereckten Polystyrol erhalten bleiben.

Um die höhere Wärmebeständigfeeit des, neuen Werkstoffes zu belegen, seien folgende Zahlenangaben gemacht: Fäden und Bänder aus dem bisher bekannten (gereckten) Polystyrol haben eine Wärmebeständigkeit von 70⁰. Bei dieser Temperatur können sie z. B. Stunden gehalten werden, ohne daß die Schrumpfung mehr als io/o beträgt. Bei nur wenige Grade höheren Temp:eraturen tritt . sehr rasch eine Entreckung ein, wobei das Material nicht nur seine Form verliert, sondem auch versprödet. Das erfindungsgemäß behandelte Polystyrol kann demgegenüber ohne Schaden 24 Stunden auf 88° gehalten werden, wobei sogar eine Schrumpfung kleiner als 10/0 zu verzeichnen ist. Bei höheren Temperaturen tritt eine ganz langsame Entreckung ein. Der neue Werkstoff ist also nicht nur wesentlich wärmebeständiger, sondern auch unempfindlicher gegen thermische Überlastung. Ein weiteres Kennzeichen für die Wärmebe- 7" ständigkeit des neuen Werkstoffes ist die Temperaturkonstanz, welcher Umstand besonders im Bau elektrischer Kondensatoren bedeutsam ist. Kondensatoren und insbesondere Wickelkondensatoren, die hieraus gefertigt sind, können nämlich bis 8o° belastet werden, während aus dem bisher bekannten gereckten Polystyrol gefertigte Wickelkondensatoren im allgemeinen nur bis zu 6o° belastbar waren, ohne daß eine irreversible Kapazitätsänderung auftrat.

Außer der höheren Wärmebeständigkeit sind auch die mechanischen Eigenschaften des neuen Werkstoffes besser als die der vorher bekannten Polystyrole. So verhalten sich z. B. die Falzzahlen, die ein Maß für die Biegefähigkeit sind, wie 1 : 10, bei einer 20 μ-Folie z. B. 200: 2000.

Als Anwendungsgebiete der Erfindung, speziell im Gebiet der Elektrotechnik, sei außer der Verwendung in elektrischen Kondensatoren noch die Verwendung in elektrischen Kabeln, insbesondere Hochfrequenzkabeln, erwähnt. Auch für den Bau von Starkstromkabeln hat die Erfindung Bedeutung, weil das bisherige gereckte Polystyrol für diesen Zweck praktisch aus Temperaturgründen nicht genügte.

Claims

Patentansprüche: ^1o°

i. Verfahren zur Herstellung von langgestreckten, insbesondere zum Bau von elektrischen Kondensatoren, Kabeln o.dgl. bestimmten Formkörpern (Folien, Fäden u. dgl.) aus Polystyrol durch Warmreckung, dadurch gekennzeichnet, daß das im Eniulsionspolymerisationsverfahren. gewonnene Polystyrol zunächst bei Temperaturen oberhalb 150⁰ depolymerisiert und erst dann warm gereckt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Depolymerisation bei Abwesenheit von Sauerstoff und vorzugsweise in Gegenwart eines Schutzgases erfolgt.