DE808788C

DE808788C - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Polystyrol oder Mischpolymerisaten aus Styrol

Info

Publication number: DE808788C
Application number: DEP49003A
Authority: DE
Inventors: Dr Guenther Daumiller
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1949-07-15
Filing date: 1949-07-16
Publication date: 1951-07-19

Description

Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Polystyrol oder Mischpolymerisaten aus Styrol Polystyrol und auch Mischpolymerisate aus Styrol und anderen unter den gleichen Bedingungen polymerisierbaren Verbindungen, deren Erweichungspunkte in einem ähnlichenTemperaturbereich liegen wie die Erweichungspunkte von Polystyrol, sind für manche Verwendungszwecke nicht genügend formbeständig bei Temperaturen, bei denen Gegenstände aus ihnen praktisch gebraucht werden. Insbesondere reicht die Beständigkeit dieser Polymerisate gegen kochendes Wasser, auch gegen vorübergehende Berührung mit kochendem Wasser, für die praktischen Bedürfnisse nicht ganz aus. Es sind Vorschläge bekannt, den Erweichungspunkt dieser Polymerisate zu steigern, beispielsweise durch Behandeln mit bestimmten Lösungsmitteln, die für die Polymerisate kein oder nur ein begrenztes Lösungsvermögen besitzen. Derartige Verfahren sind aber technisch umständlich und verhältnismäßig teuer.
Es wurde nun gefunden, daB man die Eigenschaften von Polystyrol und Mischpolymerisaten von Styrol und anderen unter den gleichen Bedingungen polymerisierbaren Verbindungen mit einem ähnlichen Erweichungspunkt wie Polystyrol in technisch einfacher Weise verbessern, insbesondere d-en Erweichungspunkt heraufsetzen kann, wenn man diese Polymerisate in zerkleinertem Zustand oberhalb ioo° mit Wasserdampf behandelt und die mit dem Wasserdampf flüchtigen Bestandteile entfernt.
Es ist zwar bekannt, Polymerisate zwecks Entfernung der Monomeren mit Wasserdampf bei etwa ioo° zu behandeln. Dieses Verfahren führt aber bei Polystyroi und den ,bekannten Mischpolymerisaten aus Styrol zu' keiner nennenswerten Heraufsetzung des Erweichungspunktes. Selbst tagelange Behandlung mit Wasserdampf unter gewöhnlichem Druck bringt keine nennenswerte Verbesserung.
Überraschenderweise erzielt man aber eine beträchtliche Heraufsetzung des Erweichungspunktes der Polymerisate, wenn man sie bei Temperaturen oberhalb iöo°, vorzugsweise bei iio bis 16o°, mit Wasserdampf behandelt und die mit dem Wasserdampf flüchtigen Bestandteile entfernt. So gelingt es beispielsweise, die Wärmebeständigkeit nach Vikat von 9o° bei einem Polystyrol, das in Abwesenheit von Lösungsmitteln oder Verdünnungsmitteln, also durch Blockpolymerisation erhalten wurde, auf etwa io2° zu steigern. Etwa die gleichen Ergebnisse erhält man mit Polystyrol, das durch Perlpolynierisation, d. h. in Gegenwart einer wäßrigen Lösung von hochpolymeren Stoffen, wie Polyvinvlalkoliol, Polyvinylpyrrolidon u. dgl.,hergestellt und dabei in Form mehr oder weniger feiner Perlen erhalten wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann am zweckmäßigsten in der Weise ausgeführt «erden, daß man das Polystyrol oder ein entsprechendes Mischpolymerisat aus Styrol in Form von Perlen oder Körnchen in einem geschlossenen Kessel in Wasser suspendiert und durch direktes Einleiten von gespanntem Wasserdampf oder durch Erwärmen mittels eines Heizmantels unter Rühren auf etwa i io bis 16o° erhitzt. Es stellt sich dann je nach der Temperatur ein Dampfdruck von i bis 5 atü ein. Man kann den gebildeten Dampf fortlaufend oder auch mit Unterbrechungen unter Entspann-,-n aus dem Gefäß abführen und dann kondensieren. Dabei scheiden sich mit dem Dampf verflüchtigte organische Stoffe ab. In den meisten Fällen hacken die einzelnen Polymerisatteilchen, wenn nicht die Behandlungstemperaturen zu hoch gewählt sind, nicht zusammen. Man kann aber, um mit Sicherheit ein Zusammenbacken zu vermeiden, in dem Wasser organische Kolloide, wie Polyvinylalkohol oder Polyvinylpyrrolidon, ferner auch mehrwertige Alkohole, wie Glykol oder Glycerin, und auch Salze, z. B. Kochsalz, auflösen.
Wenn man die Polymerisate in einem Druckgefäß nach dem Verfahren der Perlpolymerisation hergestellt hat, so kann man die Behandlung gemäß der Erfindung gleich in dem Polymerisationsgefäß vornehmen, zweckmäßig in der Weise, daß man die Temperatur in dem Polymerisationskessel erhöht und ständig oder zeitweilig die entstandenen Dämpfe abführt.
Das Verfahren läßt sich auch mit überhitztem Wasserdampf allein, also in Abwesenheit von Wasser, bei gewöhnlichem oder vermindertem Druck ausführen. Man muß dabei Sorge tragen, claß der Dampf auch an alle Teile der Polymerisate gelangt, was durch entsprechende apparative Maßnahmen leicht zu erreichen ist.
Beispiel i In einem druckfesten Kessel mit Rührwerk von 40 1 Inhalt werden 5 kg körniges Polystyrol in 25 l Wasser suspendiert. Durch eine Badheizung wird die Temperatur im Innern des Kessels auf 145° erhöht, wobei sich ein Dampfdruck von 3 atü einstellt. Auf dem Kopf des Kessels befindet sich ein Ventil, über welches die Dämpfe in einen Kühler mit Vorlage entspannt und kondensiert werden können. Nach 6stündiger Einwirkungsdauer beginnt man mit der Entspannung und setzt sie so lange fort, bis nach etwa 14 Stunden das Polystyrol frei von flüchtigen Anteilen ist. Der Kesselinhalt wird abgekühlt, das Polystyrol abgeschleudert und bei cgo° getrocknet. Es hat einen Erweichungspimktvon etwa 1o2° nacht \'ikat gegenüber go° vor der Behandlung. Beishiel2 In einem Rührautoklavcn Nverden 5ooo Teile Styrol, die 15 Teile Ben-r_o\-lperoxyd gelöst enthalten, mit 25 Teiien einer o, i o/oigenLösung vonPolyvinylalkohol in Wasser unter Rühren 16 Stunden auf 8o° erwärmt, wobei das Styrol in feinen Perlen polymerisiert. Die Temperatur in dem geschlossenen Kessel wird dann auf 14o° erhöht. Der entstehende Dampf wird kontinuierlich entfernt und kondensiert. Nach io Stunden wird das Polymerisat, wie im Beispiel i beschrieben, aufgearbeitet. Es hat ebenfalls einen Erweichungspunkt von 1o2° gegenüber vorher etwa 9o°. Beispiel 3 In der gleichen Apparatur wie in den vorstehenden Beispielen wird ein' 1'erlpolymerisat, das ans einem Gemisch von 9o Teilen Styrol und io Teilen Acrylnitril hergestellt wurde und-eine durchschnittliche Perlengröße von o,5 bis 1,5 mm besitzt, in der fünffachen Menge Wasser suspendiert und bei i5o° 12 Stunden bei einem Druck von 3,5 atü unter kontinuierlichem Entspannen ausgedämpft. Das Polymerisat hat die gleiche Erhöhung des Erweichungspunktes erfahren wie im Fall der Beispiele i und 2. Beispiel 4 In einem 401 fassenden Rührautoklaven werden 5 kg körniges, durch Blockpolymerisation gewonnenes Polystyrol in 25 1 einer 0,5 o/oigen Polyvinylalkohollösung suspendiert. Unter kontinuierlichem Entspannen wird im Laufe von 5 Stunden die Tempeeatur von 1o5° und 135° erhöht und auf dieser Höhe 6 Stunden gehalten. Nach dem Abkühlen wird das Polystyrol abgeschleudert, gewaschen und. bei 80° getrocknet. Sein Erweichungspunkt nach Vikat ist von etwa 9o° auf 1o2° gestiegen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Polystyrol oder Mischpolymerisaten aus Styrol und anderen polymerisierbaren Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisate in zerkleinertem Zustand oberhalb ioo° mit Wasserdampf behandelt und die mit dem Wasserdampf flüchtigen Bestandteile entfernt.