Radikalisch gekoppelte Perfluorpolymer-Polymer-Materialien und Verfahren zu ihrer HerstellungRadically coupled perfluoropolymer polymer materials and processes for their manufacture
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Chemie und betrifft radikalisch gekoppelte Perfluorpolymer-Polymer-Materialien, die beispielsweise als Tribowerkstoffe zur Anwendung kommen können und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to the field of chemistry and relates to free-radically coupled perfluoropolymer polymer materials, which can be used, for example, as tribo materials, and to a process for their production.
...Ungesinterte und unverpreßte PTFE-Emulsions- und -Suspensionspolymerisate sind von faserig-filzigem Charakter. Eine Übertragung z. B. der antiadhäsiven und Gleiteigenschaften des PTFE auf andere Medien durch Einarbeitung in wäßrige oder organische Dispersionen, Polymere, Farben, Lacke, Harze oder Schmierstoffe ist nicht möglich, weil dieses PTFE sich nicht homogenisieren läßt, sondern zur Klumpenbildung neigt, agglomeriert, aufschwimmt oder sich absetzt.... Unsintered and uncompressed PTFE emulsion and suspension polymers are fibrous and felty. A transmission z. B. the anti-adhesive and sliding properties of PTFE on other media by incorporation in aqueous or organic dispersions, polymers, paints, varnishes, resins or lubricants is not possible because this PTFE can not be homogenized, but tends to form lumps, agglomerates, floats or settles.
Wegen der Unlöslichkeit des PTFE und seiner Abbauprodukte (mit Ausnahme der sehr niedermolekularen Produkte) können die üblichen Methoden der Molmassenbestimmung nicht angewandt werden. Die Molmassenbestimmung muß auf indirektem Wege erfolgen." [A. Heger et al., Technologie der Strahlenchemie an Polymeren, Akademie-Verlag Berlin 1990]
Nachteilig wirkt sich vielfach die Unverträglichkeit mit anderen Materialien aus. Durch eine chemische Aktivierung von PTFE durch die bekannten Verfahren mit (1.) Na- triumamid in flüssigem Ammoniak und (2.) Alkalialkyl- und Alkali-Aromaten-Verbin- dungen in aprotischen inerten Lösungsmitteln ist eine Modifizierung zu erreichen. Über diese Modifizierungen können reaktiv oder auch nur über adsorptive Kräfte verbesserte Grenzflächenwechselwirkungen erreicht werden.Because of the insolubility of the PTFE and its degradation products (with the exception of the very low molecular weight products), the usual methods of determining the molar mass cannot be used. Molecular weight determination must be done indirectly. "[A. Heger et al., Technology of Radiation Chemistry on Polymers, Akademie-Verlag Berlin 1990] The incompatibility with other materials often has a disadvantageous effect. A modification can be achieved by chemically activating PTFE by the known processes with (1.) sodium amide in liquid ammonia and (2.) alkali alkyl and alkali aromatic compounds in aprotic inert solvents. These modifications can be used to achieve improved interface interactions, either reactively or only via adsorptive forces.
Die Verwertung der Produkte des PTFE-Abbaus erfolgt in vielfältigen Einsatzgebieten - so auch als Additiv zu Kunststoffen zum Zwecke der Erzielung von Gleit- oder Antihafteigenschaften. Die Feinpulversubstanzen liegen mehr oder minder fein dis- pergiert als Füllstoffkomponente in einer Matrix vor [Ferse et al., Plaste u. Kautschuk, 29 (1982), 458; Ferse et al. DD-PS 146 716 (1979)]. Beim Lösen der Matrixkomponente ist das PTFE-Feinpulver eliminierbar bzw. wird unverändert zurückerhalten.The PTFE degradation products are used in a wide range of applications - including as an additive to plastics for the purpose of achieving sliding or non-stick properties. The fine powder substances are more or less finely dispersed as filler components in a matrix [Ferse et al., Plaste et al. Kautschuk, 29 (1982), 458; Ferse et al. DD-PS 146 716 (1979)]. When the matrix component is dissolved, the PTFE fine powder can be eliminated or is retained unchanged.
Obwohl in den Einsatzgebieten von PTFE-Feinpulver eine Verbesserung der Eigenschaften im Vergleich zu den kommerziellen fluorcarbonfreien Additiven erreicht wird, ist die Unverträglichkeit, die Unlöslichkeit, die Einlagerung und auch inhomogene Verteilung für viele Einsatzgebiete von Nachteil.Although the properties of PTFE fine powder improve the properties compared to the commercial fluorocarbon-free additives, the incompatibility, the insolubility, the storage and also inhomogeneous distribution are disadvantageous for many areas of application.
Weiterhin bekannt sind gepfropfte fluorhaltige Kunststoffe (US 5,576,106), die aus fluorhaltigen Kunststoffpartikeln bestehen, an deren Oberfläche eine nichthomopolymerisierte ethylenisch ungesättigte Verbindung angepfropft ist. Dabei können die nichthomopolymerisierten ethylenisch ungesättigten Verbindungen Säuren, Ester oder Anhydride sein.Grafted fluorine-containing plastics (US Pat. No. 5,576,106), which consist of fluorine-containing plastic particles, to whose surface a non-homopolymerized ethylenically unsaturated compound is grafted are also known. The non-homopolymerized ethylenically unsaturated compounds can be acids, esters or anhydrides.
Hergestellt werden diese gepfropften fluorhaltigen Kunststoffe, indem das fluorhaltige Kunststoffpulver in Gegenwart der ethylenisch ungesättigten Verbindung einer Quelle von ionisierender Strahlung ausgesetzt wird. Dabei erfolgt die Anbindung der ethylenisch ungesättigten Verbindungen an die Oberfläche der fluorhaltigen Kunststoffpartikel.These grafted fluorine-containing plastics are produced by exposing the fluorine-containing plastic powder to a source of ionizing radiation in the presence of the ethylenically unsaturated compound. The ethylenically unsaturated compounds are bound to the surface of the fluorine-containing plastic particles.
Aufgabe der Erfindung ist es, Perfluorpolymer-Polymer-Materialien anzugeben, welche bei vergleichbaren Gleiteigenschaften verbesserte Verschleißfestigkeiten aufweisen und dadurch die Lebensdauer der Bauteile aus diesen Materialien
verlängert ist, und weiterhin ein einfaches und leistungsfähiges Verfahren zur Herstellung derartiger Materialien anzugeben.The object of the invention is to provide perfluoropolymer-polymer materials which, with comparable sliding properties, have improved wear resistance and thereby the service life of the components made from these materials is extended, and continue to provide a simple and powerful process for producing such materials.
Die erfindungsgemäßen, radikalisch gekoppelten Perfluorpolymer-Polymer- Materialien bestehen aus Perfluorpolymer, an deren Perfluorpolymerketten, Polymere in Schmelze über eine reaktive Umsetzung chemisch radikalisch gekoppelt sind, wobei die zur radikalischen Kopplung notwendigen Radikale persistente aktive oder reaktivierbare Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikale und/oder Radikale aus thermisch zerfallenen Gruppen sind, die nicht aus einem Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung stammen.The radically coupled perfluoropolymer-polymer materials according to the invention consist of perfluoropolymer, on the perfluoropolymer chains of which polymers in the melt are chemically radically coupled via a reactive reaction, the radicals necessary for the radical coupling being persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or radicals from thermally decayed groups that do not originate from an irradiation process and / or a plasma modification.
Vorteilhafterweise stammen die persistenten reaktiven und/oder reaktivierbaren Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikale und/oder die Radikale aus thermisch zerfallenen Gruppen aus einem Polymerisationsprozess.The persistent reactive and / or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or the radicals from thermally decomposed groups advantageously come from a polymerization process.
Dabei ist vorteilhafterweise die Bindungsstelle der Polymere mit der Perfluorpolymerkette an der Polymerkette statistisch verteilt.The binding point of the polymers with the perfluoropolymer chain on the polymer chain is advantageously statistically distributed.
Vorteilhafterweise sind als Polymere solche Polymere radikalisch gekoppelt, die olefinisch ungesättigte Gruppen in der Hauptkette und/oder in der Seitenkette besitzen.Polymers which have olefinically unsaturated groups in the main chain and / or in the side chain are advantageously radically coupled as polymers.
Derartig vorteilhafte Polymere sind radikalisch gekoppelte SBS, ABS, SBR, NBR, NR sowie weitere Butadien- und/oder Isopren- und/oder Chloropren-Homo-, -Co- oder -Ter-Polymere.Such advantageous polymers are radically coupled SBS, ABS, SBR, NBR, NR and other butadiene and / or isoprene and / or chloroprene homo-, co- or ter polymers.
Von Vorteil ist auch, wenn die Perfluorpolymere PTFE und/oder FEP sind.It is also advantageous if the perfluoropolymers are PTFE and / or FEP.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von radikalisch gekoppelten Perfluorpolymer-Polymer-Materialien werden Perfluorpolymer mit persistenten aktiven oder reaktivierbaren Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikalen und/oder Radikalen aus thermisch zerfallenen Gruppen, die nicht aus einem Bestrahlungsprozess und/oder aus einer Plasmabehandlung stammen, in Schmelze unter Zugabe von olefinisch ungesättigten Polymeren reaktiv umgesetzt.
Vorteilhafterweise ist es, wenn das Perfluorpolymer als Mikropulver eingesetzt wird.In the process according to the invention for producing free-radically coupled perfluoropolymer polymer materials, perfluoropolymer with persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or radicals from thermally decomposed groups which do not originate from an irradiation process and / or from a plasma treatment, reacted in the melt with the addition of olefinically unsaturated polymers. It is advantageous if the perfluoropolymer is used as a micropowder.
Vorteilhafterweise ist es auch, wenn als Perfluorpolymer PTFE und/oder FEP eingesetzt werden.It is also advantageous if PTFE and / or FEP are used as the perfluoropolymer.
Und auch von Vorteil ist es, wenn die Reaktion in Schmelze in einem Schmelzemischer, vorzugsweise in einem Extruder, realisiert wird.It is also advantageous if the reaction is carried out in the melt in a melt mixer, preferably in an extruder.
Weiterhin vorteilhafterweise werden als Polymere solche Polymere, die olefinisch ungesättigte Gruppen in der Hauptkette und/oder in der Seitenkette besitzen, eingesetzt.Polymers which have olefinically unsaturated groups in the main chain and / or in the side chain are also advantageously used as polymers.
Als derartig vorteilhafte Polymere werden SBS, ABS, SBR, NBR, NR sowie weitere Butadien- und/oder Isopren- und/oder Chloropren-Homo-, -Co- oder -Ter-Polymere eingesetzt.SBS, ABS, SBR, NBR, NR and other butadiene and / or isoprene and / or chloroprene homo-, co- or ter-polymers are used as such advantageous polymers.
Die erfindungsgemäße radikalische Kopplung von Perfluorpolymer mit olefinisch ungesättigten Polymeren über eine (Schmelze-)Modifizierungsreaktion führt zur Kompatibilisierung und festen Einbindung in einer Matrix, was vorteilhaft für Tribowerkstoffe ausgenutzt werden kann. So können spezielle Thermoplaste, Elastomere und spezielle Duromere mit Perfluorpolymer über reaktive Umsetzung/Extrusion in der Form modifiziert werden, dass neben einer verbesserten Gleitreibung auch eine erhöhte Verschleißfestigkeit erreicht wird, im Vergleich zu den reinen Ausgangsstoffen und den physikalischen Mischungen mit Perfluorpolymer.The radical coupling according to the invention of perfluoropolymer with olefinically unsaturated polymers via a (melt) modification reaction leads to compatibility and tight integration in a matrix, which can advantageously be used for tribo materials. For example, special thermoplastics, elastomers and special duromers with perfluoropolymer can be modified in the form via reactive conversion / extrusion in such a way that, in addition to improved sliding friction, increased wear resistance is achieved compared to the pure starting materials and the physical mixtures with perfluoropolymer.
Bei der Herstellung von Perfluorpolymer, die nicht durch einen Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung modifiziert worden sind, entstehen persistente aktive oder reaktivierbare Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikale und/oder Radikale aus thermisch zerfallenen Gruppen, die überraschenderweise zur Kopplung mit olefinisch ungesättigten Polymeren in einer reaktiven Umsetzung befähigt sind. Die Kopplung erfolgt dabei über Radikalreaktionen und die eingesetzten olefinisch ungesättigten Polymere liegen als Polymere vor, die auch noch nach der radikalischen Kopplung olefinisch ungesättigte Doppelbindungen aufweisen können.
Dabei erfolgt die Herstellung der Perfluorpolymere vorteilhafterweise in einem Polymerisationsprozess. Dass die dabei entstehenden persistenten aktiven oder reaktivierbaren Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikale und/oder Radikale aus thermisch zerfallenen Gruppen für die Kopplung mit olefinisch ungesättigten Polymeren in einer reaktiven Umsetzung geeignet sind, war besonders überraschend.In the production of perfluoropolymer that has not been modified by an irradiation process and / or a plasma modification, persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or radicals are formed from thermally decomposed groups, which surprisingly can be coupled with olefinically unsaturated polymers are capable of reactive implementation. The coupling takes place via radical reactions and the olefinically unsaturated polymers used are present as polymers which can also have olefinically unsaturated double bonds even after the radical coupling. The perfluoropolymers are advantageously produced in a polymerization process. It was particularly surprising that the persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or radicals from thermally decomposed groups are suitable for coupling with olefinically unsaturated polymers in a reactive reaction.
Über IR-Spektroskopie wurde nach der Schmelzemodifizierung im Laborkneter beispielsweise für SBS, ABS und auch olefinisch ungesättigte Elastomere, wie SBR, NBR, NR, Polybutadien mit einem nicht aus einem Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung stammenden Perfluorpolymer und nach Abtrennung der ungebundenen Matrix eine chemische Kopplung nachgewiesen. Die olefinisch ungesättigten Polymere waren über Extraktion von diesem Perfluorpolymer (beispielsweise Zonyl MP 1600 und TF 9207) nicht mehr abtrennbar. Im Vergleich zu physikalischen Mischungen aus thermisch abgebautem Perfluorpolymer (beispielsweise TF 9205), bei denen das Perfluorpolymer unverändert quantitativ abgetrennt werden konnte.After the melt modification in the laboratory kneader, for example for SBS, ABS and also olefinically unsaturated elastomers such as SBR, NBR, NR, polybutadiene with a perfluoropolymer not originating from an irradiation process and / or a plasma modification and after separation of the unbound matrix, a chemical was used by IR spectroscopy Coupling proven. The olefinically unsaturated polymers could no longer be separated from this perfluoropolymer by extraction (for example Zonyl MP 1600 and TF 9207). In comparison to physical blends of thermally degraded perfluoropolymer (for example TF 9205), in which the perfluoropolymer could still be separated quantitatively.
In einer weiteren Variante der Erfindung kann nach Herstellung des Perfluorpolymers, welches nicht durch einen Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung modifiziert worden ist, zur Erhöhung und/oder Einstellung einer Konzentration an Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikalen für den jeweiligen Anwendungsfall eine strahlenchemische und/oder Plasmabehandlung durchgeführt werden. Diese strahlenchemische und/oder Plasmabehandlung dient jedoch ausschließlich zur Optimierung der radikalischen Kopplung des erfindungsgemäßen Perfluorpolymer-Polymer-Materials. Der erfindungsgemäße Effekt, dass eine derartige Kopplung überhaupt zwischen einem Perfluorpolymer, welches nicht durch einen Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung modifiziert worden ist, und olefinisch ungesättigten Polymeren erreicht werden kann, wird auch ohne eine strahlenchemische und/oder Plasmabehandlung erreicht. Erfindungsgemäß hergestellt werden die radikalisch gekoppelten Perfluorpolymer-Polymer-Materialien, indem beispielsweise ein PTFE-Polymerisat (Zonyl®MP 1600 oder TF 9207) eingesetzt wird. Dieses PTFE-Polymerisat ist in einem Polymerisationsprozess hergestellt worden. Dabei sind persistente aktive oder reaktivierbare Perfluoralkyl-
(peroxy-)Radikal-Zentren und/oder thermisch zu Radikalen zerfallenden Gruppen entstanden, die in dem nachfolgenden Schmelzemodifizierungsprozess mit den olefinisch ungesättigten Polymeren eine radikalische Kopplung eingehen.In a further variant of the invention, after the production of the perfluoropolymer, which has not been modified by an irradiation process and / or a plasma modification, a radiation-chemical and / or a radiation-chemical and / or a concentration for perfluoroalkyl (peroxy) radicals can be increased and / or adjusted for the respective application. or plasma treatment. However, this radiation chemical and / or plasma treatment is used exclusively to optimize the radical coupling of the perfluoropolymer-polymer material according to the invention. The effect according to the invention that such a coupling can be achieved at all between a perfluoropolymer, which has not been modified by an irradiation process and / or a plasma modification, and olefinically unsaturated polymers, is also achieved without a radiation chemical and / or plasma treatment. Be prepared according to the invention the free-radically coupled perfluoropolymer polymer materials, for example by a PTFE polymer (Zonyl ® MP1600 or TF 9207) is used. This PTFE polymer has been produced in a polymerization process. Persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (Peroxy) radical centers and / or groups which decompose thermally to form radicals, which form a radical coupling with the olefinically unsaturated polymers in the subsequent melt modification process.
Die erfindungsgemäße radikalische Kopplung des Perfluorpolymer und die dadurch erfolgte Einbindung/Kompatibilisierung in eine Matrix führt zur Verbesserung der Material- und der Gleitreibungseigenschaften sowie zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit im Vergleich zu den unmodifizierten Ausgangsstoffen und den physikalischen Mischungen mit Perfluorpolymer. Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit ist es weiter vorteilhaft, die chemisch gekoppelten Perfluorpolymer-Partikel gleichzeitig als Speichermedium für das PFPE-Additiv (PFPE = Perfluorpolyether) zu nutzen, das mit der Polymermatrix unverträglich ist und zur Erniedrigung des Reibungskoeffizienten bei gleichzeitiger Erhöhung der Verschleißfestigkeit beiträgt.The radical coupling of the perfluoropolymer according to the invention and the resulting integration / compatibility into a matrix leads to an improvement in the material and sliding friction properties and to an increase in wear resistance compared to the unmodified starting materials and the physical mixtures with perfluoropolymer. To improve wear resistance, it is also advantageous to use the chemically coupled perfluoropolymer particles at the same time as a storage medium for the PFPE additive (PFPE = perfluoropolyether), which is incompatible with the polymer matrix and contributes to lowering the coefficient of friction while increasing wear resistance.
Durch die chemische Kopplung weisen diese Produkte verbesserte mechanische und tribologische Eigenschaften auf. Diese Produkte sind vor allem von Interesse für Gleitreibungsprozesse. Durch die radikalische Modifizierung/Kompatibilisierung des Perfluorpolymer-Partikels mit dem Matrix-Material wird eine gute Anbindung und eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit erreicht, da das Perfluorpolymer-Korn nicht durch mechanische Beanspruchung aus dem Matrix-Material herausgerieben werden kann.Due to the chemical coupling, these products have improved mechanical and tribological properties. These products are of particular interest for sliding friction processes. The radical modification / compatibility of the perfluoropolymer particle with the matrix material results in a good connection and an improvement in wear resistance, since the perfluoropolymer grain cannot be rubbed out of the matrix material by mechanical stress.
Da das Perfluorpolymer-Korn in direkter Wechselwirkung mit der Matrix steht, werden im Vergleich zu den physikalischen Mischungen je nach Anbindungsgrad auch verbesserte Materialeigenschaften beobachtet.Since the perfluoropolymer grain interacts directly with the matrix, improved material properties are observed depending on the degree of attachment compared to the physical mixtures.
Mit der chemischen Kopplung des Perfluorpolymer in der Matrix werden neue Materialien erhalten, die bei vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten verbesserte Verschleißfestigkeiten, d. h. eine erhöhte Lebensdauer in den Anwendungen aufweisen. Ferner wird durch Zugabe von PFPE eine weitere Erniedrigung der Gleitreibungskoeffizienten und eine spürbare Verbesserung der Verschleißfestigkeit erzielt, wobei das chemisch gekoppelte Perfluorpolymer zusätzlich als Speichermedium fungiert.
Zu den Perfluorpolymeren werden folgende Substanzen gezählt: - Polytetrafluorethylen [PTFE], - Poly(tetrafluorethylen-co-hexafluorpropylen) [FEP], - Poly(tetrafluorethylen-co-perfluorpropylvinylether) [PFA], - Poly(tetrafluorethylen-co-perfluor-2,2-dimethyldioxol) sowie auch das - Poly(chlortrifluorethylen) [PCTFE].With the chemical coupling of the perfluoropolymer in the matrix, new materials are obtained which, with comparable sliding friction coefficients, have improved wear resistance, ie an increased service life in the applications. Furthermore, by adding PFPE, a further reduction in the sliding friction coefficients and a noticeable improvement in wear resistance is achieved, the chemically coupled perfluoropolymer additionally functioning as a storage medium. Perfluoropolymers include the following substances: - polytetrafluoroethylene [PTFE], - poly (tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene) [FEP], - poly (tetrafluoroethylene-co-perfluoropropyl vinyl ether) [PFA], - poly (tetrafluoroethylene-co-perfluoro-2 , 2-dimethyldioxol) as well as the - poly (chlorotrifluoroethylene) [PCTFE].
Im Weiteren wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below using several exemplary embodiments.
Vergleichsbeispiel 1 : Schmelzemodifizierung von SBS mit PTFE-Mikropulver,Comparative Example 1: Melt modification of SBS with PTFE micropowder,
40 g SBS (Cariflex TR 1102 S, stabilisiert) wird bei 160°C im Laborkneter mit 60 U/min aufgeschmolzen. Nach 3 Minuten werden 20 g thermisch abgebautes PTFE- Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der PTFE- Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das SBS-Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom PTFE-Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt/der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4-mal wiederholt, dann das PTFE-Festprodukt abgetrennt und getrocknet.40 g SBS (Cariflex TR 1102 S, stabilized) is melted at 160 ° C in a laboratory kneader at 60 rpm. After 3 minutes, 20 g of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are metered in. 5 minutes after the addition of PTFE, the experiment is stopped and the material is removed from the kneading chamber. The SBS matrix material is separated from the PTFE solid product by dissolving in methylene chloride and centrifuging. The solid product / residue is reslurried with methylene chloride. The dissolving / extracting and centrifuging were repeated 4 times, then the PTFE solid product was separated and dried.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab kein chemisch gekoppeltes PTFE-SBS-Material. Es werden keine SBS-Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische PTFE-SBS- Mischung dient als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.The IR spectroscopic examination of the separated, purified PTFE micropowder revealed no chemically coupled PTFE-SBS material. No SBS absorptions are found in the IR spectrum. This physical PTFE-SBS mixture serves as the standard for measuring the coefficient of sliding friction and wear resistance in the context of tribological investigations.
Beispiel 1 : Schmelzemodifizierung von SBS mit PTFE-Mikropulver TF 9207 (Dyneon)Example 1: Melt modification of SBS with PTFE micropowder TF 9207 (Dyneon)
Die Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 1 , es wurden jedoch 20 g PTFE-Emulsionspolymerisat TF 9207 (Dyneon) anstelle des thermisch abgebauten PTFE-Polymerisats TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab eine nachweisbare SBS-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-SBS-Material. Im Vergleichsbeispiel 1 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR- Spektrum nachweisbar. Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE- SBS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten Material weist eine Senkung auf 65 % im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 1 ) auf.The experiment was carried out and the polymer matrix was separated off as in Comparative Example 1, but 20 g of PTFE emulsion polymer TF 9207 (Dyneon) were used instead of the thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated). The IR spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE micropowder showed a detectable SBS absorption in addition to that of the PTFE as evidence for chemically coupled PTFE-SBS material. In comparative example 1 (physical mixture), only pure PTFE was detectable in the IR spectrum. The tribological investigations showed that the chemically coupled PTFE-SBS material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture, but that an increased wear resistance can be observed. The wear in the block / ring test with the chemically coupled material shows a reduction to 65% in comparison to the physical mixture (comparative example 1).
Beispiel 2: Schmelzemodifizierung von SBS mit PTFE-Mikropulver Zonyl® MP 1600 (DuPont)Example 2: Melt modification of SBS with PTFE micropowder Zonyl ® MP 1600 (DuPont)
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 1 , es werden jedoch 20 g PTFE Zonyl® MP 1600 (DuPont) anstelle des thermisch abgebauten PTFE-Polymerisats TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out similarly to Comparative Example 1, there are, however, 20 g Zonyl ® PTFE MP 1600 (DuPont) instead of the thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) is used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab eine nachweisbare SBS-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-SBS-Material. Im Vergleichsbeispiel 1 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar. Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE- SBS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten Material weist eine Senkung auf 68 % im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 1 ) auf.The IR spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE micropowder revealed a detectable SBS absorption in addition to that of the PTFE as evidence for chemically coupled PTFE-SBS material. In comparative example 1 (physical mixture), only pure PTFE was detectable in the IR spectrum. The tribological investigations showed that the chemically coupled PTFE-SBS material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture, but that an increased wear resistance can be observed. The wear in the block / ring test with the chemically coupled material shows a reduction to 68% compared to the physical mixture (comparative example 1).
Vergleichsbeispiel 2: Schmelzemodifizierung von SBR mit PTFE-MikropulverComparative Example 2: Melt modification of SBR with PTFE micropowder
40 g SBR-Elastomer werden kleingeschnitten bei 140°C im Laborkneter mit 60 U/min plastifiziert. Nach 2 Minuten werden 20 g thermisch abgebautes PTFE-Polymerisat
TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der PTFE-Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das SBR- Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom PTFE- Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt/der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4- mal wiederholt, dann das PTFE-Festprodukt abgetrennt und getrocknet. Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab kein chemisch gekoppeltes PTFE-SBR-Material. Es werden keine SBR-Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische PTFE-SBR- Mischung dient nach Vulkanisation als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.40 g of SBR elastomer are plasticized into small pieces at 140 ° C in a laboratory kneader at 60 rpm. After 2 minutes, 20 g of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) metered in. 5 minutes after the addition of PTFE, the experiment is stopped and the material is removed from the kneading chamber. The SBR matrix material is separated from the solid PTFE product by dissolving in methylene chloride and centrifuging. The solid product / residue is reslurried with methylene chloride. The dissolving / extracting and centrifuging was repeated 4 times, then the PTFE solid product was separated and dried. The IR-spectroscopic examination of the separated, purified PTFE micropowder revealed no chemically coupled PTFE-SBR material. No SBR absorptions are found in the IR spectrum. After vulcanization, this physical PTFE-SBR mixture serves as the standard for measuring the coefficient of sliding friction and wear resistance in the context of tribological investigations.
Beispiel 3: Schmelzemodifizierung von SBR mit PTFE-MikropulverExample 3: Melt modification of SBR with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 2, es werden jedoch 20 g PTFE-Emulsionspolymerisat TF 9207 (Dyneon) anstelle des thermisch abgebauten PTFE-Polymerisats TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.The experiment and the separation of the polymer matrix were carried out analogously to Comparative Example 2, but 20 g of PTFE emulsion polymer TF 9207 (Dyneon) were used instead of the thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated).
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab nachweisbare SBR-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-SBR-Material. Im Vergleichsbeispiel 2 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar. Die tribologischen Untersuchungen wurden an vulkanisierten Probekörpern durchgeführt - die Versuche ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-SBR- Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 2) aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 70 % auf.The IR spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE micropowder revealed detectable SBR absorptions in addition to that of the PTFE as evidence for chemically coupled PTFE-SBR material. In comparative example 2 (physical mixture), only pure PTFE was detectable in the IR spectrum. The tribological investigations were carried out on vulcanized test specimens - the tests showed that the chemically coupled PTFE-SBR material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture (comparative example 2), but that an increased wear resistance can be observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 70%.
Als weiterführende tribologische Untersuchung wurde kurz vor Abbruch des Laborkneterversuchs noch 0,5 Ma.-% PFPE (Perfluorpolyether, DuPont) zugegeben, was ergab, dass die vulkanisierten Probekörper Gleitreibungskoeffizienten im Vergleich zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 2) einen um ca. 30 % niedrigeren Wert aufweist und dass eine Zunahme der Verschleißfestigkeit zu
beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 25 % auf.As a further tribological investigation, 0.5 mass% of PFPE (perfluoropolyether, DuPont) was added shortly before the laboratory kneader experiment was terminated, which showed that the vulcanized test specimens had a sliding friction coefficient of around 30% compared to the physical mixture (comparative example 2) has lower value and that an increase in wear resistance watch is. The wear on the block / ring test showed a reduction to 25%.
Beispiel 4: Schmelzemodifizierung von SBR mit PTFE-MikropulverExample 4: Melt modification of SBR with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 2, es werden jedoch 20 g PTFE Zonyl® MP 1600 (DuPont) anstelle des thermisch abgebauten PTFE-Polymerisats TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out similarly to Comparative Example 2, there are, however, 20 g Zonyl ® PTFE MP 1600 (DuPont) instead of the thermally degraded PTFE polymer used TF 9205 (Dyneon, unirradiated).
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab nachweisbare SBR-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-SBR-Material. Im Vergleichsbeispiel 2 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar. Die tribologischen Untersuchungen wurden an vulkanisierten Probekörpern durchgeführt - die Versuche ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-SBR- Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 2) aufweist, dass aber eine wesentlich erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung um 20 % auf.The IR spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE micropowder revealed detectable SBR absorptions in addition to that of the PTFE as evidence for chemically coupled PTFE-SBR material. In comparative example 2 (physical mixture), only pure PTFE was detectable in the IR spectrum. The tribological investigations were carried out on vulcanized test specimens - the tests showed that the chemically coupled PTFE-SBR material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture (comparative example 2), but that a significantly increased wear resistance can be observed. The wear on the block / ring test showed a reduction of 20%.
Als weiterführende tribologische Untersuchung wurde kurz vor Abbruch des Laborkneterversuchs noch 0,5 Ma.-% PFPE (Perfluorpolyether, DuPont) zugegeben, was ergab, dass die vulkanisierten Probekörper Gleitreibungskoeffizienten im Vergleich zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 2) einen um ca. 30 % niedrigeren Wert aufweist und dass eine Zunahme der Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 60 % auf.As a further tribological investigation, 0.5 mass% of PFPE (perfluoropolyether, DuPont) was added shortly before the laboratory kneader experiment was terminated, which showed that the vulcanized test specimens had a sliding friction coefficient of around 30% compared to the physical mixture (comparative example 2) has a lower value and that an increase in wear resistance can be observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 60%.
Vergleichsbeispiel 3: Schmelzemodifizierung von ABS mit PTFE-Mikropulver,Comparative Example 3: Melt Modification of ABS with PTFE Micropowder,
40 g ABS werden bei 160°C im Laborkneter mit 60 U/min aufgeschmolzen. Nach 3 Minuten werden 20 g thermisch abgebautes PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der PTFE-Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das ABS- Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom PTFE-
Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4- mal wiederholt, dann das PTFE-Festprodukt abgetrennt und getrocknet. Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab kein chemisch gekoppeltes PTFE-ABS-Material. Es werden keine ABS-Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische PTFE-ABS- Mischung dient als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.40 g ABS are melted at 160 ° C in a laboratory mixer at 60 rpm. After 3 minutes, 20 g of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are metered in. 5 minutes after the addition of PTFE, the experiment is stopped and the material is removed from the kneading chamber. The ABS matrix material is separated from the PTFE by dissolving in methylene chloride and centrifuging Solid product separated. The solid product of the residue is slurried again with methylene chloride. The dissolving / extracting and centrifuging was repeated 4 times, then the PTFE solid product was separated and dried. The IR spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE micropowder showed no chemically coupled PTFE-ABS material. ABS absorptions are not found in the IR spectrum. This physical PTFE-ABS mixture serves as the standard for measuring the coefficient of sliding friction and wear resistance in the context of tribological investigations.
Beispiel 5: Schmelzemodifizierung von ABS mit PTFE-MikropulverExample 5: Melt modification of ABS with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 3, es werden jedoch 20 g PTFE TF 9207 (Dyneon) anstelle von thermisch abgebautem PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.The experiment and the polymer matrix were carried out analogously to Comparative Example 3, but 20 g of PTFE TF 9207 (Dyneon) were used instead of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated).
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab nachweisbare ABS-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-ABS-Material. Im Vergleichsbeispiel 3 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar. Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE- ABS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten Material weist eine Senkung auf 70 % im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 3) auf.The IR spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE micropowder showed detectable ABS absorptions in addition to those of the PTFE as evidence for chemically coupled PTFE-ABS material. In comparative example 3 (physical mixture), only pure PTFE was detectable in the IR spectrum. The tribological investigations showed that the chemically coupled PTFE-ABS material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture, but that increased wear resistance can be observed. The wear in the block / ring test with the chemically coupled material shows a reduction to 70% compared to the physical mixture (comparative example 3).
Beispiel 6: Schmelzemodifizierung von ABS mit PTFE -MikropulverExample 6: Melt modification of ABS with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 3, es werden jedoch 20 g PTFE Zonyl® MP 1600 (DuPont) anstelle von thermisch abgebautem PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out similarly to Comparative Example 3, there are, however, 20 g Zonyl ® PTFE MP 1600 (DuPont) instead of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) is used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab nachweisbare ABS-Absorptionen neben denen des PTFE als
Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-ABS-Material. Im Vergleichsbeispiel 3 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar. Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE- ABS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine wesentlich erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten Material weist eine Senkung auf 75 % im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 3) auf.The IR spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE micropowder revealed detectable ABS absorptions in addition to those of the PTFE as Proof of chemically coupled PTFE-ABS material. In comparative example 3 (physical mixture), only pure PTFE was detectable in the IR spectrum. The tribological investigations showed that the chemically coupled PTFE-ABS material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture, but that a significantly increased wear resistance can be observed. The wear in the block / ring test with the chemically coupled material shows a reduction to 75% compared to the physical mixture (comparative example 3).
Vergleichsbeispiel 4: Schmelzemodifizierung von NBR mit PTFE-Mikropulver,Comparative Example 4: Melt Modification of NBR with PTFE Micropowder,
40 g NBR-Elastomer werden kleingeschnitten bei 80°C im Laborkneter mit 50 U/min plastifiziert. Nach 2 Minuten werden 20 g thermisch abgebautes PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der PTFE-Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das NBR- Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom PTFE- Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt/der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4- mal wiederholt, dann das PTFE-Festprodukt abgetrennt und getrocknet. Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab kein chemisch gekoppeltes PTFE-NBR-Material. Es werden keine NBR-Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische PTFE-NBR- Mischung dient nach Vulkanisation als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten bzw. der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.40 g of NBR elastomer are plasticized into small pieces at 80 ° C in a laboratory kneader at 50 rpm. After 2 minutes, 20 g of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are added. The test is stopped 5 minutes after the addition of PTFE and the material is removed from the kneading chamber. The NBR matrix material is separated from the solid PTFE product by dissolving in methylene chloride and centrifuging. The solid product / residue is reslurried with methylene chloride. The dissolving / extracting and centrifuging was repeated 4 times, then the PTFE solid product was separated and dried. The IR spectroscopic examination of the separated, purified PTFE micropowder revealed no chemically coupled PTFE-NBR material. No NBR absorptions are found in the IR spectrum. After vulcanization, this physical PTFE-NBR mixture serves as the standard for measuring the coefficient of sliding friction and wear resistance as part of the tribological tests.
Beispiel 7: Schmelzemodifizierung von NBR mit PTFE-MikropulverExample 7: Melt modification of NBR with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analogThe experiment and the separation of the polymer matrix were carried out analogously
Vergleichsbeispiel 4, es werden jedoch 20 g PTFE TF 9207 (Dyneon) anstelle von thermisch abgebautem PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Comparative Example 4, but 20 g of PTFE TF 9207 (Dyneon) are used instead of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated).
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-The IR spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE
Mikropulvers ergab nachweisbare NBR-Absorptionen neben denen des PTFE als
Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-NBR-Material. Im Vergleichsbeispiel 4 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar. Die tribologischen Untersuchungen wurden an vulkanisierten Probekörpern durchgeführt - die Versuche ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-NBR- Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 4) aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 65 % auf.Micropowder gave detectable NBR absorptions in addition to that of PTFE Proof of chemically coupled PTFE-NBR material. In comparative example 4 (physical mixture), only pure PTFE was detectable in the IR spectrum. The tribological tests were carried out on vulcanized test specimens - the tests showed that the chemically coupled PTFE-NBR material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture (comparative example 4), but that increased wear resistance can be observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 65%.
Als weiterführende tribologische Untersuchung wurde kurz vor Abbruch des Laborkneterversuchs noch 0,5 Ma.-% PFPE (Perfluorpolyether, DuPont) zugegeben, was ergab, dass die vulkanisierten Probekörper Gleitreibungskoeffizienten im Vergleich zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 4) einen um ca. 30 % niedrigeren Wert aufweist und dass eine Zunahme der Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 65 % auf.As a further tribological investigation, 0.5 mass% of PFPE (perfluoropolyether, DuPont) was added shortly before the laboratory kneader experiment was terminated, which showed that the vulcanized test specimens had a sliding friction coefficient of around 30% compared to the physical mixture (comparative example 4) has a lower value and that an increase in wear resistance can be observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 65%.
Beispiel 8: Schmelzemodifizierung von NBR mit PTFE-MikropulverExample 8: Melt modification of NBR with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 4, es werden jedoch 20 g PTFE Zonyl® MP 1600 (DuPont) anstelle von thermisch abgebautem PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out similarly to Comparative Example 4, it will, however, 20 g Zonyl ® PTFE MP 1600 (DuPont) instead of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) is used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE- Mikropulvers ergab nachweisbare NBR-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-NBR-Material. Im Vergleichsbeispiel 4 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar. Die tribologischen Untersuchungen wurden an vulkanisierten Probekörpern durchgeführt - die Versuche ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-NBR- Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 4) aufweist, dass aber eine wesentlich erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 72 % auf.The IR spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE micropowder revealed detectable NBR absorptions in addition to those of the PTFE as evidence for chemically coupled PTFE-NBR material. In comparative example 4 (physical mixture), only pure PTFE was detectable in the IR spectrum. The tribological investigations were carried out on vulcanized test specimens - the tests showed that the chemically coupled PTFE-NBR material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture (comparative example 4), but that a significantly increased wear resistance can be observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 72%.
Als weiterführende tribologische Untersuchung wurde kurz vor Abbruch des Laborkneterversuchs noch 0,5 Ma.-% PFPE (Perfluorpolyether, DuPont) zugegeben,
was ergab, dass die vulkanisierten Probekörper Gleitreibungskoeffizienten im Vergleich zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 4) einen um ca. 30 % niedrigeren Wert aufweist und dass eine Zunahme der Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 48 % auf.As a further tribological investigation, 0.5 mass% of PFPE (perfluoropolyether, DuPont) was added shortly before the laboratory kneader experiment was terminated. which showed that the vulcanized test specimens have a coefficient of sliding friction which is about 30% lower than that of the physical mixture (comparative example 4) and that an increase in wear resistance can be observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 48%.
Vergleichsbeispiel 5: Schmelzemodifizierung von SBS mit FEPComparative Example 5: Melt modification of SBS with FEP
40 g SBS (Cariflex TR 1102 S, stabilisiert) wird bei 160°C im Laborkneter mit 60 U/min aufgeschmolzen. Nach 3 Minuten werden 20 g FEP-Polymerisat (thermisch abgebaut und nachbehandelt, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der FEP- Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das SBS-Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom FEP-Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt/der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4-mal wiederholt, dann das FEP-Festprodukt abgetrennt und getrocknet.40 g SBS (Cariflex TR 1102 S, stabilized) is melted at 160 ° C in a laboratory kneader at 60 rpm. After 3 minutes, 20 g of FEP polymer (thermally degraded and aftertreated, unirradiated) are metered in. 5 minutes after the FEP addition, the experiment is stopped and the material is removed from the kneading chamber. The SBS matrix material is separated from the FEP solid product by dissolving in methylene chloride and centrifuging. The solid product / residue is reslurried with methylene chloride. The dissolving / extracting and centrifuging was repeated 4 times, then the FEP solid product was separated and dried.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten gereinigten FEP ergab reines FEP und kein chemisch gekoppeltes FEP-SBS-Material. Es werden keine SBS-Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische FEP-SBS- Mischung dient als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.The IR-spectroscopic examination of the separated, purified FEP revealed pure FEP and no chemically coupled FEP-SBS material. No SBS absorptions are found in the IR spectrum. This physical FEP-SBS mixture serves as a standard for measuring the coefficient of sliding friction and wear resistance in the context of tribological investigations.
Beispiel 9: Schmelzemodifizierung von SBS mit FEPExample 9: Melt modification of SBS with FEP
Die Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analogThe experiment and the separation of the polymer matrix were carried out analogously
Vergleichsbeispiel 1 , es wurden jedoch 20 g FEP-Polymerisat anstelle des thermisch abgebauten FEP-Polymerisats (unbestrahlt) verwendet.Comparative Example 1, but 20 g of FEP polymer were used instead of the thermally degraded FEP polymer (unirradiated).
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten FEP ergab eine nachweisbare SBS-Absorptionen neben denen des FEP als Nachweis für chemisch gekoppeltes FEP-SBS-Material.The IR spectroscopic examination of the separated and purified FEP revealed a detectable SBS absorption in addition to that of the FEP as evidence for chemically coupled FEP-SBS material.
Im Vergleichsbeispiel 1 (physikalische Mischung) war nur reines FEP im IR-Spektrum nachweisbar.
Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte FEP- SBS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten Material weist eine Senkung auf 76 % im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 1) auf.
In comparative example 1 (physical mixture), only pure FEP was detectable in the IR spectrum. The tribological investigations showed that the chemically coupled FEP-SBS material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture, but that increased wear resistance can be observed. The wear in the block / ring test with the chemically coupled material shows a reduction to 76% compared to the physical mixture (comparative example 1).