DE1038273B

DE1038273B - Verfahren zur Herstellung von Rohren und anderen Formkoerpern, mit Ausnahme von Folien aus AEthylen-Propylen-mischpolymerisaten, die nach dem Niederdruckverfahren hergestellt worden sind

Info

Publication number: DE1038273B
Application number: DEF19670A
Authority: DE
Inventors: Dr Albert Gumboldt; Dr Kurt Rust
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1956-03-02
Filing date: 1956-03-02
Publication date: 1958-09-04
Also published as: FR1168833A

Description

DEUTSCHES

In immer stärkerem: Umfang werden thermoplastische Kunststoffe zur Herstellung verschiedenster Profile und! Formkörper herangezogen. Sie dienen dabei vielfach als Austauschstoffe für bisher dafür verwendete Werkstoffe, wie Metalle, sei es nun, weil sie eine rationellere Herstellung gestatten, sei es, weil sie verbesserte Eigenschaften, besitzen. Die Palette der so einsatzfähigen Thermoplaste hat sich laufend vergrößert. Daraus spricht nicht nur der Wunsch nach einer Verbreiterung bzw. Bereicherung der Rohstoffbasis für die Herstellung zahlreicher Gegenstände, sondern auch die Tatsache, daß jedem ^er bisher eingesetzten Kunststoffe noch erhebliche Mängel anhaften. Zur Erläuterung seien einige Beispiele angeführt:

Polyvinylchlorid zeigt in hartem Zustand starke Sprödigkeit und daher Bruchgefahr, in plastifiziertem Zustand die bekannten, durch den Weichmacher verursachten Nachteile, z. B. Weichmacherwanderung, und physiologische Gefahren. Polystyrol und Polymeth- ao acrylsäuremethylester sind ebenfalls spröde. Alle drei Gruppen sind nicht kochfest.

Polyäthylen, das die obenerwähnten Mängel nicht zeigt, besitzt seinerseits den Nachteil einer nur geringen Reißfestigkeit. In neuerer Zeit ist es nun gelun- as gen, ein verändertes Polyäthylen mit einem nur geringen Gehalt an Verzweigungen herzustellen, welches eine bedeutend verbesserte Festigkeit zeigt. Leider brachte dieser Vorteil jedoch einige Nachteile mit sich, die z. B. in einer geringeren Flexibilität, verbunden mit einer verschlechterten- Kerbschlagzähigkeit, bestanden. Eine weitere ungünstige Eigenschaft gegenüber dem normalen Polyäthylen bedeutet die sogenannte »Fließbehinderung«, die deutlich wird, wenn man dickere Gegenstände einer raschen Zugbeanspruchung unterwirft. Die beschriebenen Eigenschaften finden ihren: Ausdruck im sogenannten Zug-Dehnungs-Diagramm. Normales Hochdruck-Polyäthylen zeigt das in Fig. I abgebildete Diagramm, gekennzeichnet durch eine niedrige Streckgrenze (in der angelsächsisehen Literatur als »Yieldpoint« bezeichnet), gute elastische Dehnung, aber geringe Reißfestigkeit. Niederdruck-Polyäthylen (Fig. II) weicht beträchtlich davon ab. Es besitzt eine hohe Streckgrenze, verbunden mit einer niedrigeren elastischen Dehnung, aber gute Reißfestigkeit. Die Verhältnisse werden um so krasser, je dicker die zugrunde gelegten Prüfstäbe gewählt werden. Diese Gegebenheiten werden in der Veröffentlichung »Ein neues Polyäthylen« von. Schulz und Mehne in »Kunststoffe« (1955), S. 410 bis 414, ausführlich geschildert. Bei Polypropylen (Fig. III) liegen die Verhältnisse im wesentlichen ähnlich wie bei Polyäthylen. Es ergab sich also folgende Lage:

Es ist bei Verwendung der genannten Polymeren Verfahren zur Herstellung von Rohren

und anderen Formkörpern, mit Ausnahme von Folien aus Äthylen-Propylen-

mischpolymerisaten, die nach dem

Niederdruckverfahren hergestellt

worden sind

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning,

Frankfurt/M., Brüningstr. 45

Dr. Erhard Grams,

Dr. Albert Gumboldt, Frankfurt/M.-Höchst,

und Dr. Kurt Rust, Frankfurt/M.-Sindlingen,

sind als Erfinder genannt worden

möglich, entweder eine gute Flexibilität und Fließfähigkeit oder aber eine hohe Reißfestigkeit zu erhalten. Unmöglich schien es jedoch, beide Vorteile gleichzeitig zu gewinnen.

Gegenstand der Patentanmeldung F 18751 ist die Verwendung von Mischpolymerisaten des Äthylens mit 3 bis 20%, vorzugsweise 10 bis 14%, an höheren Olefinen als Rohstoff für Kunststoffolien.

Es wurde nun gefunden, daß man Rohre und andere Formkörper mit Ausnahme von Folien, aus Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten, die nach dem Niederdruckverfahren hergestellt sind, dadurch herstellen kann, daß man sie aus Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten, deren Propylengehalt zwischen 3 und 30% liegt, in an sich bekannter Weise herstellt (vgl. Fig. IV).

Die Niederdruckpolymerisate lassen sich nach dem Ziegler-Verfahren, wie es z. B. in der belgischen Patentschrift 533 362 beschrieben ist, herstellen.

Außer Rohren können ferner Platten, Schalen, Winkel, Vollzylinder sowie beliebige andere Formkörper hergestellt werden.

Die Verwendung derartiger Mischpolymerisate für den genannten Zweck stellt einen bedeutenden technischen Fortschritt dar.

Eine Überlegenheit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zusammensetzung gegenüber anderen Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten hinsichtlich ihrer Ver-

809 600/49?

wendbarkeit zur Herstellung yon Formkörpern ist in deutlichem Maße vorhanden. Während Mischpolymerisate mit einem Gehalt von unter 3 °/o an Propylen nicht in nennenswertem Maße von normalem Niederdruck-Polyäthylen abweichen, stellen Mischpolymerisate mit einem Anteil von etwa 30% aufwärts weiche, für die genannten Zwecke unbrauchbare Produkte dar. Lediglich die beanspruchten Polymerisate weisen gleichzeitig eine hohe Reißfestigkeit und eine gute Flexibilität auf.

Die optimalen physikalischen Eigenschaften gehen am besten aus dem¹ Spannungs-Diagramm des Mischpolymerisats Äthylen/Propylen 88:12 hervor. Zum Vergleich werden in der folgenden Skizze die Kurven zweier weiterer Mischpolymerisate, die außerhalb des beanspruchten Bereiches liegen, aufgeführt.

kg/cm¹ 400

300 4

I §200

100

200

400

600 600

Dehnung —

1000%

Zugdehnungs-Diagramm von

A Mischpolymerisat Äthylen/Propylen

B C

fl

88:12
99:1

Lediglich das beanspruchte Mischpolymerisatverhältnis zeigt den weichen Kurvenverlauf (als Kennzeichen für gute Flexibilität und gutes Widerstandsvermögen gegenüber ruckartiger Beanspruchung) bei trotzdem hoher Reißfestigkeit.

Aus der ,USA.-Patentschrift 2 691645, Spalte 1, Zeilen 4 bis 6, Spalte 17, Zeilen 11 bis 20, und der britischen Patentschrift 722 250 ist es bekannt, daß Mischpolymerisate aus Äthylen und Propylen zu verschiedenen Fortr körpern verarbeitet worden sind.

Gegenüber diesem Stand der Technik ist der Gegenstand der Erfindung durch einen bestimmten Gehalt des erfmdungsgemäß verwendeten Mischpolymerisats abgegrenzt. Wie aus der Beschreibung im einzelnen zu entnehmen ist, wird die Technik durch die erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisate erheblich bereichert.

Beispiel 1

Es wurden in bekannter Weise 1 mm starke Platten aus folgenden Polymeren hergestellt: normales Hochdruck-Polyäthylen, Niederdruck-Polyäthylen mit einem geringen Gehalt an CH₃-Endgruppen, Polypropylen, Mischpolymerisat aus Äthylen und Propylen im Verhältnis 90:10. An derartigen Platten wurden, folgende Werte ermittelt:

Hodidruck-	Niederdruck-
Polyäthylen	Polyäthylen
30	16
180	297
600	950
157	350.
125	325

Polypropylen

Mischpolymerisat

Äthylen/Propylen

90:10

Dehnung an der Streckgrenze, °/o.

Reißfestigkeit, kg/cm² —

Reißdehnung, °/e

Kugeldruckhärte, 10"

kg/cm² 60"

20
305
700
360
336

30

290

1025

182

166

Aus obigen Werten geht deutlich hervor, daß es Beispiel 2

sich bei der Verwendung des erfindungsgemäßen In an sich bekannter Weise, werden aus Nieder-

Mischpolymerisats nicht um· einen zu erwartenden, druck-Polyäthylen, Polypropylen und einem Misch-

zwischen den beiden Homöpolymerisaten liegenden polymerisat 90:10 auf der Schneckenpresse 2-Zoll-

Effekt handelt. 70 Rohre mit einer Wandstärke von 5 mm hergestellt.

Der Vorteil der Flexibilität, den das Mischpolymerisat gegenüber den Homopolymerisaten besitzt, wird deutlich, wenn man die für Transport und Verlegungszwecke wichtige Auf trommelbarkeit untersucht. Das aus dem Mischpolymerisat hergestellte Rohr läßt sich bequem auf einen Durchmesser von 1,20 m auftrommeln, was bei den aus Homopolymerisaten hergestellten Rohren wegen der zu großen Steifheit nicht der Fall ist.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Rohren und anderen Formkörpern, mit Ausnahme von Folien

aus Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten, die nach dem Niederdruokyerfahren, hergestellt worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß man sie aus Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten, deren Propylengehalt zwischen 3 und 30% liegt, in an sich bekannter Weise herstellt.

In Betracht gezogen«! Druckschriften:

USA.-Patentschrift Nr. 2 691 647;
britische Patentschrift Nr. 722 250.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© «09 600/495 S. 58