DE69101921T2

DE69101921T2 - Phosphortrilactame und verfahren zu deren herstellung.

Info

Publication number: DE69101921T2
Application number: DE69101921T
Authority: DE
Inventors: Murali Akkapeddi; Jeffrey Glans
Original assignee: AlliedSignal Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2011-06-14
Also published as: ES2055991T3; DK0536252T3; EP0536252A1; JPH05506867A; EP0536252B1; BR9106479A; CA2085221A1; KR930700518A; US5118805A; CA2085221C; JPH0751645B2; ATE105293T1; WO1992000305A1; DE69101921D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Klasse chemischer Zusammensetzungen, nämlich Phosphortrislactame, insbesondere Phosphortriscaprolactam, und auf Verfahren für ihre Herstellung.
Sogenannte "Mischpolymere" umfassende ausgeklügelte Kunststoffe finden in der Industrie weitverbreitete Anwendung. Typischerweise weisen diese Materialien zwei oder mehr konstituierende Materialien auf, wie zwei oder mehr Polymere, oder ein Polymer mit einem nicht-polymeren Material, die Zusammensetzungen bilden, welche idealerweise die vorteilhaften Merkmale der verschiedenen Komponenten ohne irgendwelche nachteiligen Eigenschaften aufweisen sollten. Wie in der Technik wohlbekannt ist, werden unglücklicherweise selten Mischpolymermaterialien angetroffen, welche die erwünschten Eigenschaften der Komponenten bieten, ohne gleichzeitig an irgendwelchen nachteiligen Eigenschaften zu leiden. Beispiele von solch nützlichen Materialklassen schließen die Polyamide ein, die eine gute Lösungsmittelbeständigkeit, eine gute hydrolytische Stabilität und Abrasionsfestigkeit und im allgemeinen eine gute mechanische Festigkeit aufweisen, aber infolge hoher Wasserabsorption und dürftigen Kriechleistungen bei üblichen Temperaturen bekanntermaßen schlechte Materialien für eine Verwendung in wäßrigen oder feuchten Umgebungen sind. Das gleiche trifft für Polyalkylen-Terephthalate, besonders Polyäthylen-Terephthalat ("PET") und Polybutylen-Terephthalat ("PBT") zu, die infolge ihrer kristallinen Struktur nützliche mechanische Eigenschaften aufweisen und in ihrer Dimension stabil sind aber auch an niedrigen Glasübergangstemperaturen, "TG" leiden und deshalb an niedrigen Warmverformungstemperaturen leiden. Eine weitere Klasse von Materialien schließt die als Polyphenylenäther ("PPE") bezeichneten Materialien ein, die in der Technik austauschbar auch als Polyphenylenoxyde ("PPO") bezeichnet werden, welche höhere Glasübergangstemperaturen aufweisen, aber an einer schlechteren Schmelzverarbeitbarkeits- und Lösungsmittelbeständigkeits-Eigenschaften leiden als Polyalkylen-Terephthalate Mischungen von Polyalkylen-Terephthalat und PPE fehlt es an Verträglichkeit, weshalb sie dürftige Eigenschaften aufweisen und zur Verbesserung ihrer Eigenschaften ein verträglichkeitsförderndes Mittel erfordern.
Im allgemeinen sind in der Technik mehrere Lösungsansätze bekannt, einschließlich der Bildung von Copolymeren mit anderen Komponenten, wobei die Verwendung von reaktiven Mitteln vorgeschlagen wurde, um die Verträglichkeit zu erhöhen und die Eigenschaften bei Mischpolymeren zu verbessern, wie jenen in der europäischen Patentanmeldung 0 129 825 beschriebenen, worin Zusammensetzungen von Polyphenylenäthern und Polyamiden in Gegenwart eines organischen Phosphates gemischt werden, welches dahingehend wirkt, die Verträglichkeit der Zusammensetzung zu erhöhen und deren Flammbeständigkeitseigenschaften zu verbessern. Das US-Patent 4,532,306 von Sugio et al. beschreibt Zusammensetzungen, die ein Polyphenylenätherharz und ein Poly(epsilon-Caprolacton) enthalten. Besondere Komponenten, die in der Technik bei der Bildung von verbesserten Zusammensetzungen als nützlich vorgeschlagen wurden, schließen die des US-Patentes 3,862,262 von Hendrick et al. für "Lactam- Polyol-Acyl Polylactam Terpolymers" ein, das neuartige Terpolymere beschreibt, die in Mischrezpeturen eine besondere Verwendung finden, wie auch die von Y. Akiyama in der am 9. Mai 1962 von Asahi Kasei Kogyo K.K. eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 18092-1962 für eine "Method of Polymerizing Pyrollidone" beschriebenen Zusammensetzungen.
Die Beschränkungen der verschiedenen Polymerklassen und die Wünschbarkeit der Bildung von verbesserten Polymermischungen zeigen ein fortdauerndes Bedürfnis in der Technik nach neuartigen Komponenten und Zusammensetzungen an, die bei der Bildung von verbesserten Polymer-Mischzusammensetzungen als wirksame Verträglichkeitsförderer Verwendung finden und die zu vorteilhaften Wirkungen führen, die der Technik bis anhin nicht bekannt waren.
In einem Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung auf eine neuartige Klasse von Zusammensetzungen gerichtet, nämlich auf "Phosphortrislactame" nach der allgemeinen Formel [ 1 ]
oder der Formel [ 2 ],
worin X eine Kette von zumindest 4 Wiederholungseinheiten eines CH&sub2;-Monomers darstellt, welche bis zu 11 Wiederholungseinheiten des CH&sub2;-Monomers enthält.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in einem Verfahren zur Herstellung dieser neuartigen Zusammensetzungen.
Noch ein anderer Aspekt der Erfindung ist ein Phosphortriscaprolactam, worin die Zahl der Wiederholungseinheiten eines CH&sub2;-Monomers 5 ist und das durch die folgende Formel [ 3 ] dargestellt werden kann
sowie ein Verfahren für seine Herstellung.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Herstellung der neuartigen Verbindungen durch ein Verfahren, welches das Umsetzen eines Lactams und eines phosphorigen Trihalogenids in Gegenwart einer Base in einem inerten Lösungsmittel umfaßt.
Die Phosphortrislactame können in Mischungen verwendet werden, welche einen Polyphenylenäther oder einen Polyester oder ein Polycarbonat enthalten.
Erfindungsgemäß schließen die neuartigen Phosphortrislactame jene ein, die im allgemeinen durch die oben dargestellte Formel [ 1 ] veranschaulicht werden, worin X eine Kette von Wiederholungseinheiten eines CH&sub2;-Monomers mit 4 bis 11 Kohlenstoffatomen darstellt und insbesondere die neuartige Zusammensetzung aus Phosphortriscaprolactamen einschließt, wie sie allgemein durch die oben angeführte Formel [ 3 ] dargestellt werden. Bei der Herstellung dieser neuartigen Verbindungen umfassen geeignete Lactame 2-Piperidon, Caprolactam und Laurolactam. Von diesen schließen die bevorzugten Lactame Caprolactam und Piperidon ein, und von diesen ist das bevorzugteste das Caprolactam.
Eine weitere nötige Komponente ist ein phosphoriges Trihalogenid, ein Material, das im allgemeinen durch die folgende Formel [ 4 ] dargestellt wird,
worin Y aus Chlor, Brom, Fluor und Jod ausgewählt wird. Diese phosphorigen Trihalogenide sind in der Technik bekannt und können durch die Zugabe eines oder mehrerer der Halogene, wie Bromid, zu einer gerührten Suspension von rotem Phosphor in Tetrachlorkohlenstoff hergestellt werden, wie auf Seite 873 von "Reagents for Organic Synthesis" von L. Fieser und M. Fieser, veröffentlicht von John Wiley & Sons, 1967, beschrieben ist. Von diesen Materialien wird phosphoriges Trichlorid bevorzugt.
In einem Herstellverfahren sollten diese Komponenten in einem beliebigen Verhältnis kombiniert werden, um sicherzustellen, daß die Halogene während der Reaktion substituiert werden, was normalerweise durch das Sicherstellen eines Überschusses an Lactamen erreicht wird. Dies soll bedeuten, dass für jedes umgesetzte Mol des phosphorigen Trihalogenids zumindest 3 Mol eines geeigneten Lactams verwendet werden sollten, um sicherzustellen, daß jedes der drei Halogene an jedem phosphorigen Trihalogenid-Molekül durch ein Lactam substituiert wird. Demgemäß beträgt das Molverhältnis des Lactams zum phosphorigen Trihalogenid vorzugsweise zumindest 3:1.
Das phosphorige Trihalogenid und das Lactam können in Gegenwart einer Lösung einer organischen Base, wie Triäthylamin in Tetrahydrofuran oder anderen aprotischen Lösungsmitteln, wie Dioxan, Glym, Diglym u.dgl., umgesetzt werden, um eine Lösung, eine Suspension oder eine Dispersion zu bilden. Im allgemeinen wird die Verwendung von Tetrahydrofuran auf Grund der leichten Erhältlichkeit dieses Materiales und infolge der Tatsache, daß es durch einen Strippingvorgang während der darauffolgenden Isolierung leicht entfernt werden kann, bevorzugt.
Die Reaktion kann bei Raumtemperatur, d.h. ungefähr 20 Grad C, stattfinden, und während der ganzen Reaktion sollte die Reaktionsmischung in einem Temperaturbereich von 5 - 30 Grad C gehalten werden. Es wurde gefunden, daß die Reaktion exotherm ist, was die Verwendung eines Kühlmittels erforderlich machen mag, welches auf die jeweiligen Reaktionsbedingungen zugeschnitten ist, ob nämlich eine solche Reaktion nun in kleinen Mengen, d.h. am Labortisch, oder in einem großformatigen kommerziellen Reaktionsgefäß durchgeführt wird. Demgemäß ist ersichtlich, daß ein solches geeignetes Kühlmittel ein Eisbad, ein Wasserbad, ein Kühlmantel oder ein entsprechendes Verfahren zum Begrenzen jeglichen Temperaturanstiegs während der Reaktion sein kann. Es wurde auch erkannt, daß die Wärmemenge proportional der Zugabegeschwindigkeit des phosphorigen Trihalogenids ist, und es ist selbstverständlich, daß die Zugabegeschwindigkeit entsprechend eingestellt werden kann, um sicherzustellen, dass der Temperaturanstieg nicht übermäßig ist und innerhalb eines bevorzugten Temperaturbereiches von 5 - 25 Grad C bleibt.
Um eine Oxydation und eine Feuchtigkeitsabsorption der Reaktionsmischung zu vermeiden, sollte die Reaktionsmischung in Gegenwart eines Inertgases, wie Stickstoff, gehalten werden. Ferner sollte die Reaktionsmischung gut gerührt werden, um eine homogene Verteilung der Komponenten während des gesamten Reaktionsverfahrens sicherzustellen. Eine Rührvorrichtung, wie ein üblicherweise verwendetes Paddelrührwerk, ist ein bevorzugtes Mittel.
Ein allgemeines Verfahren zum Herstellen der neuartigen Phosphortrislactame der vorliegenden Erfindung ist das folgende. Abgemessene Mengen an Lactam können in die organische Basenlösung eingeführt werden, wobei standardmäßige Laborglasgeräte, wie ein dreihalsiger Kolben, verwendet werden, in den ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, eingeführt werden kann. Die Reaktionsteilnehmer werden durch eine mechanische Rühreinrichtung gut durchgemischt und auf Raumtemperatur gehalten, d.h. auf ungefähr 20 Grad C. Hernach wird das phosphorige Trihalogenid mit ausreichend langsamer Geschwindigkeit tropfenweise in den Kolben zugegeben, um sicherzustellen, daß keine Überhitzung der Reaktionsmischung stattfindet und daß die Mischung bei ungefähr 20 Grad C verbleibt. Nach Zugabe des gesamten phosphorigen Trihalogenids wird die Reaktionsmischung, ohne die Zugabe irgendeiner anderen Komponente, während einer ausreichend langen Zeitspanne, um den vollständigen Verbrauch des phosphorigen Trihalogenids und den Erfolg der Reaktion sicherzustellen, gerührt. Es sollte berücksichtigt werden, daß die Reaktionsgeschwindigkeit von der Zugabegeschwindigkeit abhängt, welche auch die Wärme der Reaktion steuert. Was bedeutet, daß falls die Reaktionsmischung durch ein zufriedenstellendes Kühlungsmittel kühl gehalten werden kann und unter der Voraussetzung, daß ein gründliches Durchrühren gewährleistet ist, die Reaktionsgeschwindigeit ungefähr der erforderlichen Zeit für die Zugabe des phosphorigen Trihalogenids gleich ist, um die Reaktionsmischung zu bilden, und so eine Minimalzeit bestimmt. Um eine gründliche Durchmischung der Reaktionsteilnehmer sicherzustellen, können die Reaktionsteilnehmer wahlweise im Reaktionsgefäß behalten werden und während eines Zeitraumes, der ungefähr jener Zeit entspricht, die nötig ist, um das phosphorige Trihalogenid zuzufügen, einem weiteren Rühren unterworfen werden.
Hernach wird Wasser bei einer ausreichenden Raumtemperatur, um die Bildung der beiden Phasen zu veranlassen, der Reaktionsmischung zugegeben, welche andauernd gerührt wird. Anschließend wird die wäßrige und die organische Phase durch eine beliebige bekannte Technik, einschließlich der Verwendung eines üblichen Separiertrichters voneinander getrennt. Die wäßrige Phase wird ausgeschieden, und die organische Phase wurde mehrmals mit einer 10-%igen K&sub2;CO&sub3;-Lösung gewaschen und dann gefiltert, um den sich während der Reaktion bildenden Feststoff abzutrennen. Danach wird der gefilterte Feststoff mit einem Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, gewaschen und getrocknet. Wahlweise wird der gefilterte Feststoff über einem Trocknungsmittel, wie P&sub2;O&sub5; vakuumgetrocknet, um das Entfernen jedweder Spuren des wäßrigen oder organischen Lösungsmittels sicherzustellen. Für den Trocknungsbetrieb können beliebige Vorrichtungenen verwendet werden, d.h. für kleine Mengen kann ein Labortrocknungsgefäß benutzt werden und für eine Produktion in großem Maßstab kann ein Drehtrockner besser geeignet sein.
Das sich ergebende Feststoffmaterial ist im allgemeinen von weißer Erscheinung und kann als Kleinpartikeln oder Flocken gewonnen werden oder alternativ als Feststoffmasse. Überraschenderweise fanden die Erfinder, daß die neuartigen Phosphortrislactam-Zusammensetzungen im Vergleich zu bekannten Materialien hydrolytisch relativ stabiler sind, die in ihrer chemischen Struktur ähnlich sind, wie Phosphor(tris)pyrollidon und verwandte Verbindungen, von denen bekannt ist, daß sie in Gegenwart von Feuchtigkeit oder Wasser höchst unstabil sind, obwohl solche Materialien als in ihrer chemischen Struktur ähnlich angesehen werden können. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung wird durch die Verwendung einer Waschung mit Wasser beim Herstellverfahren der neuartigen Zusammensetzungen verdeutlicht, ein unterscheidendes Merkmal, welches die Verwendung dieser Zusammensetzungen unter Bedingungen erlaubt, denen ähnliche Verbindungen aufgrund ihrer hydrolytischen Instabilität nicht entsprechen könnten. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung wird auch durch Gewinnbarkeit nach solch einer Waschung in Trockenform, wie Pulver, veranschaulicht.
Die Phosphortrislactame der vorliegenden Erfindung finden als verträglichkeitsfördernde Stoffe für Mischungen thermoplastischer Harze Verwendung, einschließlich Polyphenylenäther und einen oder mehrere Polyester enthaltende Mischungen. In bevorzugten Ausführungsbeispielen werden die Phosphortrislactame der vorliegenden Erfindung in Mischungen verwendet, die umfassen: einen Polyphenylenäther, einen Polyester und ein funktionalisiertes Elastomer und/oder ein elastomeres Polymer.
Beispielshalber aber nicht im Sinne einer Einschränkung, umfassen geeignete Phenolverbindungen, die für die Ableitung von PPE daraus geeignet sind, jene, die durch die folgende Formel dargestellt werden:
worin jedes R für einen monovalenten Substituenten steht, der aus einer aus Wasserstoff, Halogen, aromatischem Kohlenwasserstoff, aliphatischem Kohlenwasserstoff, wie auch Hydrocarbonoxy-Radikalen, frei von einem tertiären Alphakohlenstoffatom, sowie Halogenkohlenwasserstoff und Halogenhydrocarbonoxy-Radikalen, welche frei von einem tertiären Alphakohlenstoffatom sind und welche zumindest zwei Kohlenstoffatome zwischen dem Halogenatom und dem Phenylkern umfassen, bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und worin zumindest ein R Wasserstoff ist. Bevorzugte Polyphenylenäther schließen jene der folgenden allgemeinen Formel ein:
worin n einen Wert von 50 oder darüber hat und R mit der oben gegebenen Definition übereinstimmt.
Beispielshalber, aber nicht im Sinne einer Einschränkung, umfassen mehrere Polyphenylenäther, die zweckmäßig durch die obige Formel dargestellt werden können:
Poly(2-Äthyl-6-Äthoxy-1,4-Phenylen)Äther,
Poly(2-Methoxy-6-Äthoxy-Phenylen)Äther,
Poly(2,6-Dilauryl-1,4-Phenylen)Äther,
Poly(2,6-Dibrom-1,4-Phenylen)Äther,
Poly(2,6-Diphenyl-1,4-Phenylen)Äther,
Poly(2,6-Diäthoxy-1,4-Phenylen)Äther,
Poly(2-Äthoxy-1,4-Phenylen)Äther,
Poly(2,6-Dimethoxy-1,4-Phenylen)Äther,
Poly(2-Methyl-6-Phenyl-1,4-Phenylen)Äther,
Poly(2,6-Dichlor-1,4-Phenylen)Äther,
Poly(2-Chlor-1,4-Phenylen)Äther,
wie auch andere ähnliche hier nicht speziell aufgeführte Zusammensetzungen.
Polyester, die bei der vorliegenden Erfindung Verwendung finden, schließen thermoplastische Polyesterharze ein, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie bei einer Messung in einer 60/40 gewichtsprozentigen Mischung aus Phenol/Tetrachloräthan eine Strukturviskosität von 0,3 bis 1,0 dl/g zeigen, und welche ferner Carboxyl- oder Hydroxylendgruppen einschließen. Wahlweise können die Endgruppen teilweise abgeschlossen sein, wie durch die Verwendung eines Monoesters.
Thermoplastische Polyesterharze, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendet werden, sind Poly(alkylenterephthalat)-Harze, einschließlich Poly(äthylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat), Poly(tetramethylenterephthalat), Poly(arylenterephthalat) und Copolymere und/oder Mischungen davon. Wie in der Technik bekannt ist, können diese Polyesterharze durch die Polykondensation von Terephthalsäure oder einem niedrigeren Alkylester davon und einem Alkylendiol erhalten werden. Beispielsweise können Polyäthylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat durch die Polykondensation von Dimethylterephthalat und Äthylenglykol oder 1,4-Butandiol nach einer Esteraustauschreaktion hergestellt werden.
Verschiedene wahlweise Bestandteile können erfindungsgemäß auch als Komponenten in Mischungen eingebaut werden, um weitere spezifische Eigenschaften zu erteilen. Die Verwendung eines solchen Additivs, welches eine bevorzugt benutzte Komponente ist, ist ein Material, das zur Verminderung der Kristallinität der Polyesterkomponente verwendet wird. Beispiele von solchen Materialien schließen Homopolymere und/oder Copolymere von Polycarbonaten und Polyestercarbonaten ein. Beispiele von Polymere enthaltendem Polycarbonat und Polycarbonaten sowie Polyestercarbonaten umfassen, obwohl nicht darauf beschränkt: Poly(Methan-bis(4-Phenyl)carbonat), Poly(1,1- Äthan-bis(4-Phenyl)carbonat), Poly(2,2-Propan-bis(4-Phenyl)carbonat), Poly(1,1-Butan-bis(4-Phenyl)carbonat), Poly(2,2- Butan-bis(4-Phenyl)carbonat), Poly(1,1-(1-Phenyläthan)-bis(4- Phenyl)carbonat), Poly(Diphenylmethan-bis(4-Phenyl)carbonat), die aus kommerziellen Quellen erhalten oder durch bekannte Verfahren hergestellt werden können. Beispiele von solchen im Handel erhältlichen Materialien schließen die Familie der Polycarbonatmaterialien ein, die von General Electric Co. unter dem Markennamen Lexan vermarktet werden. Weitere Beispiele brauchbarer Polyestercarbonate und von Verfahren für ihre Herstellung sind in den US-Patenten 4,156,069, 4,386,196 und 4,612,362 beschrieben. Ein solches Polymere enthaltendes Carbonat hat die Funktion der Kristallinitätsverringerung der Polyesterkomponente. Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung kann eine beliebige Menge eines solchen Polymere enthaltenden Carbonats verwendet werden, von dem gefunden wurde, daß es die Kristallinität der Polyesterkomponente in zufriedenstellendem Maße reduziert. Die Menge des hinzugefügten, Polymer enthaltenden Carbonats beträgt jedoch gewöhnlich ungefähr 5 bis etwa 40 Gewichts-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Polyesters, und beträgt vorzugsweise ungefähr 5% bis etwa 35 Gew.-% des Polyesters, und am bevorzugtesten zwischen 5% bis etwa 25 Gew.-% des Polyesters.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung kann ein elastomere Eigenschaften aufweisendes Polymer eingeschlossen werden, wo der Einschluß eines solchen Polymers eine vorteilhafte Wirkung auf die Schlagfestigkeit der aus solch einer Mischung gebildeten Materialien hat. In dieser ganzen Beschreibung und den Ansprüchen soll der Ausdruck "funktionalisiertes Elastomer" mit dem elastomere Eigenschaften aufweisenden Polymer gleichgesetzt werden, das eine vorteilhafte Wirkung auf die Schlagfestigkeit der im folgenden beschriebenen Materialien ausüben soll. Solch ein elastomeres Polymer wird so definiert, daß es einen Zugmodul nach ASTM D-638 von weniger als ungefähr 40 000 psi (276 MPa) und vorzugsweise weniger als ungefähr 20 000 psi (138 MPa) aufweist. Beispiele solcher elastomerer Polymere können Block-, Propf- oder Zufalls-Copolymere sein und können aus reaktiven Monomeren hergestellt werden, die einen Teil der Polymerketten entweder in gepfropfter Form oder als Verzweigungen des Polymers aufweisen. Einige Beispiele solcher reaktiver Monomere schließen Diene, ungesättigte Carbonsäuren wie auch Derivate von diesen, einschließlich Ester und Anhydride und auch eine ungesättigte Epoxidhälfte enthaltende Bestandteile ein. Zur Veranschaulichung, aber nicht im Sinne einer Einschränkung, schließen Beispiele solcher brauchbarer elastomerer Polymere α-Olefin enthaltende Copolymere, vor allem Äthylencopolymere, Acrylsäuresalze enthaltende Copolymere, die in der Technik als "Acrylsäureionomere" bekannt sind, die beispielsweise mit Natrium neutralisierte Äthylen/Methacrylsäure, Äthylen/Maleinsäureanhydrid, Äthylen/Äthylacrylat, Äthylen/Glycidylmethacrylat, Äthylen/Methylmethacrylat u.dgl. einschließen. Weitere Beispiele von elastomeren Polymeren schließen natürlichen Gummi, Nitrilgummi, Polyacrylate, Butadienpolymere, Isobutylen/Isopren-Copolymere, Styrol/Äthylen/Propylen/Dien-Copolymere, Acrylnitril/Styrol/Dien-Copolymere, Äthylen/Styrol/Dien-Copolymere, Butadien/Styrol-Copolymere, Styrol/Butadien/Styrol-Copolymere, Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymere, Schalengummiarten mit Acrylkern ein, wie:
Methylmethacrylat/Butadien/Styrol-Propfcopolymere,
Polyalkylenoxyd-Elastomere,
Poly(Dimethylsiloxan)-Gummiarten u.dgl.,
ferner Poly(chloropren), Acrylnitril/Butadien-Copolymere, Poly(Isobutylen), Isobutylen/Butadien-Copolymere, Äthylen/Propylen-Copolymere, Polyneopren, Äthylen/Propylen/Butadien- Copolymere wie auch ganz oder teilweise hydrogenisierte, oxydierte oder carboxylierte Derivate. Brauchbare elastomere Polymere können aus aromatischen Vinylmonomeren, Olefinen, Acrylsäure, Methacrylsäure und ihren Derivaten abgeleite monomere Einheiten einschließen. Diese Materialien können aus kommerziellen Quellen erhalten oder durch in der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden. Weitere Beispiele von brauchbaren elastomeren Polymeren und Verfahren für ihre Herstellung sind in den US-Patenten 4,315,086 und 4,175,358 beschrieben. Bevorzugte elastomere Polymere (in der Technik auch als "Gummiarten" oder "gummiartige Polymere" bekannt) sind carboxylierte oder eine Epoxidhälfte enthaltende Elastomere, einschließlich jener, die Reaktionsprodukte von Gummi mit Anhydriden sind und und folgende umfassen: Maleinsäureanhydride; Reaktionsprodukte von Gummi mit Glycidylmethacrylaten, und mit anschließender Oxydation, wie sie durch die Verwendung eines Permanganates bewerkstelligt werden kann; Propfreaktionen der Doppelbindungen ungesättigter Monomere mit anhängenden Carbonsäurefunktionen, wie Acrylsäure, Methacrylsäure u.dgl. Besonders bevorzugte Gummiarten schließen maleierte Gummiarten ein, insbesondere in Fällen, in denen die Gummiarten einfache Dreiblock-Copolymere der Struktur "A-B-A" oder Multiblock-Copolymere des" linearen oder radialen Typus "[AB]n sind, wobei "n" eine beliebige ganze Zahl zwischen 2 und inklusive 10 ist, "A" für einen aus einem polyvinylaromatischen Monomer, wie Styrol oder Vinyltoluol, abgeleiteten Block steht, und "B" ein aus einem konjugierten Dienmonomer abgeleiteter Block ist, wie auch hydrogenisierte Derivaten davon. Viele dieser Elastomere sind im Handel unter dem Markennamen Kraton von Shell Chemical Co. erhältlich.
Das elastomere Material hat die Funktion der Verbesserung der Schlagfestigkeit der erfindungsgemäßen Mischungen, und die Menge des zugegebenen elastomeren Materiales kann jede beliebige Menge sein, die eine solche Verbesserung der Schlagfestigkeit der Mischung liefert. Basierend auf dem Gewicht des Polyesters und des Polyphenylenäthers liegt das elastomere Material in einer Menge zwischen 2,5% und 25%, vorzugsweise in einer Menge zwischen 3% und einschließlich 18% und am bevorzugtesten zwischen ungefähr 5% und 15 Gew.-% auf der zuvor erwähnten Grundlage vor.
Andere wahlweise Bestandteile, die gemäß der vorliegenden Erfindung in die Mischungen eingegliedert werden können, schließen Materialien, wie Füllstoffe, Modifikationsmittel für die Schlagfestigkeit, Farbstoffe, Färbemittel, Pigmente, Weichmacher, Formtrennmittel, Feuerhemmer, Tropfhemmer, Antioxydantien, UV-stabilisierende Mittel, Formtrennmittel, Färbemittel, antistatische Mittel, Kernbildungsmittel, thermisch stabilisierende Mittel u.dgl. ein. Diese wahlweisen Bestandteile können der Mischung während der Herstellung der Mischung zu einer beliebigen geeigneten Zeit zugegeben werden, und da sie in der Technik wohlbekannt sind, werden sie hier nicht im einzelnen beschrieben. Alle diese wahlweisen Bestandteile sind im Handel erhältlich.
Die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung können durch eine beliebige Technik oder ein beliebiges Verfahren hergestellt werden, die man gegenwärtig kennt bzw. die noch entwickelt werden müssen, die eine innige Mischung der Bestandteile der Zusammensetzungen, insbesondere des PPE, des Polyesters und des Phosphortrislactams, bewirken. Beispielshalber können solche Verfahren die Bildung einer Lösung einschließen, wobei die Bestandteile in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, suspendiert oder dispergiert sind, wonach das Lösungsmittel durch herkömmliche Verfahren aus der sich ergebenden Mischungszusammensetzung entfernt wird, um Zusammensetzungen gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung zu bilden. Eine alternative Technik ist das Trockenmischen der Bestandteile in einer trockenen, aus Partikeln bestehenden Form, wie Pulver, Pellets, Flocken, Granulate u.dgl., worauf sie dann auf eine Temperatur erhitzt werden, die gleich oder größer als der Schmelzpunkt entweder des PPE oder des Polyesters ist. Eine weitere Variation dieser Technik, die in Fällen benutzt werden kann, in denen sämtliche erwünschten Bestandteile nicht in Pulverform erhältlich sind, ist ein zusätzlicher Verfahrensschritt des Mischens jedweder flüssiger Bestandteile oder von Bestandteilen in flüssiger Form, anschließend an die Trockenmischung der Bestandteile und die gründliche Durchmischung der Bestandteile wie auch an das Entfernen von überschüssigen Flüssigkeiten während der Verarbeitung durch wohlbekannte Techniken.
Während der Herstellung der Zusammensetzungen nach der vorliegenden Erfindung wird ersichtlich, daß die bei der Erhitzung der Bestandteile angewandten annehmbaren Temperaturen über einen weiten Bereich variieren können und von der Struktur der jeweiligen Mischungszusammensetzung abhängen. Vorzugsweise sollte die Temperatur zumindest so hoch wie der Schmelzpunkt des Polyesters und des PPEs sein, aber zugleich sollte sie nicht so hoch wie die Abbautemperatur entweder des PPE oder des Polyesters sein. In besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Temperatur so angesetzt, daß der Polyester und der PPE genügend lange in einem geschmolzenen Zustand gehalten werden, um es dem Phosphortrislactam zu erlauben, entweder mit dem Polyester oder dem PPE zu reagieren und ein Block- oder ein Propfcopolymer damit zu bilden.
Die zuvor beschriebene Erfindung wird durch die Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele noch verdeutlicht werden, die repräsentativ für die Erfindung sind.

BEISPIELE

Beispiel 1

In einen trockenen, 2 Liter fassenden, dreihalsigen Kolben, der mit einem mechanischen Rührer, einem Rückflußkondensor und einem Stickstoffdurchlauf ausgerüstet war, wurden 98,1 Gramm (0,867 Mol) frisch destillierten Caprolactams, 128 cm³ (0,918 Mol) Triäthylamin und 600 cm³ trockenen Tetrahydrofurans eingefüllt. Dieser Lösung wurden 25,2 cm³ (0,286 Mol) phosphorigen Trichlorids mit einer genügend langsamen Geschwindigkeit tropfenweise zugegeben, um die Überhitzung des Kolbens und seines Inhalts über 25 Grad C hinaus zu vermeiden. Während der Zugabe des phosphorigen Trichlorids bemerkte man, daß sich ein voluminöses weißes Präzipitat bildete. Die Reaktionsmischung wurde drei Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt, wonach 200 ml Wasser unter Rühren zugegeben wurden.
Anschließend wurde die sich ergebende Suspension in einen zwei Liter fassenden Separiertrichter überführt, um die organische Phase der Suspension von der anorganischen Phase zu trennen.
Die gewonnene organische Phase, die das weiße Präzipitat enthielt, wurde dreimal mit Wasser und dann mit einer 10-%igen wäßrigen Lösung von K&sub2;CO&sub3; gewaschen und gefiltert, um das weiße Präzipitat zu gewinnen. Das gewonnene gefilterte, weiße Präzipitat wurde mit Tetrahydrofuran (THF) bei ungefähr 20 Grad C gewaschen und über P&sub2;O&sub5; über Nacht im Vakuum getrocknet, um eine Ausbeute von 86,6 Gramm des weißen Feststoffes zu erhalten, welche als 82%-ige Ausbeute bestimmt wurde.

Beispiel 2

In einen mit einem mechanischen Rührer, einem Rückflußkondensor und einem Stickstoffdurchlauf ausgerüsteten, trockenen, 250 ml fassenden, dreihalsigen Kolben wurden 10,7 Gramm (9,45 Millimol) geschmolzenen Caprolactams, 14,0 cm³ (10,0 Millimol) Triäthylamin und 100 cm³ Tetrahydrofuran zugegeben, wobei alles bei Raumtemperatur durchgeführt wurde. Eine 40-prozentige Lösung von 9,0 cm³ (9,48 Millimol) phosphorigen Tribromids in Tetrahydrofuran wurde bei Raumtemperatur tropfenweise dem Inhalt des dreihalsigen Kolbens zugegeben, wobei der Kolbeninhalt gerührt und dem Stickstoffdurchlauf unterzogen wurde. Bei Verbrauch der Lösung des phosphorigen Tribromids im Tetrahydrofuran wurde der Kolbeninhalt während mehrerer Stunden einem weiteren Rühren unterworfen, wonach 20 cm³ Wasser dem Kolben langsam zugegeben wurden und das Rühren während eines zusätzlichen Zeitraumes von 10 Minuten fortgesetzt wurde. Der Gefäßinhalt wurde dann aus dem Gefäß abgezogen und gefiltert und zweimal mit Tetrahydrofuran bei Raumtemperatur gewaschen und anschließend zweimal mit Diäthyläther bei Raumtemperatur gewaschen, um 11,9 Gramm eines weißen Feststoffes zu erhalten, dessen Ausbeute mit 81% berechnet wurde.

Beispiel 3

In einen mit einem mechanischen Rührer, einem Rückflußkondensor und einem Stickstoffdurchlauf ausgerüsteten, trockenen, 250 ml fassenden, dreihalsigen Kolben wurden 9,2 Gramm (81,3 Millimol) geschmolzenen Caprolactams, 12,0 cm³ (86,1 Millimol) Triäthylamin und 100 cm³ Diäthyläther zugegeben, wobei alles bei Raumtemperatur durchgeführt wurde. Eine 10%-ige Lösung aus 2,7 cm³ (3,1 Millimol) phosphorigen Trichlorids in Diäthyläther wurde dem Inhalt des dreihalsigen Kolbens bei Raumtemperatur tropfenweise zugegeben, wobei der Kolbeninhalt gerührt und dem Stickstoffdurchlaufe unterzogen wurde. Bei Verbrauch der Lösung des phosphorigen Trichlorids im Diäthyläther wurde der Kolbeninhalt während mehrerer Stunden einem weiteren Rühren unterworfen, wonach 20 cm³ Wasser langsam dem Kolben zugegeben wurden und das Rühren während zusätzlicher 10 Minuten fortgeführt wurde. Der Gefäßinhalt wurde dann entnommen und filtriert, und der gefilterte Feststoff wurde zweimal mit Diäthyläther bei Raumtemperatur gewaschen, um 10,5 Gramm eines weißen Feststoffes zu erhalten, welcher als eine 105%-ige Ausbeute der theoretischen Ausbeute berechnet wurde. Das gefilterte Feststoffmaterial enthielt restliches Triäthylamin- Hydrochlorid.

Beispiel 4

In einen mit einem mechanischen Rührer, einem Rückflußkondensor und einem Stickstoffdurchlauf ausgerüsteten, trockenen, 250 cm³ fassenden, dreihalsigen Kolben wurden 99,5 Gramm (1,01 Mol) geschmolzenen Caprolactams und 800 cm³ Chloroform eingefüllt. Anschließend wurden diese Mischung mit 150 cm³ (1,08 Mol) Triäthylamin versehen, wobei alles bei Raumtemperatur ausgeführt wurde. Eine konzentrierte Lösung aus 26,5 cm³ (0,304 Mol) phosphorigem Trichlorid in Chloroform wurde dem Inhalt des dreihalsigen Kolbens tropfenweise bei Raumtemperatur zugegeben, wobei der Kolbeninhalt gerührt und dem Stickstoffdurchlaufe unterzogen wurde, während dessen man beobachtete, wie sich eine homogene orangefarbene Lösung bildete. Bei Verbrauch der Lösung der phosphorigen Trichlorid-Lösung wurde der Kolbeninhalt während weiterer zwei Stunden gerührt, wonach die Lösung dreimal gewaschen wurde, wobei jedesmal 1 Liter Wasser bei Raumtemperatur verwendet wurde, dann zweimal mit 500 cm³ einer wäßrigen 10-prozentigen K&sub2;CO&sub3;-Lösung, wonach 10 Gramm MgSO&sub4; zugegeben wurden, um die Zusammensetzung zu trocknen, und sodann wurde die Zusammensetzung durch die Verwendung eines Rotationsverdampfers eingedickt. Nach Entfernen des größten Teils an Chloroform (ungefähr 90%) wurden etwa 1000 cm³ Diäthyläther bei Raumtemperatur zugefügt. Der Gefäßinhalt wurde dann abgezogen und filtriert, und der gefilterte Feststoff wurde mit Diäthyläther bei Raumtemperatur gewaschen, um 64,6 Gramm eines weißen Feststoffes zu erhalten, welcher als 58-% der theoretischen Ausbeute berechnet wurde.

Beispiele 5-8

Die Beispiele 5-8 illustrieren die Verwendung der Phosphortrislactame als verträglichkeitsfördernde Mittel in thermoplastischen Mischungen. Bei jedem der folgenden Beispiele wies das Poly(Äthylenterephthalat) eine Strukturviskosität von 0,3 bis 1,0 dl/g auf, wenn sie in einer 60/40-gewichtsprozentigen Mischung von Phenol/Tetrachloräthan gemessen wurde. Die benutzten Poly(phenylenäther) oder die PPEs wurden in der unten beschriebenen Weise verwendet, wobei das verwendete phosphorige Triscaprolactam das Reaktionsprodukt aus Caprolactam und phosphorigem Trichlorid war.

Beispiel 5

Zur Ausführung der Beispiele 5 wurde je eine Mischung aus 48,5 Teilen PET und 48,5 Teilen PPE mit einer Strukturviskosität von 0,36, welche in Chloroform gemessen wurde, in einem abgedichteten Behälter mit 3 Teilen phosphorigem Triscaprolactam einem Taumelmischen unterzogen. Danach wurde jede der Mischungen dem an der Einfüllöffnung eines Killion-Einschneckenextruders von 25mm (1 Zoll) gelegenen Fülltrichter zugeführt. Das Extrudergehäuse wies ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 30 zu 1 auf, wobei die Zonen des Gehäuses auf folgende Temperaturen erhitzt wurden: Zone 1 204ºC (400 Grad F), Zone 2 260ºC (500 Grad F), Zone 3 266ºC (510 Grad F), Zone 4 271- 288ºC (520-550 Grad F). Der Extruder wies eine 394 mm (15,5 Zoll) von der Einfüllöffnung der Schnecke beabstandete und direkt einer Hochdruckzone vorausgehende Einspritzöffnung auf, welche Zone eine Länge von 203 mm (8 Zoll) besaß, und der Extruder wies auch eine in der Nähe der Matrize gelegene Vakuumöffnung auf. Die erste Ausgangsmatrize wurde auf einer Temperatur von 277ºC (530 Grad F) gehalten, und die zweite Ausgangsmatrize wurde auf einer Temperatur von 249-266ºC (480-510 Grad F) gehalten. Der Extruder war mit einer zweistufigen Maddock-Schnecke ausgerüstet, und während der ganzen Extrusion wurde die Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke konstant auf 50 U/min gehalten. Das die Matrize verlassende Extrudat wies die Form von Strängen mit einem Durchmesser von 6 mm (¼ Zoll) auf, welche Stränge rasch durch ein Wasserbad geführt wurden, um sie abzuschrecken und zu kühlen. Die Massenausgangsleistung des Extruders wurde mit 39 Gramm/Minute bestimmt. Die Stränge wurden anschließend pelletiert, um ein für den Spritzguß brauchbares Ausgangsmaterial zu bilden. Vom so gebildeten Extrudat wurde festgestellt, daß es bernsteinfarben war. Ein Teil der so geformten Pellets wurde ausgeschieden, zur Bildung eines feinen Pulvers vermahlen und ausgiebig in Chloroform extrahiert, um so viel wie möglich des nicht umgesetzten, im Extrudat verbliebenen PPEs zu entfernen. Das resultierende Pulver wurde im Vakuum getrocknet.
Die Menge des extrahierbaren PPEs, die für jede der Zusammensetzungen bestimmt wurde, ergab einen Hinweis für die relative Menge des aus dem Extrusionsverfahren resultierenden umgesetzten PPEs.
Für die Herstellung eines Films wurden die entsprechenden Zusammensetzungen in einer Mühle durch ein Sieb von 2mm hindurch gemahlen und über Nacht bei 110 Grad C getrocknet und danach auf die mit Teflon beschichtete Seite eines Bleches aus Aluminiumfolie mit einer Dicke von 75 um (0,003 Zoll) gelegt. Es wurde eine auf ungefähr 280 Grad C vorerhitzte, 203x203 mm (8 Zoll mal 8 Zoll) messende Stahlplatte verwendet, um die nichtbeschichtete Seite des das Pulver tragenden Bleches aus Aluminiumfolie zu unterlegen, das Pulver wurde eingeebnet, worauf ein ähnliches, zweites Stück einer mit Teflon beschichteten Aluminiumfolie auf das Pulver gelegt wurde, so daß das Pulver zwischen die beiden Teflon -Seiten der beiden Bleche aus Aluminiumfolie zu liegen kam. Eine zweite vorerhitzte Stahlplatte von ähnlichen Ausmaßen wurde bei ungefähr 280 Grad C auf die nicht mit Teflon beschichtete Seite des zweiten Bleches aus Aluminiumfolie übereinanderliegend daraufgeschichtet, um eine Sandwichstruktur zu bilden, wonach die Sandwichstruktur in die erhitzte Wabash-Formpresse eingeführt wurde, welche während des ganzen Gießvorganges auf 280 Grad C gehalten wurde. Nach 60 Sekunden eines Kontaktdruckes, d.h. 0 MPa (0 psig) wurde der Druck während einer Zeitspanne von 30 Sekunden allmählich und stetig auf 4536 kg (5 tons) erhöht, um den Fluß des Pulvers zu verbessern. Anschließend, nach Verstreichen von 90 Sekunden nach der anfänglichen Einführung der Sandwichstruktur, wurde der Druck auf 45359 kg (50 tons) erhöht und während 90 Sekunden aufrechtgehalten. Danach wurde die gesamte Einheit entnommen und auf Kühlplatten überführt und dort während einer Zeitspanne von 7-8 Minuten bei einem Druck von 45359 kg (50 tons) gehalten. Hernach wurde die Sandwichstruktur auseinandergenommen, und die durch den Druckvorgang gebildete Filmstruktur gewonnen.
Zur Ausführung physikalischer Tests am Material wurden die oben erwähnten durch Druckformung gebildeten Strukturen in 4 "Typus"-Barren geschnitten, die anschließend getestet wurden, um deren Zugfestigkeitseigenschaften gemäß ASTM-D 638 zu bestimmen.
Physikalische Tests an dem in Beispiel 5 gebildeten Material ergaben die folgenden Resultate: Zugfestigkeit 40 MPa (5,8 kpsi), Zugmodul 2,89 Pa (406 kpsi), Dehnung 1,6 %, extrahierbares PPE 39%.

Beispiel 6

Eine Zusammensetzung mit 38,5% Polyphenylenäther mit den Eigenschaften: durchschnittl. Molekulargew. (Mw) 34800, durchschnittl. Molekulargewichtszahl (Mn) 4800, Strukturviskosität (IV) 0,30; 38,5% Poly(Äthylenterephthalat) mit einer Strukturviskosität von 0,7; 10% Polycarbonatharz, das im Handel von General Electric Co. unter der Bezeichnung Lexan 101 erhältlich ist; 10% Kraton -Gummi, ein elastomerer Bestandteil, der im Handel von Shell Chemical Co. unter der Handelsbezeichnung "K-FG 1901X" erhältlich ist; und 3% phosphoriges Triscaprolactam wurden dem 25 mm (1 Zoll) messenden Killion- Extruder zugeführt und zur Bildung von Strängen verarbeitet, und dies unter Bedingungen und in einer Art, die benutzt werden, um die Gegenstände gemäß den oben zitierten Beispielen 1- 4 zu bilden. Das Extrudat wurde spritzgegossen, um Zugtestbarren des Typus 2 gemäß den Erfordernissen nach ASTM D-638 zu bilden, und physikalische Tests ergaben dann die folgenden Resultate: wiederholter Izod-Kerbtest 74,7 N/m (1,4 ft-lb/in), ein Zugmodul von 1,786 kPa (259 kpsi), eine Zugfestigkeit von 42,1 MPa (6,1 kpsi) und eine Bruchdehnung von 23%.

Beispiel 7

Eine Mischung aus 49 Gewichtsteilen eines Poly(phenylenäthers) mit einer in Chloroform gemessenen Strukturviskosität von 0,36 und 49 Gewichtsteilen Poly(äthylenterephthalat) wurde in einem abgedichteten Behälter mit 2 Gewichtsteilen phosphorigem Triscaprolactam taumelgemischt. Anschließend wurde jede der Mischungen dem an der Einfüllöffnung eines mit einer zweistufigen Maddox-Schnecke von 25mm (1 Zoll) ausgerüsteten Killion- Einschneckenextruders gelegenen Zufuhrtrichter zugeführt. Das Extrudergehäuse hatte ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 30 zu 1, wobei die Zonen des Gehäuses auf folgende Temperaturen erhitzt wurden: Zone 1: 260-249ºC (500-480 Grad F), Zone 2: 249ºC (480 Grad F), Zone 3: 260ºC (500 Grad F), Zone 4: 260-271ºC (500-520 Grad F). Der Extruder wies eine 394 mm (15,5 Zoll) von der Zufuhröffnung der Schnecke beabstandete und direkt einer Hochdruckzone vorausgehende Einspritzöffnung auf, welche Zone eine Länge von 203 mm (8 Zoll) besaß, und der Extruder wies auch eine in der Nähe der Matrize gelegene Vakuumöffnung auf. Die Vakuumöffnung wurde so betrieben, daß sie ein an 0 MPa (0 mm Quecksilber) angenähertes Vakuum erzeugte. Die erste Ausgangsmatrize wurde auf einer Temperatur von 271ºC (520 Grad F) gehalten, und die zweite Matrize wurde auf einer Temperatur von 243-282ºC (470-540 Grad F) gehalten. Der Extruder war mit einer zweistufigen Maddock-Schnecke ausgestattet, und während der ganzen Extrusion wurde die Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke konstant auf 52 U/ min. gehalten, wobei der Motor einen Strom von 5,0 Ampère zog, um eine Durchlaufleistung von 22 Gramm pro Minute an Extrudat zu erzielen. Das die Matrize verlassende Extrudat wies die Form von Strängen mit einem Durchmesser von 6 mm (¼ Zoll) auf, welche Stränge rasch durch ein Wasserbad geführt wurden, um sie abzuschrecken und zu kühlen. Die Stränge wurden anschließend pelletiert, um ein für den Spritzguß brauchbares Ausgangsmaterial zu bilden. Vom so gebildeten Extrudat wurde festgestellt, daß es bernsteinfarben war. Ein Teil der so geformten Pellets wurde ausgeschieden, zur Bildung eines feinen Pulvers vermahlen und ausgiebig in Chloroform extrahiert, um so viel wie möglich des nicht umgesetzten, im Extrudat verbliebenen PPEs zu entfernen und um die Menge des extrahierbaren PPEs im pelletierten Extrudat zu bestimmen, welches dann im Vakuum getrocknet wurde.
Das pelletierte Extrudat wurde anschließend spritzgegossen, um Testbarren gemäß den Spezifikationen von ASTM D-638 zu bilden. Der verwendete Extruder war eine Arburg-Spritzgußmaschine, die auf einer Schmelzetemperatur von 82ºC (180 Grad F) gehalten und so eingestellt wurde, daß sie die folgenden Gehäusetemperaturen aufwiesen: erste Gehäusetemperatur 285 Grad C, zweite Gehäusetemperatur 285 Grad C, dritte Gehäusetemperatur 280 Grad C. Die Geschwindigkeit der Schnecke wurde mit 200 angesetzt, wobei der Schneckenmotor auf 18,0 eingestellt war. Der Nachdruck betrug 7,6 MPa (1100 psi), der Haltedruck 2,8 MPa (400 psi). Für den Gießbetrieb wurde eine Schußgröße von 3,2 kg (7 lbs) angewandt, und es wurden die folgenden Zeiten verwendet: Einspritzzeit 0,06 sec., eine Haltezeit von 15,0 sec., eine Abkühlzeit von 10,0 sec. und eine Formöffnungszeit von 2,5 sec. Von den gegossenen Mustern wurde festgestellt, daß sie zu ihrem Entfernen keine zusätzlichen Formtrennmittel benötigten, bei Kühlung keine Verwerfung zeigten und keine Abblätterung aufwiesen. Die Tests zur Ermittlung der physikalischen Eigenschaften ergaben die folgenden Resultate: Zugfestigkeit: 66,2 MPa (9,6 kpsi), Zugmodul: 2,296 GPa (333 kpsi), prozentuelle Dehnung: 3,8%.

Beispiel 8

Eine Mischungszusammensetzung, die aus 49 Gewichtsteilen einem vorgemischten Gemenge bestand, welche durch Co-Extrudieren einer Mischung aus PPE und Kraton FG 1901x (mit einem Verhältnis von PPE:Kraton von 80:20), 10 Gewichtsteilen eines Poly(carbonats) (Lexan 101), 39 Gewichtsteilen Poly(äthylenterephthalats) und 2 Gewichtsteilen phosphorigen Triscaprolactams wurden dem an der Einfüllöffnung eines mit einer zweistufigen Maddox-Schnecke von 25mm (1 Zoll) ausgerüsteten Killion-Einschneckenextruders gelegenen Zufuhrtrichter zugeführt, wie im Zusammenhang mit Beispiel 6 beschrieben. Die Gehäusezonen wurden auf folgende Temperaturen erhitzt: Zone 1: 260-238ºC (500-460 Grad F), Zone 2: 249ºC (480 Grad F), Zone 3: 260ºC (500 Grad F), Zone 4: 260-271ºC (500-520 Grad F). Der Extruder wies eine 394 mm (15,5 Zoll) von der Einfüllöffnung für die Schnecke beabstandete und direkt einer Hochdruckzone vorausgehende Einspritzöffnung auf, welche Zone eine Länge von 203 mm (8 Zoll) besaß, und der Extruder wies auch eine in der Nähe der Matrize gelegene Vakuumöffnung auf. Die Vakuumöffnung wurde so betrieben, daß sie ein sich 0 MPa (0 mm Quecksilber) näherndes Vakuum erzeugte. Die erste Ausgangsmatrize wurde auf einer Temperatur von 271ºC (520 Grad F) gehalten, und die zweite Matrize wurde auf einer Temperatur von 216-282ºC (420- 540 Grad F) gehalten. Für die zweistufige Maddock-Schnecke wurde eine Drehgeschwindigkeit von 52 U/min. aufrechtgehalten, und der Motor zog einen Strom von 4,5 Ampère, um eine Durchlaufleistung von 50 Gramm pro Minute an Extrudat zu erzielen. Das die Matrize verlassende Extrudat wies die Form von Strängen mit einem Durchmesser von 6 mm (¼ Zoll) auf, welche Stränge rasch durch ein Wasserbad geführt wurden, um sie abzuschrecken und zu kühlen. Die Stränge wurden anschließend pelletiert, um ein für den Spritzguß brauchbares Ausgangsmaterial zu bilden. Vom so geformten Extrudat wurde festgestellt, daß es bernsteinfarben war. Ein Teil der Pellets wurde ausgeschieden, zur Bildung eines feinen Pulvers vermahlen und ausgiebig in Chloroform extrahiert, um so viel wie möglich des nicht umgesetzten, im Extrudat verbliebenen PPEs zu entfernen und um die Menge des extrahierbaren PPEs im pelletierten Extrudat zu bestimmen, welches dann im Vakuum getrocknet wurde.
Das pelletierte Extrudat wurde danach spritzgegossen, um in der im obigen Beispiel 6 ausgeführten Art Testbarren des Typus 2 gemäß den Spezifikationen von ASTM D-638 zu bilden, wonach die so gebildeten Proben physikalischen Tests unterzogen wurden. Die physikalischen Testresultate ergaben folgendes: Zugfestigkeit 4,185 GPa (607 kpsi); Zugmodul 1,7 GPa (247 kpsi), prozentuelle Dehnung 36,6%.

Claims

1. Zusammensetzung nach der Formel:

worin X eine Kette von zumindest 4 Wiederholungseinheiten eines CH&sub2;-Monomers darstellt, welche bis zu 11 Wiederholungseinheiten des CH&sub2;-Monomers enthält.

2. Verfahren zum Herstellen der Zusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Einschluß des Verfahrensschrittes der Umsetzung eines Lactams und eines phosphorigen Trihalogenides in Gegenwart einer Base in einem inerten Lösungsmittel.

3. Verfahren zum Herstellen der Zusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Einschluß des Verfahrensschrittes der Umsetzung eines Lactams und eines phosphorigen Trihalogenides in Gegenwart einer Base in einem inerten Lösungsmittel, wobei

das Lactam aus der aus 2-Piperidon, Caprolactam und Laurolactam bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und

das phosphorige Trihalogenid ein Material ist, welches allgemein durch die Formel

dargestellt wird, und worin Y unter der aus Fluor, Brom, Jod und Chlor bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, welches ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß das Lactam mit dem phosphorigen Trihalogenid in einem Verhältnis von zumindest 3:1 kombiniert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, welches ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß das inerte Lösungsmittel aus der aus Tetrahydrofuran oder einem aprotischen Lösungsmittel, einschließlich Dioxan, Glym und Diglym, bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 5, welches ferner gekennzeichnet ist, durch: Gewinnen eines trockenen Reaktionsproduktes der Reaktion des phosphorigen Trihalogenides und des Lactams.