DE966185C - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Polyaethylen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 11. JULI 1957

B 25064 X139a

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Polyäthylen.

Wenn Polyäthylen mit einem Molekulargewicht oberhalb io ooo zu Spritzgußgegenständen, Hohlkörpern, Folien und ähnlichen Artikeln verarbeitet wird, so neigen diese nach einer längeren Gebrauchsdauer zur Bildung von Rissen. Folien, besonders die im Blasverfahren erzeugten, sind milchig trübe und mit mehr oder weniger großen Knötchen durchsetzt. Um diese Nachteile zu beseitigen, ist es üblich, das Polyäthylen einem Homogenisierungsprozeß zu unterwerfen. Die bisher bekanntgewordenen Homogenisierungsverfahren schmelzen das Polyäthylen auf und treiben es durch enge Spalte oder Kanäle. Der Homogenisierungseffekt all dieser Verfahren ist jedoch nicht befriedigend.

Es ist weiterhin bekannt, daß thermoplastische Kunststoffbänder dadurch erzeugt werden können, daß das thermoplastische Material kontinuierlich durch mehrere unmittelbar hintereinander angeordnete Walzenpaare geführt wird, wobei die Anfangsgeschwindigkeit der ersten Walzen höher ist als die der letzten Walzen. Dieses Verfahren hat zum Ziel, eine gleichmäßige Folie bzw, gleichmäßige Bänder as zu erzeugen. Die Walzen werden vorzugsweise elektrisch geheizt, und die Eingangswalzen haben eine Temperatur, die höher als der Schmelzpunkt

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bzw. Gelierpunkt des thermoplastischen Materials liegt und so hoch ist, daß bei längerer Einwirkung eine Veraschung erfolgen könnte. Man erreicht durch diese Maßnahme eine sehr schnelle Durchwärmung des Material. Dieses Verfahren beschreibt also Maßnahmen, um zu einer schonenden und schnellen Erwärmung, gegebenenfalls unter Geilieren des Materials zu kommen.

Es wurde nun gefunden, daß man Polyäthylen ίο technisch einfach und in besonders wirkungsvoller Weise homogenisieren und damit seine Eigenschaften allgemein verbessern kann, wenn man es im Temperaturbereich zwischen Umwandlungsund Schmelzpunkt, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes, durch enge Spalte treibt, wobei die Geschwindigkeit der Begrenzungsflächen zueinander bzw. die Durchtrittsgeschwindigkeit des Polyäthylens so gewählt wird, daß es während der Verarbeitung nicht schmilzt. Besonders vorteilhaft ist es, das Polyäthylen durch enge Spalte zwischen schnell laufenden Rotationskörpern mit stark unterschiedlicher Geschwindigkeit zu treiben.

Wichtig ist bei diesem Verfahren, daß unterhalb des Schmelzpunktes des Polyäthylens gearbeitet wird, weil überraschenderweise die Homogenisierung dann wesentlich schneller und gründlicher durchführbar ist, als wenn man das Polyäthylen in geschmolzenem Zustand in sonst gleicher Weise behandelt. Die untere Temperaturgrenze für das Verfahren ist der Umwandlungspunkt des Polyäthylens, d. h. bei den derzeit gebräuchlichen Polyäthylenen eine Temperatur von etwa 6o° (s. Transactions of the Faraday Society, Vol. XLI, 1945, S. 49 bis 56,. insbesondere S. 50, ab Zeile 14 von unten, S. 54, letzter Absatz, und S. 56, drittletzter und vorletzter Absatz). Wesentlich ist für das Verfahren, daß man das Polyäthylen durch möglichst enge Spalte treibt, deren Weite zweckmäßig nicht mehr als ι mm betragen sollte. Dabei sollen die relativen Geschwindigkeiten der Begrenzungsflächen zueinander oder zur Durchtrittsgeschwindigkeit des Polyäthylens möglichst hoch sein, jedoch nur so hoch, daß das Polyäthylen nicht schmilzt und möglichst eine Temperatur von etwa 80 bis 90⁰ annimmt.

Für das Verfahren kann man Walzen in der bekannten Zwei-, Drei- oder Vierfachanordnung verwenden. Praktisch eignet sich jede derartige Maschine, die mit schnell umlaufenden Walzen ausgerüstet ist, die wegen der Erwärmung durch die Reibung gekühlt werden. Beim Durchgang durch die engen Spalte wird das Polyäthylen sehr fein ausgestrichen, und zwar im festen, also nicht geschmolzenen Zustand. Das Polyäthylen nimmt dabei eine kreppartige Form an. Es können auch andere Anordnungen an Stelle solcher Walzen verwendet werden, wie Strangpressen, Schneckenmaschinen, Kneter u. dgl., sofern das Polyäthylen auch auf diesen unterhalb seines Schmelzpunktes fein ausgestrichen wird.

Bei Verwendung von Walzensystemen genügt oft schon ein einmaliger Durchgang, um eine weitgehende Homogenisierung des Polyäthylens zu erzielen. Die Zahl der Durchgänge ist einerseits abhängig vom mittleren Molekulargewicht, der polymer-homologen Verteilung sowie dem Vernetzungsgrad der Moleküle des Polyäthylens und andererseits von der Spaltweite und der Relativgeschwindigkeit der den Spalt bildenden Begrenzungsflächen zueinander bzw. zu der Durchtrittsgeschwindigkeit des Polyäthylens. Es ist so beispielsweise möglich, bei Walzenanordnungen durch Vergrößerung des Unterschieds der Umfangsgeschwindigkeiten die Zahl der Durchgänge zu verringern. Man kann bei Verwendung von Mehrwalzensystemen das Polyäthylen kontinuierlich auf das erste Walzenpaar aufgeben. Es kann nach dem Durchgang durch den ersten engen Spalt unmittelbar oder mit Hilfe einer Transportvorrichtung auf das nächste Walzenpaar und eventuell auf weitere gelangen. Nach dem letzten Durchgang wird das Polyäthylen zweckmäßig einer Vorrichtung zugeführt, die es, z. B. durch Aufschmelzen, in eine für^die Weiterverarbeitung geeignete Form überführt. Auf diese Weise homogenisiertes Polyäthylen läßt sich zu praktisch vollkommen transparenten Fertigteilen verarbeiten. Es ist sehr gesehmeidig, gut verarbeitbar und frei von Knötchen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Polyäthylen durch mechanische Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß Polyäthylen im Temperaturbereich zwischen Umwandlungsund Schmelzpunkt, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes, durch enge Spalte getrieben wird, wobei die Geschwindigkeit der Begrenzungsfiächen zueinander bzw. die Durchtrittsgeschwindigkeit des Polyäthylens so gewählt wird, daß es während der Verarbeitung nicht schmilzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 836 711, 827547.

   © 509565/177 9.55 (709581/38 7.57)