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EP0579628A1 - Alloys of cycloolefin polymers and polyarylether ketones - Google Patents

Alloys of cycloolefin polymers and polyarylether ketones

Info

Publication number
EP0579628A1
EP0579628A1 EP92907067A EP92907067A EP0579628A1 EP 0579628 A1 EP0579628 A1 EP 0579628A1 EP 92907067 A EP92907067 A EP 92907067A EP 92907067 A EP92907067 A EP 92907067A EP 0579628 A1 EP0579628 A1 EP 0579628A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
alloy according
polyaryl ether
structural units
cycloolefin
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP92907067A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich Epple
Arnold Schneller
Harald Cherdron
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Publication of EP0579628A1 publication Critical patent/EP0579628A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L65/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S526/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S526/943Polymerization with metallocene catalysts

Definitions

  • cycloolefin polymers have been the subject of many publications in recent times. It is known that these olefins can be polymerized using various catalysts. Depending on the catalyst, the polymerization proceeds via ring opening (US-A-3557072, US-A-4178424) or with opening of the double bond (EP-A-156464, EP-A-283164, EP-A-291208, EP-A -291970, DE-A-3922546).
  • Cycloolefin homo- and copolymers are a class of polymers with an outstanding level of properties. Among other things, they excel from high heat resistance, hydrolytic stability, low water absorption, weather resistance and transparency. However, the processability at high temperatures and shear forces is limited by oxidative and thermal processes. Additives such as antioxidants and thermal stabilizers are used to increase the thermal processing range. High levels of additives can lead to a strong negative impact on mechanical properties such as the modulus of elasticity and the tensile strength. Additives can thus act as plasticizers, whereby the shear modulus is also reduced over a wide temperature range.
  • the flowability of the polymer can be improved by flow improvers such as PE waxes.
  • flow improvers such as PE waxes.
  • Polyaryl ether ketones are also well known, as evidenced by the large number of publications on synthesis and properties: US-A-3953400; US-A-3956240; US-A-4247682; US-A-4320224; US-A-4339568; Polymer 22: 1096-1103 (1981); Polymer 24 (1983), 953-958.
  • Polyaryl ether ketones are also a valuable class of polymers, which are characterized, among other things, by good impact strength and high thermal resistance. Some polyaryl ether ketones are highly crystalline and show melting temperatures of well over 300 ° C, others are amorphous.
  • Amorphous and partially crystalline polyaryl ether ketones with different molecular weights can be obtained by electrophilic aromatic substitution (US-A-3065205; US-A-3956240) or nucleophilic aromatic substitution (J. Polymer Sei., 1967, A-1, 5, 2415-2427; US -A-4107837; US-A-4175175, DE-B-1545106, CA-A-847963, DE-A-2803873).
  • the object of the present invention is therefore to provide alloys made of cycloolefin polymers and polyaryl ether ketones with increased flowability with further improvement of the mechanical properties.
  • the invention relates to polymer alloys containing at least two components (A) and (B), characterized in that
  • (B) is at least one polyaryl ether ketone, (A) being present in amounts of 1 to 99% by weight and (B) being in amounts of 99 to 1% by weight and the amounts of (A) and (B) being relative add up to 100% by weight in relation to the total alloy.
  • Cycloolefin polymers (A) suitable for the alloys according to the invention contain structural units which are derived from at least one monomer of the formulas I to VI or VII
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and represent a hydrogen atom or a C 1 -C 8 alkyl radical, the same radicals in the different formulas can have different meanings and n is an integer from 2 to 10.
  • the cycloolefin polymers (A) can contain further structural units which are derived from at least one acyclic 1-olefin of the formula VIII
  • R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are identical or different and denote a hydrogen atom or a C 1 -C 8 -alkyl radical.
  • Preferred comonomers are ethylene or propylene.
  • Copolymers of polycyclic olefins of the formulas I or III and the acyclic olefins of the formula VIII are used in particular.
  • Particularly preferred cycloolefins are norbornene and tetracyclododecene, which are characterized by C -.- C. j -Alkyl can be substituted, ethylene-norbornene copolymers being of particular importance.
  • monocyclic olefins of formula VII cyclopentene, which may be substituted, is preferred.
  • Mixtures of two or more olefins of the respective type are also to be understood as polycyclic olefins, monocyclic olefins and open-chain olefins. This means that cycloolefin homopolymers and copolymers such as bi-, ter- and multipolymers can be used.
  • the cycloolefin polymerizations which proceed with the opening of the double bond can either be homogeneous, which means that the catalyst system is soluble in the polymerization medium (DE-A-3 922 546, EP-A-0 203 799), or can be catalyzed using a conventional Ziegler catalyst system (DD -A-222 317, DD-A-239 409).
  • cycloolefin homo- and copolymers which contain structural units derived from monomers of the formulas I to VI or VII are preferred with the aid of a homogeneous catalyst consisting of a metallocene, the central atom of which is a metal from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium and Tantalum, which forms a sandwich structure with two bridged mono- or polynuclear ligands, and an aluminoxane.
  • the bridged metallocenes are prepared according to a known reaction scheme (cf. J. Organomet. Chem. 288 (1985) 63-67 and EP-A-320 762).
  • the aluminoxane which acts as a cocatalyst, can be obtained by various methods (cf. S. Pasynkiewicz, Polyhedron 9 (1990) 429).
  • the structure as well as the synthesis of this catalyst and the suitable conditions for the polymerization of these cycloolefins are described in detail in DE-A-3 922 546 and in an earlier priority, not previously published patent application (DE-A-4 036 264).
  • Cycloolefin polymers with a viscosity number greater than 20 cm 3 / g and a glass transition temperature between 100 and 200 ° C. are preferably used.
  • the alloys can also contain cycloolefin polymers which have been polymerized with ring opening in the presence of, for example, catalysts containing tungsten, molybdenum, rhodium or rhenium.
  • the cycloolefin polymers obtained in this way have double bonds which can be removed by hydrogenation (US Pat. Nos. 3,557,072 and 4,178,424).
  • the cycloolefin polymers used for the alloys according to the invention can also be obtained by grafting with at least one monomer selected from the group consisting of (a) ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids and / or their derivatives, (b) styrenes, (c) organic silicone components contain an olefinic unsaturated bond and a hydrolyzable group and (d) unsaturated epoxy components, be modified.
  • the modified cycloolefin polymers obtained have excellent properties similar to the unmodified cycloolefin polymers. In addition, they have a particularly good adhesion to metals and synthetic polymers. The good compatibility with other polymers should be emphasized.
  • Polyaryl ether ketones (B) suitable for the alloys according to the invention are composed of at least one structural unit of the formula IX
  • R 1 and R 2 are identical or different and are halogen, preferably bromine, C.-C alkyl or ⁇ alkoxy, preferably C, -. C 4 alkyl or alkoxy, aryl, preferably phenyl, or aryloxy groups, k and n are identical or different and are generally integers zero, 1, 2, 3 or 4, preferably zero, 1 or 2, in particular zero or 2 and D is a cycloalkylidene group or a group selected from the following bivalent groups: D 1
  • the molar ratio of the monomers containing -X- or -Y- is generally 0.95 to 1.05 to 1.00, preferably 1: 1.
  • this molar ratio is generally 1 0001 to 1 0600 to 1, preferably 1 0020 to 1 0500 to 1 and in particular 1 0040 to 1 0500 to 1.
  • the polymers listed can be homopolycondensates, which therefore contain only one unit of the type -X- and one unit of the type -Y- per recurring unit, or copolycondensates which contain two or more different units of the type -X- and / or two or contain several different units of type -Y-.
  • -X- is preferably selected from X 1 and X 2 and X is particularly preferred.
  • 2 -Y- is preferably selected from Y ⁇ Y 2, Y 3, Y is particularly preferable.
  • 3 -b- is preferably D 2 , D 3 , D 4 , D 5 , D 6 , D 7 , D 8 , D 9 , D 10 or a cycloalkylidene group.
  • D 4 , D 5 , D 9 , D 10 or a cycloalkylidene group are particularly preferred.
  • -Y- is preferably Y 1 or Y 2 and n is zero, 1 or 2, in particular zero.
  • -X- is also preferably selected from X 1 and X 2
  • X is particularly preferred.
  • 2 -Y- is preferably Y 1 and / or a radical selected from Y 2 to Y 8 .
  • the combination Y 1 and Y 3 is particularly preferred.
  • Amorphous polyaryl ether ketones differ from the partially crystalline polyaryl ether ketones, both in the alloys according to the invention can be used in that they have no melting point, but only a glass transition temperature of at least 140 ° C, preferably at least 155 ° C.
  • Homo- and copolycondensates which preferably contain X 2 and / or X 3 can also be used for the alloys of the invention.
  • Preferred copolycondensates are a combination of X 2 and X 3 , where -Y- is Y 1 and n is zero.
  • linear aromatic polyaryl ether ketones which are composed of at least one of the structural units (IX) and whose radical -Y- represents at least one radical Y 6 or Y 7 , which may also contain units of the radical Y 3 , in which -D- the group D 4 is used.
  • Such polyaryl ether ketones have a glass transition temperature of at least 170 ° C, preferably at least 185 ° C.
  • the indane-containing polyaryl ether ketones preferably have the structure
  • the indices r and s generally have values above 10, the molecular weights resulting from the monomer ratios and expressed in the inherent viscosities of the polymers. Due to the small excess of the dihalo compounds used, the polyaryl ether ketones have Halogen atoms (shark), generally chlorine and preferably fluorine, on the chain ends.
  • polymer mixtures can also be used, consisting of two or more of the homopolycondensates mentioned above, one or more of the homopolycondensates mentioned and one or more of the copolycondensates mentioned or two or more of the copolycondensates mentioned.
  • polyaryl ether ketones (B) are prepared under the usual conditions by the methods already mentioned, which are also described, for example, in High Performance Polymers, 1989, Vol. 1 (1), 41-59 and in Polymer, 29 (1988), 358-369 to be discribed.
  • the semi-crystalline polyaryl ether ketones have inherent viscosities, determined according to DIN 51562, as a measure of their molecular weight, measured in a solution of 0.1 g of the polymer in 100 ml of 96% sulfuric acid at 25 ° C., of generally 0.2 to 2 5 dl / g, preferably 0.4 to 2.5 dl / g and in particular 0.4 to 2.0 dl / g.
  • the inherent viscosity of the amorphous polyaryl ether ketones measured in a solution of 0.1 g of the polymer in 100 ml of chloroform at 25 ° C., is in the generally at 0.2 to 2.5 dl / g, preferably at 0.4 to 1.5 dl / g.
  • the indane-containing polyaryl ether ketones have a viscosity of at least 0.3 dl / g.
  • the alloys according to the invention preferably contain 3 to 97% by weight and particularly preferably 5 to 95% by weight of the cycloolefin polymers (A) and preferably 97 to 3% by weight and particularly preferably 95 to 5% by weight of the polyaryl ether ketones (B), where the proportions of components A and B, relative to the total alloy, add up to 100% by weight.
  • the alloys according to the invention can contain one or more cycloolefin polymers and one or more polyaryl ether ketones as well as modified cycloolefin polymers, modified polyaryl ether ketones and graft copolymers.
  • the alloys according to the invention are manufactured and processed by standard methods known for thermoplastics, such as e.g. by kneading, extrusion or injection molding.
  • the alloys according to the invention can contain additives, for example thermal stabilizers, UV stabilizers, antistatic agents, flame retardants, plasticizers, dyes, pigments, inorganic and organic fillers, i.e. in particular also reinforcing additives such as glass, carbon or high-modulus fibers.
  • additives for example thermal stabilizers, UV stabilizers, antistatic agents, flame retardants, plasticizers, dyes, pigments, inorganic and organic fillers, i.e. in particular also reinforcing additives such as glass, carbon or high-modulus fibers.
  • the alloys can be used particularly advantageously as a matrix material for composite materials. They are also suitable for the production of moldings by the injection molding or extrusion process, for example in the form of plates, fibers, films and tubes.
  • the pink residue was washed with 20 cm 3 CH 2 CI 2 , dried in an oil pump vacuum and extracted with 120 cm 3 toluene. After stripping off the solvent and drying in an oil pump vacuum, 0.55 g of the zircon complex was obtained in the form of a pink-red crystal powder.
  • a clean and dry 75 dm 3 polymerization reactor with stirrer was purged with nitrogen and then with ethylene and filled with 22,000 g of melted norbornene (Nb). The reactor was then brought to a temperature of 70 ° C. with stirring and 6 bar of ethylene were injected.
  • the filtered polymer was then mixed with a mixture of two parts of 3-normal hydrochloric acid and one part of ethanol and stirred for 2 hours.
  • the polymer was then filtered off again, washed neutral with water and dried at 80 ° C. and 0.2 bar for 15 hours. A product amount of 4400 g was obtained.
  • COC A2 was prepared analogously to that of COC A1, with some of the conditions summarized in Table 1 being changed.
  • Metallocene A rac-dimethylsilyl-bis- (1-indenyl) zirconium dichloride
  • VZ Viscosity numbers determined according to DIN 53728 M w , M n : GPC 150-C ALC Millipore Waters Chromatograph
  • B1 contains 70 mol% of structural units a and 30 mol% of structural units b and B3 40 mol% of structural units a and 60 mol% of structural units b.
  • the inherent viscosity of B1 measured in 96% sulfuric acid at 25 ° C, is 0.45 dl / g.
  • the polymers described above were first dried (130 ° C., 24 h, vacuum) and then in different weight ratios in a measuring kneader (from HAAKE (Karlsruhe), Rheocord System 40 / Rheomix 600) or measuring extruder (from HAAKE (Karlsruhe) , Rheocord System 90 / Rheomex TW 100) kneaded or extruded under protective gas (Ar).
  • the ground or granulated alloys obtained were dried (130 ° C., 24 h, vacuum) and then pressed into sheets (120 ⁇ 1 mm) (vacuum press: Polystat 200 S, from Schwabenthan (Berlin)).
  • the ground or granulated alloys were introduced into a suitable mold in the press preheated to 335 ° C., a vacuum was drawn and the mixture was melted for 10 minutes. At the above temperature, a pressure of 100 bar was reached, the mixture was left for 5 minutes and cooled to room temperature within 10 minutes. The melt press plates obtained were examined for their physical properties.
  • DSC-7 differential scanning calorimeter (DSC-7) from Perkin-Elmer (Überlingen) for measuring, for example, glass levels, melting points and heat of fusion.
  • Thrust module damping and linear expansion.
  • a tensile strain testing machine (type: Instron 4302) from Instron
  • the water content was determined in accordance with ASTM D 4019-81.
  • the cycloolefin copolymer (A1) and the partially crystalline polyaryl ether ketone (B1) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere.
  • the table below shows the thermal properties of the alloys.
  • the cycloolefin copolymer (A1) and the partially crystalline polyaryl ether ketone (B1) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground. After intensive drying, the ground products were used to measure the flowability.
  • the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B2) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere.
  • the table below shows the thermal properties of the alloys.
  • the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B2) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground.
  • the ground products were dried intensively and the water absorption was determined after storage, 564 h at 23 ° C. and 85% relative humidity.
  • the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B2) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground. After intensive drying, the ground products were used to measure the flowability.
  • the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B3) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere.
  • the table below shows the thermal properties of the alloys.
  • the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B3) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground. After intensive drying, the ground products were pressed into press plates.
  • the table below shows the mechanical data of the alloys.
  • the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B3) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground. After intensive drying, the ground products were used to measure the flowability.
  • the cycloolefin copolymer (A2) and the amorphous polyaryl ether ketone (B4) were mixed in different weight ratios intensive drying, extruded and granulated together under an argon atmosphere.
  • the table below shows the thermal properties of the alloys.
  • the cycloolefin copolymer (A2) and the amorphous polyaryl ether ketone (B4) were extruded and granulated together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere. After intensive drying, the granules were then pressed into press plates.
  • the table below shows the mechanical data of the alloys.

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Abstract

Des alliages polymères contiennent (A) au moins un polymère de cyclooléfine et (B) au moins une cétone de polyaryléther, la quantité de (A) étant comprise entre 1 et 99 % en poids et la quantité de (B) étant comprise entre 99 et 1 % en poids, de sorte que les deux quantités ajoutées s'élèvent à 100 % en poids de l'alliage. Ces alliages polymères sont utiles comme matrices de matériaux composites ou pour produire des corps moulés.Polymer alloys contain (A) at least one cycloolefin polymer and (B) at least one polyarylether ketone, the amount of (A) being between 1 and 99% by weight and the amount of (B) being between 99 and 1% by weight, so that the two amounts added amount to 100% by weight of the alloy. These polymer alloys are useful as matrices for composite materials or for producing molded bodies.

Description

Beschreibungdescription
Legierungen aus Cycloolefinpolymeren und PolyaryletherketonenAlloys from cycloolefin polymers and polyaryl ether ketones
Die Synthese und die Eigenschaften von Cycloolefinpolymeren sind Gegenstand vieler Publikationen in jüngster Zeit. Es ist bekannt daß diese Olefine mittels verschiedener Katalysatoren polymerisiert werden können. Dabei verläuft die Polymerisation in Abhängigkeit vom Katalysator über Ringöffnung (US-A-3557072, US-A-4178424) oder unter Öffnung der Doppelbindung (EP-A-156464, EP-A-283164, EP-A-291208, EP-A-291970, DE-A-3922546).The synthesis and properties of cycloolefin polymers have been the subject of many publications in recent times. It is known that these olefins can be polymerized using various catalysts. Depending on the catalyst, the polymerization proceeds via ring opening (US-A-3557072, US-A-4178424) or with opening of the double bond (EP-A-156464, EP-A-283164, EP-A-291208, EP-A -291970, DE-A-3922546).
Cycloolefinhomo- und copolymere sind eine Polymerklasse mit herausragendem Eigenschaftsniveau. Sie zeichnen sich u.a. aus durch hohe Wärmeformbestäπdigkeit, hydrolytische Stabilität, geringe Wasseraufnahme, Witterungsbeständigkeit und Transparenz. Allerdings ist die Verarbeitbarkeit bei hohen Temperaturen und Scherkräften durch oxidative und thermische Prozesse limitiert. Um den thermischen Verarbeitungsbereich zu vergrößern werden Additive wie Antioxidatien und thermische Stabilisatoren eingesetzt. Hohe Gehalte an Additiven können dazu führen, daß eine stark negative Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften wie des E-Moduls und der Reißspannung auftritt. Additive können somit als Weichmacher wirken, wobei auch der Schubmodul über einen breiten Temperaturbereich herabgesetzt wird.Cycloolefin homo- and copolymers are a class of polymers with an outstanding level of properties. Among other things, they excel from high heat resistance, hydrolytic stability, low water absorption, weather resistance and transparency. However, the processability at high temperatures and shear forces is limited by oxidative and thermal processes. Additives such as antioxidants and thermal stabilizers are used to increase the thermal processing range. High levels of additives can lead to a strong negative impact on mechanical properties such as the modulus of elasticity and the tensile strength. Additives can thus act as plasticizers, whereby the shear modulus is also reduced over a wide temperature range.
Um die Verarbeitbarkeit eines Polymeren ohne Auftreten hoher Scherkräfte zu gewährleisten kann die Fließfähigkeit des Polymeren durch Fließverbesserer wie PE-Wachse verbessert werden. Es wird aber auch hier eine stark negative Beeinträchtigung der oben erwähnten mechanischen Eigenschaften verzeichnet.In order to ensure the processability of a polymer without the occurrence of high shear forces, the flowability of the polymer can be improved by flow improvers such as PE waxes. However, there is also a strong negative impairment of the mechanical properties mentioned above.
Polyaryletherketone sind gleichfalls gut bekannt, was die große Zahl von Publikationen über Synthese und Eigenschaften belegt: US-A-3953400; US-A-3956240; US-A-4247682; US-A-4320224; US-A-4339568; Polymer 22 (1981), 1096-1103; Polymer 24 (1983), 953-958. Auch bei Polyaryletherketonen handelt es sich um eine wertvolle Polymerklasse, die sich u.a. durch gute Schlagzähigkeit und hohe thermische Beständigkeit auszeichnet. Einige Polyaryletherketone sind hoch kristallin und zeigen Schmelztemperaturen von weit über 300 °C, andere sind amorph. Amorphe und teilkristalline Polyaryletherketone können mit unterschiedlichen Molekulargewichten durch elektrophile aromatische Substitution (US-A-3065205; US-A-3956240) bzw. nukleophile aromatische Substitution (J. Polymer Sei., 1967, A-1, 5, 2415-2427; US-A-4107837; US-A-4175175, DE-B-1545106, CA-A-847963, DE-A-2803873) synthetisiert werden.Polyaryl ether ketones are also well known, as evidenced by the large number of publications on synthesis and properties: US-A-3953400; US-A-3956240; US-A-4247682; US-A-4320224; US-A-4339568; Polymer 22: 1096-1103 (1981); Polymer 24 (1983), 953-958. Polyaryl ether ketones are also a valuable class of polymers, which are characterized, among other things, by good impact strength and high thermal resistance. Some polyaryl ether ketones are highly crystalline and show melting temperatures of well over 300 ° C, others are amorphous. Amorphous and partially crystalline polyaryl ether ketones with different molecular weights can be obtained by electrophilic aromatic substitution (US-A-3065205; US-A-3956240) or nucleophilic aromatic substitution (J. Polymer Sei., 1967, A-1, 5, 2415-2427; US -A-4107837; US-A-4175175, DE-B-1545106, CA-A-847963, DE-A-2803873).
Beide Polymerklassen werden thermoplastisch verarbeitet. Hohe und zeitlich lange thermische Belastungen führen bei den Cycloolefinpolymeren zu Zer setzungs- und Oxidationsprodukten. Kürzere thermische Belastungsintervalle, d.h. höhere Ausstoßleistungen durch Verbesserung der Fließfähigkeit, beim Extrudieren bzw. Spritzgießen wären deshalb von Vorteil. Für einige Anwendungen der Polyaryletherketone, beispielsweise als Matrixmateriaiien für Composites, sind deren mechanische Eigenschaften beispielsweise der E-Modul bzw. der Schubmodul weiterhin verbesserungsbedürftig. In diesem Zusammenhang ist die hohe Wasseraufnahme amorpher Polyaryletherketone störend. Sie schränkt den Dauereinsatz bei hoher Feuchtigkeit ein, da die Dimensionsstabilität nicht gewährleistet ist. Eine geringere Wasseraufnahme wäre deshalb von Vorteil. Es ist nun bekannt, daß wichtige Eigenschaften von Polymeren, wie die obengenannten verändert werden können, in dem man Polymere mit anderen Polymeren legiert. Man ist bis heute jedoch weit davon entfernt, die Eigenschaften einer Legierung aus den Eigenschaften der Einzelkomponenten gesichert vorhersagen zu können.Both polymer classes are processed thermoplastic. High and long-term thermal loads lead to decomposition and oxidation products in the cycloolefin polymers. Shorter thermal load intervals, i.e. higher output through improved flowability, when extruding or injection molding would therefore be an advantage. For some applications of the polyaryl ether ketones, for example as matrix materials for composites, their mechanical properties, for example the modulus of elasticity or the modulus of shear, are still in need of improvement. In this context, the high water absorption of amorphous polyaryl ether ketones is disruptive. It limits long-term use in high humidity as the dimensional stability is not guaranteed. A lower water absorption would therefore be an advantage. It is now known that important properties of polymers, such as those mentioned above, can be altered by alloying polymers with other polymers. To date, however, it is still a long way from being able to reliably predict the properties of an alloy from the properties of the individual components.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Legierungen aus Cycloolefinpolymeren und Polyaryletherketonen mit erhöhter Fließfähigkeit unter weiterer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften bereitzustellen. Gegenstand der Erfindung sind Polymerlegierungen enthaltend mindestens zwei Komponenten (A) und (B), dadurch gekennzeichnet, daßThe object of the present invention is therefore to provide alloys made of cycloolefin polymers and polyaryl ether ketones with increased flowability with further improvement of the mechanical properties. The invention relates to polymer alloys containing at least two components (A) and (B), characterized in that
(A) mindestens ein Cycloolefinpolymer und(A) at least one cycloolefin polymer and
(B) mindestens ein Polyaryletherketon ist, wobei (A) in Mengen von 1 bis 99 Gew.% und (B) in Mengen von 99 bis 1 Gew.% enthalten sind und sich die Mengen von (A) und (B), relativ in Bezug auf die Gesamtlegierung auf 100 Gew.% ergänzen.(B) is at least one polyaryl ether ketone, (A) being present in amounts of 1 to 99% by weight and (B) being in amounts of 99 to 1% by weight and the amounts of (A) and (B) being relative add up to 100% by weight in relation to the total alloy.
Für die Legierungen gemäß der Erfindung geeignete Cycloolefinpolymere (A) enthalten Struktureinheiten, die von mindestens einem Monomeren der Formeln I bis VI oder VIICycloolefin polymers (A) suitable for the alloys according to the invention contain structural units which are derived from at least one monomer of the formulas I to VI or VII
CH = CHCH = CH
\ /\ /
(CH2)n (VII),(CH 2 ) n (VII),
abgeleitet sind, worin R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 und R8 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen C1-C8-Alkylrest bedeuten, wobei gleiche Reste in den verschiedenen Formeln eine unterschiedliche Bedeutung haben können und n eine ganze Zahl von 2 bis 10 ist.are derived, wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and represent a hydrogen atom or a C 1 -C 8 alkyl radical, the same radicals in the different formulas can have different meanings and n is an integer from 2 to 10.
Die Cycloolefinpolymere (A) können neben den Struktureinheiten, die von mindestens einem Monomeren der Formeln I bis VII abgeleitet sind weitere Struktureinheiten enthalten, die von mindestens einem acyclischen 1-Olefin der Formel VIIIIn addition to the structural units which are derived from at least one monomer of the formulas I to VII, the cycloolefin polymers (A) can contain further structural units which are derived from at least one acyclic 1-olefin of the formula VIII
abgeleitet sind, worin R9, R10, R11 und R12 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen C,-C8-Alkylrest bedeuten. are derived, wherein R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are identical or different and denote a hydrogen atom or a C 1 -C 8 -alkyl radical.
Bevorzugte Comonomere sind Ethylen öder Propylen. Es werden insbesondere Copolymere aus polycyclischen Olefinen der Formeln I oder III, und den acyclischen Olefinen der Formel VIII, eingesetzt. Besonders bevorzugte Cycloolefine sind Norbornen und Tetracyclododecen, die durch C-.-C.j-Alkyl substituiert sein können, wobei Ethylen-Norbornen-Copolymere von besonderer Bedeutung sind. Von den monocyclischen Olefinen der Formel VII ist Cyclopenten, das substituiert sein kann, bevorzugt. Als polycyclische Olefine, monocyclische Olefine und offenkettige Olefine sind auch Gemische zweier oder mehrerer Olefine des jeweiligen Typs zu verstehen. Das heißt, es können Cycloolefinhomopolymere und Copolymere wie Bi-, Ter- und Multipolymere eingesetzt werden.Preferred comonomers are ethylene or propylene. Copolymers of polycyclic olefins of the formulas I or III and the acyclic olefins of the formula VIII are used in particular. Particularly preferred cycloolefins are norbornene and tetracyclododecene, which are characterized by C -.- C. j -Alkyl can be substituted, ethylene-norbornene copolymers being of particular importance. Of the monocyclic olefins of formula VII, cyclopentene, which may be substituted, is preferred. Mixtures of two or more olefins of the respective type are also to be understood as polycyclic olefins, monocyclic olefins and open-chain olefins. This means that cycloolefin homopolymers and copolymers such as bi-, ter- and multipolymers can be used.
Die unter Öffnung der Doppelbindung verlaufenden Cycloolefinpolymerisationen können sowohl homogen, das bedeutet, das Katalysatorsystem ist im Polymerisationsmedium löslich (DE-A-3 922 546, EP-A-0 203 799), als auch mit einem klassischen Ziegler-Katalysatorsystem katalysiert werden (DD-A-222 317, DD-A-239 409).The cycloolefin polymerizations which proceed with the opening of the double bond can either be homogeneous, which means that the catalyst system is soluble in the polymerization medium (DE-A-3 922 546, EP-A-0 203 799), or can be catalyzed using a conventional Ziegler catalyst system (DD -A-222 317, DD-A-239 409).
Die Cycloolefinhomo- und copolymere, die Struktureinheiten abgeleitet von Monomeren der Formeln I bis VI oder VII enthalten, werden bevorzugt mit Hilfe eines homogenen Katalysators, bestehend aus einem Metallocen, dessen Zentralatom ein Metall aus der Gruppe Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob und Tantal ist, welches mit zwei miteinander verbrückten ein- oder mehrkernigen Liganden eine Sandwichstruktur bildet, und einem Aluminoxan, hergestellt. Die Darstellung der verbrückten Metallocene erfolgt nach einem bekannten Reaktionsschema (vgl. J. Organomet. Chem. 288 (1985) 63-67 und EP-A-320 762). Das als Cokatalysator fungierende Aluminoxan ist nach verschiedenen Methoden erhältlich (vgl. S. Pasynkiewicz, Polyhedron 9 (1990) 429). Die Struktur als auch die Synthese dieses Katalysators sowie die geeigneten Bedingungen für die Polymerisation dieser Cycloolefine sind ausführlich in der DE-A-3 922 546 und in einer prioritätsälteren, noch nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung (DE-A-4 036 264) beschrieben. Bevorzugt werden Cycloolefinpolymere mit einer Viskositätszahl größer 20 cm3/g und einer Glastemperatur zwischen 100 und 200 °C eingesetzt.The cycloolefin homo- and copolymers which contain structural units derived from monomers of the formulas I to VI or VII are preferred with the aid of a homogeneous catalyst consisting of a metallocene, the central atom of which is a metal from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium and Tantalum, which forms a sandwich structure with two bridged mono- or polynuclear ligands, and an aluminoxane. The bridged metallocenes are prepared according to a known reaction scheme (cf. J. Organomet. Chem. 288 (1985) 63-67 and EP-A-320 762). The aluminoxane, which acts as a cocatalyst, can be obtained by various methods (cf. S. Pasynkiewicz, Polyhedron 9 (1990) 429). The structure as well as the synthesis of this catalyst and the suitable conditions for the polymerization of these cycloolefins are described in detail in DE-A-3 922 546 and in an earlier priority, not previously published patent application (DE-A-4 036 264). Cycloolefin polymers with a viscosity number greater than 20 cm 3 / g and a glass transition temperature between 100 and 200 ° C. are preferably used.
Die Legierungen können auch Cycloolefinpolymere enthalten, die unter Ringöffnung in Gegenwart beispielsweise von wolfram-, molybdän-, rhodium- oder rheniumhaltigen Katalysatoren polymerisiert wurden. Die dabei erhaltenen Cycloolefinpolymere besitzen Doppelbindungen, die durch Hydrierung entfernt werden können (US-A-3 557 072 und US-A-4 178 424).The alloys can also contain cycloolefin polymers which have been polymerized with ring opening in the presence of, for example, catalysts containing tungsten, molybdenum, rhodium or rhenium. The cycloolefin polymers obtained in this way have double bonds which can be removed by hydrogenation (US Pat. Nos. 3,557,072 and 4,178,424).
Die für die Legierungen gemäß der Erfindung eingesetzten Cycloolefinpolymere können auch durch Pfropfung mit mindestens einem Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe der (a) σ,ß-ungesättigten Carbonsäuren und/oder ihrer Derivate, (b) Styrole, (c) organischen Siliconkomponenten, die eine olefinische ungesättigte Bindung und eine hydrolisierbare Gruppe enthalten und (d) ungesättigten Epoxykomponenten, modifiert sein. Die erhaltenen modifizierten Cycloolefinpolymere haben ähnlich excellente Eigenschaften wie die unmodifizierten Cycloolefinpolymeren. Darüber hinaus besitzen sie speziell eine gute Adhäsion zu Metallen und synthetischen Polymeren. Hervorzuheben ist die gute Kompatibilität mit anderen Polymeren.The cycloolefin polymers used for the alloys according to the invention can also be obtained by grafting with at least one monomer selected from the group consisting of (a) σ, β-unsaturated carboxylic acids and / or their derivatives, (b) styrenes, (c) organic silicone components contain an olefinic unsaturated bond and a hydrolyzable group and (d) unsaturated epoxy components, be modified. The modified cycloolefin polymers obtained have excellent properties similar to the unmodified cycloolefin polymers. In addition, they have a particularly good adhesion to metals and synthetic polymers. The good compatibility with other polymers should be emphasized.
Für die Legierungen gemäß der Erfindung geeignete Polyaryletherketone (B) sind aus mindestens einer Struktureinheit der Formel IXPolyaryl ether ketones (B) suitable for the alloys according to the invention are composed of at least one structural unit of the formula IX
-f-O-Y-O-X-3- (IX)-f-O-Y-O-X-3- (IX)
aufgebaut, wobei -X- ausgewählt ist aus den bivalenten Restenbuilt up, whereby -X- is selected from the bivalent residues
X1 X 1
der p-Verknüpfung für den mittleren the p-link for the middle one
und -Y- ausgewählt ]st aus den Restenand -Y- selected] is from the residues
worin R1 und R2 gleich oder verschieden sind und Halogen, vorzugsweise Brom, C.-Cβ-Alkyl oder -Alkoxy, vorzugsweise C.,-C4-Alkyl oder -Alkoxy, Aryl-, vorzugsweise Phenyl, oder Aryloxygruppen darstellen, k und n gleich oder verschieden sind und im allgemeinen ganze Zahlen Null, 1, 2, 3 oder 4, vorzugsweise Null, 1 oder 2, insbesondere Null oder 2 bedeuten und D eine Cycloalkylidengruppe oder eine Gruppe ausgewählt aus folgenden bivalenten Gruppen ist: D1 wherein R 1 and R 2 are identical or different and are halogen, preferably bromine, C.-C alkyl or β alkoxy, preferably C, -. C 4 alkyl or alkoxy, aryl, preferably phenyl, or aryloxy groups, k and n are identical or different and are generally integers zero, 1, 2, 3 or 4, preferably zero, 1 or 2, in particular zero or 2 and D is a cycloalkylidene group or a group selected from the following bivalent groups: D 1
D4 D5 D 4 D 5
-C(CH3)2 -C(CF3)2 -C (CH 3 ) 2 -C (CF 3 ) 2
D6 D7 D8 D 6 D 7 D 8
D9 (m oder p)D 9 (m or p)
D 10 (m oder p)D 10 (m or p)
Das molare Verhältnis der Monomeren, enthaltend -X- bzw. -Y-, beträgt im allgemeinen 0,95 bis 1,05 zu 1,00, vorzugsweise 1:1. Bei Polyaryletherketonen, die unter Einsatz von Indanverbindungen mit Resten Y6 und Y7 hergestellt worden sind, beträgt dieses molare Verhältnis im allgemeinen 1 ,0001 bis 1 ,0600 zu 1 , vorzugsweise 1 ,0020 bis 1 ,0500 zu 1 und insbesondere 1 ,0040 bis 1 ,0500 zu 1.The molar ratio of the monomers containing -X- or -Y- is generally 0.95 to 1.05 to 1.00, preferably 1: 1. In the case of polyaryl ether ketones which have been prepared using indane compounds with residues Y 6 and Y 7 , this molar ratio is generally 1 0001 to 1 0600 to 1, preferably 1 0020 to 1 0500 to 1 and in particular 1 0040 to 1 0500 to 1.
Die aufgeführten Polymeren können Homopolykondensate sein, die also nur je eine Einheit vom Typ -X- und eine Einheit vom Typ -Y- je wiederkehrender Einheit enthalten, oder Copolykondensate, welche zwei oder mehrere verschiedene Einheiten vom Typ -X- und/oder zwei oder mehrere verschiedene Einheiten vom Typ -Y- enthalten.The polymers listed can be homopolycondensates, which therefore contain only one unit of the type -X- and one unit of the type -Y- per recurring unit, or copolycondensates which contain two or more different units of the type -X- and / or two or contain several different units of type -Y-.
-X- wird bevorzugt ausgewählt aus X1 und X2 und besonders bevorzugt ist X2. -Y- wird bevorzugt ausgewählt aus Y\ Y2, Y3, besonders bevorzugt ist Y3. -b- ist vorzugsweise D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10 oder eine Cycloalkylidengruppe. Besonders bevorzugt sind D4, D5, D9, D10 oder eine Cycloalkylidengruppe.-X- is preferably selected from X 1 and X 2 and X is particularly preferred. 2 -Y- is preferably selected from Y \ Y 2, Y 3, Y is particularly preferable. 3 -b- is preferably D 2 , D 3 , D 4 , D 5 , D 6 , D 7 , D 8 , D 9 , D 10 or a cycloalkylidene group. D 4 , D 5 , D 9 , D 10 or a cycloalkylidene group are particularly preferred.
Ist -X- ausgewählt worden aus X1 und X2, so stellt -Y- nicht Y4 dar. Wenn -Y- gleich Y3 und n gleich Null ist, wird in diesem Falle D1 und D2 nicht ausgewählt.If -X- has been selected from X 1 and X 2 , then -Y- does not represent Y 4. If -Y- is Y 3 and n is zero, D 1 and D 2 are not selected in this case.
Ist in der Struktureinheit der Formel (IX) -X- gleich X3, so ist -Y- bevorzugt Y1 oder Y2 und n ist Null, 1 oder 2, insbesondere Null.If in the structural unit of the formula (IX) -X- is X 3 , then -Y- is preferably Y 1 or Y 2 and n is zero, 1 or 2, in particular zero.
Handelt es sich bei den Polyaryletherketonen nicht um Homo-, sondern um Copolykondensate, so wird -X- ebenfalls bevorzugt ausgewählt aus X1 und X2, besonders bevorzugt ist X2. -Y- ist vorzugsweise Y1 und/oder ein Rest ausgewählt aus Y2 bis Y8. Besonders bevorzugt ist die Kombination Y1 und Y3. Dabei beträgt die Summe der wiederkehrenden Struktureinheiten, in Mol-% definiert als [a] d.h. -[-0-Y1-0-X2-]- und [b] d.h. -[-0-Y3-0-X2-]- stets 100 Mol%. Beträgt [a] 50 bis 100 Mol% wird [b] 0 bis 50 Mol% so ergeben sich teilkristalline Polyaryletherketone. Beträgt [a] 0 bis 49 Mol% und [b] 51 bis 100 Mol%, so ergeben sich amorphe Polyaryletherketone.If it is in the polyaryletherketones not homopolymers but rather copolycondensates so -X- is also preferably selected from X 1 and X 2, X is particularly preferred. 2 -Y- is preferably Y 1 and / or a radical selected from Y 2 to Y 8 . The combination Y 1 and Y 3 is particularly preferred. The sum of the recurring structural units, defined in mol% as [a] dh - [- 0-Y 1 -0-X 2 -] - and [b] dh - [- 0-Y 3 -0-X 2 -] - always 100 mol%. If [a] is 50 to 100 mol%, [b] 0 to 50 mol%, semi-crystalline polyaryl ether ketones result. If [a] is 0 to 49 mol% and [b] 51 to 100 mol%, amorphous polyaryl ether ketones result.
Amorphe Polyaryletherketone unterscheiden sich von den teilkristallinen Polyaryletherketonen, die beide in den Legierungen gemäß der Erfindung eingesetzt werden können, dadurch, daß sie keinen Schmelzpunkt, sondern nur eine Glastemperatur von mindestens 140 °C, vorzugsweise mindestens 155 °C besitzen.Amorphous polyaryl ether ketones differ from the partially crystalline polyaryl ether ketones, both in the alloys according to the invention can be used in that they have no melting point, but only a glass transition temperature of at least 140 ° C, preferably at least 155 ° C.
Für die Legierungen der Erfindung können auch ebenso Homo- und Copolykondensate eingesetzt werden, die -X- bevorzugt X2 und/oder X3 enthalten. Bevorzugte Copolykondensate sind eine Kombination aus X2 und X3, wobei -Y- gleich Y1 und n gleich Null ist.Homo- and copolycondensates which preferably contain X 2 and / or X 3 can also be used for the alloys of the invention. Preferred copolycondensates are a combination of X 2 and X 3 , where -Y- is Y 1 and n is zero.
Erfindungsgemäß können in den Legierungen auch lineare aromatische Polyaryletherketone, die aus mindestens einer der Struktureinheiten (IX) aufgebaut sind und deren Rest -Y- mindestens ein Rest Y6 oder Y7 darstellt, der auch zusätzlich Einheiten des Restes Y3 enthalten kann, in dem -D- die Gruppe D4 ist, eingesetzt werden. Derartige Polyaryletherketone besitzen eine Glastemperatur von mindestens 170°C, vorzugsweise mindestens 185 °C.According to the invention, linear aromatic polyaryl ether ketones which are composed of at least one of the structural units (IX) and whose radical -Y- represents at least one radical Y 6 or Y 7 , which may also contain units of the radical Y 3 , in which -D- the group D 4 is used. Such polyaryl ether ketones have a glass transition temperature of at least 170 ° C, preferably at least 185 ° C.
Vorzugsweise haben die indanhaltigen Polyaryletherketone die StrukturThe indane-containing polyaryl ether ketones preferably have the structure
oder or
ω Wie erwähnt, kann neben der Indangruppierung auch ein bivalenter Rest der Formel ω As mentioned, in addition to the indane grouping, a bivalent radical of the formula
- c<PHJrO" vorhanden sein. Die Indices r und s haben im allgemeinen Werte über 10, wobei sich die Molekulargewichte aus den Monomerverhältnissen ergeben und sich in den inhärenten Viskositäten der Polymeren ausdrücken. Bedingt durch den geringen Überschuß der eingesetzten Dihalogenverbindungen weisen die Polyaryletherketone Halogenatome (Hai), im allgemeinen Chlor und vorzugsweise Fluor, an den Kettenenden auf.- c <PHJr O " . The indices r and s generally have values above 10, the molecular weights resulting from the monomer ratios and expressed in the inherent viscosities of the polymers. Due to the small excess of the dihalo compounds used, the polyaryl ether ketones have Halogen atoms (shark), generally chlorine and preferably fluorine, on the chain ends.
Neben der Verwendung eines Homo- oder eines Copolykondensates können auch Polymermischungen eingesetzt werden, bestehend aus zwei oder mehreren der oben erwähnten Homopolykondensate, aus einem oder mehreren der erwähnten Homopolykondensate und einem oder mehreren der erwähnten Copolykondensate oder aus zwei oder mehreren der erwähnten Copolykondensate.In addition to the use of a homo- or a copolycondensate, polymer mixtures can also be used, consisting of two or more of the homopolycondensates mentioned above, one or more of the homopolycondensates mentioned and one or more of the copolycondensates mentioned or two or more of the copolycondensates mentioned.
Die Herstellung der Polyaryletherketone (B) erfolgt unter den üblichen Bedingungen nach den schon erwähnten Methoden, die beispielsweise auch in High Performance Polymers, 1989, Vol. 1(1), 41-59 und in Polymer, 29 (1988), 358-369 beschrieben werden.The polyaryl ether ketones (B) are prepared under the usual conditions by the methods already mentioned, which are also described, for example, in High Performance Polymers, 1989, Vol. 1 (1), 41-59 and in Polymer, 29 (1988), 358-369 to be discribed.
Die teilkristallinen Polyaryletherketone besitzen inhärente Viskositäten, bestimmt nach DIN 51562, als Maß für ihr Molekulargewicht, gemessen in einer Lösung von 0,1 g des Polymeren in 100 ml 96 %iger Schwefelsäure bei 25 °C, von im allgemeinen 0,2 bis 2,5 dl/g, bevorzugt 0,4 bis 2,5 dl/g und im besonderen 0,4 bis 2,0 dl/g.The semi-crystalline polyaryl ether ketones have inherent viscosities, determined according to DIN 51562, as a measure of their molecular weight, measured in a solution of 0.1 g of the polymer in 100 ml of 96% sulfuric acid at 25 ° C., of generally 0.2 to 2 5 dl / g, preferably 0.4 to 2.5 dl / g and in particular 0.4 to 2.0 dl / g.
Die inhärente Viskosität der amorphen Polyaryletherketone, gemessen in einer Lösung von 0,1 g des Polymeren in 100 ml Chloroform bei 25 °C, liegt im allgemeinen bei 0,2 bis 2,5 dl/g, bevorzugt bei 0,4 bis 1,5 dl/g. Die indanhaltigen Polyaryletherketone haben eine Viskosität von mindestens 0,3 dl/g.The inherent viscosity of the amorphous polyaryl ether ketones, measured in a solution of 0.1 g of the polymer in 100 ml of chloroform at 25 ° C., is in the generally at 0.2 to 2.5 dl / g, preferably at 0.4 to 1.5 dl / g. The indane-containing polyaryl ether ketones have a viscosity of at least 0.3 dl / g.
Die erfindungsgemäßen Legierungen enthalten bevorzugt 3 bis 97 Gew.% und besonders bevorzugt 5 bis 95 Gew.% der Cycloolefinpolymeren (A) und bevorzugt 97 bis 3 Gew.% und besonders bevorzugt 95 bis 5 Gew.% der Polyaryletherketone (B), wobei sich die Anteile der Komponenten A und B, relativ in Bezug auf die Gesamtlegierung auf 100 Gew.% ergänzen. Die erfindungsgemäßen Legierungen können ein oder mehrere Cycloolefinpolymere und ein oder mehrere Polyaryletherketone sowie modifizierte Cycloolefinpolymere, modifizierte Polyaryletherketone und Pfropfcopolymere enthalten.The alloys according to the invention preferably contain 3 to 97% by weight and particularly preferably 5 to 95% by weight of the cycloolefin polymers (A) and preferably 97 to 3% by weight and particularly preferably 95 to 5% by weight of the polyaryl ether ketones (B), where the proportions of components A and B, relative to the total alloy, add up to 100% by weight. The alloys according to the invention can contain one or more cycloolefin polymers and one or more polyaryl ether ketones as well as modified cycloolefin polymers, modified polyaryl ether ketones and graft copolymers.
Die erfindungsgemäßen Legierungen werden durch für Thermoplasten bekannte Standardmethoden hergestellt und verarbeitet, wie z.B. durch Kneten, Extrusion oder Spritzguß.The alloys according to the invention are manufactured and processed by standard methods known for thermoplastics, such as e.g. by kneading, extrusion or injection molding.
Die erfindungsgemäßen Legierungen können Additive enthalten, beispielsweise thermische Stabilisatoren, UV-Stabilisatoren, Antistatika, Flammschutzmittel, Plastifizierer, Farbstoffe, Pigmente, anorganische und organische Füllstoffe, d.h. insbesondere auch verstärkende Zusätze wie Glas-, Kohle- oder Hochmodulfasern. Die Legierungen können insbesondere vorteilhaft als Matrixmaterial für Verbundwerkstoffe eingesetzt werden. Sie eignen sich außerdem zur Herstellung von Formkörpern nach dem Spritzguß- oder Extrusionsverfahren, beispielsweise in Form von Platten, Fasern, Folien und Schläuchen.The alloys according to the invention can contain additives, for example thermal stabilizers, UV stabilizers, antistatic agents, flame retardants, plasticizers, dyes, pigments, inorganic and organic fillers, i.e. in particular also reinforcing additives such as glass, carbon or high-modulus fibers. The alloys can be used particularly advantageously as a matrix material for composite materials. They are also suitable for the production of moldings by the injection molding or extrusion process, for example in the form of plates, fibers, films and tubes.
Es wurden folgende Polymere nach Standardmethoden hergestellt:The following polymers were produced using standard methods:
Cycloolefincopolymer A1 [COC A1]Cycloolefin copolymer A1 [COC A1]
A) Darstellung von Diphenylmethylen(9-fluorenyl)-cyclopentadienyl- zirkondichlorid - (Metallocen L) Alle nachfolgenden Arbeitsoperationen sind in Inertgasatmosphäre unter Verwendung absolutierter Lösemittel durchgeführt worden (Schlenk-Technik).A) Preparation of diphenylmethylene (9-fluorenyl) -cyclopentadienyl-zirconium dichloride - (metallocene L) All subsequent operations were carried out in an inert gas atmosphere using absolute solvents (Schlenk technology).
Eine Lösung von 5,10 g (30,7 mmol) Fluoren in 60 cm3 THF wurde bei Raumtemperatur mit 12,3 cm3 (30,7 mmol) einer 2,5 molaren Hexan-Lösung von n-Butyllithium langsam versetzt. Nach 40 min wurde die orange Lösung mit 7,07 g (30,7 mmol) Diphenylfulven versetzt und über Nacht gerührt. Zur dunkelroten Lösung wurden 60 cm3 Wasser zugesetzt, wobei sich die Lösung gelb färbte, und die Lösung ausgeethert. Die über MgS04 getrocknete Etherphase wurde eingeengt und bei -35 °C der Kristallisation überlassen. Man erhielt 5,1 g (42 %) 1,1- Cyclopentadienyl-(9-fluorenyl)-diphenylmethan als beiges Pulver.A solution of 5.10 g (30.7 mmol) of fluorene in 60 cm 3 of THF was slowly mixed with 12.3 cm 3 (30.7 mmol) of a 2.5 molar hexane solution of n-butyllithium at room temperature. After 40 min, 7.07 g (30.7 mmol) of diphenylfulven was added to the orange solution and the mixture was stirred overnight. 60 cm 3 of water were added to the dark red solution, the solution turning yellow and the solution etherifying. The ether phase dried over MgS0 4 was concentrated and left to crystallize at -35 ° C. 5.1 g (42%) of 1,1-cyclopentadienyl- (9-fluorenyl) -diphenylmethane were obtained as a beige powder.
2,0 g (5,0 mmol) der Verbindung wurden in 20 cm3 THF gelöst und bei 0°C mit 6,4 cm3 (10 mmol) einer 1 ,6 molaren Lösung von Butyllithium in Hexan versetzt. Nach 15 min Rühren bei Raumtemperatur wurde das Lösemittel abgezogen, der rote Rückstand im Ölpumpenvakuum getrocknet und mehrmals mit Hexan gewaschen. Nach dem Trocknen im Ölpumpenvakuum wurde das rote Pulver bei -78 °C zu einer Suspension von 1 ,16 g (5,00 mmol) ZrCI4 gegeben. Nach dem langsamen Aufwärmen wurde der Ansatz noch 2 h bei Raumtemperatgur gerührt. Die rosafarbene Suspension wurde über eine G3-Fritte filtriert. Der rosarote Rückstand wurde mit 20 cm3 CH2CI2 gewaschen, im Ölpumpenvakuum getrocknet und mit 120 cm3 Toluol extrahiert. Nach Abziehen des Lösemittels und Trocknen im Ölpumpenvakuum erhielt man 0,55 g des Zirkon-Komplexes in Form eines rosaroten Kristallpulvers.2.0 g (5.0 mmol) of the compound were dissolved in 20 cm 3 of THF and 6.4 cm 3 (10 mmol) of a 1.6 molar solution of butyllithium in hexane were added at 0 ° C. After stirring for 15 min at room temperature, the solvent was stripped off, the red residue was dried in an oil pump vacuum and washed several times with hexane. After drying in an oil pump vacuum, the red powder was added to a suspension of 1.16 g (5.00 mmol) of ZrCl 4 at -78 ° C. After slowly warming up, the mixture was stirred for a further 2 h at room temperature. The pink suspension was filtered through a G3 frit. The pink residue was washed with 20 cm 3 CH 2 CI 2 , dried in an oil pump vacuum and extracted with 120 cm 3 toluene. After stripping off the solvent and drying in an oil pump vacuum, 0.55 g of the zircon complex was obtained in the form of a pink-red crystal powder.
Das orangerote Filtrat des Reaktionsansatzes wurde eingeengt und bei -35 °C der Kristallisation überlassen. Aus CH2CI2 kristallisieren weitere 0,45 g des Komplexes.The orange-red filtrate of the reaction mixture was concentrated and left to crystallize at -35 ° C. A further 0.45 g of the complex crystallize from CH 2 CI 2 .
Gesamtausbeute 1,0 g (36 %). Korrekte Elementaranalysen. Das Massenspektrum zeigte M+ = 556. 1H-NMR-Spektrum (100 MHz, CDCI3): 6,90 - 8,25 (m, 16, Flu-H, Ph-H), 6,40 (m, 2, Ph-H), 6,37 (t, 2, Cp-H), 5,80 (t, 2, Cp-H). B) Herstellung von COC A1Total yield 1.0 g (36%). Correct elementary analysis. The mass spectrum showed M + = 556. 1 H-NMR spectrum (100 MHz, CDCI 3 ): 6.90 - 8.25 (m, 16, Flu-H, Ph-H), 6.40 (m, 2 , Ph-H), 6.37 (t, 2, Cp-H), 5.80 (t, 2, Cp-H). B) Production of COC A1
Ein sauberer und trockener 75-dm3-Polymerisationsreaktor mit Rührer wurde mit Stickstoff und dann mit Ethylen gespült und mit 22 000 g Norbornenschmelze (Nb) gefüllt. Unter Rühren wurde dann der Reaktor auf eine Temperatur von 70 °C gebracht und 6 bar Ethylen aufgedrückt.A clean and dry 75 dm 3 polymerization reactor with stirrer was purged with nitrogen and then with ethylene and filled with 22,000 g of melted norbornene (Nb). The reactor was then brought to a temperature of 70 ° C. with stirring and 6 bar of ethylene were injected.
Danach wurden 580 cm3 toluolische Methylaluminoxanlösung (10,1 Gew.% Methylaluminoxan mit Molmasse 1 300 g/mol nach kryoskopischer Bestimmung) in den Reaktor dosiert und die Mischung 15 min bei 70 °C gerührt, wobei durch Nachdosieren der Ethylendruck bei 6 bar gehalten wurde. Parallel dazu wurden 500 mg Metallocen in 500 cm3 toluolischer Methylaluminoxanlösung (Konzentration und Qualität siehe oben) gelöst und durch 15 minütiges Stehenlassen voraktiviert. Dann wurde die Lösung des Komplexes (Kat. Lösung) in den Reaktor dosiert (um das Molekulargewicht zu reduzieren, kann unmittelbar nach der Dosierung des Katalysators Wasserstoff über eine Schleuse dem Reaktionsgefäß zugeführt werden). Unter Rühren (750 Umdrehungen/Minute) wurde dann 140 Minuten bei 70 °C polymerisiert, wobei der Ethylendruck durch Nachdosieren bei 6 bar gehalten wurde. Dann wurde der Reaktorinhalt schnell in ein Rührgefäß abgelassen, in dem 200 cm3 lsopropanol (als Stopper) vorgelegt waren. Die Mischung wurde in Aceton ausgefällt, 10 min gerührt und dann der suspendierte polymere Feststoff abfiltriert.Thereafter, 580 cm 3 of toluene solution of methylaluminoxane (10.1% by weight of methylaluminoxane with a molecular weight of 1,300 g / mol after cryoscopic determination) were metered into the reactor and the mixture was stirred at 70 ° C. for 15 minutes, the ethylene pressure being kept at 6 bar by further metering has been. In parallel, 500 mg of metallocene were dissolved in 500 cm 3 of toluene methylaluminoxane solution (concentration and quality see above) and preactivated by standing for 15 minutes. The solution of the complex (cat. Solution) was then metered into the reactor (in order to reduce the molecular weight, hydrogen can be fed to the reaction vessel via a lock immediately after metering in the catalyst). The mixture was then polymerized with stirring (750 revolutions / minute) at 70 ° C. for 140 minutes, the ethylene pressure being kept at 6 bar by further metering. The contents of the reactor were then quickly discharged into a stirred vessel in which 200 cm 3 of isopropanol (as a stopper) had been placed. The mixture was precipitated in acetone, stirred for 10 min and then the suspended polymeric solid was filtered off.
Das abfiltrierte Polymer wurde dann mit einer Mischung aus zwei Teilen 3-normaler Salzsäure und einem Teil Ethanol versetzt und 2 Stunden gerührt. Das Polymer wurde dann erneut abfiltriert, mit Wasser neutral gewaschen und bei 80°C und 0,2 bar 15 Stunden getrocknet. Es wurde eine Produktmenge von 4400 g erhalten.The filtered polymer was then mixed with a mixture of two parts of 3-normal hydrochloric acid and one part of ethanol and stirred for 2 hours. The polymer was then filtered off again, washed neutral with water and dried at 80 ° C. and 0.2 bar for 15 hours. A product amount of 4400 g was obtained.
Cycloolefincopolymer A2 [COC A2]Cycloolefin copolymer A2 [COC A2]
A) Darstellung von rac-Dimethylsilyl-bis-(1-indenyl)-zirkondichlorid (Metallocen A) Alle nachfolgenden Arbeitsoperationen sind in Inertgasatmosphäre unter Verwendung absolutierter Lösemittel durchgeführt worden (Schlenk-Technik).A) Preparation of rac-dimethylsilyl-bis- (1-indenyl) zirconium dichloride (metallocene A) All subsequent operations were carried out in an inert gas atmosphere using absolute solvents (Schlenk technology).
Eine Lösung von 30 g (0,23 mol) über Aluminiumoxid filtriertem Inden (techn. 91 %) in 200 cm3 Diethylether wurde unter Eiskühlung mit 80 cm3 (0,20 mol) einer 2,5- molaren Lösung von n-Butyllithium in Hexan versetzt. Man rührte den Ansatz noch 15 min bei Raumtemperatur und gab die orangefarbene Lösung über eine Kanüle innerhalb 2 Stunden zu einer Lösung von 13,0 g (0,10 mol) Dimethyldichlorsilan (99 %) in 30 cm3 Diethylether. Die orangefarbene Suspension wurde über Nacht gerührt und dreimal mit 100 - 150 cm3 Wasser ausgeschüttelt. Die gelbe organische Phase wurde zweimal über Natriumsulfat getrocknet und im Rotationsverdampfer eingedampft. Das verbleibende orange Öl wurde 4 bis 5 Stunden im Ölpumpenvakuum bei 40 °C gehalten und von überschüssigem Inden befreit, wobei ein weißer Niederschlag ausfiel. Durch Zugabe von 40 cm3 Methanol und Kristallisation bei -35 °C ließen sich insgesamt 20,4 g (71 %) der Verbindung (CH3)2Si(lnd)2 als weißes bis beiges Pulver isolieren. Fp. 79 - 81 °C (2 Diastereomere).A solution of 30 g (0.23 mol) of indene (technical grade 91%) filtered through aluminum oxide in 200 cm 3 of diethyl ether was cooled with ice with 80 cm 3 (0.20 mol) of a 2.5 molar solution of n-butyllithium in hexane. The mixture was stirred for a further 15 min at room temperature and the orange solution was added via a cannula to a solution of 13.0 g (0.10 mol) of dimethyldichlorosilane (99%) in 30 cm 3 of diethyl ether within 2 hours. The orange suspension was stirred overnight and shaken three times with 100-150 cm 3 of water. The yellow organic phase was dried twice over sodium sulfate and evaporated in a rotary evaporator. The remaining orange oil was kept in an oil pump vacuum at 40 ° C. for 4 to 5 hours and freed from excess indene, a white precipitate being formed. By adding 40 cm 3 of methanol and crystallizing at -35 ° C., a total of 20.4 g (71%) of the compound (CH 3 ) 2 Si (Ind) 2 could be isolated as a white to beige powder. Mp 79-81 ° C (2 diastereomers).
Eine Lösung von 5,6 g (19,4 mmol) (CH3)2Si(lnd)2 in 40 cm3 THF wurde bei Raumtemperatur langsam mit 15,5 cm3 (38,7 mmol) einer 2,5-molaren Hexan- Lösung von Butyllithium versetzt. 1 Stunde nach Beendigung der Zugabe wurde die tiefrote Lösung innerhalb 4 - 6 Stunden zu einer Suspension von 7,3 g (19,4 mmol) ZrCI42THF in 60 cm3 THF zugetropft. Nach 2 Stunden Rühren wurde der orange Niederschlag über eine Glasfritte abgesaugt und aus CH2CI2 umkristallisiert. Man erhielt 1,0 g (11 %) rac-(CH3)2Si(lnd)2 ZrCI2 in Form oranger Kristalle, die sich ab 200 °C allmählich zersetzen. Korrekte Elementaranalysen. Das E1 -Massenspektrum zeigte M+ = 448. 1H-NMR-Spektrum (CDCI3): 7,04 - 7,60 (m, 8, arom. H), 6,90 (dd, 2, ß-lnd H), 6,08 (d, 2, σ-lnd H), 1,12 (s, 6, SiCH3). B) Herstellung von COC A2A solution of 5.6 g (19.4 mmol) of (CH 3 ) 2 Si (Ind) 2 in 40 cm 3 THF was slowly at room temperature with 15.5 cm 3 (38.7 mmol) of a 2.5 molar Hexane solution of butyllithium added. 1 hour after the end of the addition, the deep red solution was added dropwise to a suspension of 7.3 g (19.4 mmol) of ZrCl 4 2THF in 60 cm 3 THF within 4-6 hours. After stirring for 2 hours, the orange precipitate was filtered off with a glass frit and recrystallized from CH 2 CI 2 . 1.0 g (11%) of rac- (CH 3 ) 2 Si (Ind) 2 ZrCl 2 were obtained in the form of orange crystals which gradually decompose from 200 ° C. Correct elementary analysis. The E1 mass spectrum showed M + = 448. 1 H-NMR spectrum (CDCI 3 ): 7.04 - 7.60 (m, 8, aromatic H), 6.90 (dd, 2, β-ind H) ), 6.08 (d, 2, σ-Ind H), 1.12 (s, 6, SiCH 3 ). B) Production of COC A2
Die Herstellung von COC A2 erfolgte analog derer von COC A1 , wobei einige in Tabelle 1 zusammengefaßte Bedingungen geändert wurden.COC A2 was prepared analogously to that of COC A1, with some of the conditions summarized in Table 1 being changed.
Tabelle 1Table 1
Cyclo- Norbornen- T Druck Metallocen Kat.- Zeit Menge olefin- menge [°C] [bar] Art Menge Lösung [min] Produkt copolymer [g] [mg] [ml] [g]Cyclo-norbornene T pressure metallocene cat. Time amount olefin amount [° C] [bar] type amount solution [min] product copolymer [g] [mg] [ml] [g]
A2 25000 70 10 A 3000 1000 220 5100A2 25000 70 10 A 3000 1000 220 5100
Metallocen A: rac-Dimethylsilyl-bis-(1-indenyl)-zirkondichloridMetallocene A: rac-dimethylsilyl-bis- (1-indenyl) zirconium dichloride
Die physikalischen Kenndaten beider Cycloolefincopolymeren sind Tabelle 2 zu entnehmen. The physical characteristics of both cycloolefin copolymers are shown in Table 2.
* ermittelt durch C-Kernmagnetischer Resonanzspektroskopie* determined by C-nuclear magnetic resonance spectroscopy
VZ: Viskositätszahlen gemäß DIN 53728 ermittelt Mw,Mn: GPC 150-C ALC Millipore Waters ChromatographVZ: Viscosity numbers determined according to DIN 53728 M w , M n : GPC 150-C ALC Millipore Waters Chromatograph
Säulensatz: 4 Shodex-Säulen AT-80 M/S Lösemittel: o-Dichlorbenzol bei 135°C Durchfluß: 0,5 ml/Min, Konzentration 0,1 g/dl Rl-Detektor, Kalibrierung: Polyethyien (901 PP)Column set: 4 Shodex columns AT-80 M / S solvent: o-dichlorobenzene at 135 ° C flow: 0.5 ml / min, concentration 0.1 g / dl Rl detector, calibration: polyethylene (901 PP)
Weitere Charakteristika der Cycloolefincopolymere sind den Beispielen zu entnehmen.Further characteristics of the cycloolefin copolymers can be found in the examples.
Teilkristallines Polyaryletherketon B1 und amorphes Polyaryletherketon B3 mit Struktureinheiten a und b der FormelnSemi-crystalline polyaryl ether ketone B1 and amorphous polyaryl ether ketone B3 with structural units a and b of the formulas
wobei B1 70 Mol% Struktureinheiten a und 30 Mol% Struktureinheiten b und B3 40 Mol% Struktureinheiten a und 60 Mol% Struktureinheiten b enthält. Die inhärente Viskosität von B1, gemessen in 96 %iger Schwefelsäure bei 25 °C, beträgt 0,45 dl/g. Die inhärente Viskosität von B3, gemessen in Chloroform bei 25 °C beträgt 0,50 dl/g. where B1 contains 70 mol% of structural units a and 30 mol% of structural units b and B3 40 mol% of structural units a and 60 mol% of structural units b. The inherent viscosity of B1, measured in 96% sulfuric acid at 25 ° C, is 0.45 dl / g. The inherent viscosity of B3, measured in chloroform at 25 ° C, is 0.50 dl / g.
Amorphe Polyaryletherketone B2 und B4 mit Struktureinheiten der FormelAmorphous polyaryl ether ketones B2 and B4 with structural units of the formula
deren inhärente Viskosität gemessen in Chloroform bei 25 °C, 0,65 dl/g (B2) und 0,50 dl/g (B4) beträgt.whose inherent viscosity, measured in chloroform at 25 ° C, is 0.65 dl / g (B2) and 0.50 dl / g (B4).
Die oben beschriebenen Polymere wurden zunächst getrocknet (130°C, 24 h, Vakuum) und anschließend in verschiedenen Gewichtsverhältnissen in einem Meßkneter (Fa. HAAKE (Karlsruhe), Rheocord System 40 / Rheomix 600) bzw. Meßextruder (Fa. HAAKE (Karlsruhe), Rheocord System 90 / Rheomex TW 100) unter Schutzgas (Ar) geknetet bzw. extrudiert. Die erhaltenen gemahlenen bzw. granulierten Legierungen wurden getrocknet (130°C, 24 h, Vakuum) und anschließend zu Platten (120 X 1 mm) verpreßt (Vakuumpresse: Polystat 200 S, Fa. Schwabenthan (Berlin)). In die auf 335 °C vorgeheizte Presse wurden die gemahlenen bzw. granulierten Legierungen in einer entsprechenden Form eingebracht, Vakuum gezogen und 10 Minuten aufgeschmolzen. Bei obiger Temperatur wurde mit 100 bar Anpreßdruck zusammengefahren, 5 Minuten belassen und innerhalb 10 Minuten auf Raumtemperatur abgekühlt. Die erhaltenen Schmelzpreßplatten wurden auf ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht.The polymers described above were first dried (130 ° C., 24 h, vacuum) and then in different weight ratios in a measuring kneader (from HAAKE (Karlsruhe), Rheocord System 40 / Rheomix 600) or measuring extruder (from HAAKE (Karlsruhe) , Rheocord System 90 / Rheomex TW 100) kneaded or extruded under protective gas (Ar). The ground or granulated alloys obtained were dried (130 ° C., 24 h, vacuum) and then pressed into sheets (120 × 1 mm) (vacuum press: Polystat 200 S, from Schwabenthan (Berlin)). The ground or granulated alloys were introduced into a suitable mold in the press preheated to 335 ° C., a vacuum was drawn and the mixture was melted for 10 minutes. At the above temperature, a pressure of 100 bar was reached, the mixture was left for 5 minutes and cooled to room temperature within 10 minutes. The melt press plates obtained were examined for their physical properties.
Dazu wurden folgende Geräte verwendet:The following devices were used for this:
Ein Differential-Scanning-Calorimeter (DSC-7) der Firma Perkin-Elmer (Überlingen) zur Messung beispielsweise von Glasstufen, Schmelzpunkten und Schmelzwärmen.A differential scanning calorimeter (DSC-7) from Perkin-Elmer (Überlingen) for measuring, for example, glass levels, melting points and heat of fusion.
Ein Torsionspendelautomat der Firma Brabender (Duisburg) zur Messung vonA torsion pendulum machine from Brabender (Duisburg) for measuring
Schubmodul, Dämpfung und Längenausdehnung.Thrust module, damping and linear expansion.
Eine Zug-Dehnungs-Prüfmaschine (Typ: Instron 4302) der Firma InstronA tensile strain testing machine (type: Instron 4302) from Instron
(Offenbach).(Offenbach).
Ein Schmelzindex-Prüfgerät MPS-D der Firma Goettfert (Buchen) zur Messung vonA MPS-D melt index tester from Goettfert (Buchen) for measuring
Fließfähigkeiten. Schmelz-Index nach DIN 53735-MFI-B, Stempellast/Temperatur variabel; Zylinder: Innenmaß 9,55 (+/- 0,01) mm, Länge mindestens 115 mm,Fluidity. Melt index according to DIN 53735-MFI-B, stamp load / temperature variable; Cylinder: inner dimension 9.55 (+/- 0.01) mm, length at least 115 mm,
Austrittsdüse 2,095 (+/- 0,005) mm. Als Aufschmelzzeit wurde 5 Minuten gewählt.Outlet nozzle 2.095 (+/- 0.005) mm. 5 minutes was selected as the melting time.
Der Wassergehalt wurde nach ASTM D 4019-81 bestimmt.The water content was determined in accordance with ASTM D 4019-81.
Beispiel 1 :Example 1 :
Mittels des Meßkneters wurden das Cycloolefincopolymere (A1) und das teilkristalline Polyaryletherketon (B1) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre geknetet. Nachstehende Tabelle zeigt die ermittelten thermischen Eigenschaften der Legierungen.Using the measuring kneader, the cycloolefin copolymer (A1) and the partially crystalline polyaryl ether ketone (B1) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere. The table below shows the thermal properties of the alloys.
2. Heizen Tg Tm dHm Tg2. Heating Tg Tm dHm Tg
(teilkrist. (Cycloolefin-(semi-crystall. (Cycloolefin-
Polyetherketon) copolymer)Polyether ketone) copolymer)
[°C] [°C] [J/g] [°C][° C] [° C] [J / g] [° C]
183,0183.0
162,2 322,1 11,0 182,7162.2 322.1 11.0 182.7
162.4 323,0 19,0 182,8 162.5 320,7 26,0162.4 323.0 19.0 182.8 162.5 320.7 26.0
Aufheizgeschwindigkeit: 20 K/Minute Beispiel 2:Heating rate: 20 K / minute Example 2:
Mittels des Meßkneters wurden das Cycloolefincopolymere (A1) und das teilkristalline Polyaryletherketon (B1) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre geknetet und anschließend gemahlen. Die Mahlprodukte wurden nach intensiver Trocknung zur Messung der Fließfähigkeiten verwendet.Using the measuring kneader, the cycloolefin copolymer (A1) and the partially crystalline polyaryl ether ketone (B1) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground. After intensive drying, the ground products were used to measure the flowability.
* nur bis 200 cm3/ 10 min gerätespezifisch meßbar* Only to 200 cm 3/10 min measured device-specific
Beispiel 3:Example 3:
Mittels des Meßkneters wurden das Cycloolefincopolymere (A1) und das amorphe Polyaryletherketon (B2) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre geknetet. Nachstehende Tabelle zeigt die ermittelten thermischen Eigenschaften der Legierungen. Using the measuring kneader, the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B2) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere. The table below shows the thermal properties of the alloys.
Aufheizgeschwindigkeit: 20 K/MinuteHeating rate: 20 K / minute
Beispiel 4:Example 4:
Mittels des Meßkneters wurden das Cycloolefincopolymere (A1) und das amorphe Polyaryletherketon (B2) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre geknetet und anschließend gemahlen. Die Mahlprodukte wurden intensiv getrocknet und nach Lagerung, 564 h bei 23 °C und 85 % relativer Feuchtigkeit, die Wasseraufnahme bestimmt.Using the measuring kneader, the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B2) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground. The ground products were dried intensively and the water absorption was determined after storage, 564 h at 23 ° C. and 85% relative humidity.
Beispiel 5: Example 5:
Mittels des Meßkneters wurden das Cycloolefincopolymere (A1) und das amorphe Polyaryletherketon (B2) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre geknetet und anschließend gemahlen. Die Mahlprodukte wurden nach intensiver Trocknung zur Messung der Fließfähigkeiten verwendet.Using the measuring kneader, the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B2) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground. After intensive drying, the ground products were used to measure the flowability.
Cycloolefin- amorphe MFI (MVI) copolymer Polyaryletherketon 3,8 kp, 300 °C (A1) [Gew.%] (B2) [Gew.%] [cm3/10 Minuten]Amorphous cycloolefin MFI (MVI) copolymer polyaryletherketone 3.8 kgf, 300 ° C (A1) (B2) [% by wt.] [% Wt.] [Cm 3/10 minutes]
100 0 14,5100 0 14.5
70 30 62,370 30 62.3
50 50 61,050 50 61.0
30 70 23,730 70 23.7
0 100 7,10 100 7.1
Beispiel 6:Example 6:
Mittels des Meßkneters wurden das Cycloolefincopolymere (A1) und das amorphe Polyaryletherketon (B3) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre geknetet. Nachstehende Tabelle zeigt die ermittelten thermischen Eigenschaften der Legierungen. Using the measuring kneader, the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B3) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere. The table below shows the thermal properties of the alloys.
Aufheizgeschwindigkeit: 20 K/MinuteHeating rate: 20 K / minute
Beispiel 7:Example 7:
Mittels des Meßkneters wurden das Cycloolefincopolymere (A1) und das amorphe Polyaryletherketon (B3) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre geknetet und anschließend gemahlen. Die Mahlprodukte wurden nach intensiver Trocknung zu Preßplatten verpreßt. Nachstehende Tabelle zeigt die ermittelten mechanischen Daten der Legierungen. Using the measuring kneader, the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B3) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground. After intensive drying, the ground products were pressed into press plates. The table below shows the mechanical data of the alloys.
Cyclo- amorphes Schubmodul G' (Torsionspendel) olefin- Polyarylether- [N/mm*mm] copolymer keton Temperatur [°C]Cyclo-amorphous shear modulus G '(torsion pendulum) olefin-polyaryl ether- [N / mm * mm] copolymer ketone temperature [° C]
Beispiel 8:Example 8:
Mittels des Meßkneters wurden das Cycloolefincopolymere (A1) und das amorphe Polyaryletherketon (B3) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre geknetet und anschließend gemahlen. Die Mahlprodukte wurden nach intensiver Trocknung zur Messung der Fließfähigkeiten verwendet.Using the measuring kneader, the cycloolefin copolymer (A1) and the amorphous polyaryl ether ketone (B3) were kneaded together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere and then ground. After intensive drying, the ground products were used to measure the flowability.
Cycloolefin- amorphe MFI (MVI) copolymer Polyaryletherketon 5 kp, 310°C (A1) [Gew.%] (B3) [Gew.%] [cm3/10 Minuten]Amorphous cycloolefin MFI (MVI) copolymer polyaryletherketone 5 kgf, 310 ° C (A1) [wt.%] (B3) [wt.%] [Cm 3/10 minutes]
100 0 37,9100 0 37.9
70 30 108,370 30 108.3
50 50 131,750 50 131.7
30 70 149,0 0 100 3,230 70 149.0 0 100 3.2
Beispiel 9:Example 9:
Mittels des Zweischneckenextruders wurden das Cycloolefincopolymere (A2) und das amorphe Polyaryletherketon (B4) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre extrudiert und granuliert. Nachstehende Tabelle zeigt die ermittelten thermischen Eigenschaften der Legierungen.Using the twin-screw extruder, the cycloolefin copolymer (A2) and the amorphous polyaryl ether ketone (B4) were mixed in different weight ratios intensive drying, extruded and granulated together under an argon atmosphere. The table below shows the thermal properties of the alloys.
Aufheizgeschwindigkeit: 20 K/MinuteHeating rate: 20 K / minute
Beispiel 10:Example 10:
Mittels des Zweischneckenextruders wurden das Cycloolefincopolymere (A2) und das amorphe Polyaryletherketon (B4) in verschiedenen Gewichtsverhältnissen nach intensiver Trocknung gemeinsam unter Argonatmosphäre extrudiert und granuliert. Die Granulate wurden anschließend nach intensiver Trocknung zu Preßplatten verpreßt. Nachstehende Tabelle zeigt die ermittelten mechanischen Daten der Legierungen. Using the twin-screw extruder, the cycloolefin copolymer (A2) and the amorphous polyaryl ether ketone (B4) were extruded and granulated together in various weight ratios after intensive drying under an argon atmosphere. After intensive drying, the granules were then pressed into press plates. The table below shows the mechanical data of the alloys.

Claims

PatentansprücheClaims
1. Polymerlegierungen enthaltend mindestens zwei Komponenten (A) und (B), dadurch gekennzeichnet, daß1. polymer alloys containing at least two components (A) and (B), characterized in that
(A) mindestens ein Cycloolefinpolymer und(A) at least one cycloolefin polymer and
(B) mindestens ein Polyaryletherketon ist, wobei (A) in Mengen von 1 bis 99 Gew.% und (B) in Mengen von 99 bis 1 Gew.%, bezogen auf die Summe von (A) und (B), enthalten sind.(B) is at least one polyaryl ether ketone, with (A) in amounts of 1 to 99% by weight and (B) in amounts of 99 to 1% by weight, based on the sum of (A) and (B) .
2. Polymerlegierung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Cycloolefinpolymere (A) Struktureinheiten enthalten, die von mindestens einem Monomeren der Formeln I bis VI oder VII2. Polymer alloy according to claim 1, characterized in that the cycloolefin polymers (A) contain structural units which are derived from at least one monomer of the formulas I to VI or VII
abgeleitet sind, worin R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 und R8 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen C.-CB-Alkylrest bedeuten, wobei gleiche Reste in den verschiedenen Formeln eine unterschiedliche Bedeutung haben können und n eine ganze Zahl von 2 bis 10 ist.are derived, wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are identical or different and denote a hydrogen atom or a C.-C B alkyl radical, the same radicals in the different formulas can have different meanings and n is an integer from 2 to 10.
Legierung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Cycloolefinpolymer (A) neben den Struktureinheiten, die von mindestens einem Monomeren der Formeln I bis VII abgeleitet sind weitere Struktureinheiten enthalten, die von mindestens einem acyciischen 1 -Olefin der Formel VIIIAlloy according to Claim 2, characterized in that the cycloolefin polymer (A) contains, in addition to the structural units which are derived from at least one monomer of the formulas I to VII, further structural units which are derived from at least one acylic 1-olefin of the formula VIII
abgeleitet sind, worin R9, R10, R11 und R12 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder einen ^-Ca-Alkylrest bedeuten. are derived, wherein R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are the same or different and represent a hydrogen atom or a ^ -C a -alkyl radical.
4. Legierung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Cycloolefinpolymer (A) ein Copolymer aus polycyclischen Olefinen der Formeln I oder III und den acyciischen Olefinen der Formel VIII ist.4. Alloy according to claim 3, characterized in that the cycloolefin polymer (A) is a copolymer of polycyclic olefins of the formulas I or III and the acylic olefins of the formula VIII.
5. Legierung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Cycloolefinpolymer (A) ein Copolymer aus Norbornen und Ethylen ist.5. Alloy according to claim 4, characterized in that the cycloolefin polymer (A) is a copolymer of norbornene and ethylene.
6. Legierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyaryletherketon (B) aus mindestens einer Struktureinheit der Formel IX6. Alloy according to claim 1, characterized in that the polyaryl ether ketone (B) from at least one structural unit of the formula IX
- O-Y-O-X-}- (IX)- O-Y-O-X -} - (IX)
aufgebaut, wobei -X- ausgewählt ist aus den bivalenten Restenbuilt up, whereby -X- is selected from the bivalent residues
(meta- (m) oder para-(p)-Substitution)(meta- (m) or para- (p) substitution)
(m oder p)(m or p)
und -Y- ausgewählt ist aus den Resten and -Y- is selected from the residues
worin R1 und R2 gleich oder verschieden sind und Halogen, C C8-Alkyl oder -Alkoxy, Aryl- oder Aryloxygruppen darstellen, k und n gleich oder verschieden sind und im allgemeinen ganze Zahlen Null, 1 , 2, 3 oder 4 bedeuten und D eine Cycloalkylidengruppe oder eine Gruppe ausgewählt aus folgenden bivalenten Gruppen ist: D1 D2 D3 wherein R 1 and R 2 are identical or different and represent halogen, CC 8 alkyl or alkoxy, aryl or aryloxy groups, k and n are identical or different and generally mean integers zero, 1, 2, 3 or 4 and D is a cycloalkylidene group or a group selected from the following bivalent groups: D 1 D 2 D 3
-O- , ^C=0 , -CH2- , D4 D5 -O-, ^ C = 0, -CH 2 -, D 4 D 5
-C(CH3)2- , -C(CF3)2- ,-C (CH 3 ) 2 -, -C (CF 3 ) 2 -,
D7 D 7
CH3 H CH, I I c- - c— C-CH 3 H CH, II c- - c— C-
(m oder p)(m or p)
-,10 (m oder p)-, 10 (m or p)
Legierung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß -X- ausgewählt ist aus X1, X2 , -Y- mindestens ein bivalenter Rest ausgewählt aus Y1 bis Y8 ist und -D- D4, D5, D9, D10 oder eine Cycloalkylidengruppe ist.Alloy according to claim 6, characterized in that -X- is selected from X 1 , X 2 , -Y- is at least one divalent radical selected from Y 1 to Y 8 and -D- D 4 , D 5 , D 9 , D 10 or a cycloalkylidene group.
8. Legierung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyaryletherketon (B) Struktureinheiten folgender Formeln aufweist:8. Alloy according to claim 7, characterized in that the polyaryl ether ketone (B) has structural units of the following formulas:
Legierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cycloolefinpolymer (A) ein Copolymer aus Norbornen und Ethylen und das Polyaryletherketon (B) Struktureinheiten der FormelAlloy according to claim 1, characterized in that the cycloolefin polymer (A) is a copolymer of norbornene and ethylene and the polyaryl ether ketone (B) structural units of the formula
enthält.contains.
10. Legierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das10. Alloy according to claim 1, characterized in that the
Cycloolefinpolymer (A) ein Copolymer aus Norbornen und Ethylen und das Polyaryletherketon (B) Struktureinheiten der FormelCycloolefin polymer (A) a copolymer of norbornene and ethylene and the polyaryl ether ketone (B) structural units of the formula
- «o >- enthält.- «o> - contains.
11. Verwendung einer Legierung gemäß Anspruch 1 als Matrixmaterial für Verbundwerkstoffe oder zur Herstellung von Formkörpern. 11. Use of an alloy according to claim 1 as a matrix material for composite materials or for the production of moldings.
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