DE1056373B

DE1056373B - Verfahren zur Herstellung neuartiger Kunststoffe aus Polystyrol und natuerlichem oder kuenstlichem Kautschuk

Info

Publication number: DE1056373B
Application number: DEM27430A
Authority: DE
Inventors: Frank Long; Cefn Mawr; Norman Edgar Williams
Original assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Current assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Priority date: 1954-06-18
Filing date: 1955-06-16
Publication date: 1959-04-30
Also published as: FR1133954A; GB766585A

Description

DEUTSCHES

Es sind verschiedene Verfahren zur Modifizierung von Polystyrolplasten vorgeschlagen worden, wodurch denselben besondere physikalische Eigenschaften verliehen werden. Ein derartiges Verfahren ist die Polymerisation monomeren Styrols in Gegenwart von Kautschuk. So kann man z. B. Polystyrolplaste mit verbesserten physikalischen Eigenschaften, insbesondere guter Stoßfestigkeit, herstellen, indem man einen geringen Anteil Kautschuk in Styrol (d. h. also monomerem Styrol) auflöst und die auf diese Weise erhaltene Lösung polymerisiert.

Als Ergebnis weiterer Versuchsarbeit in dieser Richtung wurde nunmehr festgestellt, daß Polystyrolmassen mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften, vor allem bemerkenswerter Elastizität und Stoßfestigkeit, erhalten werden können, wenn man in Styrol bis zu 25 Gewichtsprozent vulkanisierbaren natürlichen oder synthetischen Kautschuks auflöst und die sich dabei ergebende Lösung einem genau geregelten mehrstufigen Polymerisationsvorgang unterzieht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Polystyrolplast mit verbesserten physikalischen Eigenschaften erhalten werden nach einem Verfahren, bestehend aus einem ersten Arbeitsgang, bei welchem eine Lösung in Styrol von 25 % vulkanisierbarem natürlichem oder synthetischem Kautschuk, auf das Gewicht des Styrols bezogen, unter Polymerisationsverhältnissen auf eine Temperatur von 80 bis 110⁰C erhitzt wird, bis die Umwandlung, wie sie nachstehend definiert werden wird, sich auf 20 bis 40% beläuft, einem zweiten Arbeitsgang, bei welchem die Temperatur der Reaktionsmasse um 3 bis 10°C herabgesetzt und die Masse auf dieser niedrigeren Temperatur gehalten wird, bis die Umwandlung sich auf 40 bis 60 % beläuft, und einem dritten Arbeitsgang, bei welchem die Temperatur der Masse auf 170 bis 200° C erhöht wird und die Masse auf dieser Temperatur gehalten wird, bis die Polymerisation des Styrols im wesentlichen vollendet ist.

Der hier verwendete Ausdruck »Umwandlung«· bedeutet denjenigen Gewichtsanteil der ursprünglich vorhandenen Gesamtmenge an Styrol, der polymerisiert worden ist. In der Praxis wird der Grad der Umwandlung zweckmäßigerweise durch Messen der Viskosität oder des Brechungskoeffizienten der Reaktionsmasse ermittelt. Zu diesem Zweck werden Viskosität und Brechungskoeffizient in geeigneter Weise in Beziehung gesetzt zu der Umwandlung bei Verwendung besonderer Ausgangsmaterialien durch Testversuche, bei denen während der Polymerisation Muster des Reaktionsgemisches in gewissen Zeitabständen entnommen werden und der Anteil des zur Reaktion gekommenen Styrols bestimmt wird durch Abdampfen oder Abdestillieren des nicht zur Reaktion gekommenen monomeren Styrols; bei dieser Bestimmung wird Hydrochinon verwendet, um die weitere Polymerisation zu unterbinden.

Verfahren zur Herstellung

neuartiger Kunststoffe aus Polystyrol

und natürlichem oder künstlichem

Kautschuk

Anmelder:

Monsanto Chemicals Limited,
London

Vertreter: Dr. M. Eule, Patentanwalt,
München 13, Kurfürstenplatz 2

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 18. Juni 1954 und 24. Mai 1955

Frank Long, Cefn Mawr, Wrexham, Denbighshire,
und Norman Edgar Williams, Ruabon, Denbighshire (Großbritannien),

sind als Erfinder genannt worden

Vorzugsweise beläuft sich die im ersten Arbeitsgang erreichte Umwandlungsrate auf 20 bis 30 %, im zweiten Arbeitsgang auf 40 bis 50 %.
Die erfindungsgemäß verbesserten Polystyrolplaste können nach einem Spritzguß- oder einem Formpreßverfahren verformt werden. Man kann auf diese Weise Gegenstände erhalten, welche erheblich verbesserte physikalische Eigenschaften, insbesondere verbesserte Stoßfestigkeit und Elastizität besitzen. Es wurde in einigen Fällen festgestellt, daß bei Verformen der erfmdtingsmäßigen Plaste ein Produkt erhalten werden kann, dessen Stoßfestigkeit mehr als viermal so groß ist wie diejenige des Polystyrols selbst, während die Bruchdehnung (ein Maß für das Ausdehnungsvermögen des Stoffes) mehr als zwanzigmal so groß ist wie diejenige des Polystyrols. In der Tat ist die Stoßfestigkeit einiger der erfindungsmäßigen Polystyrolplaste größer als diejenige aller anderen Stoffe auf Polystyrolbasis, die bisher im. Handel erhältlich waren.

Die Temperatur, bei welcher der erste Arbeitsgang des Verfahrens durchgeführt werden kann, beläuft sich — wie bereits erwähnt wurde — auf 80 bis 110⁰C, jedoch liegt der bevorzugte Bereich zwischen 90 und 100⁰C. In ähnlicher Weise liegt die Temperatur zur Durchführung

9TO 508/470

les dritten Arbeitsganges hei 170 bis 200⁰C, der berorzugte Bereich jedoch zwischen 175 und 185°C. Auch >oll die Temperatur bei Beendigung des zweiten Arbeitsranges langsam zunehmen, z. B. im Verlauf, von 1 bis I Stunden. Die erhöhte Temperatur wird aufrechterhalten, ms alles anfänglich vorhandene Styrol praktisch polynerisiert ist, d. h. bis sich die Umwandlung auf 95 bis 100% beläuft.

Falls gewünscht, kann man das polymerisierte Prolukt erstarren lassen, worauf man es durch Vermählen )der ähnliche Mittel zerkleinern kann, um ein für das Spritzgußverfahren geeignetes Material zu erhalten. Wahlweise kann das aus der Polymsrisationsreaktion hervorgehende geschmolzene polymere Produkt direkt verwendet werden, indem man es durch eine Strangpresse schickt und dann in die zum Verformen geeigneten Stücke zerschneidet.

Der zur Herstellung der erfindungsmäßigen PoIystyrolplaste verwendete Kautschuk kann entweder ein natürlicher Kautschuk, z. B. ein heller Crepe, oder ein synthetischer Kautschuk, wie ein solcher des GR-S-Typs sein. Besonders gute Ergebnisse wurden bei Verwendung sines synthetischen Kautschuktyps, der unter der Bezeichnung »kalter GR-S-Kautschuk*· bekannt ist, erzielt. Dieser synthetische Kautschuk ist ein Mischpolymerisat das Butadien und Styrol und wird durch Polymerisation unterhalb 30° C erhalten. In der Regel wird er abgeleitet von Butadien und Styrol in den Gewichtsanteilen von 50: 50 bis zu 95: 5 %, und zwar nach einem Verfahren der Emulsionspolymerisation unter Verwendung sines Polymerisationskatalysators des Redox-Typs. Polystyrolplaste mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften wurden erhalten unter Verwendung eines kalten Kautschuks, der unter der Bezeichnung Polysar Krylene NS im Handel erhältlich ist, bei welchem sich das Butadien-Styrol-Verhältnis auf 77 : 23 Gewichtsprozent belauft und durch Emulsionspolymerisation bei einer Temperatur hergestellt wird, die gut unter 30° C liegt. (Polysar Krylene ist ein eingetragenes Warenzeichen.)

Der verwendete Kautschukanteil beträgt vorzugsweise 2 bis 15%, auf das Gewicht des verwendeten Styrols bezogen. Die optimale Kautschukmenge hängt in gewissem Maße von dem verwendeten Kautschuktyp ab, und zwar ist die erforderliche Menge bei synthetischem Kautschuk größer als bei Naturkautschuk.

Bei synthetischem Kautschuk wurde es als zweckmäßig befunden, denselben in einem Anteil von 5 bis 15%, auf das Gewicht des verwendeten Styrols bezogen, zu verwenden, wohingegen bei Verwendung von Naturkautschuk der bevorzugte Anteil sich auf 2 bis 8 %, auf das Gewicht des verwendeten Styrols bezogen, beläuft. Bei Verwendung kalten synthetischen Kautschuks des Typs Polysar Krylene NS erhielt man sehr zufriedenstellende Ergebnisse bei einem Anteil von 10 %, auf das Gewicht des Gemisches aus Kautschuk und Styrol bezogen (d. h. 11,1 ⁰I₀, auf das Gewicht des verwendeten Styrols bezogen).

• Die erfindungsmäßigen Plaste werden in der Praxis durch Blockpolymerisation hergestellt. Bei Anwendung dieser Art von Polymerisation wurde festgestellt, daß die Viskosität der Reaktionsmasse mit fortschreitender Reaktion rasch zunimmt, und da diese Zunahme der Viskosität von einer Entwicklung an Reaktionswärme begleitet wird, ist es wesentlich, daß angemessene Vorkehrungen getroffen werden, um diese überschüssige Wärme so rasch wie möglich zu beseitigen. Das kann in beliebiger Weise geschehen, z. B. durch den Umlauf kalten Wassers durch Kühlschlangen, die um das Reaktionsgefäß herum angeordnet sind. Das Kühlen kann dadurch unterstützt werden, daß man das Reaktionsgemisch in Bewegung hält, beispielsweise durch Rühren, um den Wärmeübergang von der Reaktionsmasse zu den - Kühlschlangen zu beschleunigen. Diese Art der-Kühlung ist offensichtlich nur so lange wirksam, wie es möglich ist, einen raschen Wärmeübergang auf die Kühlschlangen zu bewirken. Wenn jedoch die späteren Stadien der Polymerisationsreaktion erreicht werden, wird die Viskosität der Reaktionsmasse derart groß, daß es praktisch

ίο unmöglich wird, die letztere genügend zu bewegen, um die notwendige Ableitung der Wärme durchzuführen. Diese Schwierigkeit kann überwunden werden, wenn man die Reaktionsmasse in einem Zwischenstadium aus dem Gefäß, in welchem die Reaktion eingeleitet wurde, in eine Reihe kleinerer Behälter von verhältnismäßig großem Obernächenvolumenverhältnis überführt. Bei dem erfindungsmäßigen Verfahren, bei welchem die Viskosität der Reaktionsmasse mit fortschreitender Reaktion sehr erheblich zunimmt, wurde es als zweckmäßig befunden, die Reaktionsmasse in eine Reihe solcher kleinerer Behälter ziemlich bald nach Beginn der Polymerisation und solange die Viskosität noch genügend niedrig ist, um den flüssigen Stoff leicht ablassen zu können, überzuführen. Der genaue Zeitpunkt, in

welchem diese Überführung am besten stattfindet, hängt natürlich von verschiedenen Bedingungen ab, jedoch soll diese Überleitung vorzugsweise dann stattfinden, wenn die Umwandlung der Reaktionsmasse sich auf 5 bis 15% beläuft. Es können natürlich Fälle eintreten, in denen es möglich ist, den ganzen ersten Arbeitsgang in dem gleichen Gefäß durchzuführen, in welchem die Reaktion eingeleitet wurde, jedoch wird es auf jeden Fall und in praktisch allen Verfahren notwendig sein, den zweiten und den dritten Arbeitsgang in den kleineren Behältern auszuführen.

Die Polymerisationsreaktion wird vorzugsweise in Gegenwart einer geringen Menge eines Katalysators ausgeführt, denn das ergibt eine erhebliche Zunahme der Reaktionsgeschwindigkeit und gestattet damit entweder eine Herabsetzung der für die Reaktion erforderlichen Zeit oder die Anwendung niedrigerer Temperaturen oder vielleicht auch beides. Indessen ist die Verwendung eines Katalysators nicht unbedingt notwendig. Unter den Katalysatoren können als Beispiele di-tert. Butylperoxyd, Benzoylperoxyd und tert. Butylperbenzoat angeführt werden. Die Menge Katalysator kann 0,001 bis 1.0 %, vorzugsweise0,01 bis 0,50 %, betragen, bezogen auf das Gesamtgewicht des verwendeten Styrols und Kautschuks. Sehr gute Ergebnisse wurden mit 0,02% di-tert. Butylperoxyd, auf das Gesamtgewicht von Styrol und Kautschuk bezogen, erhalten.

Falls gewünscht, können geringe Mengen an Gleitstoffen, wie Butylstearat, und Polymerisationsmodifikatoren, z. B. Dodecylmercaptan, der anfänglichen Lösung von Kautschuk in Styrol hinzugesetzt werden.

Infolge der Neigung des Styrol-Kautschuk-Reaktionsgemisches zur Oxydation besteht erhebliche Gefahr für eine unerwünschte Oxydation, falls während der Polymerisation Luft zutritt. Um diese Möglichkeit auszuschließen, wird die Reaktion vorzugsweise in einer Atmosphäre eines nichtoxydierenden Gases, beispielsweise Kohlendioxyd oder Stickstoff, ausgeführt.

Beispiel 1

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines PoIystyrolplasts unter Verwendung von 12,5 Gewichtsprozent kaltem synthetischem Kautschuk Polysar Krylene NS (d. h. 14,3 %, auf das Gewicht des verwendeten monomeren Styrols bezogen). Die Masse wurde in der folgenden Weise hergestellt:

1305 g Styrol wurden in einen dreihalsigen Glaskolben von 3 1 Inhalt, mit zusammenlegbarem Schirmrührwerk aus rostfreiem Stahl versehen, eingebracht. Der Kolben wurde in einem Ölbade, welches durch einen Thermostaten auf gleicher Temperatur gehalten wurde, erhitzt, und 187 g Polysar Krylene NS (synthetischer Kautschuk in Form Meiner Stücke, die durch ein Sieb mit einer Maschenweite von ¹J₈ Zoll = 3,175 mm hindurchgingen) wurden allmählich zu dem Styrol im Verlauf von 15 Minuten unter Rühren hinzugesetzt. Die in dem Kolben enthaltene Luft wurde durch einen Strom Kohlendioxyd verdrängt. Wenn der Inhalt des Kolbens die Temperatur von 95° C erreicht hatte, wurde er 2 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten; dann hatte sich der gesamte synthetische Kautschuk aufgelöst.

Eine Lösung von 0,3 g ditert. Butylperoxyd in 8 g Styrol wurde der Reaktionsmasse hinzugesetzt, wodurch die Mischpolymerisation des Styrols und des synthetischen Kautschuks eingeleitet wurde. Die Temperatur wurde konstant auf 95° C gehalten und das Gemisch nach Zusatz des Katalysators weitere 8 Stunden gerührt. Dann zeigte die Messung der Viskosität und des Brechungskoeffizienten eine Umwandlung von 10% an, d.h., 10% des Gewichtes des anfänglich vorhandenen monomeren Styrols waren polymerisiert worden.

Der flüssige Inhalt des Kolbens wurde in ein Gefäß von schmalem rechteckigem Querschnitt übergeführt und (wiederum unter einer Atmosphäre von Kohlendioxyd) auf einer Temperatur von 95° C gehalten, bis die Umwandlung auf 23% angestiegen war, was der Fall war, nachdem die Reaktionsmasse 10 Stunden lang in dem Gefäß gewesen war. Die Temperatur des Gefäßinhalts wurde dann auf die Dauer von 24 Stunden auf 90° C herabgesetzt, nach welcher Zeit die Umwandlung auf einen Wert von 47% angestiegen war. Schließlich ließ man die Temperatur im Verlauf von 4 Stunden langsam auf 180° C ansteigen und hielt sie 16 Stunden auf dieser Höhe. Nach Verlauf dieser Zeit war praktisch alles anfänglich vorhandene Styrol bis zu einem Umwandlungsgrade von 99% polymerisiert worden.
' Hierauf ließ man das Gefäß abkühlen, so daß das aus der Polymerisationsreaktion hervorgehende Polymere als ein Block eines weißen harzartigen Stoffes erhalten wurde. Der Block wurde aus dem Gefäß entfernt und zu einem körnigen Produkt zerkleinert, das zur Verwendung

ίο in einer Spritzgußmaschine geeignet war.

Aus dem auf diese Weise erhaltenen Produkt wurden Probestücke geformt, und zwar in einer Hupfield-Spritzgußmaschine von 1 Unze (28,35 g) Inhalt bei einer Zylindertemperatur von 220° C, einer Formtemperatur von 50° C und einem Einspritzdruck von 10000 lbs./Quadratzahl (700 kg/cm²). Der Arbeitsvorgang beim Formen war folgender:

a) 30 Sekunden: Tauchkolben vorwärts und Form geschlossen,

b) 15 Sekunden: Tauchkolben rückwärts und Form geschlossen,

c) 15 Sekunden: Tauchkolben rückwärts und Form geöffnet.

Zu Vergleichszwecken wurde eine Anzahl gleicher Probestücke aus einem im Handel erhältlichen Polystyrol, das unter der Bezeichnung Lustrex L (Lustrex ist ein eingetragenes Wareneichen) verkauft wird, geformt, und zwar unter den oben angegebenen Verhältnissen, "abgesehen davon, daß sich die Zylindertemperatur auf 200° C und der Einspritzdruck auf 8000 lbs./Quadratzoll = 560 kg/cm² belief anstatt 220° C und 10000 lbs./ Quadratzoll wie vorher.

Die physikalischen Kennwerte der geformten Probestücke wurden dann gemessen mit den nachstehenden Ergebnissen:

Test

Nr.

Test

Polystyrol

Polymerisat

Zunahme

Zugfestigkeit

p. s. i

kg/cm²

Dehnung beim Bruch, %

Biegefestigkeit

p. s. i.

kg/cm²

Abbiegung
ZoH

mm

Stoßfestigkeit
ft.lbs./Zoll Kerbe,
mkg/mm Kerbe ..

6 030
422,1

1,50

11250
787,5

0,32
8,128

0,488
0,06749

5 250
367,5

29,67

8 960
627,2

über 1
über 25,4

2,080
0,2877

- 12,9%
+ 1880 %

- 20,3%

über 212%
326%

Diese Teste wurden ausgeführt unter den Bedingungen der anerkannten Normteste, und zwar in folgender Weise:

Teste 1 und 2 gemäß ASTM D 638-49 T bei einer Beanspruchungs- bzw. Spannungszunahme von 0,1 Zoll/ min. = 2,54 mm/min (ASTM = American Society for Testing Materials);

Teste 3 und 4 gemäß ASTM D 790-49 T bei einer Spannweite von 3 Zoll (76,2 mm) und einer Spannungszunahme von 0,2 Zoll/min (5,08 mm/min),

Test 5 gemäß ASTM D 256-47 T (Verfahren A).

Beispiel 2

Dieses Beispiel beschreibt die HersteEung eines PoIystyrolplasts ähnlich dem im Beispiel 1 beschriebenen, dieses Mal jedoch unter Verwendung von 10 Gewichtsprozent kaltem synthetischem Kautschuk Polysar Krylene NS (d. h. 11,1%, auf das Gewicht des verwendeten monomeren Styrols bezogen). Die Masse, die in sehr viel größerem Maßstabe als die von Beispiel 1 erzeugt wurde, erhielt man durch Polymerisation einer Lösung von 50 lbs. (22,68 kg) Polysar Krylene NS in 449 lbs. (203,663 kg) Styrol, unter Verwendung von 0,1 Ib.

(0,04536 kg) ditert. Butylperoxyd (hinzugesetzt als eine Lösung in 1 lh. = 0,4536 . kg Styrol) als Katalysator. Die. Reaktionszeiten und -temperaturen waren die gleiche wie im Beispiel 1, und die Reaktion er-"folgte wie zuvor unter einer Atmosphäre von Kohlendioxyd.

Das erhaltene Polymere wurde durch Mahlen granuliert und in einer Hupfield-Spritzgußmaschine von 1 Unze (28,35 g) zu Probestücken geformt, und zwar bei einer Zylindertemperatur von 200° C, einer Formtemperatur von 50° C und einem Einspritzdruck von 8000 lbs./ Quadratzoll (560 kg/cm²). Der Arbeitsvorgang war genau wie im Beispiel 1.

Die physikalischen Kennwerte der geformten Probestücke wurden dann nach den im Beispiel 1 beschriebenen Normtesten gemessen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend gegenübergestellt den Ergebnissen bei den gleichen, aus Polystyrol geformten Probestücken wie im Beispiel 1.

Test
Nr.

Test

Polystyrol

Polymerisat

Zunahme

Zugfestigkeit

P- s. i

kg/cm²

Bruchdehnung, % .

Biegefestigkeit

p. s. i

kg/cm²

Abbiegung

ZoE

mm

Stoßfestigkeit
ft. lb./Zoll Kerbe
mkg/mm Kerbe .

6 030
422,1

1,50

11250
787,5

0,32
8,128

0,488
0,06749

4 700
329

37,00

7 490
524,3

über 1
über 25,4

2,084
0,2882

- 22,1% + 2360 %

- 33,4%

über 212 % + 327 %

Beispiel 3

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines PoIystyrolplasts unter Verwendung von 3,4 Gewichtsprozent Naturkautschuk (d. h. 3,5%, auf das Gewicht des verwendeten monomeren Styrols bezogen). Die Masse wurde in der folgenden Weise hergestellt:

96,6 Gewichtsteile Styrol wurden in einen dreihalsigen Glaskolben von 3 1 Inhalt, mit einem zusammenlegbaren Schirmrührwerk aus rostfreiem Stahl versehen, eingebracht. Der Kolben wurde in einem Ölbade, das durch einen Thermostaten auf gleicher Temperatur gehalten wurde, erhitzt. Im Verlauf von 15 Minuten wurden dem Styrol allmählich unter Rühren 3,4 Gewichtsteile Naturkautschuk — heller Crepe — in Stücken, die klein genug waren, um durch ein Sieb mit einer Maschenweite von ¹I₈ Zoll (3,175 mm) hindurchzugehen, hinzugesetzt. Wenn der Inhalt des Kolbens die Temperatur von 95° C erreicht hatte, wurde derselbe 2 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten; nach Verlauf dieser Zeit hatte sich der gesamte Kautschuk aufgelöst.

Der Reaktionsmasse wurde eine Lösung von 0,04 Gewichtsteilen ditert. Butylperoxyd in wenig Styrol hinzugesetzt, wodurch die Mischpolymerisation von Styrol und Kautschuk eingeleitet wurde. Die Temperatur wurde auf 95° C gehalten, und das Gemisch wurde nach Zusatz des Katalysators weitere 17 Stunden gerührt. Nach Verlauf dieser Zeit zeigte die Messung der Viskosität und des Brechungskoeffizienten eine Umwandlung in Höhe

33%

an.

Der flüssige Inhalt des Kolbens wurde in eine Anzahl großer Siederohre übergefüllt. Diese letzteren wurden 24 Stunden auf einer Temperatur von 90° C gehalten, in welcher Zeit die Umwandlung auf 57 % angestiegen war. Die Temperatur des Inhalts der Rohre wurde dann langsam im Verlauf von 2 Stunden von 90 auf 147° C erhöht, und schließlich wurde die Temperatur rasch auf 180° C erhöht und auf dieser Höhe weitere 2 Stunden gehalten. Nach Verlauf dieser Zeit war fast das gesamte anfänglich vorhandene Styrol polymerisiert, nämlich bis zu 95,5 %. Die Reaktionen erfolgten sowohl im Kolben als auch in den Siederohren unter einer Atmosphäre von Kohlendioxyd.

Man ließ die Rohre abkühlen und erhielt dann das aus der Polymerisationsreaktion hervorgehende Polymere in der Form von Blöcken eines weißen harzartigen Stoffes. Die Blöcke wurden aus den Rohren entfernt und vermählen, wobei man ein zur Verformung geeignetes körniges Produkt erhielt.

Das körnige Produkt wurde in einer Formpreßmaschine zu Probestücken verformt, welche auf ihre Stoßfestigkeit geprüft wurden. Zu Vergleichszwecken wurde eine Anzahl gleicher Probestücke aus einem im Handel erhältlichen und unter der Bezeichnung Lustrex L (Lustrex ist ein eingetragenes Warenzeichen) verkauften Polystyrol angefertigt.

Das Formpressen und die Bestimmung der Stoßfestigkeit der geformten Probestücke, sowohl derjenigen aus Polystyrol als auch derjenigen aus dem Styrol-Kautschuk-Mischpolymeren wurden ausgeführt gemäß den Bedingungen, wie sie in dem britischen Normenblatt Nr. 1493 vom Jahre 1948 niedergelegt sind.

Für die Stoßfestigkeit der beiden getesteten Polymeren erhielt man die folgenden Werte:

Stoßfestigkeit
in ft. Ib.

in mkg

Polystyrol

0,17
0,023511

Mischpolymeres

0,99
0,136917

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung neuartiger Kunststoffe aus Polystyrol und natürlichem oder künstlichem Kautschuk, gekennzeichnet durch einen ersten Arbeitsgang, in welchem eine Lösung von Naturkautschuk oder von synthetischem Kautschuk in Styrol, und zwar mit bis zu 25 % Kautschuk, auf das Gewicht des Styrols bezogen, unter Polymerisationsbedingungen auf eine Temperatur von 80 bis 110° C erhitzt wird, bis 20 bis 40 Gewichtsprozent des Styrols

umgewandelt bzw. polymerisiert worden sind, einen zweiten Arbeitsgang, in welchem die Temperatur der Reaktionsmasse um 3 bis 10° C herabgesetzt und die Masse auf dieser erniedrigten Temperatur gehalten wird, bis 40 bis 60 Gewichtsprozent des anfänglich vorhandenen Styrols umgewandelt bzw. polymerisiert worden sind, und einen dritten Arbeitsgang, in welchem die Temperatur der Masse auf 170 bis 200° C erhöht und die Masse auf dieser Temperatur gehalten wird, bis die Polymerisation des Styrols im wesentliehen vollendet ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem ersten Arbeitsgang des Verfahrens angewandte Temperatur sich auf 90 bis 100° C beläuft.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem dritten Arbeitsgang des Verfahrens angewandte Temperatur sich auf 175 bis 185° C beläuft.

4. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im ersten Arbeitsgang erreichte Umwandlung sich auf 20 bis 30°/₀, die im zweiten Arbeitsgang erreichte sich auf 40 bis 50% beläuft.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des verwendeten Kautschuks sich auf 2 bis 15°/₀, auf das Gewicht des verwendeten Styrols bezogen, beläuft.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des verwendeten Naturkautschuks sich auf 2 bis 8 %, auf das Gewicht des verwendeten Styrols bezogen, beläuft.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des verwendeten synthetischen Kautschuks sich auf 5 bis 15%, auf das Gewicht des verwendeten Styrols bezogen, beläuft.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmasse aus dem Gefäß, in welchem die Polymerisation eingeleitet wurde, in eine Anzahl kleinerer Gefäße übergeführt wird, bevor der zweite Arbeitsgang des Verfahrens beginnt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmasse aus dem Gefäß, in welchem die Polymerisation eingeleitet wurde, in eine Anzahl kleinerer Gefäße übergeführt wird, sobald die Umwandlung einen Wert von 5 bis 15 % erreicht hat.

10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmasse während des ersten Arbeitsganges des Verfahrens gerührt wird, wodurch zur Regelung der Temperatur der Masse beigetragen wird.

11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators, wie z. B. ditert. Butylperoxyd, Benzoylperoxyd oder tert. Butylperbenzoat, ausgeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 908 301.

909 508/470 4.