DE1152256B

DE1152256B - Verwendung von Amiden zum Erhoehen der Kerbschlagzaehigkeit in Massen aus hochmolekularen Polyoxymethylenen

Info

Publication number: DE1152256B
Application number: DED34061A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Wilhelm Querfurth
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1960-08-20
Filing date: 1960-08-20
Publication date: 1963-08-01
Also published as: GB957846A; NL268406A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

D 34061IV c/39 b

ANMELDETAG: 20. AUGUST 1960

BEKANNTMACHUN G
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 1. AUGUST 1963

Kunststoffe haben in vielen Zweigen der Industrie Eingang gefunden, vor allem wegen ihrer hervorstechendsten Eigenschaften des geringen spezifischen Gewichtes und der Korrosionsfestigkeit, wodurch sie die herkömmlichen Werkstoffe, insbesondere Metalle, verdrängen können. Ihre mechanische Beanspruchbarkeit schränkt jedoch die allgemeine Verwendung ein.

Die Polyoxymethylene haben zum Teil bereits hervorragende Stoffeigenschaften. Sie eignen sich jedoch noch nicht für Verwendungszwecke, die eine hohe Kerbschlagzähigkeit erfordern.

Es wurde nun gefunden, daß durch Verwenden von Amiden der allgemeinen Formel

I!

Ri-C —N(

-R₂

Verwendung von Amiden zum Erhöhen der Kerbschlagzähigkeit in Massen aus

hochmolekularen Polyoxymethylenen

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler, Frankfurt/M.,

Weißfrauenstr. 9

Dipl.-Chem. Wilhelm Querfurth,

Oberursel (Taunus),
ist als Erfinder genannt worden

worin Ri, R2 und R3 Wasserstoff oder aliphatische Reste mit bis zu 10 C-Atomen bedeuten und wobei die aliphatischen Reste Ri, R2 und R3 auch verzweigt oder zu Ringen geschlossen sein oder aus ungesättigten Resten bestehen können, die in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent — bezogen auf die Gesamtmasse —■ hochmolekularen Polyoxymethylenen zugesetzt werden, warmverformbare Massen erhalten werden, die nach dem Verpressen in der Wärme Formkörper mit erheblich verbesserter Kerbschlagzähigkeit ergeben. Die Polyoxymethylene können gegebenenfalls verestert oder veräthert sein.

Es ist von Vorteil, solche Polyoxymethylene zu verwenden, deren Molekulargewicht mindestens 10 000 beträgt. Für die Herstellung der warmverformbaren Massen kann sowohl anionisch als auch kationisch oder radikalisch polymerisierter Formaldehyd Verwendung finden. Es ist auch ohne Bedeutung, ob die verwendeten Polyoxymethylene aus monomerem Formaldehyd oder aus Trioxan hergestellt wurden. In allen Fällen wird durch den erfindungsgemäßen Zusatz der gegebenenfalls substituierten Amide eine beachtliche Erhöhung der Kerbschlagzähigkeit erreicht.

Der Zusatz von Amiden zu Polyoxymethylenen ist aus der USA.-Patentschrift 2 296 249 bekannt. Danach werden Amide, und zwar vorzugsweise solche mit aromatischen Resten, als Akzeptoren für monomeren Formaldehyd empfohlen. Wie Vergleichsversuche ergeben haben, führen mehrere der hier genannten Amide beim Zusatz zu Polyoxymethylenen eine Verschlechterung der Kerbschlagzähigkeit herbei. Ähnliches trifft auch auf die deutschen Auslegeschriften 1 066 739 und 1 104 695 zu; die Amide dienen hier als Wärmestabilisatoren. In einem Falle wird sogar besonders erwähnt, daß bei einem Polyamidzusatz von 5% oder weniger zum Polyformaldehyd keine bemerkenswerte Änderung der mechanischen Eigenschaften des Polyoxymethylene auftritt. Es war überraschend, daß die erfindungsgemäße Verwendung der beanspruchten Amide Formkörper mit hoher Kerbschlagzähigkeit ergeben.

Die gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 083 048 zu Stabilisierungszwecken verwendeten mehrbasischen aromatischen Sulfonsäureamide zeigen nach dem Einmischen in Polyoxymethylene und anschließendem Verpressen keine Erhöhung der Kerbschlagzähigkeit.

Die erfindungsgemäß zuzusetzenden Amide werden dem Polyoxymethylen, wie es bei der Polymerisation anfällt, in trockenem Zustand in einer geeigneten Mischvorrichtung, vorzugsweise in einem Turbomischer mit hoher Tourenzahl, zugemischt. Die Menge der zuzusetzenden Amide beträgt 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise wird 1 % der Amide verwendet.

Als Beispiele für die verwendbaren Amide seien genannt: Acetamid, Ν,Ν-Dimethylacetamid, N₅N-Dimethylformamid, Ν,Ν-Di-n-hexylformamid, N-Methylformamid, N,N-Di-n-butylacetamid, Caprylsäureamid, n-Capronsäureamid, Propionsäureamid, Va-

309 649/290

leriansäureamid, n-Buttersäureamid, Methylacrylsäureamid.

Die bei der erfindungsgemäßen Verwendung der genannten Amide erhaltenen Polymerisate sind wie üblich in der Wärme verformbar und können in entsprechenden Vorrichtungen, wie Spritzgußmaschinen, verarbeitet werden. Man kann den Massen auch noch Stabilisatoren, Lichtschutzmittel, Alterungsschutzmittel, Gleitmittel, Pigmente oder Füllstoffe hinzufügen. Es ist ferner möglich, diese verformbaren Massen mit anderen pulverförmigen Polymeren zu vermischen, z. B. mit Kondensationsprodukten aus Formaldehyd mit Phenol oder Harnstoff. Es ist aber auch möglich, sie gemeinsam mit anderen monomeren oder polymeren Vinyl- oder Allylverbindungen oder· umgewandelten Naturprodukten, wie Gelatine, Casein od. dgl., zu verarbeiten.

In der folgenden Tabelle sind die mit und ohne Amidzusatz erzielten Kerbschlagzähigkeiten und die prozentuale Zunahme der Kerbschlagzähigkeit bei jeweils l°/oigem Zusatz der Amide enthalten. Als Ausgangsmaterial diente ein Polyoxymethylen mit einem Molekulargewicht von 100 000, das aus gasförmigem Formaldehyd in trockenem Benzin vom Siedepunkt 100 bis 140⁰C durch Polymerisation mit Redoxkatalysatoren bei Zimmertemperatur erhalten worden ist. Als Redoxkatalysator wurde Di-tert.-butylperoxyd/Tributylamin unter Zusatz von einem Zehntel der Katalysatormenge an Calciumnaphthenat verwendet. Dem pulverförmig anfallenden Polymerisat wurde in einem Turbomischer mit etwa 6000 Touren das trockene Amid zugemischt.

Anschließend wurde das trockene Pulver bei 190⁰C 10 Minuten bei 100 kg/cm² verpreßt. Die Kerbschlagzähigkeit wurde mit einem Dynstatgerät nach DIN 53453 gemessen. Hierfür wurden sogenannte DIN-Stab-Prüfkörper (3 mm dicke Platten) eingesetzt.

Versuch

Zugesetztes Amid
(1 Gewichtsprozent)

Acetamid

ohne Zusatz

Ν,Ν-Dimethylacet-

amid

ohne Zusatz

Kerb/tnlag-

zähigkeit
(cm · kg/cm²)

19,0
12,9

29,1
24,3

Steigerung der Kerbschlagzähigkeit
in 0/0

45

47

20

Ver such	Zugesetztes Amid (1 Gewichtsprozent)	Kerbschlag zähigkeit (cm · kg/cm²^	Steigerung der Kerbschlag zähigkeit in°/o
3a 3b	N,N-Dimethyl- formamid ohne Zusatz	39,8 32,4	} ^Ώ
4a 4b	N,N-Di-n-hexyl- formamid ohne Zusatz	37,6 32,4	} ¹⁶
5a 5b	N-Methylformamid ohne Zusatz	34,9 22,3	j 57
6a 6b	N,N-Di-n-butyl- acetamid ohne Zusatz	33,5 30,6	} »
7a 7b	n-Capronsäureamid ohne Zusatz	24,9 17,0	[ 46
8a 8b	Propionsäureamid ohne Zusatz	31,3 17,0	► 84
VO VO er ρ	Valeriansäureamid ohne Zusatz	19,9 17,0	• 17
10 a 10 b	n-Buttersäureamid ohne Zusatz	27,9 17,0	- 64
11a 11b	Methacrylsäureamid ohne Zusatz	33,2 28,6	16

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verwendung von Amiden der allgemeinen Formel ~

Il /R2

Ri-C —n(

worin Ri, R2 und R3 Wasserstoff oder aliphatische Reste mit bis zu 10 C-Atomen bedeuten und wobei die aliphatischen Reste Ri, R2 und R3 auch verzweigt oder zu Ringen geschlossen sein oder aus ungesättigten Resten bestehen können — in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent — bezogen auf die Gesamtmasse — zum Erhöhen der Kerbschlagzähigkeit in Massen, die, gegebenenfalls veresterte oder verätherte, makromolekulare Polyoxymethylene enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 066 739,
695;
USA.-Patentschrift Nr. 2 296 249.

© 309 649/290 7.63