CH380943A - Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden aus Kunststoffen mit einheitlicher morphologischer Struktur - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden aus Kunststoffen mit einheitlicher morphologischer Struktur
Geformte Gebilde aus kristallisierenden Kunststoffen, wie Polyamiden, Polyäthylenen und Polytrifluorchloräthylenen, namentlich dickere Stücke, zeigen in der Regel innere Spannungen, die durch Tempern stark herabgesetzt, aber kaum völlig beseitigt werden können. Diese Spannungen sind auf eine uneinheitliche morphologische Struktur [s.   Kunststoffe  45 (1955) 414] der geformten Gebilde zurückzuführen.



   Es wurde nun gefunden, dass man geformte Gebilde aus Kunststoffen mit einheitlicher morphologischer Struktur in der Weise erhalten kann, dass man Schmelzen kristallisierender Kunststoffe mit einem Gehalt an feinverteilten kristallkeimbildenden Feststoffen unter Abkühlung formt.



   Der Zusatz der kristallkeimbildenden Stoffe bewirkt ausserdem, dass die Schmelzen beim Abkühlen rascher erstarren, so dass z. B. bei der Herstellung von Spritzgussteilen der Ausstoss aus den Formen pro Zeiteinheit wesentlich erhöht werden kann. Das Keimbildungsvermögen der zugesetzten Stoffe für den jeweils in Frage kommenden Kunststoff lässt sich durch einfachen Versuch leicht feststellen, indem z. B. eine mit dem zu untersuchenden, feinverteilten Feststoff versetzte Schmelze durch Abkühlen zur Erstarrung gebracht und die Zahl der entstehenden Kristalle je Flächeneinheit im Vergleich zu einem ohne Zusatz von kristallkeimbildenden Stoffen hergestellten Produkt z. B. mikroskopisch festgestellt wird. Je grösser die Zahl der Kristalle und damit je kleiner deren Durchmesser, um so grösser ist als Keimbildungsvermögen des untersuchten Feststoffes.

   Das Keimbildungsvermögen eines bestimmten Feststoffes nimmt mit dessen Verteilungsgrad zu und ist im allgemeinen für die einzelnen Kunststoffe spezifisch.



   Als geeignete Kristallkeimbildner können die verschiedenartigsten Feststoffe in Frage kommen, z. B. feinteilige Metalle, wie feines Aluminiumpulver, Bleipulver und Elektrolytkupfer, anorganische Stoffe bzw. Verbindungen, wie Graphit, Magnesiumoxyd, Zinkoxyd, Aluminiumoxyd, Bariumsulfat, Kreide, Natriumcarbonat, Molybdändisulfid,   Kobaldsulfid,    Eisen(II)-sulfid,   Wolfram(IV)-sulfid,    Scheelit, Alkalihalogenide, wie Natriumchlorid, insbesondere schwerlösliche Halogenide, wie Lithiumfluorid, ferner hochdisperse Kieselsäure und Talkum, organische Verbindungen, wie Anthrazen, Chrysen und Coronen, sowie hochmolekulare Stoffe, wie Polytetrafluoräthan. Bei Polyamiden, insbesondere Polycaprolactam, erhält    man z.

   B. feinste Körnungen von etwa 1-2 4 durch    geringe Zusätze, insbesondere von Graphit, Molybdändisulfid, Lithiumfluorid und Talkum.



   Die den Kunststoffen einzuverleibenden Mengen an solchen Feststoffen hängen von der Natur sowohl dieser Feststoffe als auch der jeweils in Frage kommenden Kunststoffe ab. Im allgemeinen wird der erstrebte Erfolg bereits mit Zusätzen von 0,0001 bis O,   ln/o    und insbesondere bis   0, 01e/9    erreicht.



   Die Einverleibung der kristallkeimbildenden Feststoffe in die Schmelze kann in der Weise erfolgen, dass man diese Feststoffe bereits den Ausgangsstoffen für die Kunststoffherstellung zufügt. Die Feststoffe können aber auch den fertigen Kunststoffen, z. B. deren Granulaten oder Pulvern, vor dem Aufschmelzen oder den Schmelzen selbst zugefügt werden.



   Beispiel 1
Eine die genannten Feststoffe enthaltende Schmelze von Polyamid kann wie folgt erhalten werden:  
In einer Schmelze von 100 Gewichtsteilen Caprolactam werden 0,01 Gewichtsteile Graphit feinst verteilt. Das Gemisch wird in üblicher Weise der Polykondensation unterworfen. Die erhaltene Schmelze des Polyamids wird nun auf der Spritzgussmaschine unter Abkühlung zu Formkörpern verarbeitet. Stellt man von so erhaltenen Formteilen Mikrotomschnitte her und betrachtet sie unter dem Mikroskop, so sieht man das Bild einer einheitlichen morphologischen Struktur mit einer sehr einheitlichen Korngrösse von etwa   5, u.   



   Beispiel 2
100 Gewichtsteile eines Polyamid-Granulates werden mit 0,001 Gewichtsteilen Molybdändisulfid innig gemischt. Aus diesem Gemisch werden auf der Schneckenpresse im an sich bekannten kontinuierlichen Arbeitsverfahren unter Abkühlung Profilteile aus Polyamid mit   einheitlicher morphologischer Struk-    tur angefertigt, die weitgehend spannungsfrei sind und bei Betrachtung unter dem Mikroskop eine homogene Körnung mit einer sehr einheitlichen Kristall  grösse von etwa 4 u aufweisen.   



   Beispiel 3
100 Gewichtsteile eines Polyamid-Granulates werden mit 0,0001 Gewichtsteil Lithiumfluorid gemischt und das Gemisch auf der Spritzgussmaschine unter Abkühlung von dünnwandigen Formteilen verspritzt. Man erhält Körper, die eine bemerkenswerte Transparenz und bei mikroskopischer Betrachtung eine einheitliche morphologische Struktur mit einer sehr homogenen Teilchengrösse von etwa   1-2p    aufweisen.



   Beispiel 4
Ersetzt man in Beispiel 2 das Molybdändisulfid durch die gleiche Menge hochdisperser Kieselsäure, so erhält man ebenfalls weitgehend spannungsfreie Erzeugnisse mit einer einheitlichen morphologischen Struktur mit einer Kristallgrösse von etwa   8-10st.   



   Beispiel 5
Ersetzt man in Beispiel 2 das Molybdändisulfid durch 0,01 Gewichtsteile Talkum, so erhält man einen Kunststoff mit einer einheitlichen morphologischen Struktur mit einer Kristallgrösse von etwa   1-2, u.   



   Ohne die in den Beispielen 1-5 beschriebenen Zusätze besteht das erstarrte Polyamid aus einem Gemisch von Kristallen ausserordentlich verschiedener Grössen. Derartige Stücke besitzen erhebliche innere Spannungen, die zu Verwerfungen oder gar zu Rissbildungen führen können.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden aus Kunststoffen mit einheitlicher morphologischer Struktur, dadurch gekennzeichnet, dass man Schmelzen kristallisierender Kunststoffe mit einem Gehalt an feinverteilten, kristallkeimbildenden Feststoffen unter Abkühlung formt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet, dass man Schmelzen verwendet, die 0,0001 bis 0,10/o an kristallkeimbildenden Feststoffen enthalten.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als kristallisierende Kunststoffe Polyamide verwendet.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als kristallisierende Kunststoffe Polyäthylene verwendet.

   4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als kristallisierende Kunststoffe Polytrifluorchloräthylene verwendet.