DD247913A1 - Verfahren zur stabilisierung von polymeren - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung von Polymeren ohne konjugierte Mehrfachbindungen in der Polymerkette und von niedermolekularen organischen Stoffen gegen thermooxidativen Abbau. Ziel der Erfindung ist es, mit einem oekonomisch guenstigen Verfahren die Stabilitaet von organischen Verbindungen bei thermischen Belastungen zu erhoehen. Die Aufgabe besteht darin, wirksame, polymervertraegliche, gegebenenfalls noch nichtfaerbende und untoxische Stabilisatoren einzusetzen. Erfindungsgemaess wird dies durch Zumischung von linearen oder cyclischen Estern der schwefligen Saeure erreicht.
Description
wobei R; R' = Alkyl-, Aralkyl-, Aryl- und Alkarylreste, speziell in 2,4 und/oder 6-Stellung alkylsubstituierte Phenylreste
R" = Di- oder polyfunktionelle Alkyl-, Aralkyl-, Aryl- oder Alkarylreste bedeuten, zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stabilisatoren in einer Konzentration von 0,01 bis 3%£ezogen auf den zu stabilisierenden Stoff zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dessen thermischer Belastung zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die erfindungsgemäßen Stabilisatoren in Kombination mit anderen als Stabilisatoren verwendeten Verbindungen, wie Phenole, Phosphite und Schwefelderivaten zugesetzt werden können.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung von Polymeren ohne konjugierte Mehrfachbindungen in der Polymerkette und von niedermolekularen organischen Stoffen gegen thermooxidativen Abbau.
Organische Verbindungen, speziell Polymere, unterliegen vielfältigen Umwelteinflüssen. Dabei nehmen thermisch und/oder photochemisch ausgelöste Oxidationsprozesse einen breiten Raum ein. Diese Reaktionen bewirken eine Verschlechterung der anwendungstechnischen Eigenschaften, die bis zur vollständigen Unbrauchbarkeit führen können. Für die Verwendung der Polymere bei höheren Temperaturen, aber auch für die bei der Verarbeitung auftretende thermische Belastung müssen Polymere, aber auch niedermolekulare organische Stoffe mit Antioxidantien stabilisiert werden. Die wichtigsten Antioxidantien sind dabei Phenole und Amine, aber auch Phosphite, Thioether und andere Stickstoff- und Schwefelverbindungen nehmen einen breiten Raum ein. (R.Gächter, H. Müller; „Plastics Additives Handbook"; Carl Hanser Verlag, München 1985) Eine optimale, allen Belangen gerecht werdende Stabilisierung mit einem Stabilisator konnte bisher noch nicht erreicht werden. Für die unterschiedlichen Anwendungsgebiete werden deshalb eine Vielzahl von Antioxidantien bzw. Antioxidansgemische benötigt.
Ziel der Erfindung ist es, mit einem ökonomisch günstigen Verfahren die Stabilität von Polymeren und niedermolekularen organischen Verbindungen bei thermischen Belastungen zu erhöhen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, Polymere und andere organische Verbindungen vor thermisch ausgelösten Oxidationsvorgängen zu schützen und damit einer Veränderung physikalischer und anwendungstechnischer Parameter vorzubeugen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Polymer bzw. niedermolekularen organischen Stoff Ester der schwefligen Säure der allgemeinen Formel I oder Il
R0v
;s=o
R1O'
wobei R; R' = Alkyl-, Aralkyl-, Aryl- und Alkarylreste, speziell in 2,4 und/oder 6-Stellung alkylsubstituierte Phenylreste R" = Di- oder polyfunktionelle Alkyl-, Aralkyl-, Aryl- oder Alkarylreste
bedeuten, in Konzentrationen von 0,01 bis 3% bezogen auf den zu stabilisierenden Stoff zugegeben wird. Die Zugabe der erfindungsgemäßen Verbindungen erfolgt vorteilhafterweise während der Polymerherstellung, kann jedoch auch zu einem beliebigen anderen Zeitpunkt vor der thermischen Belastung erfolgen. In allen Fällen ist durch geeignete Verfahren eine innige Vermischung mit dem zu stabilisierenden Stoff zu gewährleisten.
Die Vorteile des Verfahrens bestehen darin, daß die Verbindungen allein oder in Kombination mit anderen Antioxidantien gegen den thermooxidativen Abbau besonders bei erhöhten Temperaturen angewendet werden können und sich dabei polymerverträglich verhalten und im allgemeinen nichtfärbend und untoxisch sind. Ihre Effektivität wird erreicht durch einen direkten Eingriff in den Abbauprozeß und ihre Fähigkeit autokatalytisch wirkende Hydroperoxide zu zersetzen.
40 mg unstabilisiertes Polypropylenpulver werden in reinem Sauerstoff auf 180°C erhitzt. Die Probe beginnt nach 50 min Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von 1,2 · 10~2ml/min aufzunehmen.
Unstabilisiertes Polypropylen pulver wird mit 0,05 mol/kg (= 2,6Ma.-%) Tris-(2-tert-butyl-4-methyl phenyl) phosphit innig vermischt. Von dieser Mischung werden Proben zu je 40 mg in reinem Sauerstoff auf 1800C erhitzt. Die Proben beginnen nach 240 min Sauerstoff aufzunehmen mit einer Geschwindigkeit die 70% der von Beispiel 1 (unstabilisiertes Polypropylen) entspricht.
Unstabilisiertes Polypropylenpulver wird mit 0,05 mol/kg (= 1,2Ma.-%) Diphenylsulfit (Formel la) innig vermischt. Von dieser Mischung werden Proben zu je 40 mg in reinem Sauerstoff auf 180°C erhitzt. Die Proben beginnen nach 125 min Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von 60% der des unstabilisierten Polypropylens aufzunehmen.
(PhO)2S=O la
Unstabilisiertes Polypropylenpulver wird mit 0,05 mol/kg (= 1,9Ma.-%) Di-(2-tert-butyl-4-methylphenyl)sulfit (Formel Ib) innig vermischt. Von dieser Mischung werden Proben zu je 40 mg in reinem Sauerstoff auf 180°C erhitzt. Die erste Sauerstoffaufnahme ist nach 100min zu beobachten. Die Sauerstoffaufnahmegeschwindigkeit beträgt mit 1,2 · 10"3ml/min jedoch nur 10% der von unstabilisierten Polypropylen und sie verringert sich im Verlauf der Reaktion noch weiter.
tBu
Unstabilisiertes Polypropylenpulver wird mit 0,05mol/kg (= 0,9Ma.-%) 2-Oxo-i,3,2-benzodioxasulfol (Formel Ma) innig vermischt. Von dieser Mischung werden Proben zu je 40 mg in reinem Sauerstoff auf 1800C erhitzt. Nach 350min beginnt eine Sauerstoffaufnahme mit einer Geschwindigkeit von 20% der des unstabilisierten Polypropylens.
Ma
Unstabilisiertes Polypropylenpulver wird mit 0,05 mol/kg (= 1,1 Ma.-%) 5,5'-Spirobi-(2-oxo-1,3,2-dioxasulforinan) (Formel Hb) innig vermischt. Nach einer Induktionsperiode von 40 min beginnen die Proben bei 1800C in reinem Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von 3,6ml/min Sauerstoff aufzunehmen.
Unstabilisiertes Polypropylenpulver wird mit 0,05mol/kg (= 1,9Ma.-%)4,8-Di-tert-butyl-2,10-dimethyl-6-oxo-12-H-dibenzo-[d,g]-[1,3,2]-dioxasulfocin (Formel lic) innig vermischt. In reinem Sauerstoff beginnt die Sauerstoffaufnahme der Proben zu je 40 mg nach 110min miteinerGeschwindigkeitvon 10%dervon unstabilisierten Polypropylen. Im weiteren Verlauf der Oxidation verringert sich die Sauerstoffaufnahmegeschwindigkeit weiter.
Claims (1)
- Erfindungsanspruch:Verfahren zur Stabilisierung von Polymeren ohne konjugierte Mehrfachbindungen in der Polymerkette und von niedermolekularen organischen Verbindungen gegen thermooxidativen Abbau, gekennzeichnet dadurch, daß dem zu stabilisierenden Polymer bzw. niedermolekularen organischen Stoff Ester der schwefligen Säure der allgemeinen Formel I oderllRtO/3=0
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ID=5578032
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| DE102020205100A1 (de) | 2020-04-22 | 2021-10-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Additivzusammensetzung sowie deren verwendung, kondensationspolymerzusammensetzung, formmasse und hieraus hergestellte formmassen und formteile und deren verwendung |
| DE102021202103A1 (de) | 2021-03-04 | 2022-09-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Verwendung einer Stabilisatorzusammensetzung zur Stabilisierung von halogenfreien thermoplastischen Kunststoff-Recyclaten, eine Stabilisatorzusammensetzung, ein Masterbatch oder Konzentrat, eine stabilisierte Kunststoffzusammensetzung, hier ein Verfahren zur Stabilisierung von halogenfreien thermoplastischen Kunststoff-Recyclaten sowie Verwendung von Zusammensetzungen |
| WO2024002875A1 (de) | 2022-06-27 | 2024-01-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verwendung einer stabilisatorzusammensetzung zur stabilisie-rung von halogenfreier thermoplastischer kunststoff-neuware, stabilisatorzusammensetzung, ein masterbatch oder konzentrat, eine stabilisierte kunststoffzusammensetzung, verfahren zur stabilisierung von halogenfreien thermoplastischen kunststoff-neuware sowie verwendung der zusammensetzung |
-
1986
- 1986-04-09 DD DD28894386A patent/DD247913A1/de not_active IP Right Cessation
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