186139. lajstromszámú szabadalom • Ütésálló polimerkompozíció
186139 2 A találmány tárgya ütésálló polimerkompozíció, polisztirol homo- és/vagy kopolimer- és/vagy poli(2,6-dimetil-l ,4-fenilénoxid)-, ütésállóság-növelő adalék-, töltőanyag- és további adalékanyag-tartalommal. A homopolimer polisztirol rideg, ütéssel szemben csekély ellenállóképességet mutató anyag és környezeti hatásra feszültségi repedésre hajlamos. Hideg- és ütésálló változatait többnyire bonyolult polimerizációs műveletekben gyártják. Az ütésállóságot növelő adalék rendszerint polibutadién vagy butadién-sztirol alapú kaucsuk(SBR), amely alkalmasan, diszpergált formában és a polisztirol mátrixhoz rögzí tett formában van jelen. A polimerizációban kialakí tott mikroszerkezet alapvetően meghatározza e termék ütéssel és környezeti feszültségrepedéssel szembeni ellenállását, sőt optikai tisztaságát (az áttetszőség mértékét) is. A mikro-szerkezetnek a tulajdonságokra gyakorolt hatása nemcsak tudományos közleményekben, hanem a szabadalmi irodalomban is egyre inkább kifejezésre jut. A 82.30748 sz. japán nyilvánosságrahozatali iratban ismertetett, polimerizációval előállított ütésálló polisztirolban a sztirollal ojtott SBR tömeg szerint átlagolt részecskemérete 0,1—1 gm közötti, s ennek következtében a termék nemcsak jó ütésállóságai, hanem fokozottan áttetsző, majdnem átlátszó is. Hasonlóképp az ütésálló polisztirolban eloszlatott polibutadién, illetve az ütésállóság további fokozására alkalmazott butadién-sztirol alapú blokk kopolimer átlagos szemcseméretét tartja döntőnek az átlátszóság és a hajlítófárasztással szembeni ellenállás szempontjából a 82.30747 sz. japán nyilvánosságrahozatali irat. A 48.399 sz. európai nyilvánosságrahozatali irat olyan ütés- és feszültségkorrózió-álló polisztirol alapú kompozíció polimerizációval, majd ezt követően poli (fenilén-oxid)-dal való keverés útján történő előállítását írja le, amelyben az ütésállóság-növelő adalék 85—92%-a 4—10 jim részecskeméretű, 8—15%-a pedig 0,6 pm alatti tartományban van. A mikroszerkezet, pontosabban az ütésállóság-növelő adalék morfológiai megjelenésének és részecske-méretének fontosságát hangsúlyozza a 48.389 sz. európai nyilvánosságrahozatali irat is, amely felületileg fényes, ütésálló polisztirol kompozíciót véd. A polisztirol mátrixban eloszlatott ütésállóság-növelő adalék átlagos részecske-' méretének és szemcseméret-eloszlásának szerepe világlik ki a 48.400 és 48.401 sz. európai nyilvánosságrahozatali iratban szereplő ütésálló polisztirol és poli(fenilén-oxid) alapú keverékek példáján is. A sztirol alapú polimerek ütés- és környezeti feszültségrepedezéssel szembeni ellenállásának további fokozása iránti igény vezetett a polibutadiénnel szívósított sztirol-akrilnitril kopolimer (ABS polimer) kifejlesztéséhez. A feszültségrepedezési hajlam további mérséklésének igénye vezetett a sztirol-akrilnitril (SAN) kopolimer és az akrilnitril-sztirol-akrilnitril terpolimer megjelenéséhez. Feszültségkorrózióálló és ütésálló ABS—SAN és etilén-vinil-acetát alapú tetner kompozíció előállítását ismerteti például a 81.155237 sz. japán nyilvánosságrahozatali irat. A polisztirol, illetve az ütésálló polisztirol ütésállóságának további javítására, a környezeti feszültségrepedezésre való hajlam visszaszorítására a fentebb ismertetett többnyire kémiai módosításokon (polimerizáció) túl fizikai módosítást, azaz a kész polimerek utólagos ömledékállapotú keverését, homogenizálását (ötvözés) is alkalmazzák. A polisztirol esetében erre a célra az utóbbi időben igen kiterjedten alkalmazzák a különböző felépítésű butadién-sztirol alapú blokk kopolimereket [Mod. Plast. Inter. 12, (6) p. 46—48 (1982), valamint az izoprén-sztirol alapú blokk kopolimereket. Ezeket a szakirodalomban termoplasztikus elasztomereknek vagy termoelasztoplasztoknak nevezik. A polisztirol feszültségrepedezési hajlamát ütésállóság-növelő kaucsukadalék és poli(fenilén-oxid) együttes alkalmazásával is sikerült csökkenteni [48.399 sz. európai nyilvánosságrahozatali irat]. A 48.392 sz. európai nyilvánosságrahozatali iratban szereplő ütésálló polisztirol és poli(fenilén-oxid) alapú kompozíció jó feszültségkorrózió- és ütésállóságú, mivel ütésálló polisztirolban a kaucsukadalék adott átlagos szemcseméretben és megfelelő szemcseméret-eloszlásban van jelen. A polisztirol és az ütésálló polisztirol poli(feniién-oxid)-dal való módosítása az utóbbi feldolgozhatóságát javítja, ilyen ötvözeteket a General Electric cég Noryl márkanéven forgalmaz. E keverékek ütésállósága — különösen abban az esetben, ha az átlátszóság megtartása is cél — nem kielégítő. A poli(feniíén-oxid) ütésállóságának növelésére különböző kaucsukkal ojtott polisztirol és polisztirol kopolimereket is használnak [például 4,311.633 sz. USA- beli szabadalmi leírás]. Feszültségkorrózióálló ütésálló polisztirol és poli (fenilén-oxid) ötvözete a 3,039.201 sz. NSZK-beli nyilvánosságrahozatali irat szerint ütésálló, és ezen kívül jól tapad hozzá a poliuretán hab, ami a hűtőgépek hőszigetelésekor rendkívüli fontosságú. Ismeretes, hogy a kaucsuk adalékokkal ütésállóvá tett polimerek túlnyomó többsége fénytani zavarosodást mutat, azaz legjobb esetben is csak áttetszőek. Átlátszó ötvözet csak abban az esetben adódik, ha az önálló fázist képező komponensek átlagos részecskemérete a látható fény hullámhosszánál kisebb, illetve, ha az összevethető a látható fény hullámhosszával, így az ütésállóság-növelő kaucsukot 0,1—1 (im-es tömeg szerint átlagolt értékben tartalmazó polisztirol alapú keverék sem teljesen átlátszó [82.30748 sz. japán nyilvánosságrahozatali irat]. Átlátszó keverék adódik akkor is, ha a részecskeméret meghaladja ugyan a látható fény hullámhosszát, de az ötvözet alkotóinak törésmutatója közel azonos [Angew., 91, (4) 286—309 (1979)]. Mindig átlátszó az ötvözet azonban akkor, ha alkotói korlátlanul elegyednek egymással, azaz a keveredés molekuláris szintű. (Az esetleges fázisszétválás során képződő részecskék mérete a 10 nm értéket nem haladja meg). A polisztirol a poli(fenilén-oxid)-dal teljes elegysort képez, vagyis ezek a keverékek átlátszóak [Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Interscience, N.Y. 1969.10, p. 694—709]. E keverékek azonban ridegek. Ismert olyan eljárás is, amelynél a poli (fenilén-oxid)-ot csiliagformájú butadién-sztirol blokk kopolimerekkel módosítják, és ennek ellenére átlátszó és jól feldolgozható ötvözetet nyernek [48.397 sz. európai nyilvánosságrahozatali irat]. A technika mai állását ismertető fenti felsorolásból 5 10 15 20 25 30 35 'H) 4 "> 50 55 60 85 2
