DE2051243A1 - Butadienpolymeren Komposition, sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Butadienpolymeren Komposition, sowie Verfahren zu deren Herstellung

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DE2051243A1 DE19702051243 DE2051243A DE2051243A1 DE 2051243 A1 DE2051243 A1 DE 2051243A1 DE 19702051243 DE19702051243 DE 19702051243 DE 2051243 A DE2051243 A DE 2051243A DE 2051243 A1 DE2051243 A1 DE 2051243A1
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Description

Die Erfindung betrifft neue Kompositionen auf Basis von amorphem Folybutadien-1,2 mit hohem Molekulargewicht.
Die erfindungsgemäßen Kompositionen bestehen im wesentlichen aus Gemischen, welche in bestimmten Mengenverhältnissen hochmolekulares amorphes Polybutadien-1,2 und ein anderes Polymeres aus einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit elastomeren Eigenschaften - insbesondere Polybutadien-oi8-l,4 ■» enthalten.
i I Hochmolekulares amorphes Polybutadien-1,2 ist bereits bekannt.
Es wird definiert duroh folgende Größen» I
Gehalt an 1,2-Einheiten mindestens 90$, Kristallinität (bei 200C) unter 2#, Mittleres Molekulargewicht mindestens 50 000. '
109818/2110
Diese Charakteriatioa können nach folgenden Methoden bestimmt werden»
Die Mikrostruktur (Gehalt an 1,2-Einheiten) durch Infrarotspektrometrie nach der Methode von CIAMPELLI und Mitarbeitern, La Chemica e l'Industria £1 (1959), S. 758·
Das mittlere Molekulargewicht durch Lichtstreuung.(»Liohtdiffu sion). .
Din Kriatallinität bei 200C durch Röntgen-Spektrographie, z.B. rmo,, der Methode, die im Belgisohen Patent Hr. 549 554 vom 14.1.1957 oder im Banztfsischen Patent Fr. 1 154 938 bzw. im US-Patent Nr. 2 905 646 boschrieben iet.
Diese amorphen $>olybutadiene~l,2 sind praktisch frei von Gel und lösen sich in einer großen Zahl der üblichen Lösungsmittel, wie z.B. Benzol^ Toluol, Chloroform oder Schwefelkohlenstoff. Sie sind raitsam; ihren Herstellungsmethoden z.B. in der USA-Pntentschrift 3 451> 987 beschrieben·
Sie können den fibliohen Vulkanisationsverfähren unterworfen Kautschuk verwendet werden, Schwefelverbindungen
werden, wie sie' laufend bei Heveaz.B. einer Vulkanisation mit Schwefel ir iepenwart ve
rsohiedener Zuschläge«
ller-t nämlich b
iie Vulkanisate aus amorphen PoIybutadienen-1,2, riniert wurden, bislang nicht in befriedigender
konnten
Wi-) sie oben de
Weise für die Oimmireifen-Industrie verwendet werden, insbesondere wegen ihres schlechten Verhaltens bei Kälte. Die Temperatur,
bei der sie in !er Kälte brüohig werden
(sog. "brittle point"),
i etwa -2O0O) da» ist viel höher als der
von der Oummireiffn-Industrie gefordertje Höchstwert (-450C).
Die vorlügende/ Erfindung betrifft nun ;neue Kompositionen, die in diei#r Hinsioht überraschend bessere Eigenschaften aufweisen) im folgenden sind weitere Vorteile der neuen Kompositionen beschrieben, insbesondere überraschend beseere meohanisohe Eigenschaften· U
ORIGINAL
1098187 2*10
205Ί2Α3
Die erfindungsgemäßen Kompositionen bestehen im wesentlichen aus einem. Gemisch von amorphem hochmolekularem Polybutadien-1,2, wie es oben definiert wurde, mit Polybutadien-cis-1,4, welches einen Gehalt von cis-l,4-Einheiten von mindestens 85$ und ein Molekulargewicht von mindestens 100 000 hat, wobei der Anteil von Polybutadien-cis-1,4 in diesem Gemisch 20 - 80 Gewichts-^, vorzugsweise 25 - 60 fi beträgt, während der Anteil von PoIybutadien-1,2 20 - 80 Gewichts-^, vorzugsweise 40 - 75 $> ist.
Die neuen Kompositionen können nach den üblichen Verfahren zur Herstellung von elastomeren Gemischen erhalten werden. Man kann z.B. die Bestandteile bei geeigneten Temperaturen, vorteilhaft zwiücheη 30 - 800G durch einen Walzenkneter laufen lassen.
Auch ist es möglich, im Verlauf dieses Verfahrens dem Gemisch XX1 lohe Zusätze beizugeben, wie z.B. AntioxydantLa (wie Phenylß-raphthylamin oder tert.-Butyl-para-Kresol)j es kommen in Frage' verschiedene Zuschläge wie Kohlenstoff, ölige Kohlenwasserstoffe, ferner Vulkanisationsmittel wie Schwefel, Vnlkanisationst,'»sohl--;uni£er, oder Zinkoxyd b?w. Stearinsäure.
D?)i> erhaltene Produkt kann in üblicher Weise vulkanisiert werder , wobei Temperaturen von ca. 130 - 1800C (vorzugsweise etwa 1500C) und Drucke von 1 - 100 Bar (vorzugsweise etwa 70 Bar) zur Arwendung kommen.
Im folgender. Beispiel ist das erfindungsgemäße Verfahren sowie die dabei erhaltenen Produkte näher beschrieben.
109818/211Ö
Beispiel
Um die Eigenschaften der neuen Kompositionen aufzeigen zu
können, wurden mehrere Gemische mit unterschiedlichem Gehalt
an Polybutadien-1,2 (Gehalt an 1,2-Einheiten: 91 #, Kristall!-,
nität unter 2 $, mittleres Molekulargewicht: 400 000)
ur.d an PolybutRdien-cis-1,4 (Gehalt an cis-l,4-Einheiten: 96#,
mittleres Molekulargewicht: 450 000) hergestellt.
Dann wurden die folgenden Vulkanisationszusätze beigefügt,
wobei das Gemisch bei 500C in einem offenen Walzenkneter
bearbeitet wurde.
" Auf 30 kg Gemisch kamen
Phenyl-ß-naphthylamin 0,30 kg
Aromatisches öl 4,50 kg
ISAF-Schwnr% (Ruß) · 13,50 kg
Stearinsäure 0,45 kg
Kondensat ionsprodukt aus
Diphenylamin und Aceton 0,30 kg
Schwefel 0,60 kg
Zinkoxyd 1,50 kg
N-Cyclohexyl-2-benzothiazyl-
sulfenamid 0,30 kg
Dio erhaltenen Gemische wurden dann 30 Min. bei einem Druck von
* 70 Bar auf 1500C erhitzt, bis die Vulkanisation beendet war.
In der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Kompositionen
sowie die Eigenschaften der vulkanisierten Gemische wiedergegeben.
BAD ORIGINAL
109618/2110
Vulkanisat
Nr.		 Polybutadien-
cls-1,4 W 		Polybutadien-
1,2 (Ji)		 Elast.Modul
bei 300?ί
(kgf/qcra)		 Zerreißfestig
keit
(kgf/qom)
1 O 100 80 1241
2 20 80 83,5 129
3 25 75 · 95 130
4 30 70. 118 133
5 40 60 106 • 130
6 50 50 102 133
7 60 40 93 131
8 80 20 84 129
9 100 0 82 131
Rückprallelast· Härte "brittle,, Quellung in
(Schob) (#) DIDC point"(0C) Benzol (Gew.?6,
15,6 62 -241 346
21,1 62 -59 334}
22,8 63 -72 323
26,2 65 ^-80 315
29,4 64= <-80 315
39,2 65 ^-80 321
40,2 64 <-80 319
43,3 65 <"-80 318
45,6 61 <-80 332
109818/2110
Aus der Vorstehenden Tabelle laßt sich folgendes entnehmen:
1.) Vulknnisate, die aus Kompositionen mit mindestens 2O# rolybutadien-cis-1,4 hergestellt sind, haben einen "brittle point", der wesentlich unter dem oben erwähnten Limit von -450C liegt.
Diose Senkung konnte nicht aus den entsprechenden Werten für Vulkanisate aus reinem Polybutaiten-1,2 bzw. reinem rolybutadien-cis-1,4 hergeleitet werden.
2.) Das Elastizitätsmodul bei 300^ steigt bei den 20 - 80#igen Kompositionen überraschend an, insbesondere bei den 25 - 60?iigen Kompositionen.
3.) Bei den 25 - 60?iigen Kompositionen ist die Quellbarkeit in Benzol deutlich vermindert.
4.) Bei den gleichen Kompositionen bleibt die Rückprall-Elastizität schwach.
Außerdem stellt man fest, daß Reifen, die aus den erfindungsgemäßen Kompositionen hergestellt wurden, eine verbesserte Bodenhaftung aufweisen.
Die oben aufgezeigten Eigenschaften der neuen Kompositionen machen diese auch für der Herstellung von Gummifederungen und von Treibriemen brauchbar.
ORIGINAL INSPECTED
109818/2110

Claims (5)

  1. Paten t an β ρ r ü c h e
    Butadienpoüymeren-Komposition, dadurch gekonnzeichnet, daß sie im wesentlichen ans einem Gemisch von zwei Butadienpolymeren besteht, nämlich aus Polybutadien mit einem Gehalt an 1,2-Einheiten von mindestens 90$, einer Kristallinität (bei 200C) unter 2$ und einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 50 000, und einem Polybutadien mit einem Gehalt an cis-l,4-Einheiten von mindestens 85$ und einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 100 000, wobei der Anteil von Polybutadien-1,2 in diesem Gemisch 20 - '80 Gewichts-# und der Anteil von Polybutadien-cis-1,4 20 - 80 Gewichts-# beträgt.
  2. 2.) Komposition gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Polybutadien-1,2 von 40 - 75 Gewichts-^ und einen Gehalt an Polybutadien-cis-1,4 von 25 - 60 Gewichts-^.
  3. 3.) Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats, dadurch gekennzeichnet, daß man einer Komposition gemäß Anspruch ein übliches Vulkanisationsmittel beifügt und die erhaltene Mischung in üblicher Weise vulkanisiert.
  4. 4.) Verfahren gemäß Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man eine Komposition gemäß Anspruch 2 verwendet.
  5. 5.) Vulkanisat, erhalten nach dem Verfahren des Anspruchs 3» 6.) Vulkanisat, erhalten nach dem Verfahren des Anspruchs 4.
    109818/2110
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