DE962117C - Verfahren zum Entfernen von fluechtigen Anteilen aus festen Styrolpolymerisaten - Google Patents

Description

• Verfahren zum Entfernen von flüchtigen Anteilen aus festen Styrolpolymerisaten Bei der Polymerisation von monomeren Verhindungen in technischem Maßistab beobachtet man häufig, daß nach beendeter Polymerisation immer noch kleine Mengen nicht umgesetzter mono:merer Verbindungen oder unpolymeri,s.ie@rbarer Reste, die als Verunreinigungen in den Monomeren vorlagen, in den Polymerisaten enthalten sind. Als weitere flüchtige Bestandteile findet man in den Palymerisaten Oxydationsprodukte der Monomeren, die durch Einwirkung des Luftsauerstoffes oder der zugesetztem Katalysatoren entstanden sind. Im technisch hergestellten Polystyrol kann man beispielsweise neben Res(ten von Monostyrol noch Spuren von Äthylbenzol und Benzaldehyd nachweisen. Die Menge dieser flüchtigen Bestandteile ist bei. den einzelnen Polymeri-Baten verschieden und ,hängt auch von der Polymerisations@weise ab. In der Regel schwankt sie zwischen o,r bis zu mehreren Prozent.
• Die Entfernung dieser flüchtigen Bestandteile aus P,olymerisaten ist wünschenswert, weil sie den Erweichu.ngspunkt und die Lithbbeständ.i,gkeit dir polymeren Produkte herabsetzen,. Sie stellt aber ein techni:sch schwieriges Problem dar, weil dabei keine Verfärbung, Verunreinigung oder Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Polyrnerisa.te eintreten soll.
• Es wurden bereits verschiedene Methoden, für die Austreibung der flüchtigen Bestandteile aus den Po:lymerisaten entwickelt. So ist es bekannt, d aß man Polystyrol in einem Lösungsmittel löst und das Polymere durch einen Ni-chtlöse:r ausfällt, wobei m:onomere und andere Bestandteile .in dem Lösungsmiittelg@emisch gelöst bleichen. Man erhält dabei reines Polystyrol, das frei von niedermolekulareil Anteilen ist. Es, sind hierfür aber derartig große Flüssigkeitsmengen erforderlich, d@aß die technische Ausführung dieses Verfahrens nicht in Betracht kommt. Man erreicht den gewünschten Effekt auch, wenn man möglichst feinverteiltes Polystyrol bei Temperaturen in der Nähe. seines Erweichungspunktes einer mehrmaligen Druckextraktion mit Methanol unterzieht, wobei zweckmäßigerweiise ein Schutzkolloid. zur Vermeidung von Klumpenbil:d:u,ngen zugesetzt wird. Nach anderen Vorschlägen soll man Polystyrol einer erschöpfenden Behandlung mit Wasserdampf unterziehen, oder eine Entgasung dies geschmolzenen Polymerisates im Vakuum bei höher Temperatur unter ständiger Durcharbeitung auf Walzeas oder Schnecken vornehmen.
• Es wurde nun gefundlen, d@aß man aus festen Styrolpolymeris.atem flüchtige Anteile in einfacher Weise entfernen und dadurch. den Erweichungspunkt solcher Polymerisate wesentlich erhöhen kann, wenn man pulverförmige bis körnige feste Styrolpolymerisate in der Atmosphäre einfies unidifferenten Gases in Schichtdicken zwischen o,i und 30 mm je nach der Schichtdicke der Styrolpolymerisate einige @-I:inuten bis einige Stunden durch Behandeln mit Infrarotstrahlern auf Temperaturen ob:erllalb ihres Erweichungsp.unktes erwärmt. Desies Verfahren wird zweckmäßig kontinuierlich durchgeführt, indem man die Styrolpolymeri:sate auf geeigneten Fördereinrichtungen durch eine mit Infrarotstrahlern versehene Vorrichtung führt.
• Durch diese Behandlung werden die flüchtigen Anteile aus den Styrolpolymerisaten praktisch vollständig entfernt, und ihr Erweichungspunkt steigt um etwa 9 bis io°. Dabei worden weder die Transparenz noch die mechanischen Eigenschaften der Styro@Ipo,Iym:erisate verschlechtert. Um thermis:che, Abbaureaktionen zu vermeiden, sollen die Polymerisat, möglichst nicht höher als io° über ihre Erweichungstemperatur erwärmt werden.
• Styrolpolymerisate im Sinne dieser Erfindung sind Polystyrol und Mäschpolymeri,sate, die mindestens 50% Styrol enthalten. Die Styrolpolymerisate sollen bei der Bestrahlung eine große Oberfläche besitzen. Bevorzugt werden pulverförmige bis körnige Styrolpolymerisate mit einer Teilchengröße zwischen o, i bis 4 mm und vorzugsweise o,2 biss 1,5 mm in einer Schichtd.ick:e von i bis io mm etwa 30 Minuten bis 5 Stunden bestrahlt. Die Anordnung der Straihl;er soll derartig sein, daß eine möglichst gleichförmige Bestrahlung der gesamten Schicht erzielt wird. Die Intensität der Strahlung läßt sich in bekannter Waise durch die Anza11.1 der Strahler je Flächeneinheit und durch den Abstand zwischen Strahlern und der Polymerisat.schicht regeln. Geeignet sind Infrarotstrahler mit einem Emissionsbereich zwischen i und 30 #L.
• Die Bestrahlungsvorrichtungen sind zweckmäßig tunnelartig ausgebildet. Die Styrolpolymerisate können in diesen Vorrichtungen auf Metallbändern oder auf feinmaschigen Drahtnetzen gefördert werden. Als indifferentes Gas wird vorzugsweise Stickstoff verwendet. Es ist vorteilhaft, in der Bestra'hlungsvorrichtung das indifferente Gas unter einem geringen Überdruck von etwa 5 bis 20 mm Wassersäule zu halten, um das Eindringen von Luftsauerstoff in die Vorrichtung zu vermeiden. Das indifferente Gas läßt man zweckmäßig mit einer Geschwindigkeit von o,i bis io m/Sekuilde durch die Vorrichtung strömen.
• Die in den nachstehenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile. Beispiel i Feinkörniges Polystyrol mit einem K-Vfert von 71,2, einem Erweichungspumkt von 89° und einem Gehalt von i,io/o an flüchtigen Bestandteilen wird in einer Stickstoffatmosphäre auf einem Stahlband in einer Schichtdicke. von 6 mm durch einen: mit Infrarotstrahlern versehenen tunnelartigen Strahlungsraum geführt. Die Ver-,veilzeit des Polystyrols im Strählungsraum beträgt etwa 3 Stunden. Das über zwei Walzen endlos geführte 0,35 m breite Stahlband wird auf etwa 2,1 m Länge von vierundzwanzig Inirarotl:ampen bestrahlt, wobei der Abstand zwischen dem Band und der Unterkante der Lampen o,25 m beträgt. Die Lampen sind gegenseitig in Reihe oder versetzt mit o, i 5 m Abstand angeordnet. Das Polystyrol schmilzt bei der Bestrahl.ung :etwas zusammen und wird, über eine gekühlte Walze als Band abgezogen. Das Polystyrol .hat nach der Bestrahlung einen K-Wert von 69,6 und einen Erweieh.ungspunkt von 99° und enthält nur noch o,oo8% flüchtige- Bestandteile. Das Produkt ist klär transparent und besitzt unveränderte Festigkeitseigenschaften. Daraus hergestellte Gegenstände zeigen bei '/4stündigem Kochen in siedendem Wasser nur noch eine ganz geringfügige Deformation. Beispiel 2 Ein Mischpolymerisa:t aus 85 Teilen Styrol und 15 Teilen a-Me@tihylistyrol mit einem K-Wert voll 6o, einem Erweichungspunkt von 96° und o,6 % flüchtigen Bestandteilen wird wie im Beispiel i behandelt. Bei unverändertem K-Wert enthält das bestrahlte Mischpolymerisat nur noch o,oi o/o flüchtige Anteile und besitzt einen Erweic'hungspunkt v011 i05°. Daraus hergestellte Gegenstände sind bei '/2stündiger Behandlung in siedendem Wasser k jochbeständig.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Entfernen von flüchtigen Anteilen aus pulverförmigen bis körnigen festen Styrolpolymerisat:en, dadurch gekennzeichnet, daß man die Styrolpo:lymerisate in der Atmosphäre eines indifferenten Gases in Schichtdicken zwischen o,i und 30 mm je nach ihrer Schichtdicke einige Minuten bis einige Stunden diurch Behandeln mit Infrarotstrahlern auf Temperaturen oberhalb ihres Erweichungspunktes erwärmt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß Styrolpolymeri,sate von einer Teilchengröße zwischen 0,2 und 1,5 mm in einer Schichtdicke zwischen i und 1o mm etwa 3 Minuten bis 5 Stunden auf Temperaturen oberhalb ihres Erweichungspunktes, aber nicht höher als 1o° über ihren Erweichwn@gspunkt, erwärmt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Ho n w i n k, Chemie und Technologie der Kuns.t- s.tOfe, 1942, Bid.2, S. 45; Farbe und Lack (r949), S. 367; (1950), S. 5o6; Kunstsroaffe, 40 (195o), S. tot; VDI-Zeitschrift des Vereins Deutscher In- genieure, 1950, S. 315, und 1952, S. 323; B rügel, »Physik und Technik der Ultrarot- strahiung« (1951), S. 222, 223, Abschnitt 5 : Trock- nungtsprozesse ; James D. Hall, »Industrial Applications of In- frared« (1947), S. 78, 79, 98, 136 (Fig. 8 bis 42).