Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD OF PREPARING FUNCTIONALIZED POLYPHENYLENE ETHERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/052074
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for preparing functionalized polyphenylene ethers by grafting of low-molecular compounds containing functional groups. According to the invention polyphenylene ethers with a mean molar mass of between 10,000 and 80,000 are graft-modified alone or in the form of their blends and/or graft copolymers from polyphenylene ethers and vinyl aromatic polymers by means of low-molecular compounds containing at least one carboxyl and/or acid anhydride and/or amide and/or imide and/or hydroxyl and/or epoxy and/or amine and/or silane group under solid-state reaction conditions and at temperatures between 60 and 250 °C. The method provided for by the invention permits a significant reduction in the cross-linking and degradation of the polymer substrate while simultaneously increasing the degree of PPE functionalization.

Inventors:
GERECKE JOCHEN (DE)
STUDE JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/000504
Publication Date:
September 08, 2000
Filing Date:
February 23, 2000
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BUNA SOW LEUNA OLEFINVERB GMBH (DE)
GERECKE JOCHEN (DE)
STUDE JOACHIM (DE)
International Classes:
C08F2/36; C08F283/08; C08F285/00; C08G65/48; C08L71/12; (IPC1-7): C08F283/08; C08F2/36; C08F285/00
Foreign References:
US4456736A1984-06-26
US4278777A1981-07-14
EP0408255A11991-01-16
US4914153A1990-04-03
EP0253123A11988-01-20
EP0314000A21989-05-03
Attorney, Agent or Firm:
Schinke, Herbert (Postfach 11 11 Leuna, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polyphenylen ether mittels funktionelle Gruppen besitzender Verbindun gen, dadurch gekennzeichnet, daß Polyphenylenether mit ge wichtsmittleren Molmassen von 10000 bis 80000, allein oder in Form ihrer Blends und/oder Pfropfcopolymerisate aus Po lyphenylenethern und vinylaromatischen Polymeren, durch niedermolekulare, mindestens eine Carboxylund/oder eine Säureanhydridund/oder eine Amidund/oder eine Imid und/oder eine Hydroxylund/oder eine Epoxyund/oder eine Aminund/oder eine Silangruppe enthaltenden Verbindungen unter Festphasenreaktionsbedingungen im Temperaturbereich zwischen 60 und 250 °C pfropfmodifiziert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die FestphasenPfropfung bei Temperaturen zwischen 100 und 200 °C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß als Polymersubstrat Poly (2,6dimethyl1,4pheny len) ether verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß als Polymersubstrat Zusammensetzungen aus 50 bis 99 Masse% Polyphenylenether und 1 bis 50 Masse% Polysty rol verwendet werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß als niedermolekulares Modifiziermittel Funktions monomere mit mindestens einer Carboxyund/oder Säureanhy dridund/oder Epoxyund/oder Hydroxyund/oder Amino und/oder SilanFunktionalität ausgewählt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Modifiziermittel mindestens ein Monomer aus der Gruppe (Meth) Acrylsäure und Homologe und/oder der Gruppe Fumar saure und Homologe und/oder der Gruppe Malein saure (anhydrid) und Homologe und/oder der Gruppe Itacon saure (anhydrid) und Homologe und/oder unter Glycidyl methacrylat und/oder einem Hydroxyalkylmethacrylat und/oder einem 2Dimethylaminoalkylmethacrylat und/oder einem Tris (alkoxy) vinylsilan ausgewählt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß das Funktionsmonomer oder Funktionsmonomergemisch unter Zusatz mindestens eines Comonomers aus der Reihe der Vinylaromaten entsprechend einem Verhältnis zwischen 5 bis 99 Masse% Funktionsmonomer und 1 bis 95 Masse% Comonomer eingesetzt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß die Reaktion ohne Verwendung eines in freie Radi kale zerfallenden Initiators durchgeführt wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß die Reaktion unter Verwendung eines in freie Radi kale zerfallenden Initiators durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion unter Verwendung mindestens eines peroxidischen Initiators mit einer Halbwertszeit von 5 bis 100 Minuten im Temperaturbereich von 80 bis 200 °C durchgeführt wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die Reaktion mittels carboxylgruppenhaltiger Per oxyester in Abwesenheit funktioneller Monomerer durchge führt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Peroxyester ausgewählt wird unter den Verbindungen tert. Butylperoxymaleinsäure, tert. Amylperoxymalein saure, tert. Butylperoxyitaconsäure, tert. Butylperoxy bernsteinsäure und tert. Amylperoxybernsteinsäure.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Peroxyester tert. Butylperoxymaleinsäure und/oder tert. Amylperoxymaleinsäure eingesetzt werden.
14. Verwendung der nach den Ansprüchen 1 bis 13 funktionali sierten Polyphenylenether und funktionalisierten Polypheny lenetherLegierungen als Komponente in thermoplastischen Polymerblends und Polymercompositen.
Description:
Verfahren zur Herstellung funktionalisierter Polyphenylenether Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung funktiona- lisierter Polyphenylenether mittels Pfropfung niedermolekula- rer, funktionelle Gruppen besitzender Verbindungen.

Die Polyphenylenether (PPE) besitzen eine ausgewogene Kombina- tion von chemischen, mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften in einem weiten Bereich zwischen der Kälte- bruchtemperatur von etwa-170 °C und der Wärmeformbeständig- keitstemperatur von etwa 190 °C. Die Anwendbarkeit der PPE ist aber auf Grund ihrer schwierigen Verarbeitbarkeit, ihrer für wichtige Anwendungen nicht ausreichenden mechanischen Eigen- schaften und auch aus Kostengründen begrenzt. Deshalb werden PPE im allgemeinen in Form ihrer Blends mit verträglichen Sty- rolpolymeren (US 3356761, US 3383435, US 4038543), gegebenen- falls über die Herstellung von styrol-gepfropften PPE (US 4097556, US 4339376, US 4386176, US 4483958), oder auch-bei gleichzeitigem Zusatz eines Verträglichkeitsvermittlers-mit unverträglichen teilkristallinen Polymeren, insbesondere Polya- miden (US 4315086, US 4732938, US 4859739, EP 0270796, EP 0501175) und gesättigten Polyestern (EP U2bb280, EP uzezurz, MU 87/07279), verwendet. Die PPE/Polymer-Blends enthalten oft ein mineralisches Verstärkungsmaterial und häufig ein Elastomer (US 4863996, US 4772664, EP 295103, WO 88/08433).

Die Adhäsion von PPE ist besonders gegenüber polaren Kunststof- fen und Verstärkungsmaterialien niedrig, weshalb der unpolare Charakter des PPE mittels Modifizierung, im allgemeinen durch Einführung funktioneller Gruppen, verändert wird. Die häufigste Methode ist die Pfropfung einer mindestens eine Carboxyl-, Säu- reanhydrid-, Epoxy-oder andere funktionelle Gruppe besitzenden Monomerverbindung auf das PPE (EP 0301404, EP 0268486, WO 88/08433, WO 87/00540, US 4315086). Bevorzugt angewendet wird die Pfropfmodifizierung von PPE oder PPE/Polystyrol (PS)-Blends in der Schmelze (Monographie : 0. Olabisi ; Polymer-Polymer Miscibility, 1979, S. 179-189, S. 224-230, S. 245). In Abwesen- heit flüssiger Lösungs-, Verdünnungs-und Dispergiermittel so- wie zumeist unter Verwendung von Maleinsäureanhydrid (MSA) als Funktionsmonomer und eines Peroxids als Radikalbildners wird die Pfropfung in einem Extruder oder anderen Schmelze-Reaktor durchgeführt (EP 0222246, EP 0223116, EP 0254048, EP 0416435, EP 0501175, WO 86/02086, WO 87/00504).

Bekannt ist auch die MSA-Schmelzepfropfung in Abwesenheit eines radikalischen Initiators, insbesondere für geringere MSA- Pfropfanteile von etwa 0,1 bis maximal 1 Ma.-% (US 4654405, EP 0232363), d. h., unter Bedingungen, bei denen sowohl eine Vernetzung als auch ein Abbau des PPE eingeschränkt ist. An- stelle von MSA als Modifiziermittel werden oft auch Fumarsäure (EP 0501175, EP 098365, US 4888397, US 4751268), Salicylsäure (EP 0498282), Itaconsäure (US 4654505), Trimellithsäureanhy- dridchlorid (US 4745157) und Glycidylmethacrylat (WO 87/07279) eingesetzt.

Lösungs-, Suspensions-und andere Dispersionspfropftechnolo- gien, die flüssige Trägerphasen verwenden, besitzen auf Grund ihrer Unwirtschaftlichkeit sowie der geringen erreichbaren LvIo- difizierungsgrade kein kommerzielles Interesse. Die Funktiona- lisierung, vorzugsweise die Maleinierung, in der Schmelze weist trotz ihrer vielfachen technischen Nutzung verschiedene Nach- teile auf. Die bei hohen Temperaturen, im allgemeinen im Extru- der zwischen 270 und 330 °C durchgeführten Reaktionen verlaufen oft mit erheblichen Nebenreaktionen, insbesondere Polymerver- netzung und Polymerabbau (Degradation). Außerdem ist zumeist eine aufwendige Vakuumentgasung für die Abführung von nicht um- gesetzten Monomeren notwendig. Die Variationsmöglichkeiten hin- sichtlich des Funktionalisierungsgrades, besonders höhere Kon- zentrationen an gepfropften Carboxyl-, Säureanhydrid-und ande- ren funktionellen Gruppen, sind somit stark eingeschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein verbesser- tes Verfahren zur Funktionalisierung von PPE mittels funktio- nelle Gruppen besitzender Verbindungen unter starker Zurück- drängung der Vernetzung und des Abbaus des Polymersubstrates bei gleichzeitiger Erhöhung des PPE-Funktionalisierungsgrades zu entwickeln.

Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung funktionalisierter PPE gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß PPE mit- tels niedermolekularer, mindestens eine Carboxyl-und/oder eine Säureanhydrid-und/oder eine Amid-und/oder eine Imid-und/oder eine Hydroxyl-und/oder eine Epoxy-und/oder eine Amin- und/oder eine Silangruppe enthaltender Verbindungen unter Fest- phasenreaktionsbedingungen im Temperaturbereich zwischen 60 und 250 °C, vorzugsweise zwischen 100 und 200 °C, funktionalisiert werden.

Die Funktionalisierung stellt eine chemische Modifizierung des vorgelegten Polymeren mittels Pfropfung funktioneller Verbin- dungen als Einzelmolekül oder als polymerisierte bzw. copolyme- risierte Kette auf die Rückgratkette des Substratpolymers dar.

Die für die Funktionalisierung in Betracht kommenden PPE sind bekannt. Sie werden vorzugsweise durch oxidative Kupplung von in ortho-Stellung ein-oder zweifach substituierten Phenolen hergestellt (US 3661848, US 3378505, US 3306874, US 3306875, US 3639656).

Als Beispiele für Substituenten sind Halogenatome oder kurzket- tige Alkylreste, insbesondere Methyl-, Ethyl-, Propyl-oder Butylreste, zu nennen. Die Alkylreste können wiederum durch Ha- logenatome oder durch Hydroxylgruppen substituiert sein. Wei- tere mögliche Substituenten sind Alkoxyreste sowie mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen oder gegebenenfalls durch Halogenatome und/oder Alkylgruppen substituierte Phenylreste.

Geeignet als Polymersubstrat sind auch Copolymere verschiedener Phenole, wie z. B. Copolymere von 2,6-Dimethylphenol und 2,3,6- Trimethylphenol, sowie auch Gemische aus mindestens zwei unter- schiedlichen PPE.

Vorzugsweise werden solche PPE eingesetzt, die mit vinylaroma- tischen Polymeren verträglich sind (A. Noshay, Block Copoly- mers, S. 8-10, Academic Press, 1977).

Beispiele fur PPE sind : Poly ether, Poly (2,6-diphenyl-1,4- phenylen) ether, Poly ether, Poly ether, Poly (2-methoxy-6-ethoxy- 1,4-phenylen) ether, Poly (2,6-dichlor-l, 4-phenylen) ether, Poly (2-methyl-6-phenyl-1,4-phenylen) ether, Poly (2,6-dibenzyl- 1,4-phenylen) ether, Poly (2-ethoxy-1,4-phenylen) ether, Poly (2- chlor-1,4-phenylen) ether, Poly ether.

Bevorzugt werden PPE verwendet, bei denen die Substituenten Ci- bis C4-Alkylreste sind, wie Poly (2,6-dimethyl-1,4-pheny- len) ether, Poly ether, <BR> <BR> <BR> Foly (2-methyl-6-ethyl-l, 4-phenylen) ether, Fuly (2-methyl-6-u- pyl-1,4-phenylen) ether, Poly ether.

Besonders geeignet ist Poly ether.

Weiterhin sind als Polymersubstrat Blends (Legierungen) und/oder Pfropfcopolymere aus PPE und vinylaromatischen Polyme- ren, wie Polystyrol (PS), Poly (a-methylstyrol), aus > 50 Ma.-% Styrol aufgebauten Copolymeren und Styrol/Dien-Blockcopolyme- ren, insbesondere Zusammensetzungen aus 50 bis 99 Masse-% PPE und 1 bis 50 Masse-% PS, verwendbar.

Die nach oben genannten Verfahren hergestellten PPE weisen im allgemeinen eine Grenzviskosität zwischen 0,2 und 0,9 dl/g auf (gemessen in Toluol bei 25 °C), welche einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) von 10000 bis 80000 entspricht.

Von den in Betracht kommenden niedermolekularen Modifiziermit- teln sind die für die bekannten Pfropfverfahren üblichen Mono- meren mit mindestens einer Carboxy-, Säureanhydrid-, Hydroxy-, Epoxy-, Amino-, Silan-oder einer anderen Funktionalität geeig- net. Bevorzugt können MSA, Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumar- saure, Itaconsäure (anhydrid) sowie die jeweils entsprechenden höhermolekulareren Homologen dieser Basis-Funktionsmonomeren verwendet werden. Ausgewählte Beispiele für die weiteren ge- nannten Funktionalitäten sind Hydroxyalkylmethacrylate, 2-Dime- thylamino-alkylmethacrylate, und Tris-(alkoxy) vinylsilane und besonders Glycidylmethacrylat.

Die Funktionsmonomeren sind auch in Form ihrer Mischungen un- tereinander und/oder unter Zusatz von Comonomeren ohne funktio- nelle Gruppen, wie besonders Vinylaromaten, einsetzbar, wobei das Funktionsmonomer/Comonomer-Masseverhältnis innerhalb eines weiten Bereiches zwischen 5 bis 99 Masse-% Funktionsmonomer und 1 bis 95 Masse-% Comonomer gewählt werden kann.

Die radikalische Funktionalisierungsreaktion kann ohne Verwen- dung eines üblichen Radikalbildners oder-besonders zur Errei- chung höherer Funktionalisierungsgrade-unter Zusatz eines Ra- dikalbildners durchgeführt werden.

Als thermisch zerfallende Radikalbildner werden vorzugsweise peroxidische Initiatoren mit Halbwertszeiten von 5 bis 100 Mi- nuten im Temperaturbereich von 80 bis 200 °C eingesetzt. Ausge- wählte Beispiele hierfür sind : Di (tert. butyl) peroxid, Dilauroylperoxid, Dibenzoylperoxid, Di- decanoylperoxid, tert. Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert. Butyl- peroxyisobutyrat, tert. Butylperacetat, tert. Butyl-perbenzoat, 1,1-Di (tert. butylperoxy)-3,3,5-trimethyl-cyclo-hexan, 1,1- Di (tert. amylperoxy) cyclohexan, tert. Butylperoxy-3,3,5-trime- thylhexanoat, Dicumylperoxid, tert. Butyl-hydroperoxid, 2,5-Di- methyl-2,5-di (tert. butylperoxy) hexin-3,2,5-Dimethyl-2,5- di (hydroperoxy) hexan usw.. Weiterhin können hochverzweigte Al- kane, wie z. B. 2,3-Dimethyl-2,3-diphenyl-butan, 3,4-Dimethyl- 3,4-diphenylhexan usw., und auch Diazoverbindungen, beispiels- weise 2,2'-Azo-bis (isobutyronitril), 2,2'-Azo-bis (2-methylbuty- ronitril) usw., als Radikalbildner eingesetzt werden.

Eine spezielle Variante der Funktionalisierung ist die Verwen- dung funktioneller Peroxyester, die einerseits als Radikalbild- ner fungieren und andererseits auf Grund ihrer Carboxy-Funktio- nalität als PPE-Modifizieragens wirksam sind, so daß auf den Einsatz des Funktionsmonomers verzichtet werden kann.

Geeignete carboxylgruppenhaltige Peroxyester sind tert. Butyl- peroxy-maleinsäure, tert. Amyl-peroxy-maleinsaure, tert. Butyl- peroxy-itaconsaure, tert. Butyl-peroxy-bernsteinsäure und tert. Amyl-peroxy-bernsteinsäure (EP 0474227, WO 95/11938), von denen die beiden erstgenannten ungesättigten Peroxyester zu be- vorzugen sind.

Der spezielle Initiatoreinsatz, d. h., Art (chemische Struk- tur)/Halbwertszeit und die auf die Masse des PPE-Substrates be- zogene Konzentration, richtet sich nach den gewählten Festpha- senpfropfbedingungen.

Die erfindungsgemäße PPE-Pfropfmodifizierung kann diskontinu- ierlich, gegebenenfalls unter Nachdosierung des Monomers (Batch-Fahrweise), oder auch kontinuierlich, z. B. unter Ver- wendung eines kontinuierlich arbeitenden horizontalen oder ver- tikalen Reaktors oder einer anderen geeigneten Mischvorrichtung durchgeführt werden.

Entsprechend einer technologisch bevorzugten Ausführungsform wird das ethylenisch ungesättigte Pfropfagens (Funktionsmonomer, funktioneller Peroxyester) und gegebenen- falls Radikalbildner (organisches Peroxid oder auch eine Diazo- verbindung) mit den festen PPE-Teilchen in einem Mischer oder einem anderen für eine intensive Vermischung geeigneten Gefäß in Kontakt gebracht, dispergiert und der Reaktionsvorrichtung zugeführt. Die Temperaturen des Mischers und Reaktors werden je nach gewünschtem technologischen Fahrregime, insbesondere unter Berücksichtigung der Art und Konzentration der Reaktionskompo- nenten, des Durchsatzes bzw. Füllgrades sowie der speziellen Ausführungsform der Vorrichtung, festgelegt. Nach Beendigung der Reaktion wird der Reaktor gekühlt und mit Stickstoff durch- spült.

Die dem Reaktor entnommenen Reaktionsprodukte haben keine stö- renden Nebenprodukte und sind direkt, d. h., ohne jede weitere Nachbehandlung, ihrem Verwendungszweck, z. B. als Vertraglich- keitsvermittler in PPE/Polyamid-Blends, zuführbar. Diesbezüg- lich sind vor allem geschlossene Systeme mit einem kontinuier- lich betriebenem Reaktor und entsprechenden Zufuhr-und Pro- duktentnahmekreisläufen vorteilhaft.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Prozesses gegenüber den bekannten Verfahren besteht in seiner hohen Wirtschaftlich- keit, der einfach zu handhabenden Prozeßführung bei gleichzei- tig breiter Variationsmöglichkeit hinsichtlich des PPE-Funktio- nalisierungsgrades und der Sicherung eines hohen Qualitatsni- veaus der pfropfmodifizierten PPE bzw. PPE-Blends (Vermeidung bzw. starke Einschränkung der PPE-Vernetzung und-Degradation).

Es war nicht vorherzusehen, daß im Vergleich zur üblicherweise kommerziellen Schmelze-Pfropfmodifizierung von PPE im Tempera- turbereich von 270 bis 330 °C mittels erfindungsgemäßer Fest- phasen-Pfropffunktionalisierung bei Temperaturen vorzugsweise zwischen 100 und 200 °C maßgeschneiderte funktionalisierte PPE und PPE/PS-Legierungen mit einem insgesamt verbesserten Kenn- wertniveau zu erhalten sind.

Das Verfahren wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher er- läutert, ohne die Erfindung einzuschränken. Alle Prozentangaben beziehen sich, sofern nichts anderes angegeben ist, auf die Masse des Polymersubstrates (Masse-%).

Beispiele Beispiel 1 In einem temperierbaren und mit einer Rührvorrichtung ausgerü- steten vertikalen Reaktor werden 100 Masseteile pulveriger Poly ether [zahlenmittlere Molmasse Mn = 19000/Grenzviskosität (Toluol/25 C) = 0,37 dl/g ; Glas- übergangstemperatur (Tg) = 214,5 °C und Schmelztemperatur (Tm) = 245 °C ; im weiteren unter der Kurzbezeichnung"PPE"] vorge- legt. Anschließend werden 3 % MSA und 2,4 % di (tert. butylperoxy) hexin-3 (DMBPH) hinzugefügt und der Reaktor mittels Stickstoff sauerstotffrei gespült. Nach 10-minutiger Dispergierung bei 80 °C wird der Reaktor auf 180 °C erwärmt.

Nach 20-minütiger Reaktion bei dieser Temperatur TR wird die Reaktion mittels Kühlung und Stickstoffspülung beendet. Vom Re- aktionsprodukt, das ohne weitere Bearbeitung für die vorgese- hene Anwendung, z. B. als Vertraglichkeitsvermittler, verfügbar ist, wird zwecks Bestimmung der interessierenden Kennwerte eine Probe einer 6-stündigen Extraktion mit siedendem Methanol un- terworfen. Aus dem Eluat wird ein nicht gepfropfter MSA-Anteil von 0,14 % und im RUckstand ein gepfropfter MSA-Anteil von 1,9 % ermittelt.

Beispiele 2 bis 20 Mittels Variation des Initiators gemäß gewählter Reaktionstem- peratur Tp, Art und Konzentration des Funktionsmonomers, des Polymersubstrates [in Beispielen 1 bis 15 : PPE ; in den Beispie- len 16 bis 20 : eine 90 % PPE/10 % Polystyrol (PS)-Legierung mit gleicher Dichte wie die des PPE von 1,06 g/cm3 und Tg von 197 °C] werden-basierend auf der Technologie des Beispiels 1- weitere, die erfindungsgemäße Produktvielfalt charakterisie- rende pfropfmodifizierte PPE (/PS)-Harze (Legierungen) herge- stellt.

Verwendet wurden nachfolgende Reaktionskomponenten : Polymersubstrat : obengenannte PPE und PPE/PS-Legierung Funktionsmonomer : MSA, Acrylsäure (AS), Fumarsäure (FS), Itaconsaureanhydrid (ISA) Glycidylmethacrylat (GMA) Tris (2-methoxyethoxy) vinylsilan (VS) Comonomer : Styrol (St) Initiator : Dilauroylperoxid (LPO) Dibenzoylperoxid (BPO) Dicumylperoxid (CPO) (tert. butylperoxy) hexin-3 tert. Butyl-peroxy-maleinsäure (TBPM) In den Beispielen werden Reaktionszeiten zwischen 10 und 30 Mi- nuten, entsprechend der etwa 5-fachen Halbwertszeit (HWZ) der verwendeten Initiatoren für die entsprechenden TR verwendet.

Als Orientierung dienten die 3-min-Halbwertstemperaturen für LPO : 105 °C BPO : 120 °C TBPM : 155 °C CPO : 165 °C DMBPH : 180 °C In Tabelle 1 sind die Polymerisationsparameter, d. h., Initia- torart und-konzentration (Spalten 2 und 3), Monomerart und- konzentration (Spalten 4 und 5) und Reaktionstemperatur, Ta (Spalte 6), aufgeführt. Zum Vergleich sind analoge Schmelze- Pfropfprodukte, hergestellt in einem Doppelschneckenextruder (Länge/Durchmesser-Verhältnis von 20/1, mittlere Verweilzeit von 5 min, Zylindertemperaturen von 280 bis 325 °C) unter Ver- wendung von 3,3,4,4-Tetraphenyl-hexan (TPH) oder 2,3-Dimethyl- 2,3-diphenylbutan (DMPB) als Radikalbildner angegeben (Vgl. Nr.

1,6,12,14,16,20).

Wie im Beispiel 1 beschrieben, sind für die Charakterisierung der modifizierten PPE und PPE/PS-Legierungen mittels fraktio- nierter Extraktion die Pfropfausbeute (PfA) als das Verhältnis der Masse an gepfropftem Modifiziermittel (Funktionsmonomer oder funktioneller Peroxyester) zur gesamten umgesetzten (im Eluat und Rückstand ermittelten) Modifiziermittelmasse (Spalte 7) und der Pfropfungsgrad (PfG) als die auf die vorgelegte PPE- bzw. PPE/PS-Masse bezogene Modifiziermittelmasse ermittelt wor- den (Spalten 8).

Tabelle 1 Nr. Initiator Monomer TR PfG PfA <BR> <BR> <BR> <BR> Art % Art % °C % %<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1 DMBPH 2, 4 MSA 3, 0 180 1, 9 93 Vgl.l TPH 0, 2 MSA 3, 0 285 1, 3 74 2 DMBPH 2, 4 MSA 1, 0 180 0, 9 98 3 DMBPH 2, 4 MSA 2, 0 190 1, 5 94 4 DMBPH 2, 4 MSA 4, 0 185 2, 5 90 <BR> <BR> <BR> <BR> 5 DMBPH 2, 4 AA 3, 0 180 2, 2 87<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 6 DMBPH 2, 4 FA 3, 0 180 2, 0 87 Vgl. 6 DMPB 0, 1 FA 3, 0 320 0, 8 56 <BR> <BR> <BR> <BR> 7 CPO 2, 3 MSA 3, 0 165 1, 7 81<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 8 BPO 2, 0 MSA 2, 0 120 1, 5 88 9 DMBPH 2, 0 MSA 3, 0 190 2, 2 95 10 TBPM 1, 0 ohne 145 0, 5 77 <BR> <BR> <BR> <BR> 11 TBPM 2, 0 ohne 145 0, 9 74<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 12 TBPM 3, 0 ohne 145 1, 3 72 Vgl. 12 TBPM 3, 0 ohne 320 0, 7 53 13 ohne (2 h) MSA 1, 0 190 0, 7 88 <BR> <BR> <BR> <BR> 14 ohne (3 h) FS 3, 0 160 1, 2 63 Vgl. 14 ohne FS 3, 0 285 0, 5 31 <BR> <BR> <BR> <BR> 15 LPO 2, 0 AS/40% St 2, 0 105 1, 3 82 16 DMBPH 2, 0 MSA 3, 0 180 2, 0 87 Vgl. 16 DMPB 2, 0 MSA 3, 0 320 1, 4 68 17 DMBPH 2, 4 ISA 3, 0 190 1, 8 81 <BR> <BR> <BR> <BR> 18 CPO 2, 0 FS 2, 0 165 1, 2 77<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 19 BPO 1, 0 AS 3, 0 120 2, 2 83 20 TBPM 3, 0 ohne 145 1, 4 76 Vgl. 20 TBPM 3, 0 ohne 285 1, 0 59 <BR> <BR> <BR> 21 DMBPH 3, 0 GMA 3, 0 180 2, 1 88<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 22 CPO 2, 0 VS 2, 0 165 1, 3 81 Beispiele 23 bis 32 In einem temperierbaren, kontinuierlich arbeitenden Reaktor, ausgerüstet mit einer horizontalen beheizbaren Rührerwelle, versehen mit Knet-und Mischelementen, die einen axialen Trans- port der in einem vorgeschalteten Mischer dispergierten trocke- nen, fluiden aus dem Polymersubstrat (Beispiele 23 bis 27 : PPE ; Beispiele 28 bis 32 : PPE/PS) und Monomer (en) und/oder peroxidi- scher Verbindung bestehenden Vormischung sichern, werden die in Tabelle 2 aufgeführten Reaktionssysteme eingesetzt. Der Reaktor wird über einen die Vormischung enthaltenden, verschließbaren Vorratsbehälter, in der die Schüttung mit Stickstoff durch- strömt wird, beschickt und das Reaktionsprodukt-im allgemei- nen nach einer von den Prozeßbedingungen abhängigen Verweilzeit zwischen 15 und 45 Minuten-über eine beheizte Zweiklappen- schleuse dem Reaktor entnommen. Die anschließende Bestimmung der Pfropfausbeute und des Pfropfungsgrades erfolgt analog der im Beispiel 1 angeführten Extraktion.

Tabelle 2 Nr. Initiator Monomer TR PfG PfA <BR> <BR> <BR> Art % Art % °C % %<BR> 23 DMBPH 1,0 MSA 1,0 180 0,8 93 Vgl. 23 DMPB 1,0 MSA 1,0 320 0,5 60 24 DMBPH 2,0 FS 3,0 180 1,7 71 25 BPO 2,0 AS/40% St 2,0 120 1,2 68 26 CPO 1,0 ISA 2,0 165 1,1 65 27 ohne MSA 1,0 190 0,6 69 28 TBPM 2,0 ohne 145 0,8 65 Vgl. 28 TBPM 2,0 ohne 285 0,4 31 29 TBPM 1,0 ohne 145 0,6 84 30 LPO 2,0 AS 3,0 100 2,2 86 31 CPO 2,0 MSA 2,0 165 1,3 75 32 DMBPH 2,4 MSA 3,0 190 2,1 85 Vgl. 32 TPH 1,0 MSA 3,0 285 1,4 63 Aus den aufgeführten Ergebnissen, insbesondere der Gegenüber- stellung der Festphasen-mit den in Tabellen 1 und 2 aufgeführ- ten Schmelzepfropfsystemen, ist zu sehen, daß die erfindungsge- mäß funktionalisierten PPE und PPE/PS/-Legierungen sich durch hohe Pfropfungsgrade und-ausbeuten auszeichnen.

Die deutlich höheren Pfropfparameter bewirken in Blends und Compositen eine stärkere Adhäsion gegenüber unverträglichen Po- lymeren, wie Polyamiden (bevorzugt PA 6 und PA 66), und Ver- stärkungsstoffen, insbesondere Glasfasermaterialien.

Anwendungsbeispiel Ausgewählte funktionalisierte PPE-Harze (Beispiele 1 und 23) und PPE/PS-Legierungen (Beispiele 16 und 28) sowie die entspre- chenden Schmelzepfropfprodukte (Vergleichs-Beispiele Vgl. 1, Vgl. 23 ; Vgl. 16 und Vgl. 28) werden in einem Zweiwellenextru- der bei einer Zylindertemperatur von 285 °C mit einem gleichen Masseanteil Polyhexamethylenadipinamid [PA 66, mit einer Visko- sitätszahl (Lösung 0,005 g/ml Schwefelsäure) von 185 ml/g] ge- mischt. Die Schmelze wird durch ein Wasserbad geleitet und gra- nuliert, das getrocknete Granulat danach bei 270 °C zu Prüfkör- pern entsprechend den Vorgaben der jeweiligen DIN-bzw. ISO- Norm gespritzt. Die Ermittlung der mechanischen Kennwerte er- gibt für die Zug- (Streckspannung und-dehnung nach DIN 53445) und Biegeeigenschaften (Biegespannung und-dehnung nach DIN 53452, Biege-Elastizitätsmodul nach DIN 53457) keine signifi- kanten Unterschiede zwischen den Compound auf Basis der erfin- dungsgemäß funktionalisierten PPE bzw. PPE/PS-Legierung und der mittels Vergleichs-Schmelzepfropfung modifizierten PPE bzw.

PPE/PS-Legierung. Demgegenüber besitzen die Compounds auf Basis der in der Festphase funktionalisierten PPE bzw. PPE/PS-Legie- rung gegenüber den entsprechenden Vergleichsprodukten eine um durchschnittlich 20 % höhere Schlagzähigkeit sowie eine um durchschnittlich 25 % höhere Kerbschlagzähigkeit (CHARPY-Kenn- wert gemäß ISO 179).