DE102004016873B4 - Free-radically coupled perfluoropolymer polymer materials and processes for their preparation - Google Patents
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Abstract
Radikalisch gekoppelte Perfluorpolymer-Polymer-Materialien, bestehend aus Perfluorpolymer in Form von Polytetrafluorethylen [PTFE], Poly(tetrafluorethylen-co-hexafluorpropylen) [FEP], Poly(tetrafluorethylen-co-perfluorpropylvinylether) [PFA], Poly(tetrafluorethylen-co-perfluor-2,2-dimethyldioxol) und/oder Poly(chlortrifluorethylen) [PCTFE], an deren Perfluorpolymerketten Polymere mit olefinisch ungesättigten Gruppen in der Hauptkette und/oder in der Seitenkette in Schmelze über eine reaktive Umsetzung chemisch radikalisch gekoppelt sind, wobei die zur radikalischen Kopplung notwendigen Radikale im Perfluorpolymer persistente aktive oder reaktivierbare Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikale und/oder Radikale aus thermisch zerfallenen Gruppen sind, die nicht aus einem Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung stammen.Radically coupled perfluoropolymer polymer materials, consisting of perfluoropolymer in the form of polytetrafluoroethylene [PTFE], poly (tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene) [FEP], poly (tetrafluoroethylene-co-perfluoropropyl vinyl ether) [PFA], poly (tetrafluoroethylene-co-perfluoro) -2,2-dimethyldioxole) and / or poly (chlorotrifluoroethylene) [PCTFE], on the perfluoropolymer chains of which polymers with olefinically unsaturated groups in the main chain and / or in the side chain are chemically coupled in a free-radical manner via a reactive reaction, with the free-radical Coupling necessary radicals in the perfluoropolymer are persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or radicals from thermally decomposed groups that do not originate from an irradiation process and / or a plasma modification.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Chemie und betrifft radikalisch gekoppelte Perfluorpolymer-Polymer-Materialien, die beispielsweise als Tribowerkstoffe zur Anwendung kommen können und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to the field of chemistry and relates to radically coupled perfluoropolymer-polymer materials, which may be used, for example, as tribo materials and a process for their preparation.
...Ungesinterte und unverpreßte PTFE-Emulsions- und -Suspensionspolymerisate sind von faserig-filzigem Charakter. Eine Übertragung z. B. der antiadhäsiven und Gleiteigenschaften des PTFE auf andere Medien durch Einarbeitung in wäßrige oder organische Dispersionen, Polymere, Farben, Lacke, Harze oder Schmierstoffe ist nicht möglich, weil dieses PTFE sich nicht homogenisieren läßt, sondern zur Klumpenbildung neigt, agglomeriert, aufschwimmt oder sich absetzt.... Unsintered and unspiked PTFE emulsion and suspension polymers are of a fibrous-felty character. A transmission z. As the anti-adhesive and sliding properties of the PTFE to other media by incorporation into aqueous or organic dispersions, polymers, paints, varnishes, resins or lubricants is not possible because this PTFE can not be homogenized, but tends to clumping, agglomerated, floating or itself settles.
Wegen der Unlöslichkeit des PTFE und seiner Abbauprodukte (mit Ausnahme der sehr niedermolekularen Produkte) können die üblichen Methoden der Molmassenbestimmung nicht angewandt werden. Die Molmassenbestimmung muß auf indirektem Wege erfolgen." [A. Heger et al., Technologie der Strahlenchemie an Polymeren, Akademie-Verlag Berlin 1990] Because of the insolubility of the PTFE and its degradation products (with the exception of the very low molecular weight products), the usual methods of Molmassenbestimmung can not be applied. The determination of the molar mass must be indirect. "[A. Heger et al., Technology of Radiation Chemistry on Polymers, Akademie-Verlag Berlin 1990]
Nachteilig wirkt sich vielfach die Unverträglichkeit mit anderen Materialien aus. Durch eine chemische Aktivierung von PTFE durch die bekannten Verfahren mit (1.) Natriumamid in flüssigem Ammoniak und (2.) Alkalialkyl- und Alkali-Aromaten-Verbindungen in aprotischen inerten Lösungsmitteln ist eine Modifizierung zu erreichen. Über diese Modifizierungen können reaktiv oder auch nur über adsorptive Kräfte verbesserte Grenzflächenwechselwirkungen erreicht werden.The disadvantage is often the incompatibility with other materials. By a chemical activation of PTFE by the known methods with (1.) sodium amide in liquid ammonia and (2.) alkali alkyl and alkali aromatic compounds in aprotic inert solvents, a modification can be achieved. By means of these modifications, it is possible to achieve reactive or even only adsorptive forces for improved interfacial interactions.
Die Verwertung der Produkte des PTFE-Abbaus erfolgt in vielfältigen Einsatzgebieten – so auch als Additiv zu Kunststoffen zum Zwecke der Erzielung von Gleit- oder Antihafteigenschaften. Die Feinpulversubstanzen liegen mehr oder minder fein dispergiert als Füllstoffkomponente in einer Matrix vor [Ferse et al., Plaste u. Kautschuk, 29 (1982), 458; Ferse et al. DD-PS 146 716 (1979)]. Beim Lösen der Matrixkomponente ist das PTFE-Feinpulver eliminierbar bzw. wird unverändert zurückerhalten.The utilization of the products of the PTFE degradation takes place in a variety of applications - as well as an additive to plastics for the purpose of achieving sliding or non-stick properties. The fine powder substances are more or less finely dispersed as a filler component in a matrix [Ferse et al., Plaste u. Kautschuk, 29 (1982), 458; Ferse et al. DD-PS 146 716 (1979)]. When dissolving the matrix component, the PTFE fine powder is eliminated or is returned unchanged.
Obwohl in den Einsatzgebieten von PTFE-Feinpulver eine Verbesserung der Eigenschaften im Vergleich zu den kommerziellen fluorcarbonfreien Additiven erreicht wird, ist die Unverträglichkeit, die Unlöslichkeit, die Einlagerung und auch inhomogene Verteilung für viele Einsatzgebiete von Nachteil.Although in the fields of application of PTFE fine powder an improvement of the properties compared to the commercial fluorocarbon-free additives is achieved, the incompatibility, the insolubility, the storage and also inhomogeneous distribution for many applications of disadvantage.
Weiterhin bekannt sind gepfropfte fluorhaltige Kunststoffe (
Hergestellt werden diese gepfropften fluorhaltigen Kunststoffe, indem das fluorhaltige Kunststoffpulver in Gegenwart der ethylenisch ungesättigten Verbindung einer Quelle von ionisierender Strahlung ausgesetzt wird. Dabei erfolgt die Anbindung der ethylenisch ungesättigten Verbindungen an die Oberfläche der fluorhaltigen Kunststoffpartikel.These grafted fluorine-containing plastics are prepared by exposing the fluorine-containing plastic powder in the presence of the ethylenically unsaturated compound to a source of ionizing radiation. In this case, the attachment of the ethylenically unsaturated compounds to the surface of the fluorine-containing plastic particles takes place.
Aufgabe der Erfindung ist es, Perfluorpolymer-Polymer-Materialien anzugeben, welche bei vergleichbaren Gleiteigenschaften verbesserte Verschleißfestigkeiten aufweisen und dadurch die Lebensdauer der Bauteile aus diesen Materialien verlängert ist, und weiterhin ein einfaches und leistungsfähiges Verfahren zur Herstellung derartiger Materialien anzugeben.The object of the invention is to provide perfluoropolymer polymer materials which have improved wear resistance with comparable sliding properties and thereby the life of the components is extended from these materials, and further to provide a simple and efficient method for producing such materials.
Die erfindungsgemäßen, radikalisch gekoppelten Perfluorpolymer-Polymer-Materialien bestehen aus Perfluorpolymer, an deren Perfluorpolymerketten, Polymere in Schmelze über eine reaktive Umsetzung chemisch radikalisch gekoppelt sind, wobei die zur radikalischen Kopplung notwendigen Radikale persistente aktive oder reaktivierbare Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikale und/oder Radikale aus thermisch zerfallenen Gruppen sind, die nicht aus einem Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung stammen.The free-radically coupled perfluoropolymer polymer materials according to the invention consist of perfluoropolymer, to whose perfluoropolymer chains, polymers in melt are chemically radically coupled via a reactive reaction, wherein the radicals required for free-radical coupling persist active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or radicals from thermally decomposed groups that are not derived from an irradiation process and / or a plasma modification.
Vorteilhafterweise stammen die persistenten reaktiven und/oder reaktivierbaren Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikale und/oder die Radikale aus thermisch zerfallenen Gruppen aus einem Polymerisationsprozess.Advantageously, the persistent reactive and / or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or the radicals from thermally decomposed groups originate from a polymerization process.
Dabei ist vorteilhafterweise die Bindungsstelle der Polymere mit der Perfluorpolymerkette an der Polymerkette statistisch verteilt.In this case, advantageously, the binding site of the polymers with the perfluoropolymer chain is randomly distributed on the polymer chain.
Vorteilhafterweise sind als Polymere solche Polymere radikalisch gekoppelt, die olefinisch ungesättigte Gruppen in der Hauptkette und/oder in der Seitenkette besitzen.Advantageously, such polymers are radically coupled as polymers which possess olefinically unsaturated groups in the main chain and / or in the side chain.
Derartig vorteilhafte Polymere sind radikalisch gekoppelte SBS, ABS, SBR, NBR, NR sowie weitere Butadien- und/oder Isopren- und/oder Chloropren-Homo-, -Cooder -Ter-Polymere.Such advantageous polymers are free-radically coupled SBS, ABS, SBR, NBR, NR and other butadiene and / or isoprene and / or chloroprene homo-, -Coderer -Ter polymers.
Von Vorteil ist auch, wenn die Perfluorpolymere PTFE und/oder FEP sind.It is also advantageous if the perfluoropolymers are PTFE and / or FEP.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von radikalisch gekoppelten Perfluorpolymer-Polymer-Materialien werden Perfluorpolymer mit persistenten aktiven oder reaktivierbaren Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikalen und/oder Radikalen aus thermisch zerfallenen Gruppen, die nicht aus einem Bestrahlungsprozess und/oder aus einer Plasmabehandlung stammen, in Schmelze unter Zugabe von olefinisch ungesättigten Polymeren reaktiv umgesetzt.In the process according to the invention for the preparation of free-radically coupled perfluoropolymer polymer materials Perfluoropolymer with persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or radicals from thermally decomposed groups, which do not originate from an irradiation process and / or from a plasma treatment, reactively reacted in melt with the addition of olefinically unsaturated polymers.
Vorteilhafterweise ist es, wenn das Perfluorpolymer als Mikropulver eingesetzt wird.Advantageously, it is when the perfluoropolymer is used as a micropowder.
Vorteilhafterweise ist es auch, wenn als Perfluorpolymer PTFE und/oder FEP eingesetzt werden.It is also advantageous if PTFE and / or FEP are used as the perfluoropolymer.
Und auch von Vorteil ist es, wenn die Reaktion in Schmelze in einem Schmelzemischer, vorzugsweise in einem Extruder, realisiert wird.It is also advantageous if the reaction is carried out in melt in a melt mixer, preferably in an extruder.
Weiterhin vorteilhafterweise werden als Polymere solche Polymere, die olefinisch ungesättigte Gruppen in der Hauptkette und/oder in der Seitenkette besitzen, eingesetzt.Further advantageously, the polymers used are those polymers which have olefinically unsaturated groups in the main chain and / or in the side chain.
Als derartig vorteilhafte Polymere werden SBS, ABS, SBR, NBR, NR sowie weitere Butadien- und/oder Isopren- und/oder Chloropren-Homo-, -Co- oder -Ter-Polymere eingesetzt.As such advantageous polymers are SBS, ABS, SBR, NBR, NR and other butadiene and / or isoprene and / or chloroprene homo-, -Co- or -Ter polymers used.
Die erfindungsgemäße radikalische Kopplung von Perfluorpolymer mit olefinisch ungesättigten Polymeren über eine (Schmelze-)Modifizierungsreaktion führt zur Kompatibilisierung und festen Einbindung in einer Matrix, was vorteilhaft für Tribowerkstoffe ausgenutzt werden kann. So können spezielle Thermoplaste, Elastomere und spezielle Duromere mit Perfluorpolymer über reaktive Umsetzung/Extrusion in der Form modifiziert werden, dass neben einer verbesserten Gleitreibung auch eine erhöhte Verschleißfestigkeit erreicht wird, im Vergleich zu den reinen Ausgangsstoffen und den physikalischen Mischungen mit Perfluorpolymer.The inventive radical coupling of perfluoropolymer with olefinically unsaturated polymers via a (melt) modification reaction leads to compatibilization and solid incorporation into a matrix, which can be advantageously exploited for tribological materials. Thus, special thermoplastics, elastomers and special perfluoropolymer thermosets can be modified via reactive conversion / extrusion in such a way that not only improved sliding friction but also increased wear resistance is achieved compared to pure starting materials and physical blends with perfluoropolymer.
Bei der Herstellung von Perfluorpolymer, die nicht durch einen Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung modifiziert worden sind, entstehen persistente aktive oder reaktivierbare Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikale und/oder Radikale aus thermisch zerfallenen Gruppen, die überraschenderweise zur Kopplung mit olefinisch ungesättigten Polymeren in einer reaktiven Umsetzung befähigt sind. Die Kopplung erfolgt dabei über Radikalreaktionen und die eingesetzten olefinisch ungesättigten Polymere liegen als Polymere vor, die auch noch nach der radikalischen Kopplung olefinisch ungesättigte Doppelbindungen aufweisen können.In the production of perfluoropolymer, which have not been modified by an irradiation process and / or a plasma modification, persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or radicals from thermally decomposed groups surprisingly result for coupling with olefinically unsaturated polymers in a reactive implementation are capable. The coupling takes place via radical reactions and the olefinically unsaturated polymers used are present as polymers which may still have olefinically unsaturated double bonds after the radical coupling.
Dabei erfolgt die Herstellung der Perfluorpolymere vorteilhafterweise in einem Polymerisationsprozess. Dass die dabei entstehenden persistenten aktiven oder reaktivierbaren Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikale und/oder Radikale aus thermisch zerfallenen Gruppen für die Kopplung mit olefinisch ungesättigten Polymeren in einer reaktiven Umsetzung geeignet sind, war besonders überraschend.The production of the perfluoropolymers is advantageously carried out in a polymerization process. That the resulting persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radicals and / or radicals from thermally decomposed groups are suitable for coupling with olefinically unsaturated polymers in a reactive reaction was particularly surprising.
Über IR-Spektroskopie wurde nach der Schmelzemodifizierung im Laborkneter beispielsweise für SBS, ABS und auch olefinisch ungesättigte Elastomere, wie SBR, NBR, NR, Polybutadien mit einem nicht aus einem Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung stammenden Perfluorpolymer und nach Abtrennung der ungebundenen Matrix eine chemische Kopplung nachgewiesen. Die olefinisch ungesättigten Polymere waren über Extraktion von diesem Perfluorpolymer (beispielsweise Zonyl MP 1600 und TF 9207) nicht mehr abtrennbar. Im Vergleich zu physikalischen Mischungen aus thermisch abgebautem Perfluorpolymer (beispielsweise TF 9205), bei denen das Perfluorpolymer unverändert quantitativ abgetrennt werden konnte.By means of IR spectroscopy, after the melt modification in the laboratory kneader, for example for SBS, ABS and also olefinically unsaturated elastomers, such as SBR, NBR, NR, polybutadiene with a perfluoropolymer not originating from an irradiation process and / or a plasma modification and after separation of the unbound matrix, a chemical Coupling detected. The olefinically unsaturated polymers could no longer be separated by extraction from this perfluoropolymer (for example Zonyl MP 1600 and TF 9207). In comparison to physical mixtures of thermally degraded perfluoropolymer (for example TF 9205), in which the perfluoropolymer could be quantitatively separated unchanged.
In einer weiteren Variante der Erfindung kann nach Herstellung des Perfluorpolymers, welches nicht durch einen Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung modifiziert worden ist, zur Erhöhung und/oder Einstellung einer Konzentration an Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikalen für den jeweiligen Anwendungsfall eine strahlenchemische und/oder Plasmabehandlung durchgeführt werden.In a further variant of the invention, after preparation of the perfluoropolymer, which has not been modified by an irradiation process and / or a plasma modification, to increase and / or adjust a concentration of perfluoroalkyl (peroxy) radicals for the respective application, a radiation-chemical and / or or plasma treatment.
Diese strahlenchemische und/oder Plasmabehandlung dient jedoch ausschließlich zur Optimierung der radikalischen Kopplung des erfindungsgemäßen Perfluorpolymer-Polymer-Materials. Der erfindungsgemäße Effekt, dass eine derartige Kopplung überhaupt zwischen einem Perfluorpolymer, welches nicht durch einen Bestrahlungsprozess und/oder einer Plasmamodifizierung modifiziert worden ist, und olefinisch ungesättigten Polymeren erreicht werden kann, wird auch ohne eine strahlenchemische und/oder Plasmabehandlung erreicht. Erfindungsgemäß hergestellt werden die radikalisch gekoppelten Perfluorpolymer-Polymer-Materialien, indem beispielsweise ein PTFE-Polymerisat (Zonyl®MP 1600 oder TF 9207) eingesetzt wird. Dieses PTFE-Polymerisat ist in einem Polymerisationsprozess hergestellt worden. Dabei sind persistente aktive oder reaktivierbare Perfluoralkyl-(peroxy-)Radikal-Zentren und/oder thermisch zu Radikalen zerfallenden Gruppen entstanden, die in dem nachfolgenden Schmelzemodifizierungsprozess mit den olefinisch ungesättigten Polymeren eine radikalische Kopplung eingehen.However, this radiation-chemical and / or plasma treatment serves exclusively to optimize the free-radical coupling of the perfluoropolymer-polymer material according to the invention. The effect according to the invention that such a coupling can be achieved at all between a perfluoropolymer which has not been modified by an irradiation process and / or a plasma modification and olefinically unsaturated polymers is also achieved without a radiation-chemical and / or plasma treatment. Be prepared according to the invention the free-radically coupled perfluoropolymer polymer materials, for example by a PTFE polymer (Zonyl ® MP1600 or TF 9207) is used. This PTFE polymer has been produced in a polymerization process. In this case, persistent active or reactivatable perfluoroalkyl (peroxy) radical centers and / or groups which decompose thermally to form radicals have been formed, which undergo a radical coupling with the olefinically unsaturated polymers in the subsequent melt modification process.
Die erfindungsgemäße radikalische Kopplung des Perfluorpolymer und die dadurch erfolgte Einbindung/Kompatibilisierung in eine Matrix führt zur Verbesserung der Material- und der Gleitreibungseigenschaften sowie zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit im Vergleich zu den unmodifizierten Ausgangsstoffen und den physikalischen Mischungen mit Perfluorpolymer. Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit ist es weiter vorteilhaft, die chemisch gekoppelten Perfluorpolymer-Partikel gleichzeitig als Speichermedium für das PFPE-Additiv (PFPE = Perfluorpolyether) zu nutzen, das mit der Polymermatrix unverträglich ist und zur Erniedrigung des Reibungskoeffizienten bei gleichzeitiger Erhöhung der Verschleißfestigkeit beiträgt.The inventive radical coupling of the perfluoropolymer and the resulting integration / compatibilization into a matrix leads to the improvement of the material and the sliding friction properties and to increase the wear resistance in comparison to the unmodified Starting materials and the physical mixtures with perfluoropolymer. To improve the wear resistance, it is also advantageous to use the chemically coupled perfluoropolymer particles simultaneously as a storage medium for the PFPE additive (PFPE = perfluoropolyether), which is incompatible with the polymer matrix and contributes to lowering the coefficient of friction while increasing the wear resistance.
Durch die chemische Kopplung weisen diese Produkte verbesserte mechanische und tribologische Eigenschaften auf. Diese Produkte sind vor allem von Interesse für Gleitreibungsprozesse. Durch die radikalische Modifizierung/Kompatibilisierung des Perfluorpolymer-Partikels mit dem Matrix-Material wird eine gute Anbindung und eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit erreicht, da das Perfluorpolymer-Korn nicht durch mechanische Beanspruchung aus dem Matrix-Material herausgerieben werden kann.Due to the chemical coupling, these products have improved mechanical and tribological properties. These products are of particular interest for sliding friction processes. Radical modification / compatibilization of the perfluoropolymer particle with the matrix material provides good bonding and improved wear resistance because the perfluoropolymer grain can not be rubbed out of the matrix material by mechanical stress.
Da das Perfluorpolymer-Korn in direkter Wechselwirkung mit der Matrix steht, werden im Vergleich zu den physikalischen Mischungen je nach Anbindungsgrad auch verbesserte Materialeigenschaften beobachtet.Since the perfluoropolymer grain is in direct interaction with the matrix, improved material properties are also observed in comparison to the physical mixtures, depending on the degree of bonding.
Mit der chemischen Kopplung des Perfluorpolymer in der Matrix werden neue Materialien erhalten, die bei vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten verbesserte Verschleißfestigkeiten, d. h. eine erhöhte Lebensdauer in den Anwendungen aufweisen. Ferner wird durch Zugabe von PFPE eine weitere Erniedrigung der Gleitreibungskoeffizienten und eine spürbare Verbesserung der Verschleißfestigkeit erzielt, wobei das chemisch gekoppelte Perfluorpolymer zusätzlich als Speichermedium fungiert.With the chemical coupling of the perfluoropolymer in the matrix, new materials are obtained which, with comparable coefficients of sliding friction, have improved wear resistance, ie. H. have an increased life in the applications. Furthermore, the addition of PFPE achieves a further reduction of the sliding friction coefficients and a noticeable improvement in the wear resistance, the chemically coupled perfluoropolymer also acting as storage medium.
Zu den Perfluorpolymeren werden folgende Substanzen gezählt:
- – Polytetrafluorethylen [PTFE],
- – Poly(tetraluorethylen-co-hexafluorpropylen) [FEP],
- – Poly(tetrafluorethylen-co-perfluorpropylvinylether) [PFA],
- – Poly(tetrafluorethylen-co-perfluor-2,2-dimethyldioxol) sowie auch das
- – Poly(chlortrifluorethylen) [PCTFE].
- Polytetrafluoroethylene [PTFE],
- Poly (tetraloroethylene-co-hexafluoropropylene) [FEP],
- Poly (tetrafluoroethylene-co-perfluoropropyl vinyl ether) [PFA],
- - Poly (tetrafluoroethylene-co-perfluoro-2,2-dimethyldioxole) and also the
- - poly (chlorotrifluoroethylene) [PCTFE].
Im Weiteren wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.Furthermore, the invention will be explained in more detail with reference to several embodiments.
Vergleichsbeispiel 1: Schmelzemodifzierung von SBS mit PTFE-Mikropulver,Comparative Example 1: Melt Modification of SBS with PTFE Micropowder,
40 g SBS (Cariflex TR 1102 S, stabilisiert) wird bei 160°C im Laborkneter mit 60 U/min aufgeschmolzen. Nach 3 Minuten werden 20 g thermisch abgebautes PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der PTFE-Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das SBS-Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom PTFE-Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt/der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4-mal wiederholt, dann das PTFE-Festprodukt abgetrennt und getrocknet.40 g of SBS (Cariflex TR 1102 S, stabilized) is melted at 160 ° C. in a laboratory kneader at 60 rpm. After 3 minutes, 20 g of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are added. 5 minutes after the PTFE addition, the experiment is stopped and the material removed from the kneader chamber. The SBS matrix material is separated from the PTFE solid by dissolving in methylene chloride and centrifuging. The solid product / the residue is re-slurried with methylene chloride. The dissolution / extraction and centrifugation was repeated 4 times, then the PTFE solid product was separated and dried.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab kein chemisch gekoppeltes PTFE-SBS-Material. Es werden keine SBS Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische PTFE-SBS-Mischung dient als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.Infrared spectroscopic examination of the separated purified PTFE micropowder did not yield any chemically coupled PTFE SBS material. No SBS absorptions in the IR spectrum are found. This physical PTFE-SBS mixture is used as a standard for the measurement of the coefficient of sliding friction and the wear resistance during the tribological investigations.
Beispiel 1: Schmelzemodifizierung von SBS mit PTFE-Mikropulver TF 9207 (Dyneon)Example 1: Melt Modification of SBS with PTFE Microfluidic TF 9207 (Dyneon)
Die Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 1, es wurden jedoch 20 g PTFE-Emulsionspolymerisat TF 9207 (Dyneon) anstelle des thermisch abgebauten PTFE-Polymerisats TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.The experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out analogously to Comparative Example 1, however, 20 g of PTFE emulsion polymer TF 9207 (Dyneon) instead of the thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) were used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab eine nachweisbare SBS-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-SBS-Material.Infrared spectroscopic examination of the separated and purified PTFE micropowder revealed detectable SBS absorptions besides those of PTFE as evidence for chemically coupled PTFE SBS material.
Im Vergleichsbeispiel 1 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar.In Comparative Example 1 (physical mixture) only pure PTFE in the IR spectrum was detectable.
Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-SBS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten Material weist eine Senkung auf 65% im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 1) auf.The tribological investigations showed that the chemically coupled PTFE-SBS material has a comparable coefficient of sliding friction for the physical mixture, but that an increased wear resistance can be observed. The wear in the block / ring experiment with the chemically coupled material has a reduction to 65% compared to the physical mixture (Comparative Example 1).
Beispiel 2: Schmelzemodifizierung von SBS mit PTFE-Mikropulver Zonyl® MP 1600 (DuPont)Example 2: Melt Modification of SBS with PTFE micropowder Zonyl ® MP 1600 (DuPont)
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 1, es werden jedoch 20 g PTFE Zonyl® MP 1600 (DuPont) anstelle des thermisch abgebauten PTFE-Polymerisats TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out similarly to Comparative Example 1, however, there are 1600 (DuPont) instead of the thermally degraded PTFE polymer TF 9205 PTFE 20 g Zonyl ® MP (Dyneon, unirradiated) is used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab eine nachweisbare SBS-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-SBS-Material. Im Vergleichsbeispiel 1 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar. Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-SBS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten Material weist eine Senkung auf 68% im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 1) auf.Infrared spectroscopic examination of the separated and cleaned PTFE micropowder revealed detectable SBS absorptions besides those of PTFE as evidence for chemically coupled PTFE SBS material. In Comparative Example 1 (physical mixture) only pure PTFE in the IR spectrum was detectable. The tribological investigations showed that the chemically coupled PTFE-SBS material has a comparable coefficient of sliding friction for the physical mixture, but that an increased wear resistance can be observed. The wear in the block / ring experiment with the chemically coupled material has a reduction to 68% compared to the physical mixture (Comparative Example 1).
Vergleichsbeispiel 2: Schmelzemodifizierung von SBR mit PTFE-MikropulverComparative Example 2: Melt modification of SBR with PTFE micropowder
40 g SBR-Elastomer werden kleingeschnitten bei 140°C im Laborkneter mit 60 U/min plastifiziert. Nach 2 Minuten werden 20 g thermisch abgebautes PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der PTFE-Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das SBR-Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom PTFE-Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt/der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4-mal wiederholt, dann das PTFE-Festprodukt abgetrennt und getrocknet.40 g of SBR elastomer are cut in small pieces at 140 ° C in a laboratory kneader at 60 rpm. After 2 minutes, 20 g of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are added. 5 minutes after the PTFE addition, the experiment is stopped and the material removed from the kneader chamber. The SBR matrix material is separated from the PTFE solid by dissolving in methylene chloride and centrifuging. The solid product / the residue is re-slurried with methylene chloride. The dissolution / extraction and centrifugation was repeated 4 times, then the PTFE solid product was separated and dried.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab kein chemisch gekoppeltes PTFE-SBR-Material. Es werden keine SBR-Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische PTFE-SBR-Mischung dient nach Vulkanisation als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.Infrared spectroscopic examination of the separated purified PTFE micropowder did not yield a chemically coupled PTFE SBR material. No SBR absorptions in the IR spectrum are found. This physical PTFE-SBR blend, after vulcanization, is the standard for the measurement of the coefficient of sliding friction and wear resistance in tribological investigations.
Beispiel 3: Schmelzemodifizierung von SBR mit PTFE-MikropulverExample 3: Melt modification of SBR with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 2, es werden jedoch 20 g PTFE-Emulsionspolymerisat TF 9207 (Dyneon) anstelle des thermisch abgebauten PTFE-Polymerisats TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out analogously to Comparative Example 2, but 20 g of PTFE emulsion polymer TF 9207 (Dyneon) instead of the thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab nachweisbare SBR-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-SBR-Material. Im Vergleichsbeispiel 2 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar.IR spectroscopic examination of the separated and purified PTFE micropowder revealed detectable SBR absorptions besides those of PTFE as evidence for chemically coupled PTFE SBR material. In Comparative Example 2 (physical mixture) only pure PTFE in the IR spectrum was detectable.
Die tribologischen Untersuchungen wurden an vulkanisierten Probekörpern durchgeführt – die Versuche ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-SBR-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 2) aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 70% auf.The tribological tests were carried out on vulcanized specimens - the experiments showed that the chemically coupled PTFE SBR material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture (Comparative Example 2), but that an increased wear resistance is observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 70%.
Als weiterführende tribologische Untersuchung wurde kurz vor Abbruch des Laborkneterversuchs noch 0,5 Ma.-% PFPE (Perfluorpolyether, DuPont) zugegeben, was ergab, dass die vulkanisierten Probekörper Gleitreibungskoeffizienten im Vergleich zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 2) einen um ca. 30% niedrigeren Wert aufweist und dass eine Zunahme der Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 25% auf.As a further tribological examination, shortly before the laboratory kneader test was discontinued, 0.5% by weight PFPE (perfluoropolyether, DuPont) was added, which showed that the vulcanized specimens had a sliding friction coefficient of about 30% compared to the physical mixture (comparative example 2). lower value and that an increase in wear resistance is observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 25%.
Beispiel 4: Schmelzemodifizierung von SBR mit PTFE-MikropulverExample 4: Melt modification of SBR with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 2, es werden jedoch 20 g PTFE Zonyl® MP 1600 (DuPont) anstelle des thermisch abgebauten PTFE-Polymerisats TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out analogously to Comparative Example 2, however, 20 g of PTFE Zonyl ® MP 1600 (DuPont) instead of the thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab nachweisbare SBR-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-SBR-Material. Im Vergleichsbeispiel 2 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar.IR spectroscopic examination of the separated and purified PTFE micropowder revealed detectable SBR absorptions besides those of PTFE as evidence for chemically coupled PTFE SBR material. In Comparative Example 2 (physical mixture) only pure PTFE in the IR spectrum was detectable.
Die tribologischen Untersuchungen wurden an vulkanisierten Probekörpern durchgeführt – die Versuche ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-SBR-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 2) aufweist, dass aber eine wesentlich erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung um 20% auf.The tribological tests were carried out on vulcanized specimens - the experiments showed that the chemically coupled PTFE SBR material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture (Comparative Example 2), but that a significantly increased wear resistance is observed. The wear in the block / ring test showed a reduction of 20%.
Als weiterführende tribologische Untersuchung wurde kurz vor Abbruch des Laborkneterversuchs noch 0,5 Ma.-% PFPE (Perfluorpolyether, DuPont) zugegeben, was ergab, dass die vulkanisierten Probekörper Gleitreibungskoeffizienten im Vergleich zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 2) einen um ca. 30% niedrigeren Wert aufweist und dass eine Zunahme der Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 60% auf.As a further tribological examination, shortly before the laboratory kneader test was discontinued, 0.5% by weight PFPE (perfluoropolyether, DuPont) was added, which showed that the vulcanized specimens had a sliding friction coefficient of about 30% compared to the physical mixture (comparative example 2). lower value and that an increase in wear resistance is observed. The wear in the block / ring test showed a reduction to 60%.
Vergleichsbeispiel 3: Schmelzemodifizierung von ABS mit PTFE-Mikropulver, Comparative Example 3: Melt Modification of ABS with PTFE Micropowder,
40 g ABS werden bei 160°C im Laborkneter mit 60 U/min aufgeschmolzen. Nach 3 Minuten werden 20 g thermisch abgebautes PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der PTFE-Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das ABS-Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom PTFE-Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt/der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4-mal wiederholt, dann das PTFE-Festprodukt abgetrennt und getrocknet.40 g ABS are melted at 160 ° C in the laboratory kneader with 60 U / min. After 3 minutes, 20 g of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are added. 5 minutes after the PTFE addition, the experiment is stopped and the material removed from the kneader chamber. The ABS matrix material is separated from the PTFE solid product by dissolving in methylene chloride and centrifuging. The solid product / the residue is re-slurried with methylene chloride. The dissolution / extraction and centrifugation was repeated 4 times, then the PTFE solid product was separated and dried.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab kein chemisch gekoppeltes PTFE-ABS-Material. Es werden keine ABS-Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische PTFE-ABS-Mischung dient als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.IR spectroscopic examination of the separated and purified PTFE micropowder did not yield any chemically coupled PTFE ABS material. There are no ABS absorptions found in the IR spectrum. This physical PTFE-ABS mixture serves as the standard for the measurement of the coefficient of sliding friction and the wear resistance in the context of tribological investigations.
Beispiel 5: Schmelzemodifizierung von ABS mit PTFE-MikropulverExample 5: Melt modification of ABS with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 3, es werden jedoch 20 g PTFE TF 9207 (Dyneon) anstelle von thermisch abgebautem PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out analogously to Comparative Example 3, however, 20 g PTFE TF 9207 (Dyneon) instead of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab nachweisbare ABS-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-ABS-Material. Im Vergleichsbeispiel 3 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar.IR spectroscopic examination of the separated and purified PTFE micropowder revealed detectable ABS absorptions besides those of PTFE as evidence for chemically coupled PTFE-ABS material. In Comparative Example 3 (physical mixture) only pure PTFE in the IR spectrum was detectable.
Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-ABS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten Ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten, Material weist eine Senkung auf 70% im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 3) auf.The tribological investigations showed that the chemically coupled PTFE-ABS material has a comparable coefficient of sliding friction for the physical mixture, but that an increased wear resistance can be observed. The wear in the block / ring experiment with the chemically coupled material has a reduction to 70% compared to the physical mixture (Comparative Example 3).
Beispiel 6: Schmelzemodifizierung von ABS mit PTFE-MikropulverExample 6: Melt-modified ABS with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 3, es werden jedoch 20 g PTFE Zonyl® MP 1600 (DuPont) anstelle von thermisch abgebautem PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out similarly to Comparative Example 3, but 20 g of PTFE MP Zonyl ® 1600 (DuPont) instead of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) is used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab nachweisbare ABS-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-ABS-Material. Im Vergleichsbeispiel 3 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar.IR spectroscopic examination of the separated and purified PTFE micropowder revealed detectable ABS absorptions besides those of PTFE as evidence for chemically coupled PTFE-ABS material. In Comparative Example 3 (physical mixture) only pure PTFE in the IR spectrum was detectable.
Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-ABS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine wesentlich erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten Material weist eine Senkung auf 75% im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 3) auf.The tribological investigations showed that the chemically coupled PTFE-ABS material has a comparable coefficient of sliding friction for the physical mixture, but that a significantly increased wear resistance can be observed. The wear in the pad / ring experiment with the chemically coupled material has a reduction to 75% compared to the physical mixture (Comparative Example 3).
Vergleichsbeispiel 4: Schmelzemodifizierung von NBR mit PTFE-Mikropulver,Comparative Example 4: Melt Modification of NBR with PTFE Micropowder,
40 g NBR-Elastomer werden kleingeschnitten bei 80°C im Laborkneter mit 50 U/min plastifiziert. Nach 2 Minuten werden 20 g thermisch abgebautes PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der PTFE-Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das NBR-Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom PTFE-Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt/der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4-mal wiederholt, dann das PTFE-Festprodukt abgetrennt und getrocknet.40 g of NBR elastomer are cut in small pieces at 80 ° C. in a laboratory kneader at 50 rpm. After 2 minutes, 20 g of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are added. 5 minutes after the PTFE addition, the experiment is stopped and the material removed from the kneader chamber. The NBR matrix material is separated from the PTFE solid by dissolving in methylene chloride and centrifuging. The solid product / the residue is re-slurried with methylene chloride. The dissolution / extraction and centrifugation was repeated 4 times, then the PTFE solid product was separated and dried.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab kein chemisch gekoppeltes PTFE-NBR-Material. Es werden keine NBR-Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische PTFE-NBR-Mischung dient nach Vulkanisation als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten bzw. der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.IR spectroscopic examination of the separated purified PTFE micropowder did not yield any chemically coupled PTFE-NBR material. No NBR absorptions are found in the IR spectrum. This physical PTFE-NBR mixture is used after vulcanization as a standard for the measurement of the sliding friction coefficient or the wear resistance in the context of tribological investigations.
Beispiel 7: Schmelzemodifizierung von NBR mit PTFE-MikropulverExample 7: Melt modification of NBR with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 4, es werden jedoch 20 g PTFE TF 9207 (Dyneon) anstelle von thermisch abgebautem PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out analogously to Comparative Example 4, but 20 g PTFE TF 9207 (Dyneon) instead of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) are used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab nachweisbare NBR-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-NBR-Material. Im Vergleichsbeispiel 4 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar.Infrared spectroscopic examination of the separated and purified PTFE micropowder yielded detectable NBR absorptions in addition to those PTFE as proof of chemically coupled PTFE-NBR material. In Comparative Example 4 (physical mixture) only pure PTFE in the IR spectrum was detectable.
Die tribologischen Untersuchungen wurden an vulkanisierten Probekörpern durchgeführt – die Versuche ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-NBR-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 4) aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 65% auf.The tribological tests were carried out on vulcanized specimens - the experiments showed that the chemically coupled PTFE-NBR material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture (Comparative Example 4), but that an increased wear resistance is observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 65%.
Als weiterführende tribologische Untersuchung wurde kurz vor Abbruch des Laborkneterversuchs noch 0,5 Ma.-% PFPE (Perfluorpolyether, DuPont) zugegeben, was ergab, dass die vulkanisierten Probekörper Gleitreibungskoeffizienten im Vergleich zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 4) einen um ca. 30% niedrigeren Wert aufweist und dass eine Zunahme der Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 65% auf.As a further tribological examination, shortly before the laboratory kneader test was discontinued, 0.5 wt.% Of PFPE (perfluoropolyether, DuPont) was added, which showed that the vulcanized specimens had a sliding friction coefficient of about 30% compared to the physical mixture (comparative example 4). lower value and that an increase in wear resistance is observed. The wear on the block / ring test showed a reduction to 65%.
Beispiel 8: Schmelzemodifizierung von NBR mit PTFE-MikropulverExample 8: Melt modification of NBR with PTFE micropowder
Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 4, es werden jedoch 20 g PTFE Zonyl® MP 1600 (DuPont) anstelle von thermisch abgebautem PTFE-Polymerisat TF 9205 (Dyneon, unbestrahlt) verwendet.Experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out similarly to Comparative Example 4, but 20 g of PTFE MP Zonyl ® 1600 (DuPont) instead of thermally degraded PTFE polymer TF 9205 (Dyneon, unirradiated) is used.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten PTFE-Mikropulvers ergab nachweisbare NBR-Absorptionen neben denen des PTFE als Nachweis für chemisch gekoppeltes PTFE-NBR-Material. Im Vergleichsbeispiel 4 (physikalische Mischung) war nur reines PTFE im IR-Spektrum nachweisbar.Infrared spectroscopic examination of the separated and purified PTFE micropowder yielded detectable NBR absorptions besides those of PTFE as evidence for chemically coupled PTFE-NBR material. In Comparative Example 4 (physical mixture) only pure PTFE in the IR spectrum was detectable.
Die tribologischen Untersuchungen wurden an vulkanisierten Probekörpern durchgeführt – die Versuche ergaben, dass das chemisch gekoppelte PTFE-NBR-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 4) aufweist, dass aber eine wesentlich erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 72% auf.The tribological tests were carried out on vulcanized specimens - the experiments showed that the chemically coupled PTFE-NBR material has a comparable sliding friction coefficient to the physical mixture (Comparative Example 4), but that a significantly increased wear resistance can be observed. The wear in the block / ring test showed a reduction to 72%.
Als weiterführende tribologische Untersuchung wurde kurz vor Abbruch des Laborkneterversuchs noch 0,5 Ma.-% PFPE (Perfluorpolyether, DuPont) zugegeben, was ergab, dass die vulkanisierten Probekörper Gleitreibungskoeffizienten im Vergleich zu der physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 4) einen um ca. 30% niedrigeren Wert aufweist und dass eine Zunahme der Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch wies eine Senkung auf 48% auf.As a further tribological examination, shortly before the laboratory kneader test was discontinued, 0.5 wt.% Of PFPE (perfluoropolyether, DuPont) was added, which showed that the vulcanized specimens had a sliding friction coefficient of about 30% compared to the physical mixture (comparative example 4). lower value and that an increase in wear resistance is observed. The wear in the block / ring test showed a reduction to 48%.
Vergleichsbeispiel 5: Schmelzemodifizierung von SBS mit FEPComparative Example 5: Melt-Modification of SBS with FEP
40 g SBS (Cariflex TR 1102 S, stabilisiert) wird bei 160°C im Laborkneter mit 60 U/min aufgeschmolzen. Nach 3 Minuten werden 20 g FEP-Polymerisat (thermisch abgebaut und nachbehandelt, unbestrahlt) zudosiert. 5 Minuten nach der FEP-Zugabe wird der Versuch abgebrochen und das Material aus der Kneterkammer entfernt. Das SBS-Matrixmaterial wird durch Lösen in Methylenchlorid und Zentrifugieren vom FEP-Festprodukt abgetrennt. Das Festprodukt/der Rückstand wird erneut mit Methylenchlorid aufgeschlämmt. Das Lösen/Extrahieren und Zentrifugieren wurde 4-mal wiederholt, dann das FEP-Festprodukt abgetrennt und getrocknet.40 g of SBS (Cariflex TR 1102 S, stabilized) is melted at 160 ° C. in a laboratory kneader at 60 rpm. After 3 minutes, 20 g of FEP polymer (thermally degraded and post-treated, unirradiated) are added. 5 minutes after the FEP addition, the experiment is stopped and the material removed from the kneader chamber. The SBS matrix material is separated from the FEP solid by dissolving in methylene chloride and centrifuging. The solid product / the residue is re-slurried with methylene chloride. The dissolution / extraction and centrifugation was repeated 4 times, then the FEP solid product was separated and dried.
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten gereinigten FEP ergab reines FEP und kein chemisch gekoppeltes FEP-SBS-Material. Es werden keine SBS-Absorptionen im IR-Spektrum gefunden. Diese physikalische FEP-SBS-Mischung dient als Standard für die Messung des Gleitreibungskoeffizienten und der Verschleißfestigkeit im Rahmen der tribologischen Untersuchungen.IR spectroscopic analysis of the separated purified FEP revealed pure FEP and no chemically coupled FEP-SBS material. No SBS absorptions in the IR spectrum are found. This physical FEP-SBS mixture serves as the standard for the measurement of the coefficient of sliding friction and the wear resistance in the context of tribological investigations.
Beispiel 9: Schmelzemodifizierung von SBS mit FEPExample 9: Melt-Modification of SBS with FEP
Die Versuchsdurchführung und Abtrennung der Polymer-Matrix erfolgte analog Vergleichsbeispiel 1, es wurden jedoch 20 g FEP-Polymerisat anstelle des thermisch abgebauten FEP-Polymerisats (unbestrahlt) verwendet.The experimental procedure and separation of the polymer matrix was carried out analogously to Comparative Example 1, however, 20 g of FEP polymer were used instead of the thermally degraded FEP polymer (unirradiated).
Die IR-spektroskopische Untersuchung des abgetrennten und gereinigten FEP ergab eine nachweisbare SBS-Absorptionen neben denen des FEP als Nachweis für chemisch gekoppeltes FEP-SBS-Material.IR spectroscopic analysis of the separated and purified FEP revealed detectable SBS absorptions besides those of FEP as evidence for chemically coupled FEP-SBS material.
Im Vergleichsbeispiel 1 (physikalische Mischung) war nur reines FEP im IR-Spektrum nachweisbar.In Comparative Example 1 (physical mixture), only pure FEP was detectable in the IR spectrum.
Die tribologischen Untersuchungen ergaben, dass das chemisch gekoppelte FEP-SBS-Material einen vergleichbaren Gleitreibungskoeffizienten zur physikalischen Mischung aufweist, dass aber eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu beobachten ist. Der Verschleiß beim Klötzchen/Ring-Versuch mit dem chemisch gekoppelten Material weist eine Senkung auf 76% im Vergleich zur physikalischen Mischung (Vergleichsbeispiel 1) auf.The tribological investigations showed that the chemically coupled FEP-SBS material has a comparable sliding friction coefficient for the physical mixture, but that an increased wear resistance is observed. The wear in the block / ring experiment with the chemically coupled material has a reduction to 76% compared to the physical mixture (Comparative Example 1).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |