Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Mischpolymerisate

Transkript

1 Chemie, Physik und Technologie der Kunststoffe in Einzeldarstellungen Herausgegeben von K. A. Wolf ==================8================== Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Mischpolymerisate Chemie und chemische Technologie Von Dr. rer. nat. Helmuth Kainer Patentanwalt in Heidelberg Mit 85 Abbildungen Springer-Ver lag Berlin / Heidelberg / N ew Yor k 1965

2 ISBN ISBN (ebook) DOI / Alle Rechte, Insbesondere das der übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten Ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlages ist es auch nicht gestattet, dieses Buch oder Teile daraus auf photomechanischem Wege (Photokopie, Mikrokopie) oder auf andere Art zu vervielf"äit.igen by Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 1965 Softcover reprint of the hardcover 1 st edition 1965 Library of Congress Catalog Card Number: Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buche berechtigt auch ohne besoudere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften Titel Nr.430S

3 Dem Andenken an meinen Vater Franz Kainer

4 Vorwort Mit der vorliegenden Monographie wird der Versuch unternommen, den gegenwärtigen Wissensstand auf dem Gebiete der chemischen Technologie des Polyvinylchlorids und der Vinylchlorid-Mischpolymerisate zusammenfassend darzustellen. Hierbei wird an ein älteres Werk von FRANZ KAINER angeknüpft, der auf diesem 'Wissensgebiete erstmalig im deutschen Schrifttum eine Literaturübersicht gegeben hat. Von dem älteren Buch von FRANZ KAINER unterscheidet sich die vorliegende Monographie in ihrem Aufbau vor allem durch die Beschränkung auf die eigentlichen im Bereiche der Chemie liegenden Sachgebiete. Mechanische Verarbeitungsverfahren und die vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten des Polyvinylchlorids und der daraus hergestellten Erzeugnisse haben daher keine Berücksichtigung gefunden. Diese Beschränkung ergab sich einerseits durch den Umstand, daß es für einen einzelnen Autor heute kaum noch möglich ist, die inzwischen außerordentlich umfangreich gewordene Literatur von der Herstellung des Polyvinylchlorids bis zu dessen Verarbeitung auf das Enderzeugnis zu übersehen. Andererseits sind in der deutschsprachigen Literatur in neuerer Zeit Veröffentlichungen erschienen, die sich in monographischer Form speziell mit der mechanischen Verarbeitung und mit der Verwendung des Polyvinylchlorids befassen. Abgesehen von dieser inhaltlichen Beschränkung, ist die Zielsetzung des Buches von FRANZ KAINER, den Zugang zu der vielfältigen und nahezu unübersehbar gewordenen Literatur über Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Mischpolymerisate zu erleichtern, beibehalten worden. Die vorliegende Monographie will daher nicht als technisches Anleitungsbuch verstanden werden. Sie wendet sich vielmehr an den bereits mit dem Gebiet des Polyvinylchlorid vertrauten Fachmann, dem sie als Hilfsmittel bei seiner Arbeit dienen soll. Bei der Abfassung des Manuskriptes bin ich von Fräulein HELGA KAINERt und Fräulein ANNA-MARIA ERBAcH unterstützt worden, die mir den größten Teil der technischen und redaktionellen Arbeiten abgenommen haben. Das Lesen der Korrekturen besorgte Fräulein SILKE DAN NENMANN, die mir auch bei der Bearbeitung der Register wertvolle Hilfe leistete. Ihnen allen sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Mein Dank gilt weiter allen Fachkollegen und Firmen, die mir durch bereitwillige Überlassung von Sonderdrucken und Firmenschriften bei der Literaturzusammenstellung behilflich waren. Schließlich sei auch dem Springer-Verlag für die sorgfältige Ausstattung des Buches bestens gedankt. Heidelberg, im Februar H. Kainer

5 Inhaltsverzeichnis Seite I. Die Herstellung des Polyvinylchlorids... I A. Einleitung... I B. Blockpolymerisation... 7 C. Lösungspolymerisation D. Fällungspolymerisation E. Suspensionspolymerisation F. Emulsionspolymerisation G. Photochemische Polymerisation H. Radiochemische Polymerisation I. Polymerisation mit metallorganischen Katalysatoren J. Stereospezifische Polymerisation K. ~iedermolekulares Polyvinylchlorid Herstellung von Mischpolymerisaten des Vinylchlorids A. Mit Kohlenwasserstoffen Äthylen Höhere Olefine Dienkohlenwasserstoffe Styrol B. :Mit Halogenkohlenwasserstoffen Vinylfiuorid Höher fiuorierte Olefine Vinylidenchlorid Trichloräthylen i,. Chlorierte höhere Olefine Halogenierte Butadiene Halogenstyrole C..Mit Alkoholen und Äthern Vinylalkohol Vinylalkyläther Andere ungesättigte Ather D. ~Iit Säuren und Säurederivaten Vinylester (X) Vinylacetat ß) Vinylester höherer Fettsäuren y) Vinylester von Alkoxysäuren Allylester Acrylsäureester (X) Acrylsäuremethylester ß) Acrylsäureester höherer Alkohole y) Acrylsäureester sonstiger Alkohole Acrylnitril Methacrylsäureester Olefindicarbonsäuren und deren Ester Fette Öle E. 1Iit Heteroatome enthaltenden ungesättigten Verbindungen Silicium enthaltende Verbindungen

6 Inhaltsverzeichnis VII Seite 2. Zinn enthaltende Verbindungen Stickstoff enthaltende Verbindungen Phosphor enthaltende Verbindungen Schwefel enthaltende Verbindungen F. Pfropfpolymerisation m. Chemische Umsetzung A. Von Polyvinylchlorid Hydrierung Chlorwasserstoffabspaltung Nachchlorierung Umesterung Sulfonamidierung... ; Chlorsulfonierung Umsetzung mit Aldehyden Umsetzung mit Teerölprodukten Sonstige Reaktionen Vernetzung (X) Chemische Vernetzung ß) Strahlenchemische Vernetzung B. Von Vinylchlorid-Mischpolymerisaten IV. Die Struktur des Polyvinylchlorids _ V. Die Eigenschaften des Polyvinylchlorids und der Vinylchlorid.Misch. polymerisate A. Die Werkstoff eigenschaften des Polyvinylchlorids Die mechanischen Eigenschaften Die elektrischen Eigenschaften Die Fließeigenschaften B. Die Eigenschaften des weichgemachten Polyvinylchlorids Die mechanischen Eigenschaften Die thermischen Eigenschaften Die elektrischen Eigenschaften Die Fließeigenschaften Die Struktur des weichgemachten Polyvinylchlorids C. Die Werkstoff eigenschaften der Vinylchlorid-Mischpolymerisate VI. Die Alterungs. und Abbaueigenschaften des Polyvinylchlorids A. Der Hitzeabbau Der Mechanismus des thermischen Abbaues B. Der Lichtabbau des Polyvinylchlorids C. Der Abbau des Polyvinylchlorids unter dem Einfluß ionisierender Strahlen D. Die Abbau- und Alterungseigenschaften der }Iischpolymerisate des Vinylchlorids VII. Die Hilfsstoft"e für die Verarbeitung des Polyvinylchlorids A. Die Stabilisatoren Der Einfluß der Stabilisatoren auf den thermischen Abbau des Polyvinylchlorids Der Einfluß der Stabilisatoren auf die Wetterbeständigkeit des Polyvinylchlorids Der Mechanismus der Stabilisierung Die Wirkung der Lichtstabilisatoren

7 VIII Inhaltsverzeichn is Seite 5. Synergistische Stabilisatorgemische Zur Wahl des Stabilisators Die Stabilisatorklassen... " 209 a) Natriumverbindungen... " 209 b) Magnesiumverbindungen c) Calciumverbindungen... " 212 d) Strontiumverbindungen... '" 215 e) Bariumverbindungen... " 217 f) Zinkverbindungen... " 219 g) Cadmiumverbindungen... " 220 h) Zinnverbindungen ) Bleiverbindungen j) Antimonverbindungen k) Wismutverbindungen I) Ester...,... " 235 m) Phenole und deren Derivate n) Ketone ) Organische Stickstoffverbindungen p) Epoxyverbindungen q) Schwefel enthaltende organische Verbindungen r) Organische Phosphorverbindungen B. Die Gleitmittel C. Die Weichmacher Allgemeines Weichmachereigenschaften a) Die Weichmacherwirksamkeit b) Die Verträglichkeit c) Die Extrahierbarkeit... '" d) Die Flüchtigkeit e) Die Wanderungseigenschaften f) Die Verarbeitungseigenschaften g) Die physiologischen Eigenschaften Zur Wahl des Weichmachers Die Weichmacherklassen a) Esterweichmacher IX) Ester von Carbonsäuren Ester einbasischer aliphatischer Carbonsäuren mit dreiund höherwertigen Alkoholen Ester einbasischer Carbonsäuren mit höheren Glykolen Ester aromatischer Monocarbonsäuren mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen Ester von Athergruppen enthaltenden mehrwertigen Alkoholen Ester von Schwefel enthaltenden Alkoholen..., Ester einbasischer Säuren mit Phenolen Oxysäureester Ester von Athercarbonsäuren Ketosäureester Ester von aliphatischen Halogencarbonsäuren Aminocarbonsäureester Ester von Thiocarbonsäuren Cyancarbonsäureester

8 Inhaltsverzeichnis IX Seite 14. Ester aliphatischer Dicarbonsäuren... '".., Itaconsäureester PhthalSäureester Chlorierte Phthalsäureester Ester anderer aromatischer Dicarbonsäuren Ester cycloaliphatischer Carbonsäuren Tri- und Tetracarbonsäureester Ester von Terpencarbonsäuren Esteramide ß) Ester von anderen Säuren Kohlensäureester Phosphorsäureester Phosphonsäureester Ester der schwefligen Säure..., Sulfonsäureester b) Sonstige Weichmacher... '" Kohlenwasserstoffe Halogenierte Kohlenwasserstoffe Fettsäuren Acetale und Ketale Ketone... '" Epoxyverbindungen Säure amide Sulfonsäureamide Sonstige organische Stickstoffverbindungen Sonstige organische Schwefelverbindungen Hochmolekulare Weichmacher D. Pigmente und Farbstoffe Anorganische Pigmente cx) Weißpigmente ß) Gelbpigmente y) Rotpigmente... _... _ ) Blaupigmente e) Grünpigmente..... _... _... _ C) Schwarzpigmente Organische Pigmente... _... _ Organische Farbstoffe '" _... _ E. Füllstoffe F. Antistatisch wirkende Zusatzstoffe G. Flammhemmende Zusatzstoffe vm. Verarbeitungsformen des Polyvinylchlorids A. Lösungen B. Plastisole C. Organosole... " 345 D. Plastigele E. Wäßrige Dispersionen F. Polymerisatgemische Patentverzeichnis Firmenverzeichnis NlDDenverzeichnis... _ Sachverzeichnis... _

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