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ZUSAMMENFASSUNG:An Mischungen verschiedener Pfropfkautschuke auf ABS-, MBS-und AMBS-Basis rnit PVC werden die Beziehungen zwischen chemischer Zusammensetzung, morphologischem Aufbau und Eigenschaften untersucht. Mit steigendem Pfropfungsgrad lassen sich die Pfropfkautschuke besser in PVC dispergieren, und der WeiBbruch der Mischungen verringert sich unter gleichzeitiger Abnahme der Schlagzahigkeit. Die besten Eigenschaften erhalt man bei einer KautschukteilchengroBe von etwa 200 nm; die chemische Zusammensetzung von ABS-Kautschuken ist fur eine 75 S/25 AN-Pfropfkomponente optimal, die auf Grund der Ubereinstimmung ihres Loslichkeitsparameters (6 = 9,8) mit dem PVC-Wert (6 = 9,6) auch gute Vertraglichkeit The composition-morphology-property relationships are investigated for a series of ABS-, MBS-and AMBS-graft copolymer blends with PVC. The dispersibility of the graft copolymers in PVC improves with increasing grafting levels, while both impact resistance and tendency to stress whitening decrease. With respect to particle size, an optimum in the properties is found for particles of 200nm. The grafting composition in ABS polymers giving the best results is a 75 S/25 AN copolymer, which is highly compatible with PVC. This high compatibility coincides with the good agreement between the solubility parameters for this SAN copolymer (6=9,8) and PVC (6=9,6). In MBS polymers increasing styrene levels lead to more transparent blends with PVC because of better matching of the refractive indices. However, impact strengths decrease at the same time because of deteriorating compatibility. Methyl methacrylate, having just the opposite effects to styrene, can be favourably used in combination with styrene or SAN by a stepwise addition of the graft monomers which is shown to result in optimum properties for MBS or AMBS polymers.Electron micrographs of the stress whitened areas reveal that the degree of crazing is negligible in comparison to other rubber modified thermoplastics. Instead of crazes, many cavities within the graft copolymer particles are found which correlate in size and frequency with the extent of stress whitening. Measurements of the density decrease in the stress whitened areas agree quantitatively with evaluations of the volume increase determined from the changes of the particles sizes in the electron micrographs. An analysis of the polymerization of the scattered light shows that shear bands or birefringence effects can be excluded as the cause of stress whitening. Based on the direct observation of the stress whitened areas and on the dependence of the scattering on wavelength and angle, the light scattering effects must be caused by the accumulation of the cavitiesin bandlike zones. These zones mark the otherwise invisible shear bands occurring on strong deformations of the PVC matrix. The initiation of the shear bands is facilitated by the incorporation of the graft copolymer particles which in this way enhance the impact strength of PVC.

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Eingegangen a m 9. Januar 1968) ZUSAMMENFASSUNG : Polymerisatdispersionen sind selbst dann, wenn sie mit demselben Emulgator hergestellt worden sind, nicht immer miteinander vertraglich. Enthalt das Polymerisat der einen Dispersion hydrophile Gruppen, etwa durch Mitverwendung kleiner Mengen wasserloslicher Monomerer bei der Emulsionspolymerisation (Typ ,,A"), und enthalt das andere keine derartigen Gruppen (Typ ,,S" ), so koaguliert eine Mischung der beiden Dispersionen oft schon wenige Sekunden nach ihrer Herstellung. Ein Zusatz von wenigen Prozent des Typs ,,A" vermag indessen eine Agglomeration der Teilchen einer Dispersion ,,S" herbeizufuhren. Mischt man beispielsweise eine Polybutylacrylatdispersion, deren Teilchen im Durchschnitt einen Durchmesser b, von 800 8 haben, mit 1 Gewichtsprozent der Dispersion einesCopolymerisates aus 95% &hylacrylat und 5 % Acrylsaure und stellt den pH-Wert auf 8-9 ein, so rest ltiert ein Latex rnit folgenden Kenndaten: b, = 6 300 A; b, = 7 300 8. Das Wachstum der Teilchen setzt sich fort bei weiterer Zugabe einer beliebigen Dispersion des Typs ,,S".An Hand von Verteilungsfunktionen der Teilchendurchmesser und rnit Hilfe von Latices, die rnit polymerisierbaren Farbstoffen indiziert waren, sowie unter Verwendung von elektronenmikroskopischen Aufnahmen mit spezieller Prapariertechnik wurden Vorstellungen iiber den Agglomerationsmechanismus entwickelt. Danach sind die Latexteilchen durch ihre Emulgatorhulle nur bedingt gegen Assoziat-(Koagulat-)bildung geschutzt. Treffen Latexteilchen des Typs ,,S" nur auf ihresgleichen, so bildet die durch den Emulgator aufgebaute elektrische Doppelschicht ausreichenden Schutz gegen Koagulation. Treffen Teilchen des Typs ,,S" auf solchevom Typ ,,A", so erfolgtirreversible Assoziation. Jedes zufalligaufdieoberflache von Teilchen ,,A" auftreffende Teilchen ,,S" wird festgehttlten und verschmilzt rnit anderen Teilchen ,,S" zum Sekundarteilchen, auf dessen Oberfliiche das hydrophile Teilchen ,,A" ,,schwimmt". Es bleibt dort praktisch unbegrenzt wirksam und nimmt jederzeit neu hinzugefiigte Teilchen des Typs ,,S" auf.

ZUSAMMENFASSUNG:In kautschukmodifuierten, sprod-harten Polymeren ruft eine auBen angelegte Belastung im Matrixmaterial an der Grenzflache zu den Kautschukteilchen mehrachsige Spannungsspitzen hervor, die zahlreiche, lokal begrenzte, plastische Deformationszonen auslosen. Um den Mechanismus derartiger Zahigkeitsverbesserungen zu verstehen, muB man die Zusammenhange zwischen dem Typ des plastischen Flusses im glasigen Polymeren und der Art und GroBe der Belastungen kennen, die sog. Schadigungskriterien. Im Gegensatz zu Kriterien, die den Beginn von ScherflieBen beschreiben, findet man zu Crazekriterien in der Literatur z. T. widerspriichliche Angaben.Argon lieferte eine Keimbildungstheorie fur die Crazebildung im Innern eines Materials (bulk crazing). Sternstein et al. untersuchten experimentell das Oberflachen-crazing (surface crazing) an PMMA. Zusammen mit friiheren Ergebnissen von Rehage und Goldbach ergaben Rechnungen:Das Sternstein-Kriterium, empirisch fur das surface crazing des PMMA bei ebenen Spannungszustanden aufgestellt, wurde bisher falsch auf allgemein dreiachsige Belastungsfalle erweitert. Korrekt erweitert, weicht es stark vom Argon-Kriterium ab, insbesondere im Bereich von Belastungen mit hohem dilatorischen Anteil. Das Sternstein-Kriterium ist offenbar geeignet, multiaxiale Spannungskorrosion zu beschreiben. Fur kautschukmodifizierte Systeme benotigt man hingegen bulk craze Kriterien, zu denen keine experimentellen Daten vorliegen. Vorversuche zeigen, daB diese an PS leichter als an PMMA bestimmt werden konnen. Diese Stoffe haben offenbar eine deutlich verschiedene Kriterien-Gestalt. SUMMARYIn rubber-modified, stiff and brittle polymers an applied stress generates multiaxial stress concentrations in the matrix material at the rubber interface and initiates a large number of limited regions of plastic deformation. In order to understand this toughening mechanism, one needs a certain knowledge of the kind of plastic flow which is initiated 45 H. Breuer und J. Stabenow within a glassy polymer according to the type and amount of stress, the so-called failure criteria. Unlike criteria which apply to the onset of shear flow, craze criteria are still controversially discussed in the literature.Argon has suggested a theoretical criterion of bulk crazing. Sternstein et al. have studied experimentally the surface crazing of PMMA. Based on experimental results of Rehage and Goldbach and ourselves, calculations have given the following results:The Sternstein criterion, measured and formulated for surface crazing under the condition of plain stress has till now been incorrectly transformed for use in principal stress space. Correctly transformed, it deviates strongly from Argon's criterion in the range of states of stress with large portions of hydrostatic tension. The Sternstein criterion obviously lends itself to describing multiaxial corrosion. For rubber-modified systems, however, one needs bulk craze criteria, for which no experimental results exist.Preliminary results show that these can more easily be es...