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Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern Um Teile aus hochacrylnitrilhaltigen
Kunststoffen mit Teilen aus anderen Werkstoffen verkleben zu können, bedarf es eines
besonderen Vorgehens. Als brauchbar hat sich ein Verfahren erwiesen, nach dem auf
die zu verklebende Fläche des hochacrylnitrilhaltigen Mischpolymerisats eine Schicht
aus einem zweiten Mischpolymerisat aufgebracht wird, dessen Acrylnitrilgehalt geringer
als der des hochacrylnitrilhaltigen Kunststoffes ist und beispielsweise 10 bis 20°/o
ausmacht. Eine solche Schicht, die z. B. aus einem geeigneten Lösungsmittel aufgebracht
wird, haftet einmal fest auf dem hochacrylnitrilhaltigen Kunststoff und ermöglicht
zum anderen ein Verkleben mit dem zweiten Werkstoff in an sich bekannter Weise.
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Dieses Verfahren kann auch so modifiziert werden, daß auf den mit
der beschriebenen Zwischenschicht versehenen Werkstoff eine Anteigung aus festem,
meist perlförmigem Polymerisat mit einer flüssigen, polymerisierbaren Verbindung
aufgebracht und die pastenartige Masse durch Polymerisation verfestigt wird. Die
Herstellung eines solchen » Pulver-Flüssigkeits-Gemisches « und seine unter dem
Einfluß üblicher Polymerisationsbedingungen erfolgende Erhärtung ist z. B. in der
deutschen Patentschrift 737 058 beschrieben.
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Es wurde nun gefunden, daß man Verbundkörpern, die einerseits aus
einem zu mehr als 50 0/, aus Acrylnitril aufgebauten Kunststoff A und zum anderen
Teil aus einem anderen Kunststoff bestehen, der seinerseits durch Auspolymerisieren
eines aus einer monomeren ungesättigten Verbindung und einem in dieser löslichen
oder quellbaren Polymerisat bestehenden Gemisches B gebildet ist, eine ausgezeichnete
Festigkeit verleihen kann, wenn man die Oberfläche des Kunststoffes A zunächst in
an sich bekannter Weise mit einer Schicht eines zu höchstens 3001, aus Acrylnitril
bestehenden Mischpolymerisats oder mit mehreren solcher Schichten überzieht und
dem Gemisch B einen geringen Anteil eines Mischpolymerisats, das ebenfalls zu höchstens
30 0/, aus Acrylnitril aufgebaut ist, einverleibt, worauf dieses Gemisch auf die
beschichtete Oberfläche des Kunststoffes A aufgetragen und der so erhaltene Verbundkörper
in an sich bekannter Weise polymerisierenden Einflüssen unterworfen wird.
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Das dem Gemisch B zuzusetzende Mischpolymerisat kann entweder mit
der Pulverkomponente vermengt und/oder in der monomeren Verbindung aufgelöst und/oder
in fester Form in das Pulver-Flüssigkeits-Gemisch eingearbeitet werden.
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Beim Aufbringen mehrerer Schichten eines acrylnitrilhaltigen Kunststoffes
auf den Kunststoff A wird so vorgegangen, daß der Acrylnitrilgehalt in der Reihenfolge
des Aufbringens abnimmt, so daß die äußerste Schicht zu höchstens 3001, aus Acrylnitril
besteht.
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Mit besonderem Vorteil wird dem Pulver-Flüssigkeits-Gemisch in geringer
Menge von etwa 0,05 bis 1,0 0to eine
polymerisierbare hauptvalenzartig vernetzende
Verbindung, also eine solche, die mindestens zwei isolierte polymerisierbare C-C-Doppelbindungen
im Molekül aufweist, zugesetzt. Beispielhaft seien Methacrylsäureallylester, Methacrylsäurevinylester,
Divinylbenzol, Glykoldimethacrylat und Bleidimethacrylat genannt.
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Das Verfahren ist beispielsweise geeignet zur Herstellung von Prothesen
aller Art, wie Arm- und Beinprothesen, insbesondere Zahnprothesen. Aber auch Verbundkörper
anderer Art, die für die verschiedensten Verwendungszwecke geeignet sind, lassen
sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellen.
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Eine weitere Ausgestaltung des beschriebenen Verfahrens besteht darin,
den Polymerisationsvorgang, mit dem das Pulver-Flüssigkeits-Gemisch erhärtet wird,
dazu zu benutzen, einen weiteren Formteil oder Werkstoff mit dem eben beschriebenen,
auf einem hochacrylnitrilhaltigen Mischpolymerisat aufgebauten Gebilde zu verbinden.
Mit nachstehenden Beispielen werden zwei Möglichkeiten, das vorliegende Verfahren
anzuwenden, erläutert: Beispiel 1 Eine aus 80 Teilen Acrylnitril und 20 Teilen Methacrylsäuremethylester
durch Polymerisation hergestellte Platte von 1 mm Dicke wird nach Aufrauhen der
Oberfläche beidseitig mit einer Schicht eines Mischpolymerisats, das aus 50 Teilen
Acrylnitril und 50 Teilen Methacrylsäuremethylester aufgebaut ist, derart versehen,
daß sie in eine 1001,ige Aceton-Dimethylformamid-Lösung dieses Mischpolymerisats
getaucht und getrocknet wird. In gleicher Weise wird eine zweite Schicht aufgebracht,
die aus einem zu 8001o aus Methacrylsäuremethylester und 20°/o Acrylnitril aufgebauten
Mischpolymerisat besteht.
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Beim Aufbringen der zweiten Schicht kann Aceton allein als Lösungsmittel
verwendet werden.
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Aus der zweifach beschichteten Kunststoffplatte wird mit Hilfe eines
Gipsmodells in an sich bekannter Weise eine Zahnprothesen-Basisplatte geformt. Nunmehr
werden
pulverförmiges Polymethylmethacrylat, dem 100!o eines aus
200je Acrylnitril und 8001, Methacrylsäuremethylester aufgebauten Copolymerisats
beigemischt werden, mit Methacrylsäuremethylester im Verhältnis 2:1 unter Zugabe
eines üblichen Beschleunigers zu einer pastenförmigen Masse vermengt. Diese wird
auf die beschichtete Basisplatte unter Modellierung eines Zahnwalles auf die in
der Dentaltechnik übliche Weise aufgetragen. Die in den Zahnwall einzubringen den
Zähne werden in an sich bekannter Weise in das noch weiche Pulver-Flüssigkeits-Gemisch
eingebettet und das Ganze in der Form durch Temperaturerhöhung zur Erhärtung gebracht.
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Beispiel 2 Eine 10 mm dicke Platte aus einem zu 80 0/, aus Acrylnitril
und zu 20°lo aus Methacrylsäuremethylester aufgebauten Mischpolymerisat wird an
einer Stirnseite auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise mit zwei Schichten abnehmenden
Acrylnitrilgehalts überzogen. Auf die so vorbereitete Fläche wird eine Lösung aufgebracht,
die aus 80 Teilen Methacrylsäuremethylester, 14 Teilen Polymethylmethacrylat und
6 Teilen eines Mischpolymerisats besteht, das aus 75 Teilen Methacrylsäuremethylester
und 25 Teilen Acrylnitril aufgebaut ist. Gleichzeitig enthält diese Lösung als Polymerisationsbeschleuniger
ein Redoxsystem, bestehend aus einem tertiären Amin und Benzoylperoxyd. Nunmehr
wird die so beschichtete Platte aus dem hochacrylnitrilhaltigen Mischpolymerisat
mit einer zweiten gleich starken Platte aus Polymethacrylsäuremethylester zusammengefügt.
Nach etwa 30 Minuten ist die Klebeschicht bei Zimmertemperatur ausgehärtet.
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Die nachstehend beschriebenen Versuche veranschaulichen die Zunahme
der Festigkeit, die mit dem vorliegenden Verfahren erzielt wird. Es werden zunächst
auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise zweifach beschichtete, 1 mm dicke Platten,
die zu 80°lo aus Acrylnitril und zu 2001, aus Methacrylsäuremethylester bestehen,
hergestellt. Im einen Falle (Fall A) wurden die Platten beidseitig mit einer 3 mm
dicken Schicht aus Polymethylmethacrylat versehen, und zwar derart, daß eine aus
50 Teilen Polymethylmethacrylat und 50 Teilen Methacrylsäuremethylester und einen
Beschleuniger enthaltende Paste aufgetragen und zur Erhärtung gebracht wurde. -
Im zweiten Falle (Fall B) wurde die 1 mm dicke Platte aus dem hochacrylnitrilhaltigen
Mischpolymerisat auf die gleiche Weise beidseitig mit einer je 3 mm dicken Schicht
eines vornehmlich aus Polymethylmethacrylat bestehenden Stoffes aufgebracht, der
sich von dem reinen Polymethylmethacrylat gemäß Fall A lediglich dadurch unterschied,
daß das Pulver-Flüssigkeits-Gemisch zu 50 Teilen aus Methacrylsäuremethylester,
44 Teilen Polymethylmethacrylat und 6 Teilen eines Mischpolymerisats, aufgebaut
aus 85 Teilen Methacrylsäuremethylester und 15 Teilen Acrylsäurenitril, bestand.
Die auf beiden Seiten der 1 mm dicken Platte aufgetragenen Kunststoffe unterscheiden
sich also darin, daß sie im Fall A aus reinem Polymethylmethacrylat und im Fall
B aus einem Mischpolymerisat bestehen, das zu 99,1 Teilen aus Methacrylsäuremethylester
und 0,9 Teilen aus Acrylnitril aufgebaut ist.
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Aus beiden Platten wurden Stäbe von 90 mm Länge und 10 mm Breite
angefertigt; die Dicke dieser aus drei Schichten bestehenden Stäbe betrug in beiden
Fällen 7 mm. In der Mitte der Stäbe wurde auf einer der beschichteten Seiten quer
zur Stablänge eine 1 mm breite, im Querschnitt rechteckige Kerbe angebracht, deren
Tiefe 2,7 mm betrug. Am Grunde der Kerbe blieb also die aufgebrachte Schicht in
einer Dicke von 0,3 mm erhalten. Die so vorbereiteten Stäbe wurden einer Biege-
beanspruchung
mit langsam steigender Last unterworfen.
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Die Prüfung wurde nach der Vorschrift DIN 53 452 durchgeführt, und
zwar derart, daß die Belastung auf der der Kerbung entgegengesetzten Seite angriff:
Im Falle A trat Bruch bei einer Belastung von 314 kg pro qcm ein (Mittelwert aus
sechs Versuchen), im Fall B war die Biegespannung, die zum Bruch führt, mehr als
doppelt so hoch und betrug -- wiederum als Mittelwert - 660 kg pro qcm.
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Im gleichen Sinne wurde durch das erfindungsgemäße Vorgehen auch
die Festigkeit der Stäbe gegen Durchbiegung erhöht. Im Fall A trat Bruch bereits
bei einer Durchbiegung von 2,6 mm ein, während im Fall B die Durchbiegung im Augenblick
des Bruchs 5,4 mm betrug.
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Bemerkenswert ist weiterhin, daß im Fall A an den bis zum Bruch belasteten
Stäben eine Ablösung der aufgebrachten Schicht in einer Länge von 4,6 mm erfolgte,
während die Stäbe im Fall B keine Ablösung zeigten.