WO2011003832A1 - Polymer or polymer network - Google Patents

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WO2011003832A1
WO2011003832A1 PCT/EP2010/059479 EP2010059479W WO2011003832A1 WO 2011003832 A1 WO2011003832 A1 WO 2011003832A1 EP 2010059479 W EP2010059479 W EP 2010059479W WO 2011003832 A1 WO2011003832 A1 WO 2011003832A1
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WO
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polymer
polymer network
crystals
state
temperature
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/059479
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg Christian TILLER
Frank Katzenberg
Benjamin Heuwers
Original Assignee
Technische Universität Dortmund
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C61/00Shaping by liberation of internal stresses; Making preforms having internal stresses; Apparatus therefor
    • B29C61/06Making preforms having internal stresses, e.g. plastic memory
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C61/00Shaping by liberation of internal stresses; Making preforms having internal stresses; Apparatus therefor
    • B29C61/02Thermal shrinking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/26Sealing devices, e.g. packaging for pistons or pipe joints

Definitions

  • the invention relates to a stretched, dimensionally stable, polymer or polymer network with endothermic heat of reaction at its relaxation, an article containing the polymer or polymer network, and a process for producing such a polymer or polymer network and the use of such a polymer or polymer network, wherein the polymer or polymer network characterized by special energy storage, sensor, actuator and / or shape stability properties.
  • Polymers of suitable configuration are in principle crystallizable. These crystals form by themselves or are induced by an external influence.
  • the melting temperature of these crystals depends essentially on the constitution and configuration of the polymer, but it is also influenced by the size, shape and nature of the crystallites (morphology). The melting temperature varies depending on the morphology only in a small temperature range.
  • Polymer networks are three-dimensionally linked together polymer chains, which are linked together via crosslinking points and crystallization after elongation, the stretched shape can be stabilized.
  • the relaxation of the polymer network returns to its original shape.
  • the melting temperature of the crystals in the stretched state differs only slightly from the melting temperature in the fully relaxed state. For a shape change, all crystals must completely conform to a 1st order phase transition melt. This melting temperature thus corresponds to the switching temperature of the shape memory polymers known in the prior art.
  • the property of the shape memory is not a substance-specific property, but rather results from the structure or the morphology of the materials.
  • shape memory effects of some metallic alloys and ceramics have been known for a longer time than those of plastics, which, however, have the greatest potential.
  • shape memory polymers are described so far, resulting in increased research in this sector.
  • a polymer is first brought into its permanent shape by conventional processing methods.
  • the polymer is then deformed and then cooled, thereby obtaining a temporary shape.
  • the object of the invention is to provide a polymer or polymer network which is capable of widely varying the switching temperature, hereinafter referred to as the triggering temperature, with respect to the relaxation of a strained, dimensionally stable polymer or polymer network independent of the polymer or polymer network used
  • the triggering temperature is capable of widely varying the switching temperature, hereinafter referred to as the triggering temperature, with respect to the relaxation of a strained, dimensionally stable polymer or polymer network independent of the polymer or polymer network used
  • the object according to the invention is achieved by a polymer or polymer network which is in a stretched, dimensionally stable state, which has a trigger point which can be set as a function of the strain rate and / or the ambient temperature, the trigger point being set within a range which is below the temperature of the theoretical temperature and above ambient temperature, leaving the polymer or polymer network in a taut, dimensionally stable condition, wherein triggering of the trigger ruptures the crystals of the polymer or polymer network, thereby relaxing the strained polymer or polymer network and freeing the polymer or polymer network in the polymer or polymer network Relaxation of the dimensionally stable, stretched state in the unstretched state cools below the ambient temperature.
  • dimensionally stable or dimensionally stable state hereinafter also referred to as dimensionally stable or shape-stabilizing state, in connection with the inventive, stretched polymer or polymer network
  • dimensionally stable or shape-stabilizing state in connection with the inventive, stretched polymer or polymer network
  • the polymer or polymer network remains in a stretched state, wherein the strained polymer or polymer network Exposure to an external stimulus can be relaxed.
  • the stretched, rigid polymer or polymer network is at an elevated, energetically stable energy level, such that it requires additional activation energy, also referred to herein as an external stimulus or trigger, for the strained polymer or polymer network is converted into its energetically stable, unstressed state. Without this external stimulus or trigger, the polymer or polymer network according to the invention remains in its tensioned state.
  • the polymer or polymer network cools during relaxation from the dimensionally stable, stretched state in the unstretched state significantly. Consequently, the taut, dimensionally stable polymers or polymer networks according to the invention can also be referred to as latent cold storage.
  • the endothermic heat of reaction of the polymer or polymer network may be further preferred as a result of the rupturing of the crystals and relaxation to the original state> 0.1 J / g to ⁇ 100 J / g, preferably> 1 J / g to ⁇ 90 J / g > 5 J / g to ⁇ 70 J / g and particularly preferably> 7 J / g to ⁇ 50 J / g.
  • Relaxation to the original state means for the purposes of this invention that the polymer or polymer network is returned to the unexpanded state.
  • Triggering of the trigger point in the sense of this invention means that the activation energy necessary for the relaxation from the dimensionally stable, tensioned state into the unstressed state is supplied to the system.
  • Polymer or polymer networks with rupturable crystals are characterized in that the decomposition of the rupturable crystals at the decomposition point does not take place in the sense of a 1st order phase transition, as for example in the prior art known shape memory polymers is the case.
  • the crystals melt upon relaxation, i. There is a 1st order phase transition.
  • crystals are present which, by means of triggering an external stimulus, also referred to below as triggers, literally rupture or collapse.
  • triggers an external stimulus
  • crystals When relaxing these stretched polymers or polymer networks with rupturable crystals, surprisingly, cooling of the relaxed polymer or polymer network below ambient temperature is observed.
  • the polymer or polymer networks according to the invention with rupturable crystals is, so to speak, a latent cold storage.
  • the shape memory polymers known in the prior art do not have such a property, since the dissolution of the crystals, as already stated above, takes place after a first-order phase transition.
  • the strain rate can be varied over a wide range by the strain rate, so that one can modulate the decomposition point of the polymer or polymer network of the invention and on the other hand can adjust the latent amount of refrigerant present in the system.
  • the elongation of the polymer or polymer network in the stretched, dimensionally stable state can be> 30% to ⁇ 95%, preferably> 40% to ⁇ 90%, more preferably> 45% to ⁇ 85%, even more preferably> 50% to ⁇ 80%, more preferably> 55% to ⁇ 75% and more preferably> 60% to ⁇ 70% of the maximum ultimate elongation of the polymer or of the polymer network.
  • the decomposition point also referred to below as the triggering temperature, is well below the theoretical melting point of the polymer or polymer network.
  • the polymer or polymer network cools significantly below the ambient temperature, which is equal to the material temperature, by absorbing the latent heat of fusion. Furthermore, the unconventional decomposition of these crystals allows the decomposition to be triggered without the need for additional heat input equal to the enthalpy of fusion.
  • the dimensionally stable, stretched polymers or polymer networks according to the present invention have a temperature range in which the rupturable crystals can be torn by a "trigger", without heat and / or energy must be introduced, preferably at least the heat of fusion of> 5 % to ⁇ 99% of the total of all rupturable crystals, preferably ⁇ 95% of the total, especially ⁇ 80% of all rupturable crystals, more preferably ⁇ 50% of all rupturable crystals, most preferably ⁇ 20% of all rupturable crystals, more preferably of ⁇ 10% of all rupturable crystals, and more preferably 5% of the total of all rupturable crystals, of the polymer or polymer network of this invention containing such crystals.
  • the "trigger point" for the purposes of the present invention is a temperature range which is below the temperature at which the rupturable crystals are unstable, and above the temperature at which it is no longer possible, by introducing an external stimulus, the breaking of the Trigger
  • the trigger temperature may be below the temperature at which the rupturable crystals become unstable.
  • shape memory polymers produced by the prior art do not have a trigger point in the sense of the features described above.
  • a triggering temperature of the polymer or polymer network of the invention may be below the temperature at which the rupturable crystals become unstable.
  • the for forming rupturable crystals suitable polymers or polymer networks according to the present invention may have a rate of crystallization of> 10 ⁇ 7% / s to ⁇ 100% / s, preferably of> 10 "5% / s to ⁇ 70% / s, and in particular from> 10 "4 % / s to ⁇ 50% / s.
  • the stretched, dimensionally stable polymer or polymer network according to the invention with rupturable crystals can be at an ambient temperature of> - 80 0 C to ⁇ 400 0 C, preferably> - 70 0 C to ⁇ 350 0 C, more preferably> - 60 0 C to ⁇ 300 0 C, more preferably> - 50 0 C to ⁇ 250 0 C, more preferably> - 50 0 C to ⁇ 250 0 C, more preferably> - 40 0 C to ⁇ 200 0 C, more preferably> - 30 0 C bis ⁇ 150 0 C, more preferably> - 20 0 C to ⁇ 100 0 C, more preferably> - 10 0 C to ⁇ 80 0 C, more preferably> 0 0 C to ⁇ 60 0 C, more preferably> 10 0 C to ⁇ 50 0 C, more preferably> 15 0 C to ⁇ 45 0 C and even more preferably> 20 0 C to ⁇ 30 0 C
  • the rupturable crystals can be according to the invention is formed by stretching of the polymer network by the polymer or polymer network made of a unstretched initial state to a stretched state by means of a strain rate of the polymer or of the polymer network of> 10 ⁇ 7% / s to ⁇ 10 7% / s, preferably from> 10 ⁇ 6 % / s to ⁇ 10 6 % / s, preferably from> 10 "5 % / s to ⁇ 10 5 % / s, more preferably from> 10 " 4 % / s to ⁇ 10 4 % / s , more preferably from> 10 "3 % / s to ⁇ 10 3 % / s, more preferably from> 10 ⁇ 2 % / s to ⁇ 10 2 % / s, and 10% / s ⁇ 2.
  • the rupturable crystals can be formed by, for example, stretching the polymer or polymer network, with the polymer or polymer network in the stretched state having a hold time of> 0 s to ⁇ 1 d, preferably> 0.05 s to ⁇ 12 h, more preferably> 0.1 s to ⁇ 6 h, more preferably> 0.5 s to ⁇ 3 h, further preferably> 1 s to ⁇ 1 h, further preferably> 2 s to ⁇ 50 min, furthermore preferably> 5 s to ⁇ 40 min, more preferably> 10 s to ⁇ 30 min, further preferably> 15 s to ⁇ 20 min, further preferably> 20 s to ⁇ 10 min, further preferably> 30 s to ⁇ 5 min, furthermore preferably> 40 s to ⁇ 2 min, more preferably> 50 s to ⁇ 1 min., Is maintained.
  • the rupturable crystals can be according to the invention is formed by stretching the polymer or polymer network wherein the polymer or polymer network from the stretched state to a relaxed state at a relaxation rate of> 10 "7% / s to ⁇ 10 7% / s, preferably of> 10" 6 % / s to ⁇ 10 6 % / s, preferably from> 10 "5 % / s to ⁇ 10 5 % / s, more preferably from> 10 " 4 % / s to ⁇ 10 4 % s, more preferably from > 10 "3 % / s to ⁇ 10 3 % / s, more preferably from> 10 " 2 % / s to ⁇ 10 2 % / s, and 10% / s ⁇ 2 and / or the rupturable crystals by cooling of the stretched polymer or polymer network from a temperature above the trigger point to a temperature at or below the trigger point.
  • the crystals may rupture by the action of an external stimulus at the trigger point, whereby the trigger point may be freely adjustable within a definable range.
  • the inventive polymer or polymer network having breakable crystals may contain at least one or more additives, preferably with> 0% by weight to ⁇ 70% by weight, preferably> 3% by weight to ⁇ 60% by weight, more preferably> 5 wt .-% to ⁇ 50 wt .-%, more preferably> 7 wt .-% to ⁇ 40 wt .-%, more preferably> 9 wt .-% to ⁇ 30 wt .-% and particularly preferably> 10 wt % to ⁇ 25% by weight, based on the total weight of the polymer or polymer network, which are suitable for lowering or increasing the glass transition temperature and / or for increasing or decreasing the crystallization rate of the polymer or polymer network.
  • the range of adjustable trigger points can be widened with the aid of additives which are suitable for lowering or increasing the glass transition temperature of the polymer or polymer network.
  • a further advantage of the polymer or polymer network having rupturable crystals according to the invention can be seen in that upon rupture of the rupturable crystals, the polymer or polymer network cools, inter alia, by absorbing latent heat of fusion.
  • the polymer or polymer network may also cool below the ambient temperature of the polymer or polymer network by absorbing latent heat of fusion.
  • the polymer or polymer network according to the invention is characterized in that it it is possible to produce breakable crystals within the polymer network by special processing of the polymer network. Due to the rupturable crystals, the polymer or polymer network has the surprising effect of a latent cold accumulator compared to the known polymer networks.
  • the polymer or polymer network can be stretched from an initial state, in which the polymer or polymer network has an elongation of 0%, in a stretched state with a strain rate of> 10 ⁇ 7 % / s to ⁇ 10 7 % / s the stretched state with a holding time of> 0 s to ⁇ 1 d, preferably> 0.05 s to ⁇ 12 h, more preferably> 0.1 s to ⁇ 6 h, even more preferably> 0.5 s to ⁇ 3 h, furthermore preferably> 1 s to ⁇ 1 h, more preferably> 2 s to ⁇ 50 min, further preferably> 5 s to ⁇ 40 min, further preferably> 10 s to ⁇ 30 min, further preferably> 15 s to ⁇ 20 min, further preferably> 20 s to ⁇ 10 min, more preferably> 30 s to ⁇ 5 min, further preferably> 40 s to ⁇ 2 min, further preferably> 50 s to ⁇ 1 min, and then
  • the polymer or polymer network a variety of materials can be used, wherein for each material within the specified limits for strain rate, hold time, relaxation rate and ambient temperature, the optimum adjustment parameters must be determined by varying the parameters to obtain breakable crystals in a particular amount To produce size and with corresponding trigger points in the polymer or polymer network.
  • the rupturable crystals are further characterized by the fact that the crystals can rupture upon exposure to an external stimulus upon reaching a Kollableitersschwelle, wherein the trigger point is freely adjustable within a defmierbaren range. Tearing the rupturable crystals means that the crystals do not melt in the classic sense but are destroyed.
  • the collapse threshold is a material constant which is not achieved by an athermal external stimulus, but only by a thermal stimulus corresponding to the heat of fusion of the crystallites, whereas in the polymer or polymer network of the present invention, the collapse threshold at and The same material is variably adjustable within wide limits and can be achieved by an athermal external stimulus.
  • the polymer or polymer network according to the invention can be specially tailored to a large number of applications, so that the potential applications of the polymer network according to the invention considerably increase over known polymer networks.
  • Shrinkage ratios of up to 15: 1 and / or swelling ratios of up to 1: 5 can advantageously be achieved with the polymer or polymer network according to the invention obtained by the process according to the invention.
  • the polymer or polymer network having rupturable crystals according to the invention cools when the crystals rupture, among other things by absorbing latent heat of fusion below the ambient temperature of the polymer or polymer network, so that the polymer or polymer network can be used as a refrigerant or cold storage agent.
  • polymer or polymer network can advantageously be used inexpensive renewable raw materials, such as natural rubber.
  • the external stimulus as a thermal stimulus and / or a mechanical stimulus and / or a contact with a chemical substance and / or an electromagnetic radiation and / or an electric field and / or a magnetic field and / or a sound and / or a radioactive radiation.
  • the thermal stimulus can be carried out by supplying heat.
  • the mechanical stimulus can be carried out by stretching or stretching the polymer network located in the taut, dimensionally stable state. Stretching can preferably take place with a degree of stretching of> 1% to ⁇ 500%, preferably of> 5% to ⁇ 300%, particularly preferably of> 10% to ⁇ 100%, from the relaxed state to a stretched state, wherein the stretching should be perpendicular to the chain direction of the molecules in the crystals.
  • the external stimulus as electromagnetic radiation preferably takes place with a wavelength of> 1 m to ⁇ 10 "12 m
  • the external stimulus as an electric field preferably takes place with an electric field strength of> 10 V / m to ⁇ 10 10 V / m Stimulus as a magnetic field is preferably carried out with a magnetic field strength of> 10 "10 T to ⁇ 10 T.
  • the external stimulus as sound preferably takes place with a frequency of> 1 Hz to ⁇ 1 GHz.
  • the thermal stimulus is preferably triggered by an increase in the ambient temperature above a trigger temperature, wherein the trigger temperature may preferably be variably adjustable in a temperature range physically.
  • the trigger temperature corresponds to the collapse threshold at which the rupturable crystals rupture.
  • the physical setting of the trigger temperature in a variable temperature range preferably takes place by means of the strain rate used in the expansion and / or by means of the ambient temperature prevailing during the stretching.
  • the triggering temperature may be varied physically in a range of temperatures, preferably the level of additive (s) used to lower or increase the glass transition temperature and / or decrease or increase the rate of crystallization of the polymer or polymer network.
  • the trigger temperature may be in a temperature range of> -80 0 C to ⁇ 400 0 C, preferably> -50 0 C to ⁇ 200 0 C, more preferably> -35 0 C to ⁇ 100 0 C, more preferably> - 25 0 C to ⁇ 50 0 C and particularly preferably from> 10 0 C to ⁇ 40 0 C be freely adjustable.
  • the field of application of the polymer network according to the invention can be significantly increased and optimally adapted to the corresponding requirements.
  • the polymer or polymer network according to a further advantageous embodiment of the invention has a net molecular weight of> 500 g / mol to ⁇ 10 7 g / mol, preferably from> 10 3 g / mol to ⁇ 10 5 g / mol, particularly preferably of> 5 * 10 3 g / mol to ⁇ 10 4 g / mol, on.
  • the polymer or polymer network according to the invention which has rupturable crystals preferably has a degree of crosslinking of> 10 -3 % to ⁇ 10%, preferably of> 5 * 10 -3 % to ⁇ 5%, particularly preferably of> 10 -2 % to ⁇ 1 %, on.
  • the polymer or polymer network according to the invention after stretching in the stretched, dimensionally stable, crystallized state, a degree of crystallinity of> 1% to ⁇ 80%, preferably from> 5% to ⁇ 50%, particularly preferably from> 10% to ⁇ 30 %, on.
  • the crystals present in the stressed, dimensionally stable, state are preferably in the form of lamellar crystals, needle crystals, Shish-Kebab crystals or micelle crystals.
  • the crystals present in the taut, dimensionally stable state of the polymer or of the polymer network may preferably be lamellar crystals, the lamellar crystals being present in a proportion of> 5% to ⁇ 100%, preferably> 20% to ⁇ 90%, more preferably> 30% to ⁇ 80%, even more preferably> 40% to ⁇ 70%, and particularly preferably> 50% to ⁇ 60%, in the present invention stretched, dimensionally stable polymer or polymer network.
  • the lamellar crystals preferably have a lamella thickness of> 1 nm to ⁇ 50 nm, preferably from> 3 nm to ⁇ 30 nm, particularly preferably from> 5 nm to ⁇ 25 nm, on.
  • the needle crystals preferably have a needle length of> 10 nm to ⁇ 2000 nm, preferably from> 15 nm to ⁇ 1500 nm, particularly preferably from> 20 nm to ⁇ 1000 nm, on.
  • the micelle crystals preferably have a micelle size of> 1 nm to ⁇ 50 nm, preferably from> 3 nm to ⁇ 30 nm, particularly preferably from> 5 nm to ⁇ 15 nm, on.
  • the polymer or polymer network preferably has, in the crystallized state, a modulus of elasticity parallel to the direction of elongation of> 10 MPa to ⁇ 400 GPa, preferably of
  • the polymer or polymer network preferably in the crystallized state, has a tensile strength parallel to the elongation direction of> 1 MPa to ⁇ 100 MPa, preferably from
  • the polymers selected for the polymer or polymer network should theoretically be crystallizable due to their configuration. Accordingly, the polymers selected preferably have an isotactic, a syndiotactic or a symmetric configuration.
  • the polymer or polymer network preferably comprises at least one or more polymer compound (s) selected from the group of the following polymers: configurationally crystallizable polymers, isotactic polymers, syndiotactic polymers, natural rubber, polyisoprene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, isotactic polystyrene, and / or a copolymer.
  • the invention further relates to a method for adjusting a collapse threshold of rupturable crystals within a polymer or polymer network as set forth above and further comprising the following steps:
  • step E) optionally cooling the stretched polymer or polymer network from a temperature above the trigger point to a temperature at or below the trigger point, wherein step E) is executable before, during and / or after step D).
  • the provided polymer or polymer network is first changed from an unstretched initial state to a stretched state by means of a strain rate of the polymer network of> 10 "7 % / s to ⁇ 10 7 % / s, preferably from> 10 " 5 % / s to ⁇ 10 5 % / s, more preferably from 10 "3 % / s to ⁇ 10 3 % / s
  • the polymer or polymer network is subsequently heated for a certain time, preferably one hour Holding time of> 0 s to ⁇ 1 d, preferably> 0.05 s to ⁇ 12 h, more preferably> 0.1 s to ⁇ 6 h, more preferably> 0.5 s to ⁇ 3 h, further preferably> 1 s to ⁇ 1 h, more preferably> 2 s to ⁇ 50 min, more preferably> 5 s to ⁇ 40 min, further preferably> 10 s to ⁇ 30 min, further preferably> 15 s to
  • the polymer or polymer network becomes a relaxed state at a relaxation rate of> 10 -7 % / s to ⁇ 10 7 % / s, preferably from> 10 -5 % / s to ⁇ 10 5 % / s , more preferably from> 10 ⁇ 3 % / s to ⁇ 10 3 % / s, wherein in the relaxed state the polymer or polymer network has crystals in a taut, dimensionally stable, state, which by means of an external stimulus exceeds the collapsing threshold of the tearable Rip up crystals.
  • the collapse threshold is a material constant and not variably adjustable as in the polymer or polymer network according to the invention in one and the same material within wide limits.
  • the polymer or polymer network according to the invention regardless of its material for a large number of applications can be specially tuned, so that significantly increases the potential applications of the polymer or polymer network of the invention over known polymers or polymer networks.
  • the crystals produced by strain-induced crystallization preferably reduce the transparency of the polymer or polymer network at room temperature by a factor of from 1000 to 1.12, preferably by a factor of from 100 to 1.5, particularly preferably by a factor of from 10 to 1 in the wavelength range from 1 dm to 1 nm.
  • the permeability of the polymer or polymer network to gases and liquids by strain-induced crystallization of metastable crystals at room temperature is preferably reduced by a factor of 10 5 to 1.5, preferably by a factor of 10 2 to 2, more preferably by a factor of 10 to 5 ,
  • the polymer or polymer network in the relaxed state in step D) has an elongation of> 200% to ⁇ 1200%, preferably from> 500% to ⁇ 1100%, particularly preferably from> 700% to ⁇ 1000%, based on the initial state.
  • the initial state is the state in which the expansion of the polymer network is 0%.
  • the ambient temperature preferably corresponds to the temperature of the material of the polymer network.
  • the collapse threshold can be adjusted in a particularly targeted manner, the collapse threshold being variable, independently of the material used for the polymer network, by the choice of the ambient temperature can be adjusted.
  • step C) and / or step D) takes place in the presence of a chemical substance.
  • the presence of a chemical substance makes the production of metastable crystals and the setting of the collapse threshold for these rupturable crystals particularly easy to achieve.
  • step C) and / or step D) in the presence of a chemical substance which causes the formation of metastable crystals and / or alters the trigger point, the chemical substance preferably being suitable for changing the glass transition temperature or the crystallization rate, he follows.
  • Chemical substances and additives in the context of this invention include additives and solvents which are suitable for changing the glass transition temperature or the crystallization rate.
  • Suitable additives may be selected from the group comprising:
  • Solvents such as chloroform, DMF, ethanol, methanol, xylene, toluene; Plasticizers such as diethylhexyl phthalate (DEHP), dioctyl phthalate (DOP), Mesamoll, alkyl sulfonic acid esters of phenol (ASE), hexamoll, and the like.
  • DEHP diethylhexyl phthalate
  • DOP dioctyl phthalate
  • Mesamoll alkyl sulfonic acid esters of phenol (ASE), hexamoll, and the like.
  • the polymer or polymer network according to the invention may contain at least one or more solvents of> 0 wt.% To ⁇ 20 wt.%, Preferably> 0.001 wt.% To ⁇ 15 wt.%, More preferably> 0.005 wt ⁇ 10 wt .-%, more preferably> 0.01 wt .-% to ⁇ 5 wt .-%, more preferably> 0.05 wt .-% to ⁇ 3 wt .-%, particularly preferably> 0.1 wt % to ⁇ 2% by weight, and most preferably> 0.5% to ⁇ 1% by weight, based on the total weight of the polymer or polymer network, which are suitable for lowering or increasing the glass transition temperature and / or increasing or decreasing the crystallization rate of the polymer or polymer network.
  • the polymer or polymer network containing breakable crystals according to the invention may contain at least one or more additives, preferably with> 0 wt .-% to ⁇ 70 wt .-%, preferably> 3 wt .-% to ⁇ 60 wt .-%, more preferably> 5 Wt .-% to ⁇ 50 wt .-%, more preferably> 7 wt .-% to ⁇ 40 wt .-%, more preferably> 9 wt .-% to ⁇ 30 wt .-% and particularly preferably> 10 wt. -% to ⁇ 25 wt .-% based on the total weight of the polymer or polymer network, which are suitable for lowering or increasing the glass transition temperature or for increasing or decreasing the crystallization rate of the polymer or polymer network may be added.
  • the invention further relates to the use of a polymer or polymer network as defined above and further developed as an agent with dimensional modification properties, in particular shrinkage properties and / or elongation properties.
  • the invention further relates to the use of a polymer and / or polymer network having rupturable crystals as, in and / or at:
  • shape memory polymers may be used to advantage as such or in combination with a polymer or polymer network having rupturable crystals according to the invention, at least for some of the aforementioned uses. This also applies to the following articles.
  • the invention also relates to an article comprising a polymer and / or polymer network having rupturable crystals and selected from the group comprising:
  • the polymer or polymer network according to the invention can be used, for example, as a temperature-sensitive actuator, for example in the form of fire dampers or smoke dampers, which can be closed automatically and without power supply, control or the like by the properties of the polymer network from a set switching temperature.
  • a temperature-sensitive actuator for example in the form of fire dampers or smoke dampers, which can be closed automatically and without power supply, control or the like by the properties of the polymer network from a set switching temperature.
  • the polymer or polymer network can be used for medical applications.
  • the polymer or polymer network may be more temperature sensitive Actuator be used for clamping wounds, for example in the form of a belt which is formed from a material having the inventive polymer or polymer network.
  • the belt can be used for example for pinching or constriction of extremities in vein injuries, the polymer or polymer network of the belt, for example, has a trigger temperature of 30 0 C, so that after the application of the belt and after applying the trigger temperature of 30 0 C. pulling the belt independently.
  • the pressure which the belt is to exert on the wound to be squeezed can be optimally adjusted by varying the duration of the applied trigger temperature, since the duration of the triggering temperature can influence the number of rupturable crystals to be ruptured , so that so that the restoring strain can be adjusted by the collapsed crystals.
  • a temperature below the tiger temperature is applied to the polymer or polymer network, the tearing of the crystals is stopped, which at the same time means that the recovery strain is stopped.
  • the polymer or polymer network can be used, for example, as a shrinking agent in the form of a shrink tube, a swellable O-ring or a swellable anchor.
  • shrink tubing with a particularly large shrinkage is possible.
  • a radially expanded tube made of the polymer or polymer network according to the invention can be stabilized by the strain-induced crystallization according to the invention preferably to its 8-fold to 10-fold diameter or its 8-fold to 10-fold extent.
  • An increase in the temperature of the shrink tube above a previously set trigger temperature initiates the relaxation of the shrink tube, for example, to its initial state.
  • This extremely large shrinkage can be used, for example, for bridging large cross-sectional differences for connecting pipes, in contrast to conventional shrink tubing.
  • the necessary selection of a suitable heat shrinkable tube cross section can be dispensed with and also the threading of the individual cables can be performed be significantly facilitated because a shrink tubing size of the shrink tube according to the invention can cover a very wide range of cross sections.
  • the shrinking process can also be initiated by a mechanical stimulus, for example in the form of an axial stretching in these heat-shrinkable tubing.
  • the polymer or polymer network according to the invention can be used as a temperature threshold detector (temperature threshold detector).
  • a temperature threshold detector can be used as proof of exceeding a maximum temperature.
  • the polymer or polymer network is crystallized by stretching and the trigger temperature of the resulting rupturable crystals is adjusted so that it is equal to the temperature to be detected.
  • the polymer or polymer network of the temperature threshold detector relaxes from a preferably 1000% strain in the relaxed state back to its initial state. Exceeding the trigger temperature can be indicated, for example, by contraction of the temperature threshold detector.
  • the mechanical energy released in the restoring stretch from the relaxed state to the initial state can be exploited for actuation purposes, for example the adjustment of a pointer, the control or regulation by opening or closing valves or flaps, in which case the temperature -Threshold detector next to the sensory task simultaneously serves as an actuator.
  • such a temperature threshold detector can be used as a sensor for monitoring refrigerated and frozen chains.
  • the quality of frozen, frozen and refrigerated products is sustainably influenced by compliance with certain maximum temperatures in the cold chain, from the manufacturer of the refrigerated product through the retailer to the end consumer.
  • the temperature threshold detector can be made in the form of a thin film, which is then uniaxially or biaxially stretched and forms tearable crystals in the stretched state. In this stretched state remains the temperature threshold detector until the set trigger temperature is not exceeded.
  • the temperature threshold detector is further provided with a print, for example a seal, which signals compliance with the cold chain.
  • the imprinted temperature threshold detector is then adhered to the cooled product. Before sticking the imprint is preferably provided with a pattern that prevents tampering or even re-groping. When the trigger temperature is exceeded, the temperature threshold detector can contract so much that the imprint is detached from the product or is illegible.
  • the polymer or polymer network as a solvent detector, in which case the external stimulus is formed by a solvent vapor concentration, for example in the form of chloroform or toluene, which initiates rupture of rupturable crystals within the solvent detector such that a shrinking process is triggered.
  • a solvent vapor concentration for example in the form of chloroform or toluene, which initiates rupture of rupturable crystals within the solvent detector such that a shrinking process is triggered.
  • the shrinking process happens depending on the solvent used above certain temperatures.
  • the polymer or polymer network as a coolant or as a heat pump, wherein the endothermic heat of about 14 J / g needed to rupture the rupturable crystals can be used for cooling. Regardless of external energy sources, cooling only starts when the adjustable trigger temperature is exceeded.
  • the use of such polymer networks as a coolant can take place, for example, in the form of cooling batteries or cooling compresses.
  • the use of such polymer networks as a heat pump can be done for example in refrigerators or air conditioners.
  • Fig. 1 is a first schematic representation of a first embodiment of a swellable O-ring
  • Fig. 2 is a second schematic representation of the first embodiment of a swellable O-ring
  • FIG. 3 is a first schematic representation of a second embodiment of a swellable O-ring
  • Fig. 4 is a second schematic representation of the second embodiment of a swellable O-ring
  • FIG. 5 is a first schematic representation of a swellable plug
  • FIG. 6 shows a second schematic illustration of the swellable anchor shown in FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a third schematic representation of the swellable anchor shown in FIG. 6;
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of an embodiment of a temperature threshold detector
  • Fig. 9 is a schematic representation of the various states of the invention Political network.
  • the polymer or polymer network according to the invention is composed of crosslinked polymer chains, with the particularity that the molecular weight of the chain is adjustable in such a way that the network chains can in principle be crystallized with themselves and / or with adjacent network chains. So that no crystallization already begins in the initial state of the polymer network, a polymer must be chosen for the construction of the network, which crystallizes only very slowly, in particular has a crystallization rate of> 10 ⁇ 7 % / s to ⁇ 10 ⁇ 3 % / s. Only through the stretching of the polymer network and the concomitant stretching and parallelization of the polymer chains within the polymer network crystallization is initiated, are formed in the rupturable crystals within the polymer network.
  • the shortest network chains, which are stretched as the first maximum serve as crystallization nuclei, to which longer networks can attach by means of refolding and thus can form needle crystals, lamellar crystals or micelle crystals.
  • the rupturable crystals prevent complete relaxation of the polymer or polymer network. Only by an external stimulus is the collapse threshold of the rupturable crystals achieved, for example by raising the temperature above the triggering temperature at which the rupturable crystals rupture under an intrinsic stress, resulting in complete relaxation of the polymer network to its initial state.
  • relaxation-triggering stimuli may also be, for example, mechanical stretching of the polymer network perpendicular to the original direction of elongation, ie the direction of elongation upon transfer of the polymer network from its initial state to the stretched state, or contact with solvents or solvent vapors.
  • the relaxation process in the rupture of the rupturable crystals is accompanied by an endothermic heat of reaction, which leads to a hypothermia of the polymer network well below the ambient temperature.
  • the trigger temperature is in Depending on the ambient temperature during stretching and holding the polymer network and the strain rate in the strain-induced crystallization can be conditioned within wide limits. This allows exact programming of the trigger point of the polymer network to a certain temperature. This is a purely physical conditioning of one and the same material or polymer network, without a change in the chemical configuration of the polymer network.
  • the polymer or polymer network according to the invention can be used, for example, for swellable sealing rings, such as O-rings, for example, wherein when a certain triggering temperature is exceeded, the sealing ring increases its thickness permanently and thereby still existing or newly formed sealing gaps can be closed.
  • Fig. 1 and Fig. 2 show a swellable O-ring 10 made of the polymer or polymer network according to the invention, which swells when exceeding a certain trigger temperature, ie, its thickness substantially increased, as shown clearly by the arrows in Fig. 2.
  • a tube of the polymer or polymer network according to the invention is first prepared, which is then stretched from its initial state by about 1000%, so that this at least 800% elongation by the incipient crystallization, ie the formation of metastable crystals, is stabilized.
  • a guide pin is preferably inserted into the tube. From the tube then short pieces are cut and applied as an O-ring 10 either on the tube 12 or inserted into the sleeve 14, as shown in Fig. 1.
  • the fat The swellable O-ring 10 is to be adjusted so that the tube 12 and the sleeve 14 are easily plugged into each other.
  • the pipe system After joining tube 12 and sleeve 14, the pipe system already has a basic tightness.
  • FIG 3 and 4 show a second embodiment of a swellable O-ring 10, wherein the tube 12 on its outer surface has a toothing or a thread 24, by means of which the strength of the pipe joint can be increased by the swellable O-ring. Ring 10 spreads when swelling within the toothing.
  • Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 7 show a swellable dowel 16 made of the polymer or polymer network according to the invention
  • this swellable dowel 16 is particularly suitable for critical substrates or critical walls.
  • plaster or similar products is usually used to ensure a firm anchorage of the dowel and thus the screw in the wall can.
  • the disadvantage here is the relatively high expenditure of time since it must be waited before screwing the screw on the curing of the plaster. This disadvantage can be solved by the use of a hybrid dowel 16.
  • This hybrid dowel has a standard dowel 18 and a swellable material 20 surrounding the standard dowel, wherein the swellable material 20 is made from the polymer or polymer network of the present invention.
  • the hybrid dowel 16 is inserted into a bore 22 as shown in FIG. 6 and then heated to initiate swelling of the swellable material 20, as shown in FIG. The heating can already be done by screwing in the screw 22 in the dowel 18 by generating frictional heat or additionally by means of a H exertluftföns respectively.
  • Fig. 8 shows a possible embodiment for a temperature threshold detector 26 made of the inventive polymer or polymer network.
  • the temperature threshold detector 26 is preferably in the form of a check card format and has a plurality of adjacently arranged strain-induced crystallized strips 28 of a material of a polymer or polymer network according to the invention, each strip 28 having a different trigger temperature.
  • the strips 28 are each introduced between two plastic films in such a way that they are preferably fastened to one side and contract when the respective triggering temperature is exceeded in such a way that a window 30 which has previously been hidden by the strip 28 is opened and the triggering temperature 32 printed thereunder becomes visible , This can be made visible, which temperature has been exceeded. In this example, a temperature of - 1 5 0 C was exceeded. Because each strip 28 has a different trigger temperature, exceeded temperatures can be displayed in a wide range.
  • Fig. 9 shows a schematic representation of the various states of the polymer network 32 according to the invention.
  • the polymer or polymer network 32 is preferably made of a rubber-elastic material which crystallizes under strain and remains in this stretched, transient state 34 until full relaxation, ie, relaxation, results from an external stimulus complete return of the polymer network 32 to its unstretched initial state 36 is initiated.
  • a shrinkage ratio of the polymer network of up to 10: 1, indicated by the arrows 38, and a threshold ratio of the polymer network of up to 1: 3, indicated by the arrow 40 can be achieved .
  • the polymer or polymer network according to the invention is therefore distinguished by particularly good molding properties. Further, in the polymer or polymer network of the present invention, it is possible to physically physically vary It is possible to use the polymer or polymer network according to the invention as a cold storage.
  • a polymer or polymer network of a 1,4-cis polyisoprene (natural rubber) is used.
  • a natural rubber SMR10 standard Malaysian Rubber
  • Accelerator CBS N-cyclohexyl-2benzothiazole sulfenamides CAS # 95-330
  • antioxidant 6PPT N- (l, 3dimethylbutyl) -N-phenyl-p-phenyldiamine CAS # 793-24-8) using a heatable double roller roller at 100 0 C mast for 15 min and then at 140 0 C using a hot press for 15 min to 3 mm thick plates vulcanized.
  • This polymer or polymer network is transferred from the initial state to a stretched state at a strain rate of 1000% / s. This is done at an ambient temperature of 23 ° C.
  • the stretched polymer or polymer network is then held in the stretched state for a holding time of 1 minute. Subsequently, a relaxation of the polymer network takes place with a relaxation rate of 100% / s of the held, stretched state in a relaxed state. In the relaxed state, the polymer or polymer network still has an elongation of 800% compared to the initial state.
  • the thus-processed polymer or polymer network of 1,4-cis-polyisoprene has a trigger temperature of 28 0 C and an endothermic heat of reaction at break of the crystals and the complete return to the original state of about 9 J / g.

Abstract

The invention relates to a polymer or polymer network (32) comprising crystals in a stressed, dimensionally-stable state, wherein the crystals in the stressed, dimensionally-stable state can tear under the effect of an external cause upon reaching a collaboration threshold, wherein the collaboration threshold can be freely set within a definable range and the crystals present in the stressed, dimensionally-stable state dissolve upon tearing, and the polymer or polymer network (32) cools off during relaxing from the dimensionally-stable, strained state into the unstrained state, that is, below the ambient temperature, and the programming, i.e. the transition of the polymer or polymer network into the stressed, dimensionally-stable state, is possible at room temperature.

Description

Polymer oder Polymernetzwerk  Polymer or polymer network
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein gespanntes, formstabiles Polymer oder Polymernetzwerk mit endothermer Wärmetönung bei seiner Relaxation, einen Artikel enthaltend das Polymer oder Polymernetzwerk, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Polymers oder Polymernetzwerkes und die Verwendung eines solchen Polymers oder Polymernetzwerkes, wobei sich das Polymer oder Polymernetzwerk durch besondere Energiespeicherungs-, Sensor-, Aktor- und/oder Formstabilitäts-Eigenschaften auszeichnet. The invention relates to a stretched, dimensionally stable, polymer or polymer network with endothermic heat of reaction at its relaxation, an article containing the polymer or polymer network, and a process for producing such a polymer or polymer network and the use of such a polymer or polymer network, wherein the polymer or polymer network characterized by special energy storage, sensor, actuator and / or shape stability properties.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Polymere mit geeigneter Konfiguration sind prinzipiell kristallisationsfähig. Diese Kristalle bilden sich von selbst oder induziert durch einen äußeren Einfluss. Die Schmelztemperatur dieser Kristalle, hängt im Wesentlichen von Konstitution und Konfiguration des Polymers ab, wird aber auch von der Größe, Form und Art der Kristallite (Morphologie) beeinflusst. Die Schmelztemperatur variiert in Abhängigkeit der Morphologie nur in einem kleinen Temperaturbereich. Polymernetzwerke sind dreidimensional miteinander verknüpfte Polymerketten, welche über Vernetzungspunkte miteinander verknüpft sind und durch Kristallisation nach Dehnung kann die gestreckte Form formstabilisiert werden. Polymers of suitable configuration are in principle crystallizable. These crystals form by themselves or are induced by an external influence. The melting temperature of these crystals depends essentially on the constitution and configuration of the polymer, but it is also influenced by the size, shape and nature of the crystallites (morphology). The melting temperature varies depending on the morphology only in a small temperature range. Polymer networks are three-dimensionally linked together polymer chains, which are linked together via crosslinking points and crystallization after elongation, the stretched shape can be stabilized.
Bei der Schmelztemperatur der Kristalle setzt die Relaxation des Polymernetzwerkes in seine ursprüngliche Form ein. Die Schmelztemperatur der Kristalle im gedehnten Zustand weicht nur geringfügig von der Schmelztemperatur im vollständig relaxierten Zustand ab. Für eine Formänderung müssen alle Kristalle vollständig gemäß eines Phasenübergangs 1. Ordnung schmelzen. Diese Schmelztemperatur entspricht somit der Schalttemperatur der im Stand der Technik bekannten Formgedächtnispolymere. At the melting temperature of the crystals, the relaxation of the polymer network returns to its original shape. The melting temperature of the crystals in the stretched state differs only slightly from the melting temperature in the fully relaxed state. For a shape change, all crystals must completely conform to a 1st order phase transition melt. This melting temperature thus corresponds to the switching temperature of the shape memory polymers known in the prior art.
Die Eigenschaft des Formgedächtnisses ist keine stoffspezifische Eigenschaft, sondern resultiert vielmehr aus der Struktur, bzw. der Morphologie der Materialien. So sind die Formgedächtniseffekte bei einigen metallischen Legierungen und Keramiken schon länger bekannt als bei Kunststoffen, welchen jedoch das größte Potential zukommt. Dennoch sind bisher nur wenige Formgedächtnispolymere beschrieben, woraus die vermehrte Forschung auf diesem Sektor resultiert. The property of the shape memory is not a substance-specific property, but rather results from the structure or the morphology of the materials. For example, the shape memory effects of some metallic alloys and ceramics have been known for a longer time than those of plastics, which, however, have the greatest potential. However, only a few shape memory polymers are described so far, resulting in increased research in this sector.
Hierbei wird ein Polymer zunächst durch konventionelle Verarbeitungsmethoden in seine dauerhafte Gestalt gebracht. Durch mechanische Verformung bei Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur der Polymerkristalle (=Schalttemperatur) wird dann das Polymer deformiert und anschließend abgekühlt und erhält dadurch eine vorübergehende Gestalt. Diesen Vorgang nennt man auch Programmierung. Erst durch Erwärmung des Polymers auf Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur (=Schalttemperatur) kehrt dieses zurück in seine ursprüngliche Gestalt. In this case, a polymer is first brought into its permanent shape by conventional processing methods. By mechanical deformation at temperatures above the melting temperature of the polymer crystals (= switching temperature), the polymer is then deformed and then cooled, thereby obtaining a temporary shape. This process is also called programming. Only by heating the polymer to temperatures above the melting temperature (= switching temperature), this returns to its original shape.
Nachteilig bei den bekannten Polymere und Polymernetzwerken ist es jedoch, dass die Schalttemperatur eines Formgedächtnispolymersystems nicht einstellbar ist, so dass es bisher keine Möglichkeiten gab, den Formgedächtniseffekt ein und desselben Materials auf spezielle Einsatzgebiete genau anpassen zu können. A disadvantage of the known polymers and polymer networks, however, is that the switching temperature of a shape memory polymer system is not adjustable, so that there was previously no way to adjust the shape memory effect of the same material to specific applications exactly.
Weiterhin ist es nachteilig, dass die bekannten Polymere und Polymernetzwerke zur Programmierung auf eine Temperatur oberhalb der Schalttemperatur aufgeheizt, dann gedehnt und anschließend abgekühlt werden müssen. Furthermore, it is disadvantageous that the known polymers and polymer networks for programming are heated to a temperature above the switching temperature, then stretched and then cooled.
Außerdem sind bisher keine Polymere oder Polymernetzwerke bekannt, die sich beim Auslösen eines Triggers unter die Umgebungstemperatur abkühlen und somit in der Lage sind „Kälte" dauerhaft zu speichern. Beschreibung der Erfindung In addition, so far no polymers or polymer networks are known which cool when triggered by a trigger below the ambient temperature and thus are able Permanently store "cold." Description of the Invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Polymer oder Polymernetzwerk zur Verfügung zu stellen, welchem es möglich ist die Schalttemperatur, welche im folgenden als Triggertemperatur bezeichnet wird, hinsichtlich der Relaxation von einem gespannten, formstabilen Polymer oder Polymernetzwerk unabhängig von dem verwendeten Polymer oder Polymernetzwerk in weiten Bereichen beliebig einstellen zu können und/oder „Kälte" dauerhaft zu speichern und/oder die Form, und/oder die mechanische Spannung, und/oder die Transparenz, und/oder die Temperatur und/oder die Permeation mit einem Trigger zu schalten, und welches durch einfaches Dehnen bei Raumtemperatur programmierbar ist. The object of the invention is to provide a polymer or polymer network which is capable of widely varying the switching temperature, hereinafter referred to as the triggering temperature, with respect to the relaxation of a strained, dimensionally stable polymer or polymer network independent of the polymer or polymer network used To be able to set any desired areas and / or permanently store "cold" and / or to switch the shape, and / or the mechanical stress, and / or transparency, and / or the temperature and / or permeation with a trigger, and which is programmable by simply stretching at room temperature.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Polymer oder Polymernetzwerk gelöst, welches in einem gedehnten, formstabilen Zustand, vorliegt, welches einen in Abhängigkeit der Dehnungsrate und/oder der Umgebungstemperatur einstellbaren Triggerpunkt aufweist, wobei der Triggerpunkt innerhalb eines Bereichs eingestellt ist, der unterhalb der Temperatur des theoretischen Schmelzpunktes und oberhalb der Umgebungstemperatur liegt, wobei das Polymer oder Polymernetzwerk in einem gespannten, formstabilen Zustand verbleibt, wobei durch Auslösung des Triggers die Kristalle des Polymers oder Polymernetzwerks zerreißen, wobei sich das gespannte Polymer oder Polymernetzwerk entspannt und sich das Polymer oder Polymernetzwerk bei der Relaxation vom formstabilen, gedehnten Zustand in den ungedehnten Zustand abkühlt und zwar unterhalb der Umgebungstemperatur. The object according to the invention is achieved by a polymer or polymer network which is in a stretched, dimensionally stable state, which has a trigger point which can be set as a function of the strain rate and / or the ambient temperature, the trigger point being set within a range which is below the temperature of the theoretical temperature and above ambient temperature, leaving the polymer or polymer network in a taut, dimensionally stable condition, wherein triggering of the trigger ruptures the crystals of the polymer or polymer network, thereby relaxing the strained polymer or polymer network and freeing the polymer or polymer network in the polymer or polymer network Relaxation of the dimensionally stable, stretched state in the unstretched state cools below the ambient temperature.
Im Sinne dieser Erfindung bedeutet formstabil bzw. formstabiler Zustand, nachfolgend auch als formstabilisierter bzw. formstabilisierender Zustand bezeichnet, im Zusammenhang mit dem erfmdungsgemäßen, gedehnten Polymer oder Polymernetzwerk, dass das Polymer oder Polymernetzwerk in einem gedehnten Zustand verbleibt, wobei das gespannte Polymer oder Polymernetzwerk durch Einwirkung eines äußeren Reizes entspannt werden kann. Ohne auf eine bestimmte Theorie festgelegt zu sein, wird angenommen, dass sich das gedehnte, formstabile Polymer oder Polymernetzwerk auf einem erhöhten, energetisch stabilen Energieniveau befindet, so dass es einer zusätzlichen Aktivierungsenergie, nachfolgend auch als äußerer Reiz oder Trigger bezeichnet, bedarf, damit das gespannte Polymer oder Polymernetzwerk in seinen energetisch stabileren, ungespannten Zustand überführt wird. Ohne diesen äußeren Reiz bzw. Trigger verbleibt das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk in seinem gespannten Zustand. For the purposes of this invention, dimensionally stable or dimensionally stable state, hereinafter also referred to as dimensionally stable or shape-stabilizing state, in connection with the inventive, stretched polymer or polymer network, means that the polymer or polymer network remains in a stretched state, wherein the strained polymer or polymer network Exposure to an external stimulus can be relaxed. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the stretched, rigid polymer or polymer network is at an elevated, energetically stable energy level, such that it requires additional activation energy, also referred to herein as an external stimulus or trigger, for the strained polymer or polymer network is converted into its energetically stable, unstressed state. Without this external stimulus or trigger, the polymer or polymer network according to the invention remains in its tensioned state.
Überraschenderweise kühlt sich das Polymer oder Polymernetzwerk bei der Relaxation vom formstabilen, gedehnten Zustand in den ungedehnten Zustand deutlich ab. Folglich können die erfindungsgemäßen, gespannten, formstabilen Polymere oder Polymernetzwerke auch als latente Kältespeicher bezeichnet werden. Surprisingly, the polymer or polymer network cools during relaxation from the dimensionally stable, stretched state in the unstretched state significantly. Consequently, the taut, dimensionally stable polymers or polymer networks according to the invention can also be referred to as latent cold storage.
Die endotherme Wärmetönung des Polymers oder Polymernetzwerks kann in Folge des Zerreißens der Kristalle und der Relaxation in den ursprünglichen Zustand > 0,1 J/g bis < 100 J/g, vorzugsweise > 1 J/g bis < 90 J/g, weiter bevorzugt > 5 J/g bis < 70 J/g und insbesondere bevorzugt > 7 J/g bis < 50 J/g ausmachen. The endothermic heat of reaction of the polymer or polymer network may be further preferred as a result of the rupturing of the crystals and relaxation to the original state> 0.1 J / g to <100 J / g, preferably> 1 J / g to <90 J / g > 5 J / g to <70 J / g and particularly preferably> 7 J / g to <50 J / g.
Relaxation in den ursprünglichen Zustand bedeutet im Sinne dieser Erfindung, dass das Polymer oder Polymernetzwerk in den ungedehnten Zustand zurückgeführt wird. Relaxation to the original state means for the purposes of this invention that the polymer or polymer network is returned to the unexpanded state.
Auslösen des Triggerpunktes im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass die für die Relaxation vom formstabilen, gespannten Zustand in den ungespannten Zustand notwendige Aktivierungsenergie dem System zugeführt wird. Triggering of the trigger point in the sense of this invention means that the activation energy necessary for the relaxation from the dimensionally stable, tensioned state into the unstressed state is supplied to the system.
Polymere oder Polymernetzwerke mit zerreißbaren Kristallen zeichnen sich dadurch aus, dass die Zersetzung der zerreißbaren Kristalle am Zersetzungspunkt nicht im Sinne eines Phasenübergangs 1. Ordnung erfolgt, wie es beispielsweise bei den im Stand der Technik bekannten Formgedächtnispolymeren der Fall ist. Polymer or polymer networks with rupturable crystals are characterized in that the decomposition of the rupturable crystals at the decomposition point does not take place in the sense of a 1st order phase transition, as for example in the prior art known shape memory polymers is the case.
Bei den im Stand der Technik bekannten Formgedächtnispolymeren schmelzen die Kristalle bei der Relaxation, d.h. es findet ein Phasenübergang 1. Ordnung statt. In the shape memory polymers known in the art, the crystals melt upon relaxation, i. There is a 1st order phase transition.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die gespeicherte Energie in den erfindungsgemäß gedehnten Polymeren oder Polymernetzwerken an oder unterhalb des Triggerpunktes bzw. der Triggertemperatur ausschließlich ohne Anwendung extrinsischer Energien, Spannungen, oder dergleichen erhalten bleibt. Surprisingly, it has been found that the stored energy is retained in the polymers or polymer networks stretched according to the invention at or below the trigger point or the triggering temperature exclusively without the use of extrinsic energies, voltages or the like.
Bei den erfindungsgemäßen Polymeren oder Polymernetzwerken liegen Kristalle vor, die durch Auslösen eines äußeren Reizes, auch nachfolgend als Trigger bezeichnet, sprich förmlich zerreißen bzw. kollabieren. Beim Entspannen dieser gedehnten Polymere oder Polymernetzwerke mit zerreißbaren Kristallen wird überraschenderweise eine Abkühlung des entspannten Polymers oder Polymernetzwerks unterhalb der Umgebungstemperatur beobachtet. In the case of the polymers or polymer networks according to the invention, crystals are present which, by means of triggering an external stimulus, also referred to below as triggers, literally rupture or collapse. When relaxing these stretched polymers or polymer networks with rupturable crystals, surprisingly, cooling of the relaxed polymer or polymer network below ambient temperature is observed.
Bei den erfindungsgemäßen Polymeren oder Polymernetzwerken mit zerreißbaren Kristallen handelt es sich sozusagen um einen latenten Kältespeicher. The polymer or polymer networks according to the invention with rupturable crystals is, so to speak, a latent cold storage.
Die im Stand der Technik bekannten Formgedächtnispolymere weisen eine derartige Eigenschaften nicht auf, da das Auflösen der Kristalle, wie bereits oben ausgeführt nach einem Phasenübergang 1. Ordnung stattfindet. The shape memory polymers known in the prior art do not have such a property, since the dissolution of the crystals, as already stated above, takes place after a first-order phase transition.
Ohne auf eine bestimmte Theorie festgelegt zu werden, wird angenommen, dass es einen energetischen Zustand gibt, bei dem, beispielsweise durch eine besondere Art und Weise der Durchführung der Dehnung, ein formstabiler Spannungszustand ausgebildet wird, bei dem eine Kristallbildung und Kristallorientierung erfolgt, die die Kristalle sozusagen unter einen Druck setzen. Durch Auslösen beispielsweise eines äußeren Reizes kollabiert das gebildete Kristallsystem und löst sich nicht wie eigentlich erwartet nach einem Phasenübergang 1. Ordnung auf, d.h. die Kristalle schmelzen nicht sondern zerreißen explosionsartig, wobei es zu der überraschenden, deutlichen Abkühlung des entspannten erfmdungsgemäßen Polymers oder Polymernetzwerks kommt. Derartige latente Kältespeicher, wie es für die erfmdungsgemäßen Polymere oder Polymernetzwerke gefunden wurde, sind im Stand der Technik bisher noch nicht beschrieben worden. Without wishing to be bound by any particular theory, it is believed that there is an energetic state in which, for example, by a particular manner of carrying out the stretching, a dimensionally stable stress state is formed, in which crystal formation and orientation take place Put crystals under pressure, so to speak. By triggering, for example, an external stimulus, the educated one collapses Crystal system and does not dissolve as expected after a phase transition 1st order, ie the crystals do not melt but tear explosively, resulting in the surprising, significant cooling of the relaxed polymer or polymer network according to the invention. Such latent cold storage, as has been found for the polymers or polymer networks according to the invention, have not yet been described in the prior art.
Bei dem formstabilen Spannungszustand der erfindungsgemäßen Polymere und Polymernetzwerke wird angenommen, dass es sich hier um einen energetisch stabilen Zustand handelt, der sich von dem der Formgedächtnispolymere im gespannten Zustand unterscheidet. In the dimensionally stable stress state of the polymers and polymer networks according to the invention, it is assumed that this is an energetically stable state, which differs from that of the shape memory polymers in the stressed state.
Um das formstabil, gedehnte erfmdungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk in seinen ungedehnten, d.h. entspannten Zustand zurückzuführen, bedarf es eines äußeren Reizes. Durch diesen äußeren Reiz bzw. Trigger wird das System aus seinem energetischen Ruhezustand gebracht, wobei die Kristalle nicht im Sinne eines Phasenübergangs 1. Ordnung schmelzen, sondern kollabieren, d.h. zerreißen, wobei sich das entspannte Polymer oder Polymernetzwerk unter die Umgebungstemperatur deutlich abkühlt. To the dimensionally stable, stretched inventive polymer or polymer network in its unstretched, i. due to a relaxed state, it requires an external stimulus. By this external stimulus or trigger, the system is brought out of its energetic rest state, the crystals do not melt in the sense of a 1st order phase transition, but collapse, i. rupture, with the relaxed polymer or polymer network cooling significantly below ambient temperature.
Außerdem wurde überraschend gefunden, dass sich der Zersetzungspunkt der erfmdungsgemäßen, gedehnten Polymere oder Polymernetzwerke über einen breiten Bereich einstellen lässt. In addition, it has surprisingly been found that the decomposition point of the inventive, stretched polymers or polymer networks can be adjusted over a wide range.
Beispielsweise lässt sich durch die Dehnungsrate die Triggertemperatur in einem breiten Bereich variieren, so dass man zum Einen den Zersetzungspunkt des erfindungsgemäßen Polymers oder Polymernetzwerks modulieren kann und zum Anderen die in dem System vorhandene latente Kältemenge einstellen kann. For example, the strain rate can be varied over a wide range by the strain rate, so that one can modulate the decomposition point of the polymer or polymer network of the invention and on the other hand can adjust the latent amount of refrigerant present in the system.
Die Dehnung des Polymers oder Polymernetzwerks im gespannten, formstabilen Zustand kann > 30% bis < 95%, vorzugsweise > 40% bis < 90%, weiter bevorzugt > 45% bis < 85%, noch weiter bevorzugt > 50% bis < 80%, weiterhin bevorzugt > 55% bis < 75 % und außerdem bevorzugt > 60% bis < 70% von der maximalen Zerreißdehnung des Polymers oder des Polymernetzwerks ausmachen. The elongation of the polymer or polymer network in the stretched, dimensionally stable state can be> 30% to <95%, preferably> 40% to <90%, more preferably> 45% to <85%, even more preferably> 50% to <80%, more preferably> 55% to <75% and more preferably> 60% to <70% of the maximum ultimate elongation of the polymer or of the polymer network.
Der Zersetzungspunkt, nachfolgend auch als Triggertemperatur bezeichnet, liegt deutlich unterhalb des theoretischen Schmelzpunktes des Polymers oder Polymernetzwerks. The decomposition point, also referred to below as the triggering temperature, is well below the theoretical melting point of the polymer or polymer network.
In Folge des Zerreißens der Kristalle kühlt sich das Polymer oder Polymernetzwerk deutlich unterhalb der Umgebungstemperatur, welche gleich der Materialtemperatur ist, durch Aufnahme der latenten Schmelzwärme ab. Weiterhin ermöglicht die unkonventionelle Zersetzung dieser Kristalle ein triggern der Zersetzung ohne die Notwendigkeit eines zusätzlichen Wärmeeintrags in Höhe der Schmelzenthalpie. As a result of the rupturing of the crystals, the polymer or polymer network cools significantly below the ambient temperature, which is equal to the material temperature, by absorbing the latent heat of fusion. Furthermore, the unconventional decomposition of these crystals allows the decomposition to be triggered without the need for additional heat input equal to the enthalpy of fusion.
Erfindungsgemäß wurde somit gefunden, dass man in Polymeren und/oder Polymernetzwerken neuartige Kristallzustände erzeugen kann, welche bei den Polymeren und/oder Polymernetzwerken zur Möglichkeit der latenten Kältespeicherung führen, welche sich erheblich vo n d en p hy s ik a lischen Eigenschaften bisher bekannter Formgedächtnispolymere unterscheiden. According to the invention, it has thus been found that it is possible to produce novel crystal states in polymers and / or polymer networks which lead to the possibility of latent cold storage in the polymers and / or polymer networks, which differ significantly from the physical properties of previously known shape memory polymers ,
Die formstabil, gedehnten Polymere oder Polymernetzwerke im Sinne der vorliegenden Erfindung weisen einen Temperaturbereich auf, in dem die zerreißbaren Kristalle durch einen „Trigger" zerrissen werden können, ohne dass Wärme und/oder Energie eingebracht werden muss, der vorzugsweise mindestens der Schmelzwärme von > 5% bis < 99% der Gesamtheit aller zerreißbaren Kristalle, vorzugsweise von < 95% der Gesamtheit, insbesondere von < 80% aller zerreißbaren Kristalle, besonders bevorzugt von < 50% aller zerreißbaren Kristalle, insbesondere bevorzugt von < 20% aller zerreißbaren Kristalle, weiter bevorzugt von < 10% aller zerreißbaren Kristalle und noch bevorzugt von 5% der Gesamtheit aller zerreißbaren Kristalle, de s derartige Kristalle enthaltenden erfindungsgemäßen Polymers oder Polymernetzwerks, entspricht. Der„Triggerpunkt" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Temperaturbereich, der unterhalb der Temperatur liegt, bei der die zerreißbaren Kristalle instabil werden, und oberhalb der Temperatur liegt, bei der es nicht mehr möglich ist, durch Einbringen eines äußeren Reizes, das Zerreißen der Kristalle auszulösen. The dimensionally stable, stretched polymers or polymer networks according to the present invention have a temperature range in which the rupturable crystals can be torn by a "trigger", without heat and / or energy must be introduced, preferably at least the heat of fusion of> 5 % to <99% of the total of all rupturable crystals, preferably <95% of the total, especially <80% of all rupturable crystals, more preferably <50% of all rupturable crystals, most preferably <20% of all rupturable crystals, more preferably of <10% of all rupturable crystals, and more preferably 5% of the total of all rupturable crystals, of the polymer or polymer network of this invention containing such crystals. The "trigger point" for the purposes of the present invention is a temperature range which is below the temperature at which the rupturable crystals are unstable, and above the temperature at which it is no longer possible, by introducing an external stimulus, the breaking of the Trigger crystals.
Die Triggertemperatur kann unterhalb der Temperatur liegen, bei der die zerreißbaren Kristalle instabil werden. The trigger temperature may be below the temperature at which the rupturable crystals become unstable.
Demgegenüber weisen nach dem Stand der Technik hergestellte Formgedächtnispolymere keinen Triggerpunkt im Sinne der oben beschriebenen Merkmale auf. In contrast, shape memory polymers produced by the prior art do not have a trigger point in the sense of the features described above.
Eine Triggertemperatur des erfindungsgemäßen Polymers oder Polymernetzwerks kann unterhalb der Temperatur liegen, bei der die zerreißbaren Kristalle instabil werden. A triggering temperature of the polymer or polymer network of the invention may be below the temperature at which the rupturable crystals become unstable.
Die zur Ausbildung von zerreißbaren Kristallen geeigneten Polymere oder Polymernetzwerke gemäß der vorliegenden Erfindung können eine Kristallisationsrate von > 10~7 %/s bis < 100 %/s, vorzugsweise von > 10"5 %/s bis < 70 %/s, und insbesondere von > 10"4 %/s bis < 50 %/s aufweisen. The for forming rupturable crystals suitable polymers or polymer networks according to the present invention may have a rate of crystallization of> 10 ~ 7% / s to <100% / s, preferably of> 10 "5% / s to <70% / s, and in particular from> 10 "4 % / s to <50% / s.
Das erfindungsgemäße, gespannte, formstabile Polymer oder Polymernetzwerk mit zerreißbaren Kristallen kann bei einer Umgebungstemperatur von > - 80 0C bis < 400 0C, vorzugsweise > - 70 0C bis < 350 0C, weiter bevorzugt > - 60 0C bis < 300 0C, weiter bevorzugt > - 50 0C bis < 250 0C, weiter bevorzugt > - 50 0C bis < 250 0C, weiter bevorzugt > - 40 0C bis < 200 0C, weiter bevorzugt > - 30 0C bis < 150 0C, weiter bevorzugt > - 20 0C bis < 100 0C, weiter bevorzugt > - 10 0C bis < 80 0C, weiter bevorzugt > 0 0C bis < 60 0C, weiter bevorzugt > 10 0C bis < 50 0C, weiter bevorzugt > 15 0C bis < 45 0C und noch bevorzugt > 20 0C bis < 30 0C, durch Dehnen des Polymers oder Polymernetzwerkes ausgebildet werden. Die zerreißbaren Kristalle können erfindungsgemäß durch Dehnen des Polymernetzwerkes ausgebildet werden, indem das Polymer oder Polymernetzwerk aus einem ungedehnten Ausgangszustand in einen gedehnten Zustand mittels einer Dehnungsrate des Polymers oder des Polymernetzwerkes von > 10~7 %/s bis < 107 %/s, vorzugsweise von > 10~6 %/s bis < 106 %/s, bevorzugt von > 10"5 %/s bis < 105 %/s, weiter bevorzugt von > 10"4 %/s bis < 104 %/s, weiter bevorzugt von > 10"3 %/s bis < 103 %/s, weiter bevorzugt von > 10~2 %/s bis < 102 %/s, sowie 10 %/s ± 2 überfuhrt wird. The stretched, dimensionally stable polymer or polymer network according to the invention with rupturable crystals can be at an ambient temperature of> - 80 0 C to <400 0 C, preferably> - 70 0 C to <350 0 C, more preferably> - 60 0 C to <300 0 C, more preferably> - 50 0 C to <250 0 C, more preferably> - 50 0 C to <250 0 C, more preferably> - 40 0 C to <200 0 C, more preferably> - 30 0 C bis <150 0 C, more preferably> - 20 0 C to <100 0 C, more preferably> - 10 0 C to <80 0 C, more preferably> 0 0 C to <60 0 C, more preferably> 10 0 C to <50 0 C, more preferably> 15 0 C to <45 0 C and even more preferably> 20 0 C to <30 0 C, be formed by stretching the polymer or polymer network. The rupturable crystals can be according to the invention is formed by stretching of the polymer network by the polymer or polymer network made of a unstretched initial state to a stretched state by means of a strain rate of the polymer or of the polymer network of> 10 ~ 7% / s to <10 7% / s, preferably from> 10 ~ 6 % / s to <10 6 % / s, preferably from> 10 "5 % / s to <10 5 % / s, more preferably from> 10 " 4 % / s to <10 4 % / s , more preferably from> 10 "3 % / s to <10 3 % / s, more preferably from> 10 ~ 2 % / s to <10 2 % / s, and 10% / s ± 2.
Bei dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk können die zerreißbaren Kristalle, beispielsweise durch Dehnen des Polymers oder des Polymernetzwerkes, ausgebildet werden, wobei das Polymer oder Polymernetzwerk in dem gedehnten Zustand mit einer Haltezeit von > 0 s bis < 1 d, vorzugsweise > 0,05 s bis < 12 h, weiter bevorzugt > 0,1 s bis < 6 h, noch bevorzugt > 0,5 s bis < 3 h, weiterhin bevorzugt > 1 s bis < 1 h, weiterhin bevorzugt > 2 s bis < 50 min, weiterhin bevorzugt > 5 s bis < 40 min, weiterhin bevorzugt > 10 s bis < 30 min, weiterhin bevorzugt > 15 s bis < 20 min, weiterhin bevorzugt > 20 s bis < 10 min, weiterhin bevorzugt > 30 s bis < 5 min, weiterhin bevorzugt > 40 s bis < 2 min, weiterhin bevorzugt > 50 s bis < 1 min, gehalten wird. In the polymer or polymer network of the present invention, the rupturable crystals can be formed by, for example, stretching the polymer or polymer network, with the polymer or polymer network in the stretched state having a hold time of> 0 s to <1 d, preferably> 0.05 s to <12 h, more preferably> 0.1 s to <6 h, more preferably> 0.5 s to <3 h, further preferably> 1 s to <1 h, further preferably> 2 s to <50 min, furthermore preferably> 5 s to <40 min, more preferably> 10 s to <30 min, further preferably> 15 s to <20 min, further preferably> 20 s to <10 min, further preferably> 30 s to <5 min, furthermore preferably> 40 s to <2 min, more preferably> 50 s to <1 min., Is maintained.
Die zerreißbaren Kristalle können erfindungsgemäß durch Dehnen des Polymers oder Polymernetzwerkes ausgebildet werden, wobei das Polymer oder Polymernetzwerk von dem gedehnten Zustand in einen entspannten Zustand bei einer Relaxationsrate von > 10"7 %/s bis < 107 %/s vorzugsweise von > 10"6 %/s bis < 106 %/s, bevorzugt von > 10"5 %/s bis < 105 %/s, weiter bevorzugt von > 10"4 %/s bis < 104 %/s, weiter bevorzugt von > 10"3 %/s bis < 103 %/s, weiter bevorzugt von > 10"2 %/s bis < 102 %/s, sowie 10 %/s ± 2 überführt wird und/oder die zerreißbaren Kristalle durch Abkühlen des gedehnten Polymers oder Polymernetzwerkes von einer Temperatur oberhalb des Triggerpunktes auf eine Temperatur auf oder unterhalb des Triggerpunktes ausgebildet werden. The rupturable crystals can be according to the invention is formed by stretching the polymer or polymer network wherein the polymer or polymer network from the stretched state to a relaxed state at a relaxation rate of> 10 "7% / s to <10 7% / s, preferably of>10" 6 % / s to <10 6 % / s, preferably from> 10 "5 % / s to <10 5 % / s, more preferably from> 10 " 4 % / s to <10 4 % / s, more preferably from > 10 "3 % / s to <10 3 % / s, more preferably from> 10 " 2 % / s to <10 2 % / s, and 10% / s ± 2 and / or the rupturable crystals by cooling of the stretched polymer or polymer network from a temperature above the trigger point to a temperature at or below the trigger point.
Bei dem erfindungsgemäßen, zerreißbare Kristalle aufweisenden Polymer oder Polymernetz- werk können die Kristalle in dem gespannten, formstabilen, Zustand des Polymers oder Polymernetzwerks durch Einwirken eines äußeren Reizes beim Triggerpunkt zerreißen, wobei der Triggerpunkt innerhalb eines defmierbaren Bereiches frei einstellbar sein kann. In the polymer or polymer network having breakable crystals according to the invention, In the taut, dimensionally stable state of the polymer or polymer network, the crystals may rupture by the action of an external stimulus at the trigger point, whereby the trigger point may be freely adjustable within a definable range.
Das erfmdungsgemäße, zerreißbare Kristalle aufweisende Polymer oder Polymernetzwerk kann wenigstens ein oder mehrere Additive, vorzugsweise mit > 0 Gew.-% bis < 70 Gew.-%, bevorzugt > 3 Gew.-% bis < 60 Gew.-%, weiter bevorzugt > 5 Gew.-% bis < 50 Gew.-%, noch bevorzugt > 7 Gew.-% bis < 40 Gew.-%, außerdem bevorzugt > 9 Gew.-% bis < 30 Gew.-% und insbesondere bevorzugt > 10 Gew.-% bis < 25 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers oder Polymernetzwerkes, aufweisen, die zur Erniedrigung oder Erhöhung der Glasübergangstemperatur und/oder zur Erhöhung oder Erniedrigung der Kristallisationsrate des Polymers oder Polymernetzwerkes geeignet sind. The inventive polymer or polymer network having breakable crystals may contain at least one or more additives, preferably with> 0% by weight to <70% by weight, preferably> 3% by weight to <60% by weight, more preferably> 5 wt .-% to <50 wt .-%, more preferably> 7 wt .-% to <40 wt .-%, more preferably> 9 wt .-% to <30 wt .-% and particularly preferably> 10 wt % to <25% by weight, based on the total weight of the polymer or polymer network, which are suitable for lowering or increasing the glass transition temperature and / or for increasing or decreasing the crystallization rate of the polymer or polymer network.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass sich mit Hilfe derartiger Additive, die zur Senkung oder Erhöhung der Glasübergangstemperatur des Polymers oder Polymernetzwerkes geeignet sind, der Bereich der einstellbaren Triggerpunkte erweitern lässt. According to the invention, it has been found that the range of adjustable trigger points can be widened with the aid of additives which are suitable for lowering or increasing the glass transition temperature of the polymer or polymer network.
Dies kann besonders vorteilhaft sein, da eine freie Einstellung des Triggerpunktes innerhalb eines defmierbaren Bereiches nach dem Stand der Technik bisher nicht beschrieben worden ist. This can be particularly advantageous because a free adjustment of the trigger point has not been described within a defmierbaren range according to the prior art.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen, zerreißbare Kristalle aufweisenden Polymers oder Polymernetzwerks kann darin gesehen werden, dass beim Zerreißen der zerreißbaren Kristalle das Polymer oder Polymernetzwerk sich unter anderem unter Aufnahme latenter Schmelzwärme abkühlt. Vorzugsweise kann sich das Polymer oder Polymernetzwerk unter Aufnahme latenter Schmelzwärme auch unter die Umgebungstemperatur des Polymers oder Polymernetzwerkes abkühlen. A further advantage of the polymer or polymer network having rupturable crystals according to the invention can be seen in that upon rupture of the rupturable crystals, the polymer or polymer network cools, inter alia, by absorbing latent heat of fusion. Preferably, the polymer or polymer network may also cool below the ambient temperature of the polymer or polymer network by absorbing latent heat of fusion.
Das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk zeichnet sich dadurch aus, dass es möglich ist durch eine spezielle Bearbeitung des Polymernetzwerks zerreißbare Kristalle innerhalb des Polymernetzwerks zu erzeugen. Durch die zerreißbaren Kristalle weist das Polymer oder Polymernetzwerk gegenüber den bekannten Polymernetzwerken den überraschenden Effekt eines latenten Kältespeichers auf. Das Polymer oder Polymernetzwerk kann dabei zunächst von einem Ausgangszustand, bei welchem das Polymer oder Polymernetzwerk eine Dehnung von 0 % aufweist, in einen gedehnten Zustand mit einer Dehnungsrate von > 10~7 %/s bis < 107 %/s gedehnt werden, in dem gedehnten Zustand mit einer Haltezeit von > 0 s bis < 1 d, vorzugsweise > 0,05 s bis < 12 h, weiter bevorzugt > 0,1 s bis < 6 h, noch bevorzugt > 0,5 s bis < 3 h, weiterhin bevorzugt > 1 s bis < 1 h, weiterhin bevorzugt > 2 s bis < 50 min, weiterhin bevorzugt > 5 s bis < 40 min, weiterhin bevorzugt > 10 s bis < 30 min, weiterhin bevorzugt > 15 s bis < 20 min, weiterhin bevorzugt > 20 s bis < 10 min, weiterhin bevorzugt > 30 s bis < 5 min, weiterhin bevorzugt > 40 s bis < 2 min, weiterhin bevorzugt > 50 s bis < 1 min, gehalten werden und anschließend von dem gedehnten Zustand in einen entspannten Zustand bei einer Relaxationsrate von > 10~7 %/s bis < 107 %/s überführt werden. The polymer or polymer network according to the invention is characterized in that it it is possible to produce breakable crystals within the polymer network by special processing of the polymer network. Due to the rupturable crystals, the polymer or polymer network has the surprising effect of a latent cold accumulator compared to the known polymer networks. The polymer or polymer network can be stretched from an initial state, in which the polymer or polymer network has an elongation of 0%, in a stretched state with a strain rate of> 10 ~ 7 % / s to <10 7 % / s the stretched state with a holding time of> 0 s to <1 d, preferably> 0.05 s to <12 h, more preferably> 0.1 s to <6 h, even more preferably> 0.5 s to <3 h, furthermore preferably> 1 s to <1 h, more preferably> 2 s to <50 min, further preferably> 5 s to <40 min, further preferably> 10 s to <30 min, further preferably> 15 s to <20 min, further preferably> 20 s to <10 min, more preferably> 30 s to <5 min, further preferably> 40 s to <2 min, further preferably> 50 s to <1 min, and then from the stretched state into a relaxed state at a relaxation rate of> 10 ~ 7 % / s to <10 7 % / s are transferred.
Als Polymer oder Polymernetzwerk können die unterschiedlichsten Materialien verwendet werden, wobei für jedes Material innerhalb der angegebenen Grenzen für die Dehnungsrate, die Haltezeit, die Relaxationsrate und die Umgebungstemperatur die optimalen Einstellparameter durch eine Variation der Parameter ermittelt werden müssen, um zerreißbare Kristalle in bestimmter Menge und Größe und mit entsprechenden Triggerpunkten in dem Polymer oder Polymernetzwerk erzeugen zu können. As the polymer or polymer network, a variety of materials can be used, wherein for each material within the specified limits for strain rate, hold time, relaxation rate and ambient temperature, the optimum adjustment parameters must be determined by varying the parameters to obtain breakable crystals in a particular amount To produce size and with corresponding trigger points in the polymer or polymer network.
Die zerreißbaren Kristalle zeichnen sich ferner dadurch aus, dass sich die Kristalle durch Einwirken eines äußeren Reizes bei Erreichen einer Kollabierungsschwelle zerreißen können, wobei der Triggerpunkt innerhalb eines defmierbaren Bereiches frei einstellbar ist. Zerreißen der zerreißbaren Kristalle bedeutet, dass die Kristalle nicht im klassischen Sinne schmelzen sondern zerstört werden. Bei bisher bekannten Polymeren und Polymernetzwerken mit Formgedächtniseigenschaften ist die Kollabierungsschwelle eine Materialkonstante, die nicht durch einen athermischen äußeren Reiz erreicht wird, sondern nur durch einen thermischen Reiz, der der Schmelzwärme der Kristallite entspricht, wohingegen bei dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk die Kollabierungsschwelle bei ein und demselben Material in weiten Grenzen variabel einstellbar ist und durch einen athermischen äußeren Reiz erreicht werden kann. The rupturable crystals are further characterized by the fact that the crystals can rupture upon exposure to an external stimulus upon reaching a Kollabierungsschwelle, wherein the trigger point is freely adjustable within a defmierbaren range. Tearing the rupturable crystals means that the crystals do not melt in the classic sense but are destroyed. In previously known polymers and polymer networks with shape memory properties, the collapse threshold is a material constant which is not achieved by an athermal external stimulus, but only by a thermal stimulus corresponding to the heat of fusion of the crystallites, whereas in the polymer or polymer network of the present invention, the collapse threshold at and The same material is variably adjustable within wide limits and can be achieved by an athermal external stimulus.
Durch die variable Einstellbarkeit der Kollabierungsschwelle bzw. Triggerpunkt kann das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk unabhängig von seinem Material auf eine große Anzahl von Einsatzzwecken speziell abgestimmt werden, so dass sich die Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Polymernetzwerkes gegenüber bekannten Polymernetzwerken erheblich erhöht. Due to the variable adjustability of the collapse threshold or trigger point, the polymer or polymer network according to the invention, independently of its material, can be specially tailored to a large number of applications, so that the potential applications of the polymer network according to the invention considerably increase over known polymer networks.
Mit dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk, dass gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten worden ist, können vorteilhafterweise Schrumpfverhältnisse von bis zu 15: 1 und/oder Schwellverhältnisse von bis zu 1 :5 erreicht werden. Shrinkage ratios of up to 15: 1 and / or swelling ratios of up to 1: 5 can advantageously be achieved with the polymer or polymer network according to the invention obtained by the process according to the invention.
Das erfmdungsgemäße, zerreißbare Kristalle aufweisende Polymer oder Polymernetzwerk kühlt sich beim Zerreißen der Kristalle unter anderem unter Aufnahme latenter Schmelzwärme unter die Umgebungstemperatur des Polymers oder Polymernetzwerks ab, so dass das Polymer oder Polymernetzwerk als Kältemittel bzw. als Kältespeichermittel genutzt werden kann. The polymer or polymer network having rupturable crystals according to the invention cools when the crystals rupture, among other things by absorbing latent heat of fusion below the ambient temperature of the polymer or polymer network, so that the polymer or polymer network can be used as a refrigerant or cold storage agent.
Für das Polymer oder Polymernetzwerk können vorteilhafterweise kostengünstige nachwachsende Rohstoffe verwendet werden, wie Naturkautschuk. For the polymer or polymer network can advantageously be used inexpensive renewable raw materials, such as natural rubber.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der äußere Reiz als ein thermischer Reiz und/oder ein mechanischer Reiz und/oder eine Kontaktierung mit einer chemischen Substanz und/oder eine elektromagnetische Strahlung und/oder ein elektrisches Feld und/oder ein magnetisches Feld und/oder ein Schall und/oder eine radioaktive Strahlung ausgebildet sein. According to an advantageous embodiment of the invention, the external stimulus as a thermal stimulus and / or a mechanical stimulus and / or a contact with a chemical substance and / or an electromagnetic radiation and / or an electric field and / or a magnetic field and / or a sound and / or a radioactive radiation.
Der thermische Reiz kann durch Zufuhr von Wärme ausgeführt werden. Der mechanische Reiz kann durch ein Recken bzw. ein Dehnen des sich in dem gespannten formstabilen Zustand befindlichen Polymernetzwerkes ausgeführt werden. Das Recken bzw. Dehnen kann vorzugsweise mit einem Reckgrad von > 1 % bis < 500 %, bevorzugt von > 5 % bis < 300 %, besonders bevorzugt von > 10 % bis < 100 %, von dem entspannten Zustand in einen gereckten Zustand erfolgen, wobei das Recken bzw. Dehnen dabei senkrecht zur Kettenrichtung der Moleküle in den Kristallen erfolgen sollte. The thermal stimulus can be carried out by supplying heat. The mechanical stimulus can be carried out by stretching or stretching the polymer network located in the taut, dimensionally stable state. Stretching can preferably take place with a degree of stretching of> 1% to <500%, preferably of> 5% to <300%, particularly preferably of> 10% to <100%, from the relaxed state to a stretched state, wherein the stretching should be perpendicular to the chain direction of the molecules in the crystals.
Als chemische Substanz können chemische Substanzen im flüssigen, festen oder gasförmigen Zustand verwendet werden. Insbesondere können Lösungsmittel oder Lösungsmitteldämpfe als chemische Substanzen verwendet werden. Der äußere Reiz als elektromagnetische Strahlung erfolgt vorzugsweise mit einer Wellenlänge von > 1 m bis < 10"12 m. Der äußere Reiz als elektrisches Feld erfolgt vorzugsweise mit einer elektrischen Feldstärke von > 10 V/m bis < 1010 V/m. Der äußere Reiz als magnetisches Feld erfolgt vorzugsweise mit einer magnetischen Feldstärke von > 10"10 T bis < 10 T. Der äußere Reiz als Schall erfolgt vorzugsweise mit einer Frequenz von > 1 Hz bis < 1 GHz. As a chemical substance, chemical substances in the liquid, solid or gaseous state can be used. In particular, solvents or solvent vapors can be used as chemical substances. The external stimulus as electromagnetic radiation preferably takes place with a wavelength of> 1 m to <10 "12 m The external stimulus as an electric field preferably takes place with an electric field strength of> 10 V / m to <10 10 V / m Stimulus as a magnetic field is preferably carried out with a magnetic field strength of> 10 "10 T to <10 T. The external stimulus as sound preferably takes place with a frequency of> 1 Hz to <1 GHz.
Der thermische Reiz ist vorzugsweise durch eine Erhöhung der Umgebungstemperatur oberhalb einer Triggertemperatur auslösbar, wobei die Triggertemperatur vorzugsweise variabel in einem Temperaturbereich physikalisch einstellbar sein kann. Die Triggertemperatur entspricht der Kollabierungsschwelle, bei welcher die zerreißbaren Kristalle zerreißen. Das physikalische Einstellen der Triggertemperatur in einem variablen Temperaturbereich erfolgt vorzugsweise mittels der bei der Dehnung verwendeten Dehnungsrate und/oder mittels der bei der Dehnung herrschenden Umgebungstemperatur. Außerdem kann man in vorteilhafter Weise bei dem erfindungsgemäßen, zerreißbare Kristalle aufweisenden Polymer oder Polymernetzwerk die Triggertemperatur variabel in einem Temperaturbereich physikalisch, vorzugsweise durch den Gehalt an Additiv/en, die zur Erniedrigung oder Erhöhung der Glasübergangstemperatur und/oder Erniedrigung oder Erhöhung der Kristallisationsrate des Polymers oder Polymernetzwerkes geeignet sind, einstellen. The thermal stimulus is preferably triggered by an increase in the ambient temperature above a trigger temperature, wherein the trigger temperature may preferably be variably adjustable in a temperature range physically. The trigger temperature corresponds to the collapse threshold at which the rupturable crystals rupture. The physical setting of the trigger temperature in a variable temperature range preferably takes place by means of the strain rate used in the expansion and / or by means of the ambient temperature prevailing during the stretching. In addition, advantageously, in the polymer or polymer network of the present invention having rupturable crystals, the triggering temperature may be varied physically in a range of temperatures, preferably the level of additive (s) used to lower or increase the glass transition temperature and / or decrease or increase the rate of crystallization of the polymer or polymer network.
Die Triggertemperatur kann in einem Temperaturbereich von > -80 0C bis < 400 0C, vorzugsweise von > -50 0C bis < 200 0C, weiter bevorzugt von > -35 0C bis < 100 0C, noch bevorzugt von > -25 0C bis < 50 0C und insbesondere bevorzugt von > 10 0C bis < 40 0C frei einstellbar sein. The trigger temperature may be in a temperature range of> -80 0 C to <400 0 C, preferably> -50 0 C to <200 0 C, more preferably> -35 0 C to <100 0 C, more preferably> - 25 0 C to <50 0 C and particularly preferably from> 10 0 C to <40 0 C be freely adjustable.
Dadurch, dass die Triggertemperatur in einem weiten Temperaturbereich physikalisch beliebig einstellbar ist, kann das Anwendungsfeld des erfindungsgemäßen Polymernetzwerkes deutlich erhöht werden und optimal an die entsprechenden Anforderungen angepasst werden. Due to the fact that the trigger temperature can be set as desired physically over a wide temperature range, the field of application of the polymer network according to the invention can be significantly increased and optimally adapted to the corresponding requirements.
Das Polymer oder Polymernetzwerk weist nach einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Netzkettenmolekulargewicht von > 500 g/mol bis < 107 g/mol, bevorzugt von > 103 g/mol bis < 105 g/mol, besonders bevorzugt von > 5*103 g/mol bis < 104 g/mol, auf. The polymer or polymer network according to a further advantageous embodiment of the invention has a net molecular weight of> 500 g / mol to <10 7 g / mol, preferably from> 10 3 g / mol to <10 5 g / mol, particularly preferably of> 5 * 10 3 g / mol to <10 4 g / mol, on.
Ferner weist das erfindungsgemäße, zerreißbare Kristalle aufweisende Polymer oder Polymernetzwerk vorzugsweise einen Vernetzungsgrad von > 10~3 % bis < 10 %, bevorzugt von > 5*10"3 % bis < 5 %, besonders bevorzugt von > 10"2 % bis < 1 %, auf. Furthermore, the polymer or polymer network according to the invention which has rupturable crystals preferably has a degree of crosslinking of> 10 -3 % to <10%, preferably of> 5 * 10 -3 % to <5%, particularly preferably of> 10 -2 % to <1 %, on.
Weiter bevorzugt weist das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk nach der Dehnung im gespannten, formstabilen, kristallisierten Zustand einen Kristallinitätsgrad von > 1 % bis < 80 %, bevorzugt von > 5 % bis < 50 %, besonders bevorzugt von > 10 % bis < 30 %, auf. More preferably, the polymer or polymer network according to the invention after stretching in the stretched, dimensionally stable, crystallized state, a degree of crystallinity of> 1% to <80%, preferably from> 5% to <50%, particularly preferably from> 10% to <30 %, on.
Die in dem gespannten, formstabilen, Zustand vorliegenden Kristalle sind vorzugsweise als Lamellenkristalle, Nadelkristalle, Shish-Kebab-Rristalle oder Mizellenkristalle ausgebildet. The crystals present in the stressed, dimensionally stable, state are preferably in the form of lamellar crystals, needle crystals, Shish-Kebab crystals or micelle crystals.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können > 10 % bis < 100 %, vorzugsweise > 15 % bis < 95 %, weiter bevorzugt > 20 % bis < 80 %, noch weiter bevorzugt > 30 % bis < 70 %, und insbesondere bevorzugt > 40 % bis < 60 %, aller Kristalle, vorzugsweise Lamellenkristalle, Nadelkristalle, und/oder Mizellen-Kristalle, des Polymers oder des Polymernetzwerks im gespannten, formstabilen Zustand in die Streckrichtung des Polymers oder des Polymernetzwerks ausgerichtet sein. According to the present invention,> 10% to <100%, preferably> 15% to <95%, more preferably> 20% to <80%, even more preferably> 30% to <70%, and most preferably> 40% to <60%, of all crystals, preferably lamellar crystals, needle crystals, and / or micelle crystals, of the polymer or of the polymer network in the stretched, dimensionally stable state in the direction of stretching of the polymer or of the polymer network.
Die in dem gespannten, formstabilen Zustand des Polymers oder des Polymernetzwerks vorliegenden Kristalle können bevorzugt Lamellenkristalle sein, wobei die Lamellenkristalle mit einem Anteil von > 5 % bis < 100 %, vorzugsweise > 20 % bis < 90 %, weiter bevorzugt > 30 % bis < 80 %, noch weiter bevorzugt > 40 % bis < 70 %, und insbesondere bevorzugt > 50 % bis < 60 %, in dem erfindungsgemäß gespannten, formstabilen Polymer oder Polymernetzwerk vorliegen. The crystals present in the taut, dimensionally stable state of the polymer or of the polymer network may preferably be lamellar crystals, the lamellar crystals being present in a proportion of> 5% to <100%, preferably> 20% to <90%, more preferably> 30% to < 80%, even more preferably> 40% to <70%, and particularly preferably> 50% to <60%, in the present invention stretched, dimensionally stable polymer or polymer network.
Sind die in dem gespannten, formstabilen Zustand vorliegenden Kristalle als Lamellenkristalle ausgebildet, weisen die Lamellenkristalle vorzugsweise eine Lamellendicke von > 1 nm bis < 50 nm, bevorzugt von > 3 nm bis < 30 nm, besonders bevorzugt von > 5 nm bis < 25 nm, auf. If the crystals present in the taut, dimensionally stable state are in the form of lamellar crystals, the lamellar crystals preferably have a lamella thickness of> 1 nm to <50 nm, preferably from> 3 nm to <30 nm, particularly preferably from> 5 nm to <25 nm, on.
Sind die in dem gespannten, formstabilen Zustand vorliegenden Kristalle als Nadelkristalle ausgebildet, weisen die Nadelkristalle vorzugsweise eine Nadellänge von > 10 nm bis < 2000 nm, bevorzugt von > 15 nm bis < 1500 nm, besonders bevorzugt von > 20 nm bis < 1000 nm, auf. Sind die in dem gespannten, formstabilen Zustand vorliegenden Kristalle als Mizellenkristalle ausgebildet, weisen die Mizellenkristalle vorzugsweise eine Mizellengröße von > 1 nm bis < 50 nm, bevorzugt von > 3 nm bis < 30 nm, besonders bevorzugt von > 5 nm bis < 15 nm, auf. If the crystals present in the taut, dimensionally stable state are in the form of needle crystals, the needle crystals preferably have a needle length of> 10 nm to <2000 nm, preferably from> 15 nm to <1500 nm, particularly preferably from> 20 nm to <1000 nm, on. If the crystals present in the taut, dimensionally stable state are in the form of micelle crystals, the micelle crystals preferably have a micelle size of> 1 nm to <50 nm, preferably from> 3 nm to <30 nm, particularly preferably from> 5 nm to <15 nm, on.
Das Polymer oder Polymernetzwerk weist vorzugsweise im kristallisierten Zustand ein Elastizitätsmodul parallel zur Dehnungsrichtung von > 10 MPa bis < 400 GPa, bevorzugt vonThe polymer or polymer network preferably has, in the crystallized state, a modulus of elasticity parallel to the direction of elongation of> 10 MPa to <400 GPa, preferably of
> 50 MPa bis < 100 GPa, besonders bevorzugt von > 70 MPa bis < 1 GPa, auf. > 50 MPa to <100 GPa, more preferably from> 70 MPa to <1 GPa.
Ferner weist das Polymer oder Polymernetzwerk vorzugsweise im kristallisierten Zustand eine Zugfestigkeit parallel zur Dehnungsrichtung von > 1 MPa bis < 100 MPa, bevorzugt vonFurthermore, the polymer or polymer network, preferably in the crystallized state, has a tensile strength parallel to the elongation direction of> 1 MPa to <100 MPa, preferably from
> 20 MPa bis < 80 MPa, besonders bevorzugt von > 30 MPa bis < 60 MPa, auf. > 20 MPa to <80 MPa, more preferably from> 30 MPa to <60 MPa, on.
Die für das Polymer oder Polymernetzwerk ausgewählten Polymere sollten aufgrund ihrer Konfiguration theoretisch kristallisierbar sein. Demzufolge weisen die ausgewählten Polymere vorzugsweise eine isotaktische, eine syndiotaktische oder eine symmetrische Konfiguration auf. Das Polymer oder Polymernetzwerk weist vorzugsweise wenigstens eine oder mehrere Polymerverbindung/en ausgewählt aus der Gruppe der folgenden Polymere auf: konfigurativ-kristallisationsfähige Polymere, isotaktische Polymere, syndiotaktische Polymere, Naturkautschuk, Polyisopren, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, isotaktisches Polystyrol und/oder ein Copolymer. The polymers selected for the polymer or polymer network should theoretically be crystallizable due to their configuration. Accordingly, the polymers selected preferably have an isotactic, a syndiotactic or a symmetric configuration. The polymer or polymer network preferably comprises at least one or more polymer compound (s) selected from the group of the following polymers: configurationally crystallizable polymers, isotactic polymers, syndiotactic polymers, natural rubber, polyisoprene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, isotactic polystyrene, and / or a copolymer.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einstellen einer Kollabierungsschwelle von zerreißbaren Kristallen innerhalb eines wie vorstehend aus- und weitergebildeten Polymers oder Polymernetzwerkes umfassend die folgenden Schritte: The invention further relates to a method for adjusting a collapse threshold of rupturable crystals within a polymer or polymer network as set forth above and further comprising the following steps:
A) Bereitstellen eines Polymers oder Polymernetzwerkes; A) providing a polymer or polymer network;
B) Überführen des Polymers oder Polymernetzwerkes von einem ungedehnten Ausgangszustand in einen gedehnten Zustand mittels einer Dehnungsrate des Polymernetzwerkes von > 10~7 %/s bis < 107 %/s, vorzugsweise von > 10"6 %/s bis < 106 %/s, bevorzugt von > 10"5 %/s bis < 105 %/s, weiter bevorzugt von > 10"4 %/s bis < 104 %/s, wweeiitteerr bbeevvoorrzzuuggtt vvoonn≥ > 10~3 %/s bis < 103 %/s, weiter bevorzugt von > 10"2 %/s bis < 102 %/s, sowie 10 %/s ± 2; B) transferring the polymer or polymer network from an unstretched initial state to a stretched state by means of a strain rate of the Polymer network of> 10 ~ 7 % / s to <10 7 % / s, preferably from> 10 "6 % / s to <10 6 % / s, preferably from> 10 " 5 % / s to <10 5 % / s , more preferably from> 10 "4 % / s to <10 4 % / s, wweeiitteerr bbeevvoorrzzuuggtt vvoonn≥> 10 ~ 3 % / s to <10 3 % / s, more preferably from> 10 " 2 % / s to < 10 2 % / s, as well as 10% / s ± 2;
C) Halten des Polymers oder Polymernetzwerkes in dem gedehnten Zustand mit einer Haltezeit von > 0 s bis < 1 d, vorzugsweise > 0,05 s bis < 12 h, weiter bevorzugt > 0,1 s bis < 6 h, noch bevorzugt > 0,5 s bis < 3 h, weiterhin bevorzugt > 1 s bis < 1 h, weiterhin bevorzugtC) maintaining the polymer or polymer network in the stretched state with a hold time of> 0 s to <1 d, preferably> 0.05 s to <12 h, more preferably> 0.1 s to <6 h, even more preferably> 0 , 5 s to <3 h, more preferably> 1 s to <1 h, furthermore preferred
> 2 s bis < 50 min, weiterhin bevorzugt > 5 s bis < 40 min, weiterhin bevorzugt > 10 s bis < 30 min, weiterhin bevorzugt > 15 s bis < 20 min, weiterhin bevorzugt > 20 s bis < 10 min, weiterhin bevorzugt > 30 s bis < 5 min, weiterhin bevorzugt > 40 s bis < 2 min, weiterhin bevorzugt > 50 s bis < 1 min; > 2 s to <50 min, more preferably> 5 s to <40 min, more preferably> 10 s to <30 min, further preferably> 15 s to <20 min, further preferably> 20 s to <10 min, furthermore preferably > 30 s to <5 min, more preferably> 40 s to <2 min, further preferably> 50 s to <1 min;
D) Überführen des Polymers oder Polymernetzwerkes von dem gedehnten Zustand in einen entspannten Zustand bei einer Relaxationsrate von > 10"7 %/s bis < 107 %/s vorzugsweise vonD) transferring the polymer or polymer network from the stretched state to a relaxed state at a relaxation rate of> 10 -7 % / s to -10 7 % / s, preferably from
> 10"6 %/s bis < 106 %/s, bevorzugt von > 10"5 %/s bis < 105 %/s, weiter bevorzugt von > 10" 4 %/s bis < 104 %/s, weiter bevorzugt von > 10"3 %/s bis < 103 %/s, weiter bevorzugt von > 10"2 %/s bis < 102 %/s, sowie 10 %/s ± 2, wobei im entspannten Zustand das Polymer oder Polymernetzwerk Kristalle in einem formstabilisierenden Zustand aufweist; und > 10 "6 % / s to <10 6 % / s, preferably from> 10 " 5 % / s to <10 5 % / s, more preferably from> 10 " 4 % / s to <10 4 % / s, more preferably from> 10 "3 % / s to <10 3 % / s, more preferably from> 10 " 2 % / s to <10 2 % / s, and 10% / s ± 2, wherein in the relaxed state the polymer or polymer network has crystals in a shape stabilizing state;
E) Optional Abkühlen des gedehnten Polymers oder Polymernetzwerkes von einer Temperatur oberhalb des Triggerpunktes auf eine Temperatur auf oder unterhalb des Triggerpunktes, wobei Schritt E) vor, während und/oder nach Schritt D) ausführbar ist. E) optionally cooling the stretched polymer or polymer network from a temperature above the trigger point to a temperature at or below the trigger point, wherein step E) is executable before, during and / or after step D).
Das bereitgestellte Polymer oder Polymernetzwerk wird zunächst von einem ungedehnten Ausgangszustand in einen gedehnten Zustand mittels einer Dehnungsrate des Polymernetzwerkes von > 10"7 %/s bis < 107 %/s, bevorzugt von > 10"5 %/s bis < 105 %/s, besonders bevorzugt von 10"3 %/s bis < 103 %/s überführt. In diesem gedehnten Zustand wird das Polymer oder Polymernetzwerk anschließend für eine bestimmte Zeit, vorzugsweise einer Haltezeit von > 0 s bis < 1 d, vorzugsweise > 0,05 s bis < 12 h, weiter bevorzugt > 0,1 s bis < 6 h, noch bevorzugt > 0,5 s bis < 3 h, weiterhin bevorzugt > 1 s bis < 1 h, weiterhin bevorzugt > 2 s bis < 50 min, weiterhin bevorzugt > 5 s bis < 40 min, weiterhin bevorzugt > 10 s bis < 30 min, weiterhin bevorzugt > 15 s bis < 20 min, weiterhin bevorzugt > 20 s bis < 10 min, weiterhin bevorzugt > 30 s bis < 5 min, weiterhin bevorzugt > 40 s bis < 2 min, weiterhin bevorzugt > 50 s bis < 1 min, gehalten. Von dem gehaltenen, gedehnten Zustand wird das Polymer oder Polymernetzwerk in einen entspannten Zustand bei einer Relaxationsrate von > 10~7 %/s bis < 107 %/s, bevorzugt von > 10"5 %/s bis < 105 %/s, besonders bevorzugt von > 10~3 %/s bis < 103 %/s, überführt, wobei im entspannten Zustand das Polymer oder Polymernetzwerk Kristalle in einem gespannten, formstabilen, Zustand aufweist, welche mittels eines äußeren Reizes bei Überschreitung der Kollabierungsschwelle der zerreißbaren Kristalle zerreißen. The provided polymer or polymer network is first changed from an unstretched initial state to a stretched state by means of a strain rate of the polymer network of> 10 "7 % / s to <10 7 % / s, preferably from> 10 " 5 % / s to <10 5 % / s, more preferably from 10 "3 % / s to <10 3 % / s In this stretched state, the polymer or polymer network is subsequently heated for a certain time, preferably one hour Holding time of> 0 s to <1 d, preferably> 0.05 s to <12 h, more preferably> 0.1 s to <6 h, more preferably> 0.5 s to <3 h, further preferably> 1 s to <1 h, more preferably> 2 s to <50 min, more preferably> 5 s to <40 min, further preferably> 10 s to <30 min, further preferably> 15 s to <20 min, further preferably> 20 s to <10 min, more preferably> 30 s to <5 min, further preferably> 40 s to <2 min, further preferably> 50 s to <1 min held. From the held, stretched state, the polymer or polymer network becomes a relaxed state at a relaxation rate of> 10 -7 % / s to <10 7 % / s, preferably from> 10 -5 % / s to <10 5 % / s , more preferably from> 10 ~ 3 % / s to <10 3 % / s, wherein in the relaxed state the polymer or polymer network has crystals in a taut, dimensionally stable, state, which by means of an external stimulus exceeds the collapsing threshold of the tearable Rip up crystals.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine dehnungsinduzierte Kristallisation des Polymernetzwerkes erfolgt, ist es vorteilhafterweise möglich, zerreißbare Kristalle zu erzeugen und die Kollabierungsschwelle dieser Kristalle in einem gespannten, formstabilen, Zustand innerhalb eines defmierbaren Bereiches frei einstellen zu können. By means of the method according to the invention, in which a strain-induced crystallization of the polymer network takes place, it is advantageously possible to produce breakable crystals and to be able to freely set the collapse threshold of these crystals in a taut, dimensionally stable, state within a definable range.
Bei bisher im Stand der Technik bekannten Polymernetzwerken mit Formgedächtniseigenschaften ist die Kollabierungsschwelle eine Materialkonstante und nicht wie bei dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk bei ein und demselben Material in weiten Grenzen variabel einstellbar. In previously known in the art polymer networks with shape memory properties, the collapse threshold is a material constant and not variably adjustable as in the polymer or polymer network according to the invention in one and the same material within wide limits.
Durch die variable Einstellbarkeit der Kollabierungsschwelle kann das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk unabhängig von seinem Material für eine große Anzahl an Einsatzzwecken speziell abgestimmt werden, so dass sich die Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Polymers oder Polymernetzwerkes gegenüber bekannten Polymeren oder Polymernetzwerken erheblich erhöht. Durch die durch dehnungsinduzierte Kristallisation erzeugten Kristalle verringert sich vorzugsweise die Transparenz des Polymers oder Polymernetzwerkes bei Raumtemperatur um einen Faktor von 1000 bis 1,12, bevorzugt um einen Faktor von 100 bis 1,5, besonders bevorzugt um einen Faktor von 10 bis 1 im Wellenlängenbereich von 1 dm bis 1 nm. Due to the variable adjustability of the collapse threshold, the polymer or polymer network according to the invention, regardless of its material for a large number of applications can be specially tuned, so that significantly increases the potential applications of the polymer or polymer network of the invention over known polymers or polymer networks. The crystals produced by strain-induced crystallization preferably reduce the transparency of the polymer or polymer network at room temperature by a factor of from 1000 to 1.12, preferably by a factor of from 100 to 1.5, particularly preferably by a factor of from 10 to 1 in the wavelength range from 1 dm to 1 nm.
Ferner wird die Permeationsfähigkeit des Polymers oder Polymernetzwerkes gegenüber Gasen und Flüssigkeiten durch die dehnungsinduzierte Kristallisation metastabiler Kristalle bei Raumtemperatur vorzugsweise um einen Faktor 105 bis 1,5, bevorzugt um einen Faktor 102 bis 2, besonders bevorzugt um einen Faktor 10 bis 5, reduziert. Further, the permeability of the polymer or polymer network to gases and liquids by strain-induced crystallization of metastable crystals at room temperature is preferably reduced by a factor of 10 5 to 1.5, preferably by a factor of 10 2 to 2, more preferably by a factor of 10 to 5 ,
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Polymer oder Polymernetzwerk im entspannten Zustand in Schritt D) eine Dehnung von > 200 % bis < 1200 %, bevorzugt von >500 % bis < 1100 %, besonders bevorzugt von > 700 % bis < 1000 %, bezogen auf den Ausgangszustand auf. Der Ausgangszustand ist dabei der Zustand bei dem die Dehnung des Polymernetzwerkes 0 % ist. Demnach ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, besonders hohe Dehnungen des Polymernetzwerkes zu erzeugen, ohne dass sich das Polymer oder Polymernetzwerk nach der Relaxation sofort in den Ausgangszustand zurückzieht. Dies passiert erst, sobald ein äußerer Reiz auf die zerreißbaren Kristalle ausgeübt wird. Somit ist eine besonders hohe formstabile Dehnung des Polymernetzwerks möglich, wodurch das mögliche Einsatzgebiet des Polymernetzwerkes gegenüber bekannten Polymernetzwerken deutlich vergrößert wird. According to a preferred embodiment of the invention, the polymer or polymer network in the relaxed state in step D) has an elongation of> 200% to <1200%, preferably from> 500% to <1100%, particularly preferably from> 700% to <1000%, based on the initial state. The initial state is the state in which the expansion of the polymer network is 0%. Accordingly, it is possible by means of the method according to the invention to generate particularly high strains of the polymer network, without the polymer or polymer network immediately withdrawing to the initial state after relaxation. This happens only when an external stimulus is exerted on the rupturable crystals. Thus, a particularly high dimensionally stable strain of the polymer network is possible, whereby the potential application of the polymer network over known polymer networks is significantly increased.
Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass Schritt B) und/oder Schritt C) und/oder Schritt D) bei einer Umgebungstemperatur von > -80 0C bis < 400 0C, bevorzugt von > -10 0C bis < 100 0C, besonders bevorzugt von > 10 0C bis < 40 0C, erfolgt. Die Umgebungstemperatur entspricht vorzugsweise der Temperatur des Materials des Polymernetzwerkes. Mittels der Umgebungstemperatur kann vorzugsweise die Kollabierungsschwelle besonders gezielt eingestellt werden, wobei die Kollabierungsschwelle unabhängig von dem verwendeten Material des Polymernetzwerkes variabel durch die Wahl der Umgebungstemperatur eingestellt werden kann. Further, it is preferably provided that step B) and / or step C) and / or step D) at an ambient temperature of> -80 0 C to <400 0 C, preferably from -10 0 C to <100 0 C, particularly preferably from> 10 0 C to <40 0 C, takes place. The ambient temperature preferably corresponds to the temperature of the material of the polymer network. By means of the ambient temperature, preferably the collapse threshold can be adjusted in a particularly targeted manner, the collapse threshold being variable, independently of the material used for the polymer network, by the choice of the ambient temperature can be adjusted.
Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass Schritt C) und/oder Schritt D) unter Anwesenheit einer chemischen Substanz erfolgt. Durch die Anwesenheit einer chemischen Substanz sind die Erzeugung metastabiler Kristalle und die Einstellung der Kollabierungsschwelle für diese zerreißbaren Kristalle besonders gut erreichbar. Preference is further provided that step C) and / or step D) takes place in the presence of a chemical substance. The presence of a chemical substance makes the production of metastable crystals and the setting of the collapse threshold for these rupturable crystals particularly easy to achieve.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein das Schritt C) und/oder Schritt D) unter Anwesenheit einer chemischen Substanz, welche die Ausbildung metastabiler Kristalle bewirkt und/oder den Triggerpunkt verändert, wobei die chemische Substanz vorzugsweise geeignet ist, die Glasübergangstemperatur oder die Kristallisationsrate zu verändern, erfolgt. In particular, it may be advantageous to use step C) and / or step D) in the presence of a chemical substance which causes the formation of metastable crystals and / or alters the trigger point, the chemical substance preferably being suitable for changing the glass transition temperature or the crystallization rate, he follows.
Die Begriffe„chemische Substanz" und„Zusätze" werden synonym verwendet. The terms "chemical substance" and "additives" are used synonymously.
Chemische Substanzen und Zusätze im Sinne dieser Erfindung umfassen Additive und Lösungsmittel, die geeignet sind die Glasübergangstemperatur oder die Kristallisationsrate zu verändern. Chemical substances and additives in the context of this invention include additives and solvents which are suitable for changing the glass transition temperature or the crystallization rate.
Geeignete Zusätze können ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend: Suitable additives may be selected from the group comprising:
Lösungsmittel, wie Chloroform, DMF, Ethanol, Methanol, Xylol, Toluol; Weichmacher, wie Diethylhexylphthalat (DEHP), Dioctylphthalat (DOP), Mesamoll, Alkylsulfonsäureester von Phenol (ASE), Hexamoll, und dergleichen.  Solvents such as chloroform, DMF, ethanol, methanol, xylene, toluene; Plasticizers such as diethylhexyl phthalate (DEHP), dioctyl phthalate (DOP), Mesamoll, alkyl sulfonic acid esters of phenol (ASE), hexamoll, and the like.
Dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk kann wenigstens ein oder mehrere Lösungsmittel von > 0 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, bevorzugt > 0,001 Gew.-% bis < 15 Gew.- %, weiter bevorzugt > 0,005 Gew.-% bis < 10 Gew.-%, noch bevorzugt > 0,01 Gew.-% bis < 5 Gew.-%, außerdem bevorzugt > 0,05 Gew.-% bis < 3 Gew.-%, insbesondere bevorzugt > 0,1 Gew.-% bis < 2 Gew.-%, und am meisten bevorzugt > 0,5 Gew.-% bis < 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers oder Polymernetzwerkes, zugesetzt sein, welche zur Erniedrigung oder Erhöhung der Glasübergangstemperatur und/oder Erhöhung oder Erniedrigung der Kristallisationsrate des Polymers oder Polymernetzwerkes geeignet sind. The polymer or polymer network according to the invention may contain at least one or more solvents of> 0 wt.% To <20 wt.%, Preferably> 0.001 wt.% To <15 wt.%, More preferably> 0.005 wt <10 wt .-%, more preferably> 0.01 wt .-% to <5 wt .-%, more preferably> 0.05 wt .-% to <3 wt .-%, particularly preferably> 0.1 wt % to <2% by weight, and most preferably> 0.5% to <1% by weight, based on the total weight of the polymer or polymer network, which are suitable for lowering or increasing the glass transition temperature and / or increasing or decreasing the crystallization rate of the polymer or polymer network.
Dem erfindungsgemäßen zerreißbare Kristalle aufweisende Polymer oder Polymernetzwerk können wenigstens ein oder mehrere Additive, vorzugsweise mit > 0 Gew.-% bis < 70 Gew.- %, bevorzugt > 3 Gew.-% bis < 60 Gew.-%, weiter bevorzugt > 5 Gew.-% bis < 50 Gew.-%, noch bevorzugt > 7 Gew.-% bis < 40 Gew.-%, außerdem bevorzugt > 9 Gew.-% bis < 30 Gew.-% und insbesondere bevorzugt > 10 Gew.-% bis < 25 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers oder Polymernetzwerkes, die zur Erniedrigung oder Erhöhung der Glasübergangstemperatur bzw. zur Erhöhung oder Erniedrigung der Kristallisationsrate des Polymers oder Polymernetzwerkes geeignet sind, zugesetzt sein. The polymer or polymer network containing breakable crystals according to the invention may contain at least one or more additives, preferably with> 0 wt .-% to <70 wt .-%, preferably> 3 wt .-% to <60 wt .-%, more preferably> 5 Wt .-% to <50 wt .-%, more preferably> 7 wt .-% to <40 wt .-%, more preferably> 9 wt .-% to <30 wt .-% and particularly preferably> 10 wt. -% to <25 wt .-% based on the total weight of the polymer or polymer network, which are suitable for lowering or increasing the glass transition temperature or for increasing or decreasing the crystallization rate of the polymer or polymer network may be added.
Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung eines wie vorstehend aus- und weitergebildeten Polymers oder Polymernetzwerkes als ein Mittel mit Dimensionsänderungseigenschaften, insbesondere Schrumpfeigenschaften und/oder Dehnungseigenschaften. The invention further relates to the use of a polymer or polymer network as defined above and further developed as an agent with dimensional modification properties, in particular shrinkage properties and / or elongation properties.
Insbesondere betrifft die Erfindung weiter die Verwendung eines Polymers und/oder Polymernetzwerks mit zerreißbaren Kristallen als, in und/oder bei: In particular, the invention further relates to the use of a polymer and / or polymer network having rupturable crystals as, in and / or at:
- Mittel mit Dimensionsänderungseigenschaften,  - agents with dimensional change properties,
- schwellbares Material zum Einsatz als Dichtmittel;  - swellable material for use as a sealant;
- Temperatur-Threshold-Detektor;  - temperature threshold detector;
- Schrumpfschlauch;  - shrink tubing;
- Kältespeicher;  - cold storage;
- Wärmepumpe;  - heat pump;
- Aktor;  - actor;
- Aktor- Sensor-Kombination;  - actuator-sensor combination;
- einen Lösungsmittel-Detektor;  a solvent detector;
- künstlicher Muskel; - Stent. - artificial muscle; - stent.
Die Erfinder haben gefunden, dass sich Formgedächtnispolymere als solche oder in Kombination mit einem erfindungsgemäßen, zerreißbare Kristalle aufweisenden Polymer oder Polymernetzwerk, zumindest für einige der vorgenannten Verwendungen, vorteilhaft einsetzen lassen. Dies gilt auch für die nachstehenden Artikel. The inventors have found that shape memory polymers may be used to advantage as such or in combination with a polymer or polymer network having rupturable crystals according to the invention, at least for some of the aforementioned uses. This also applies to the following articles.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Artikel der ein Polymer und/oder Polymernetzwerks mit zerreißbaren Kristallen aufweist und ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: The invention also relates to an article comprising a polymer and / or polymer network having rupturable crystals and selected from the group comprising:
- Mittel mit Dimensionsänderungseigenschaften,  - agents with dimensional change properties,
- schwellbares Material zum Einsatz als Dichtmittel;  - swellable material for use as a sealant;
- Temperatur-Threshold-Detektor;  - temperature threshold detector;
- Schrumpfschlauch;  - shrink tubing;
- Kältespeicher;  - cold storage;
- Wärmepumpe;  - heat pump;
- Aktor;  - actor;
- Aktor- Sensor-Kombination;  - actuator-sensor combination;
- einen Lösungsmittel-Detektor;  a solvent detector;
- künstlicher Muskel;  - artificial muscle;
- Stent.  - stent.
Das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk kann beispielsweise als temperatursensitiver Aktor verwendet werden, beispielsweise in Form von Brandschutzklappen oder Rauchschutzklappen, welche durch die Eigenschaften des Polymernetzwerkes ab einer fest eingestellten Schalttemperatur automatisch und ohne Energieversorgung, Steuerung oder dergleichen geschlossen werden können. The polymer or polymer network according to the invention can be used, for example, as a temperature-sensitive actuator, for example in the form of fire dampers or smoke dampers, which can be closed automatically and without power supply, control or the like by the properties of the polymer network from a set switching temperature.
Ferner kann das Polymer oder Polymernetzwerk für medizinische Anwendungen verwendet werden. Zum Beispiel kann das Polymer oder Polymernetzwerk als temperatursensitiver Aktor zum Abklemmen von Wunden verwendet werden, beispielsweise in Form eines Riemens, welcher aus einem Material geformt ist, welches das erfmdungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk aufweist. Der Riemen kann dabei beispielsweise zum Abklemmen oder Abschnüren von Extremitäten bei Schlagaderverletzungen verwendet werden, wobei das Polymer oder Polymernetzwerk des Riemens beispielsweise eine Triggertemperatur von 30 0C aufweist, so dass sich nach dem Anlegen des Riemens und nach dem Aufbringen der Triggertemperatur von 30 0C der Riemen selbständig zuzieht. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass der Druck, welcher der Riemen auf die abzuklemmende Wunde ausüben soll, optimal eingestellt werden kann, indem die Dauer der aufgebrachten Triggertemperatur variiert werden kann, da mit der Dauer der Triggertemperatur die Anzahl der zu zerreißenden zerreißbaren Kristalle beeinflusst werden kann, so dass damit auch die Rückstelldehnung durch die kollabierten Kristalle eingestellt werden kann. Wird eine Temperatur unterhalb der Tiggertemperatur auf das Polymer oder Polymernetzwerk aufgebracht, so wird das Zerreißen der Kristalle gestoppt, was gleichzeitig bedeutet, dass die Rückstelldehnung gestoppt wird. Furthermore, the polymer or polymer network can be used for medical applications. For example, the polymer or polymer network may be more temperature sensitive Actuator be used for clamping wounds, for example in the form of a belt which is formed from a material having the inventive polymer or polymer network. The belt can be used for example for pinching or constriction of extremities in vein injuries, the polymer or polymer network of the belt, for example, has a trigger temperature of 30 0 C, so that after the application of the belt and after applying the trigger temperature of 30 0 C. pulling the belt independently. It is particularly advantageous that the pressure which the belt is to exert on the wound to be squeezed can be optimally adjusted by varying the duration of the applied trigger temperature, since the duration of the triggering temperature can influence the number of rupturable crystals to be ruptured , so that so that the restoring strain can be adjusted by the collapsed crystals. When a temperature below the tiger temperature is applied to the polymer or polymer network, the tearing of the crystals is stopped, which at the same time means that the recovery strain is stopped.
Weiter kann das Polymer oder Polymernetzwerk beispielsweise als Schrumpfmittel in Form eines Schrumpfschlauches, eines schwellbaren O-Ringes oder eines schwellbaren Dübels verwendet werden. Insbesondere ist die Verwendung von Schrumpfschläuchen mit einem besonders großen Schrumpf möglich. Ein radial gedehnter Schlauch hergestellt aus dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk kann durch die erfindungsgemäße dehnungsinduzierte Kristallisation vorzugsweise auf seinen 8-fachen bis 10-fachen Durchmesser bzw. seinen 8-fachen bis 10-fachen Umfang stabilisiert werden. Eine Erhöhung der Temperatur des Schrumpfschlauches oberhalb einer vorher eingestellten Triggertemperatur initiiert die Relaxation des Schrumpfschlauches beispielsweise bis in seinen Ausgangszustand. Dieser extrem große Schrumpf kann im Gegensatz zu herkömmlichen Schrumpfschläuchen beispielsweise zur Überbrückung großer Querschnittsunterschiede zur Verbindung von Rohren eingesetzt werden. Zur Bündelung von Kab elg emeng en kann die bi sher notwendig e Auswahl eine s g eeigneten Schrumpfschlauchquerschnittes entfallen und auch das Einfädeln der einzelnen Kabel kann deutlich erleichtert werden, da eine Schrumpfschlauchgröße des erfindungsgemäßen Schrumpfschlauches ein sehr breites Spektrum an Querschnitten abdecken kann. Neben der thermischen Induzierung des Schrumpfvorganges lässt sich bei diesen Schrumpfschläuchen der Schrumpfvorgang auch durch einen mechanischen Reiz, beispielsweise in Form eines axialen Reckens, initiieren. Further, the polymer or polymer network can be used, for example, as a shrinking agent in the form of a shrink tube, a swellable O-ring or a swellable anchor. In particular, the use of shrink tubing with a particularly large shrinkage is possible. A radially expanded tube made of the polymer or polymer network according to the invention can be stabilized by the strain-induced crystallization according to the invention preferably to its 8-fold to 10-fold diameter or its 8-fold to 10-fold extent. An increase in the temperature of the shrink tube above a previously set trigger temperature initiates the relaxation of the shrink tube, for example, to its initial state. This extremely large shrinkage can be used, for example, for bridging large cross-sectional differences for connecting pipes, in contrast to conventional shrink tubing. For the bundling of cables, the necessary selection of a suitable heat shrinkable tube cross section can be dispensed with and also the threading of the individual cables can be performed be significantly facilitated because a shrink tubing size of the shrink tube according to the invention can cover a very wide range of cross sections. In addition to the thermal inducing of the shrinking process, the shrinking process can also be initiated by a mechanical stimulus, for example in the form of an axial stretching in these heat-shrinkable tubing.
Ferner ist es möglich das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk als Temperatur- Threshold-Detektor (Temperatur-Schwellwert-Detektor) zu verwenden. Ein derartiger Temperatur-Threshold-Detektor kann als Nachweis einer Überschreitung einer Maximaltemperatur verwendet werden. Dafür wird das Polymer oder Polymernetzwerk durch Dehnen kristallisiert und die Triggertemperatur der dabei entstehenden zerreißbaren Kristalle derart eingestellt, dass diese gleich der zu detektierenden Temperatur ist. Bei Überschreiten der Triggertemperatur relaxiert das Polymer oder Polymernetzwerk des Temperatur- Threshold-Detektors von einer vorzugsweise 1000 %-igen Dehnung in dem entspannten Zustand zurück in seinen Ausgangszustand. Das Überschreiten der Triggertemperatur kann beispielsweise durch das Zusammenziehen des Temperatur-Threshold-Detektors angezeigt werden. Zusätzlich kann die bei der Rückstelldehnung von dem entspannten Zustand in den Ausgangszustand frei werdende mechanische Energie für aktuatorische Zwecke, zum Beispiel das Verstellen eines Zeigers, die Steuerung oder Regelung durch Öffnen oder Schließen von Ventilen oder Klappen, ausgenutzt werden, wobei in diesem Fall der Temperatur-Threshold- Detektor neben der sensorischen Aufgabe gleichzeitig als Aktuator dient. Furthermore, it is possible to use the polymer or polymer network according to the invention as a temperature threshold detector (temperature threshold detector). Such a temperature threshold detector can be used as proof of exceeding a maximum temperature. For this, the polymer or polymer network is crystallized by stretching and the trigger temperature of the resulting rupturable crystals is adjusted so that it is equal to the temperature to be detected. When the trigger temperature is exceeded, the polymer or polymer network of the temperature threshold detector relaxes from a preferably 1000% strain in the relaxed state back to its initial state. Exceeding the trigger temperature can be indicated, for example, by contraction of the temperature threshold detector. In addition, the mechanical energy released in the restoring stretch from the relaxed state to the initial state can be exploited for actuation purposes, for example the adjustment of a pointer, the control or regulation by opening or closing valves or flaps, in which case the temperature -Threshold detector next to the sensory task simultaneously serves as an actuator.
Beispielsweise kann ein solcher Temperatur-Threshold-Detektor als Sensor zur Überwachung von Kühl- und Tiefkühlketten verwendet werden. Die Qualität von Tiefkühl-, Gefrier- sowie Kühlprodukten wird nachhaltig von der Einhaltung bestimmter Maximaltemperaturen in der Kühlkette, vom Hersteller des gekühlten Produktes über den Einzelhandel bis hin zum Endverbraucher, beeinflusst. Dafür kann der Temperatur-Threshold-Detektor in Form einer dünnen Folie hergestellt werden, welche anschließend uniaxial oder biaxial gedehnt wird und in dem gedehnten Zustand zerreißbare Kristalle ausbildet. In diesem gedehnten Zustand verbleibt der Temperatur-Threshold-Detektor solange bis die eingestellte Triggertemperatur nicht überschritten wird. Der Temperatur-Threshold-Detektor wird ferner mit einem Aufdruck, zum Beispiel eines Siegels versehen, welches die Einhaltung der Kühlkette signalisiert. Der mit dem Aufdruck versehene Temperatur-Threshold-Detektor wird anschließend auf das gekühlte Produkt geklebt. Vor dem Aufkleben wird der Aufdruck vorzugsweise mit einem Schnittmuster versehen, welches eine Manipulation durch Umkleben oder gar eine Neuprogammierung verhindert. Beim Überschreiten der Triggertemperatur kann sich der Temperatur-Threshold-Detektor so stark zusammenziehen, dass der Aufdruck vom Produkt abgelöst wird bzw. unlesbar ist. For example, such a temperature threshold detector can be used as a sensor for monitoring refrigerated and frozen chains. The quality of frozen, frozen and refrigerated products is sustainably influenced by compliance with certain maximum temperatures in the cold chain, from the manufacturer of the refrigerated product through the retailer to the end consumer. For this purpose, the temperature threshold detector can be made in the form of a thin film, which is then uniaxially or biaxially stretched and forms tearable crystals in the stretched state. In this stretched state remains the temperature threshold detector until the set trigger temperature is not exceeded. The temperature threshold detector is further provided with a print, for example a seal, which signals compliance with the cold chain. The imprinted temperature threshold detector is then adhered to the cooled product. Before sticking the imprint is preferably provided with a pattern that prevents tampering or even re-groping. When the trigger temperature is exceeded, the temperature threshold detector can contract so much that the imprint is detached from the product or is illegible.
Weiter ist es möglich das Polymer oder Polymernetzwerk als Lösungsmitteldetektor zu verwenden, wobei hierbei der äußere Reiz durch eine Lösungsmitteldampf-Konzentration, beispielsweise in Form von Chloroform oder Toluol, gebildet wird, welche das Zerreißen von zerreißbaren Kristallen innerhalb des Lösungsmitteldetektors initiiert, so dass ein Schrumpfprozess ausgelöst wird. Der Schrumpfprozess geschieht in Abhängigkeit des verwendeten Lösungsmittels erst oberhalb bestimmter Temperaturen. Further, it is possible to use the polymer or polymer network as a solvent detector, in which case the external stimulus is formed by a solvent vapor concentration, for example in the form of chloroform or toluene, which initiates rupture of rupturable crystals within the solvent detector such that a shrinking process is triggered. The shrinking process happens depending on the solvent used above certain temperatures.
Ferner ist es möglich das Polymer oder Polymernetzwerk als Kühlmittel oder als Wärmepumpe zu verwenden, wobei die beim Zerreißen der zerreißbaren Kristalle benötigte endotherme Wärmetönung von etwa 14 J/g zur Kühlung verwendet werden kann. Unabhängig von externen Energiequellen setzt die Kühlung nur beim Überschreiten der in weiten Grenzen einstellbaren Triggertemperatur ein. Die Verwendung solcher Polymernetzwerke als Kühlmittel kann beispielsweise in Form von Kühlakkus oder Kühlkompressen erfolgen. Die Verwendung solcher Polymernetzwerke als Wärmepumpe kann beispielsweise in Kühlschränken oder Klimaanlagen erfolgen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Further, it is possible to use the polymer or polymer network as a coolant or as a heat pump, wherein the endothermic heat of about 14 J / g needed to rupture the rupturable crystals can be used for cooling. Regardless of external energy sources, cooling only starts when the adjustable trigger temperature is exceeded. The use of such polymer networks as a coolant can take place, for example, in the form of cooling batteries or cooling compresses. The use of such polymer networks as a heat pump can be done for example in refrigerators or air conditioners. Brief description of the drawings
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine erste schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines schwellbaren O-Ringes; Fig. 1 is a first schematic representation of a first embodiment of a swellable O-ring;
Fig. 2 eine zweite schematische Darstellung der ersten Ausführungsform eines schwellbaren O-Ringes; Fig. 2 is a second schematic representation of the first embodiment of a swellable O-ring;
Fig. 3 eine erste schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines schwellbaren O-Ringes; 3 is a first schematic representation of a second embodiment of a swellable O-ring;
Fig. 4 eine zweite schematische Darstellung der zweiten Ausführungsform eines schwellbaren O-Ringes; Fig. 4 is a second schematic representation of the second embodiment of a swellable O-ring;
Fig. 5 eine erste schematische Darstellung eines schwellbaren Dübels; 5 is a first schematic representation of a swellable plug;
Fig. 6 eine zweite schematische Darstellung des in Fig. 5 gezeigten schwellbaren Dübels; FIG. 6 shows a second schematic illustration of the swellable anchor shown in FIG. 5; FIG.
Fig. 7 eine dritte schematische Darstellung des in Fig. 6 gezeigten schwellbaren Dübels; FIG. 7 shows a third schematic representation of the swellable anchor shown in FIG. 6; FIG.
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Temperatur-Threshold- Detektors; und 8 shows a schematic illustration of an embodiment of a temperature threshold detector; and
Fig. 9 eine schematische Darstellung der verschiedenen Zustände des erfindungsgemäßen Po lymernetzwerkes . Fig. 9 is a schematic representation of the various states of the invention Political network.
Das erfϊndungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk ist aus vernetzten Polymerketten aufbaut, mit der Besonderheit, dass das Netzketten-Molekulargewicht derart einstellbar ist, dass die Netzketten prinzipiell mit sich selbst und/oder mit benachbarten Netzketten kristallisierbar sind. Damit keine Kristallisation bereits im Ausgangszustand des Polymernetzwerkes einsetzt, muss ein Polymer zum Aufbau des Netzwerkes gewählt werden, welches nur sehr träge kristallisiert, insbesondere eine Kristallisationsrate von > 10~7 %/s bis < 10~3 %/s aufweist. Erst durch die Dehnung des Polymernetzwerkes und der damit einhergehenden Streckung und Parallelisierung der Polymerketten innerhalb des Polymernetzwerkes wird eine Kristallisation initiiert, bei der zerreißbare Kristalle innerhalb des Polymernetzwerks ausgebildet werden. Die kürzesten Netzketten, welche als erstes maximal gestreckt werden, dienen dabei als Kristallisationskeime, an die sich längere Netzketten mittels Rückfaltung anlagern können und somit Nadelkristalle, Lamellenkristalle oder Mizellenkristalle ausbilden können. Beim Entspannen des Polymernetzwerkes von dem gehaltenen, gedehnten Zustand in den entspannten Zustand verhindern die zerreißbaren Kristalle eine vollständige Relaxation des Polymers bzw. des Polymernetzwerkes. Erst durch einen äußeren Reiz wird die Kollabierungsschwelle der zerreißbaren Kristalle erreicht, beispielsweise durch Erhöhung der Temperatur oberhalb der Triggertemperatur, bei welcher die zerreißbaren Kristalle unter einer intrinsischen Spannung zerreißen, was zu einer vollständigen Relaxation des Polymernetzwerkes in seinen Ausgangszustand führt. Relaxation auslösende Reize können aber auch beispielsweise ein mechanisches Recken des Polymernetzwerkes senkrecht zur ursprünglichen Dehnungsrichtung, d.h. der Dehnungsrichtung bei Überführung des Polymernetzwerkes von seinem Ausgangszustand in den gedehnten Zustand, oder der Kontakt mit Lösungsmitteln oder Lösungsmitteldämpfen sein. Der Relaxationsprozess beim Zerreißen der zerreißbaren Kristalle ist durch eine endotherme Wärmetönung begleitet, welche zu einer Unterkühlung des Polymernetzwerkes deutlich unterhalb der Umgebungstemperatur führt. Bei thermischer Initiierung des Relaxationsprozesses, d.h. bei einem thermischen äußeren Reiz, ist die Triggertemperatur in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur beim Dehnen und Halten des Polymernetzwerkes und der Dehnungsrate bei der dehnungsinduzierten Kristallisation in weiten Grenzen konditionierbar. Dies ermöglicht eine exakte Programmierung des Triggerpunktes des Polymernetzwerks auf eine bestimmte Temperatur. Dabei handelt es sich um eine rein physikalische Konditionierung ein und desselben Materials bzw. Polymernetzwerkes, ohne eine Änderung der chemischen Konfiguration des Polymernetzwerkes. The polymer or polymer network according to the invention is composed of crosslinked polymer chains, with the particularity that the molecular weight of the chain is adjustable in such a way that the network chains can in principle be crystallized with themselves and / or with adjacent network chains. So that no crystallization already begins in the initial state of the polymer network, a polymer must be chosen for the construction of the network, which crystallizes only very slowly, in particular has a crystallization rate of> 10 ~ 7 % / s to <10 ~ 3 % / s. Only through the stretching of the polymer network and the concomitant stretching and parallelization of the polymer chains within the polymer network crystallization is initiated, are formed in the rupturable crystals within the polymer network. The shortest network chains, which are stretched as the first maximum serve as crystallization nuclei, to which longer networks can attach by means of refolding and thus can form needle crystals, lamellar crystals or micelle crystals. By relaxing the polymer network from the held, stretched state to the relaxed state, the rupturable crystals prevent complete relaxation of the polymer or polymer network. Only by an external stimulus is the collapse threshold of the rupturable crystals achieved, for example by raising the temperature above the triggering temperature at which the rupturable crystals rupture under an intrinsic stress, resulting in complete relaxation of the polymer network to its initial state. However, relaxation-triggering stimuli may also be, for example, mechanical stretching of the polymer network perpendicular to the original direction of elongation, ie the direction of elongation upon transfer of the polymer network from its initial state to the stretched state, or contact with solvents or solvent vapors. The relaxation process in the rupture of the rupturable crystals is accompanied by an endothermic heat of reaction, which leads to a hypothermia of the polymer network well below the ambient temperature. Upon thermal initiation of the relaxation process, ie, a thermal external stimulus, the trigger temperature is in Depending on the ambient temperature during stretching and holding the polymer network and the strain rate in the strain-induced crystallization can be conditioned within wide limits. This allows exact programming of the trigger point of the polymer network to a certain temperature. This is a purely physical conditioning of one and the same material or polymer network, without a change in the chemical configuration of the polymer network.
Basierend auf den facettenreichen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Polymernetzwerkes sind zahlreiche Technologien denkbar. Anwendungsgebiete umfassen insbesondere chirurgische Nähte. Aufgrund der beispielsweise enorm großen Schrumpfeigenschaften des Polymernetzwerkes und der damit einhergehenden großen lateralen Dickenzunahmen oder der exakten Programmierbarkeit der Kollabierungsschwelle, insbesondere der Triggertemperatur, eröffnen sich völlig neuartige Einsatzgebiete und Produktinnovationen. Based on the multi-faceted properties of the polymer network according to the invention, numerous technologies are conceivable. Areas of application include in particular surgical sutures. Due to the enormously large shrinkage properties of the polymer network and the associated large lateral thickness increases or the exact programmability of the collapse threshold, in particular the trigger temperature, completely new fields of application and product innovations open up.
Das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk kann beispielsweise für schwellbare Dichtringe, wie beispielsweise O-Ringe, verwendet werden, wobei beim Überschreiten einer bestimmten Triggertemperatur der Dichtring nachhaltig seine Dicke vergrößert und dadurch noch vorhandene bzw. neu entstandene Dichtungsspalten verschlossen werden können. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen schwellbaren O-Ring 10 hergestellt aus dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk, welcher beim Überschreiten einer bestimmten Triggertemperatur anschwillt, d.h. seine Dicke wesentlich vergrößert, wie das durch die Pfeile in Fig. 2 deutlich gezeigt ist. Dazu wird vorzugsweise zunächst ein Schlauch aus dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk hergestellt, welcher anschließend von seinem Ausgangszustand um etwa 1000 % gedehnt wird, so dass dieser bei mindestens 800 % Dehnung durch die einsetzende Kristallisation, d.h. der Ausbildung metastabiler Kristalle, stabilisiert wird. Um eine Verringerung des Schlauchdurchmessers beim Dehnen zu verhindern, wird vorzugsweise ein Führungsdorn in den Schlauch gesteckt. Aus dem Schlauch werden anschließend kurze Stücke geschnitten und diese als O-Ring 10 entweder auf das Rohr 12 aufgebracht oder in die Muffe 14 gesteckt, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Dicke des schwellbaren O-Ringes ist 10 dabei so einzustellen, dass das Rohr 12 und die Muffe 14 leicht ineinander steckbar sind. Nach dem Zusammenfügen von Rohr 12 und Muffe 14 besitzt das Rohrsystem bereits eine Grunddichtigkeit. Die in Fig. 2 gezeigte abschließende Schwellung des O-Rings 10, in Form einer Dickenzunahme und einer Breitenreduzierung, wird entweder durch Erwärmen der Muffe 14, beispielsweise mittels eines Heißluftföns, oder durch das Spülen des Rohrsystems mit heißem Wasser oder anderen Flüssigkeiten initiiert. Dabei ist es vorteilhafterweise möglich Dickenzunahmen von mehr als 300 % des O-Ringes zu erreichen. The polymer or polymer network according to the invention can be used, for example, for swellable sealing rings, such as O-rings, for example, wherein when a certain triggering temperature is exceeded, the sealing ring increases its thickness permanently and thereby still existing or newly formed sealing gaps can be closed. Fig. 1 and Fig. 2 show a swellable O-ring 10 made of the polymer or polymer network according to the invention, which swells when exceeding a certain trigger temperature, ie, its thickness substantially increased, as shown clearly by the arrows in Fig. 2. For this purpose, preferably a tube of the polymer or polymer network according to the invention is first prepared, which is then stretched from its initial state by about 1000%, so that this at least 800% elongation by the incipient crystallization, ie the formation of metastable crystals, is stabilized. In order to prevent a reduction of the tube diameter during stretching, a guide pin is preferably inserted into the tube. From the tube then short pieces are cut and applied as an O-ring 10 either on the tube 12 or inserted into the sleeve 14, as shown in Fig. 1. The fat The swellable O-ring 10 is to be adjusted so that the tube 12 and the sleeve 14 are easily plugged into each other. After joining tube 12 and sleeve 14, the pipe system already has a basic tightness. The final swelling of the O-ring 10 shown in Figure 2, in the form of a thickness increase and a width reduction, is initiated either by heating the sleeve 14, for example by means of a hot air dryer, or by purging the pipe system with hot water or other liquids. It is advantageously possible to achieve thickness increases of more than 300% of the O-ring.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine zweite Ausführungsform eines schwellbaren O-Ringes 10, wobei das Rohr 12 an seiner äußeren Oberfläche eine Verzahnung oder ein Gewinde 24 aufweist, mittels welcher die Festigkeit der Rohrverbindung erhöht werden kann, indem sich der schwellbare O-Ring 10 beim Schwellen innerhalb der Verzahnung ausbreitet. 3 and 4 show a second embodiment of a swellable O-ring 10, wherein the tube 12 on its outer surface has a toothing or a thread 24, by means of which the strength of the pipe joint can be increased by the swellable O-ring. Ring 10 spreads when swelling within the toothing.
Fig. 5 , Fig. 6 und Fig. 7 zeigen einen schwellbaren Dübel 16 hergestellt aus dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk, wobei dieser schwellbare Dübel 16 insbesondere für kritische Untergründe bzw. kritische Wände geeignet ist. Um in porösen Wänden bzw. nicht präzise gebohrten Löchern dübeln zu können, wird normalerweise Gips oder vergleichbare Produkte verwendet, um eine feste Verankerung des Dübels und damit der Schraube in der Wand gewährleisten zu können. Nachteilig dabei ist der relativ hohe Zeitaufwand, da vor dem Einschrauben der Schraube auf das Aushärten der Gipsmasse gewartet werden muss. Dieser Nachteil kann durch die Verwendung eines Hybrid-Dübels 16 gelöst werden. Dieser Hybrid-Dübel weist einen Standarddübel 18 und ein den Standarddübel umgebendes schwellbares Material 20 auf, wobei das schwellbare Material 20 aus dem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk hergestellt ist. Der Hybrid-Dübel 16 wird, wie in Fig. 6 gezeigt, in eine Bohrung 22 eingebracht und anschließend erwärmt, um eine Schwellung des schwellbaren Materials 20 zu initiieren, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Die Erwärmung kann bereits durch die beim Einschrauben der Schraube 22 in den Dübel 18 durch Erzeugung von Reibungswärme erfolgen oder zusätzlich mittels eines Heißluftföns erfolgen. Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 7 show a swellable dowel 16 made of the polymer or polymer network according to the invention, this swellable dowel 16 is particularly suitable for critical substrates or critical walls. In order to dowel in porous walls or holes not precisely drilled, plaster or similar products is usually used to ensure a firm anchorage of the dowel and thus the screw in the wall can. The disadvantage here is the relatively high expenditure of time since it must be waited before screwing the screw on the curing of the plaster. This disadvantage can be solved by the use of a hybrid dowel 16. This hybrid dowel has a standard dowel 18 and a swellable material 20 surrounding the standard dowel, wherein the swellable material 20 is made from the polymer or polymer network of the present invention. The hybrid dowel 16 is inserted into a bore 22 as shown in FIG. 6 and then heated to initiate swelling of the swellable material 20, as shown in FIG. The heating can already be done by screwing in the screw 22 in the dowel 18 by generating frictional heat or additionally by means of a Heißluftföns respectively.
Fig. 8 zeigt eine mögliche Ausführungsform für einen Temperatur-Threshold-Detektor 26 hergestellt aus dem erfmdungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk. Der Temperatur- Threshold-Detektor 26 ist vorzugsweise in Form eines Checkkartenformats ausgebildet und weist mehrere nebeneinander angeordnete dehnungsinduziert kristallisierte Streifen 28 aus einem Material aus einem erfindungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk auf, wobei jeder Streifen 28 eine andere Triggertemperatur aufweist. Die Streifen 28 sind jeweils zwischen zwei Kunststofffolien derart eingebracht, dass diese vorzugsweise an einer Seite befestigt werden und sich beim Überschreiten der jeweiligen Triggertemperatur derart zusammenziehen, dass ein zuvor noch durch den Streifen 28 verdecktes Fenster 30 geöffnet wird und die darunter aufgedruckte Triggertemperatur 32 sichtbar wird. Damit kann sichtbar gemacht werden, welche Temperatur überschritten wurde. Bei diesem Beispiel wurde eine Temperatur von - 1 5 0C überschritten. Dadurch, dass jeder Streifen 28 eine andere Triggertemperatur aufweist, können überschrittene Temperaturen in einem weiten Bereich angezeigt werden. Fig. 8 shows a possible embodiment for a temperature threshold detector 26 made of the inventive polymer or polymer network. The temperature threshold detector 26 is preferably in the form of a check card format and has a plurality of adjacently arranged strain-induced crystallized strips 28 of a material of a polymer or polymer network according to the invention, each strip 28 having a different trigger temperature. The strips 28 are each introduced between two plastic films in such a way that they are preferably fastened to one side and contract when the respective triggering temperature is exceeded in such a way that a window 30 which has previously been hidden by the strip 28 is opened and the triggering temperature 32 printed thereunder becomes visible , This can be made visible, which temperature has been exceeded. In this example, a temperature of - 1 5 0 C was exceeded. Because each strip 28 has a different trigger temperature, exceeded temperatures can be displayed in a wide range.
Fig . 9 zeigt eine schematische Darstellung der verschiedenen Zustände des erfindungsgemäßen Polymernetzwerkes 32. Das Polymer oder Polymernetzwerk 32 besteht vorzugsweise aus einem gummielastischen Material, welches unter Dehnung kristallisiert und in diesem gedehnten, vorübergehenden Zustand 34 verharrt, bis durch einen äußeren Reiz die vollständige Relaxation, d.h. die vollständige Rückkehr des Polymernetzwerkes 32 in seinen ungedehnten Ausgangszustand 36 initiiert wird. Bei der Relaxation des gedehnten Polymernetzwerkes 32 durch Auslösung eines äußeren Reizes kann ein Schrumpfverhältnis des Polymernetzwerkes von bis zu 10 : 1 , angedeutet durch die Pfeile 38, und ein Schwellverhältnis des Polymernetzwerkes von bis zu 1 :3, angedeutet durch den Pfeil 40, erreicht werden. Das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk zeichnet sich somit durch besonders gute Formungseigenschaften aus. Ferner ist es bei dem erfmdungsgemäßen Polymer oder Polymernetzwerk möglich eine in weiten Grenzen physikalisch konditionierbare Triggertemperatur einzustellen und es ist möglich, das erfindungsgemäße Polymer oder Polymernetzwerk als Kältespeicher auszunutzen. Fig. 9 shows a schematic representation of the various states of the polymer network 32 according to the invention. The polymer or polymer network 32 is preferably made of a rubber-elastic material which crystallizes under strain and remains in this stretched, transient state 34 until full relaxation, ie, relaxation, results from an external stimulus complete return of the polymer network 32 to its unstretched initial state 36 is initiated. In the relaxation of the stretched polymer network 32 by triggering an external stimulus, a shrinkage ratio of the polymer network of up to 10: 1, indicated by the arrows 38, and a threshold ratio of the polymer network of up to 1: 3, indicated by the arrow 40, can be achieved , The polymer or polymer network according to the invention is therefore distinguished by particularly good molding properties. Further, in the polymer or polymer network of the present invention, it is possible to physically physically vary It is possible to use the polymer or polymer network according to the invention as a cold storage.
Beispiel example
Es wird ein Polymer oder Polymernetzwerk eines 1,4-cis-Polyisoprens (Naturkautschuk) verwendet. Zur Erzeugung des konkreten Beispiel-Netzwerks, wird ein Naturkautschuk SMRlO (Standard Malaysian Rubber) mit 0,02 [Gew.]% Schwefel, 0,02 [Gew.]% Beschleuniger CBS (N-cyclohexyl-2benzothiazole Sulfenamide CAS#95-330) und 0,8% Antioxidans 6PPT (N-(l,3dimethylbutyl)-N-phenyl-p-phenyldiamine CAS# 793-24-8) mit Hilfe einer beheizbaren Doppelrollenwalze bei 100 0C für 15 min mastifiziert und anschließend bei 140 0C mit Hilfe einer Heißpresse für 15 min zu 3 mm dicken Platten vulkanisiert. A polymer or polymer network of a 1,4-cis polyisoprene (natural rubber) is used. To generate the specific example network, a natural rubber SMR10 (standard Malaysian Rubber) with 0.02 [wt.]% Sulfur, 0.02 [wt.]% Accelerator CBS (N-cyclohexyl-2benzothiazole sulfenamides CAS # 95-330 ) and 0.8% antioxidant 6PPT (N- (l, 3dimethylbutyl) -N-phenyl-p-phenyldiamine CAS # 793-24-8) using a heatable double roller roller at 100 0 C mastifiziert for 15 min and then at 140 0 C using a hot press for 15 min to 3 mm thick plates vulcanized.
Dieses Polymer oder Polymernetzwerk wird mit einer Dehnungsrate von 1000 %/s von dem Ausgangszustand in einen gedehnten Zustand überführt. Dies erfolgt bei einer Umgebungstemperatur von 23 0C. Das gedehnte Polymer oder Polymernetzwerk wird anschließend mit einer Haltezeit von 1 min in dem gedehnten Zustand gehalten. Anschließend erfolgt ein Entspannen des Polymernetzwerkes mit einer Relaxationsrate von 100 %/s von dem gehaltenen, gedehnten Zustand in einen entspannten Zustand. In dem entspannten Zustand weist das Polymer oder Polymernetzwerk noch eine Dehnung von 800 % gegenüber dem Ausgangszustand auf. Das derart bearbeitete Polymer oder Polymernetzwerk aus 1,4-cis- Polyisopren weist eine Triggertemperatur von 28 0C und eine endotherme Wärmetönung beim Zerreißen der Kristalle und der vollständigen Rückkehr in den ursprünglichen Zustand von etwa 9 J/g auf. This polymer or polymer network is transferred from the initial state to a stretched state at a strain rate of 1000% / s. This is done at an ambient temperature of 23 ° C. The stretched polymer or polymer network is then held in the stretched state for a holding time of 1 minute. Subsequently, a relaxation of the polymer network takes place with a relaxation rate of 100% / s of the held, stretched state in a relaxed state. In the relaxed state, the polymer or polymer network still has an elongation of 800% compared to the initial state. The thus-processed polymer or polymer network of 1,4-cis-polyisoprene has a trigger temperature of 28 0 C and an endothermic heat of reaction at break of the crystals and the complete return to the original state of about 9 J / g.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1. Ein Polymer oder Polymernetzwerk in einem gedehnten, formstabilen Zustand, mit einem in Abhängigkeit der Dehnungsrate und/oder der Umgebungstemperatur einstellbaren Triggerpunkt, wobei der Triggerpunkt innerhalb eines Bereichs eingestellt ist, der unterhalb der Temperatur des theoretischen Schmelzpunktes und oberhalb der 1. A polymer or polymer network in a stretched, dimensionally stable state, having a trigger point adjustable as a function of strain rate and / or ambient temperature, the trigger point being set within a range below the theoretical melting point temperature and above the theoretical melting point temperature
Umgebungstemperatur liegt, wobei das Polymer oder Polymernetzwerk in einem gespannten, formstabilen Zustand, verbleibt, wobei durch Auslösung des Triggers die Kristalle des Polymers oder Polymernetzwerks zerreißen, wobei sich das gespannte Polymer oder Polymernetzwerk entspannt und sich das Polymer oder Polymernetzwerk bei der Relaxation vom formstabilen, gedehnten Zustand in den ungedehnten Zustand abkühlt und zwar unterhalb der Umgebungstemperatur.  Ambient temperature, wherein the polymer or polymer network remains in a taut, dimensionally stable condition, whereby triggering of the trigger ruptures the crystals of the polymer or polymer network, thereby relaxing the taut polymer or polymer network and rendering the polymer or polymer network dimensionally stable upon relaxation; stretched state in the unstretched state cools below the ambient temperature.
2. Polymer oder Polymernetzwerk nach Anspruch 1, wobei die Dehnung des Polymers oder Polymernetzwerks im gespannten, formstabilen Zustand > 30% bis < 95%, vorzugsweise > 40% bis < 90%, weiter bevorzugt > 45% bis < 85%, noch weiter bevorzugt > 50% bis < 80%, weiterhin bevorzugt > 55% bis < 75 % und außerdem bevorzugt > 60% bis < 70% von der maximalen Zerreißdehnung des Polymers oder des Polymernetzwerks ausmacht. 2. polymer or polymer network according to claim 1, wherein the elongation of the polymer or polymer network in the tense, dimensionally stable state> 30% to <95%, preferably> 40% to <90%, more preferably> 45% to <85%, even further preferably> 50% to <80%, more preferably> 55% to <75% and more preferably> 60% to <70% of the maximum elongation at break of the polymer or of the polymer network.
3. Polymer oder Polymernetzwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei die endotherme 3. polymer or polymer network according to claim 1 or 2, wherein the endothermic
Wärmetönung in Folge des Zerreißens der Kristalle und der Relaxation in den  Congestion as a result of the rupture of the crystals and the relaxation in the
ursprünglichen Zustand > 0,1 J/g bis < 100 J/g, vorzugsweise > 1 J/g bis < 90 J/g, weiter bevorzugt > 5 J/g bis < 70 J/g und insbesondere bevorzugt > 7 J/g bis < 50 J/g ausmacht.  original state> 0.1 J / g to <100 J / g, preferably> 1 J / g to <90 J / g, more preferably> 5 J / g to <70 J / g, and particularly preferably> 7 J / g to <50 J / g.
4. Polymer oder Polymernetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zur Ausbildung von zerreißbaren Kristallen geeigneten Polymere oder Polymernetzwerke eine Kristallisationsrate von > 10"7 %/s bis < 100 %/s, vorzugsweise von > 10"5 %/s bis < 70 %/s, und insbesondere von > 10"4 %/s bis < 50 %/s aufweisen. 4. Polymer or polymer network according to any preceding claim, wherein the of forming rupturable crystals suitable polymers or polymer networks a crystallization rate of> 10 "7% / s to <100% / s, preferably of>10" 5% / s to < 70% / s, and in particular from> 10 "4 % / s to <50% / s.
5. Polymer oder Polymernetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zerreißbaren Kristalle durch Dehnen des Polymers oder des Polymernetzwerkes ausgebildet werden, und das Polymer oder Polymernetzwerk in dem gedehnten Zustand mit einer Haltezeit von > 0 s bis < 1 d, vorzugsweise > 0,05 s bis < 12 h, weiter bevorzugt > 0,1 s bis < 6 h, noch bevorzugt > 0,5 s bis < 3 h, weiterhin bevorzugt > 1 s bis < 1 h, weiterhin bevorzugt > 2 s bis < 50 min, weiterhin bevorzugt > 5 s bis < 40 min, weiterhin bevorzugt > 10 s bis < 30 min, weiterhin bevorzugt > 15 s bis < 20 min, weiterhin bevorzugt > 20 s bis < 10 min, weiterhin bevorzugt > 30 s bis < 5 min, weiterhin bevorzugt > 40 s bis < 2 min, weiterhin bevorzugt > 50 s bis < 1 min, gehalten wird. Polymer or polymer network according to one of the preceding claims, wherein the rupturable crystals are formed by stretching the polymer or the polymer network, and the polymer or polymer network in the stretched state with a holding time of> 0 s to <1 d, preferably> 0, 05 s to <12 h, more preferably> 0.1 s to <6 h, more preferably> 0.5 s to <3 h, further preferably> 1 s to <1 h, further preferably> 2 s to <50 min , furthermore preferably> 5 s to <40 min, more preferably> 10 s to <30 min, further preferably> 15 s to <20 min, further preferably> 20 s to <10 min, further preferably> 30 s to <5 min , furthermore preferably> 40 s to <2 min, more preferably> 50 s to <1 min., Is maintained.
6. Polymer oder Polymernetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Temperaturbereich der physikalisch variablen Triggerpunkte, vorzugsweise durch den Gehalt an Additiv/en, die zur Senkung oder Erhöhung der Glasübergangstemperatur und/oder Erniedrigung oder Erhöhung der Kristallisationsrate des Polymers oder Polymernetzwerkes geeignet sind, verschiebbar und/oder erweiterbar und/oder verringerbar ist. 6. Polymer or polymer network according to one of the preceding claims, wherein the temperature range of the physically variable trigger points, preferably by the content of additive (s) which are suitable for lowering or increasing the glass transition temperature and / or lowering or increasing the crystallization rate of the polymer or polymer network, displaceable and / or expandable and / or reducible.
7. Polymer oder Polymernetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Temperaturbereich der physikalisch variablen Triggerpunkte mittels der bei der Dehnung verwendeten Dehnungsrate und/oder mittels der bei der Dehnung herrschenden Umgebungstemperatur einstellbar ist. 7. polymer or polymer network according to one of the preceding claims, wherein the temperature range of the physically variable trigger points by means of the strain rate used in the expansion and / or by means of the prevailing at the strain ambient temperature is adjustable.
8. Polymer oder Polymernetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich bei dem Polymer oder Polymernetzwerk mit zerreißbaren Kristalle dessen Transparenz im Wellenlängenbereich von ldm bis lnm bei Raumtemperatur gegenüber dem Polymer oder Polymernetzwerk ohne zerreißbare Kristalle um einen Faktor von 1000 bis 1,12, bevorzugt um einen Faktor von 100 bis 1,5, besonders bevorzugt um einen Faktor von 10 bis 1 verringert. Polymer or polymer network according to one of the preceding claims, wherein in the polymer or polymer network with rupturable crystals whose transparency in the wavelength range of ldm to lnm at room temperature over the polymer or polymer network without rupturable crystals by a factor of 1000 to 1.12, preferred reduced by a factor of 100 to 1.5, more preferably by a factor of 10 to 1.
9. Polymer oder Polymernetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Polymer oder Polymernetzwerk nach der Dehnung im gespannten, formstabilen, kristallisierten Zustand einen Kristallinitätsgrad von > 1 % bis < 80 %, bevorzugt von > 5 % bis < 50 %, besonders bevorzugt von > 10 % bis < 30 %, aufweist. 9. polymer or polymer network according to one of the preceding claims, wherein the polymer or polymer network after stretching in the tense, dimensionally stable, crystallized state a degree of crystallinity of> 1% to <80%, preferably from> 5% to <50%, more preferably from > 10% to <30%.
10. Polymer oder Polymernetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei > 10 % bis10. polymer or polymer network according to one of the preceding claims, wherein> 10% to
< 100 %, vorzugsweise > 15 % bis < 95 %, weiter bevorzugt > 20 % bis < 80 %, noch weiter bevorzugt > 30 % bis < 70 %, und insbesondere bevorzugt > 40 % bis < 60 %, aller Kristalle des Polymers oder des Polymernetzwerks im gespannten, formstabilen, Zustand in die Streckrichtung des Polymers oder des Polymernetzwerks ausgerichtet sind. <100%, preferably> 15% to <95%, more preferably> 20% to <80%, even more preferably> 30% to <70%, and particularly preferably> 40% to <60%, of all crystals of the polymer or of the polymer network are oriented in the stretched, dimensionally stable, state in the stretching direction of the polymer or of the polymer network.
11. Polymer oder Polymernetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die in dem gespannten, formstabilen, Zustand vorliegenden Kristalle mit einem Anteil von > 5 % bis11. Polymer or polymer network according to one of the preceding claims, wherein the crystals present in the stressed, dimensionally stable, state have a proportion of> 5% to
< 100 %, vorzugsweise > 20 % bis < 90 %, weiter bevorzugt > 30 % bis < 80 %, noch weiter bevorzugt > 40 % bis < 70 %, und insbesondere bevorzugt > 50 % bis < 60 %, Lamellenkristalle sind, und vorzugsweise die Lamellenkristalle eine Lamellendicke von > 1 nm bis < 50 nm, bevorzugt von > 3 nm bis < 30 nm, besonders bevorzugt von > 5 nm bis < 25 nm, aufweisen. <100%, preferably> 20% to <90%, more preferably> 30% to <80%, even more preferably> 40% to <70%, and particularly preferably> 50% to <60%, lamellar crystals are, and preferably the lamellar crystals have a lamella thickness of> 1 nm to <50 nm, preferably from> 3 nm to <30 nm, particularly preferably from> 5 nm to <25 nm.
12. Polymer oder Polymernetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Polymer oder Polymernetzwerk aus wenigstens einem Polymer ausgewählt aus der folgenden Gruppe umfassend: konfigurativ-kristallisationsfähige Polymere, isotaktische Polymere, s y n d i otaktische Polymere, Naturkautschuk, Polyisopren, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat, isotaktisches Polystyrol und/oder ein Copolymer gebildet ist. A polymer or polymer network according to any one of the preceding claims wherein the polymer or polymer network is selected from the group consisting of: configurationally crystallizable polymers, isotactic polymers, syndiotactic polymers, natural rubber, polyisoprene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, isotactic polystyrene and / or a copolymer is formed.
13. Verfahren zum Einstellen eines Triggerpunktes von zerreißbaren Kristallen innerhalb eines Polymers oder Polymernetzwerks nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend die folgenden Schritte: 13. A method for adjusting a trigger point of rupturable crystals within a polymer or polymer network according to any one of claims 1 to 12, comprising the following steps:
A) Bereitstellen eines Polymers oder Polymernetzwerkes; A) providing a polymer or polymer network;
B) Überführen des Polymers oder Polymernetzwerkes von einem ungedehnten Ausgangszustand in einen gedehnten Zustand, vorzugsweise mittels einer Dehnungsrate des Polymernetzwerkes von > 10~7 %/s bis < 107 %/s; B) transferring the polymer or polymer network from an unstretched initial state to a stretched state, preferably by means of an expansion rate of the polymer network of> 10 ~ 7 % / s to <10 7 % / s;
C) Halten des Polymers oder Polymernetzwerkes in dem gedehnten Zustand, vorzugsweise mit einer Haltezeit von > 0 s bis < 1 d, vorzugsweise > 0,05 s bis < 12 h, weiter bevorzugt > 0,1 s bis < 6 h, noch bevorzugt > 0,5 s bis < 3 h, weiterhin bevorzugt > 1 s bis≤ 1 h, weiterhin bevorzugt > 2 s bis < 50 min, weiterhin bevorzugt > 5 s bis < 40 min, weiterhin bevorzugt > 10 s bis < 30 min, weiterhin bevorzugt > 15 s bis < 20 min, weiterhin bevorzugt > 20 s bis < 10 min, weiterhin bevorzugt > 30 s bis < 5 min, weiterhin bevorzugt > 40 s bis < 2 min, weiterhin bevorzugt > 50 s bis < 1 min; C) maintaining the polymer or polymer network in the stretched state, preferably with a hold time of> 0 s to <1 d, preferably> 0.05 s to <12 h, more preferably> 0.1 s to <6 h, even more preferred > 0.5 s to <3 h, more preferably> 1 s to ≦ 1 h, further preferably> 2 s to <50 min, further preferably> 5 s to <40 min, further preferably> 10 s to <30 min, furthermore preferably> 15 s to <20 min, more preferably> 20 s to <10 min, further preferably> 30 s to <5 min, further preferably> 40 s to <2 min, further preferably> 50 s to <1 min;
D) Überführen des Polymers oder Polymernetzwerkes von dem gedehnten Zustand in einen entspannten Zustand, vorzugsweise bei einer Relaxationsrate von > 10 7 %/s bis < 107 %/s, wobei im entspannten Zustand das Polymer oder Polymernetzwerk Kristalle in einem formstabilisierenden Zustand aufweist, D) transferring the polymer or polymer network from the stretched state to a relaxed state, preferably at a relaxation rate of> 10 7 % / s to <10 7 % / s, wherein in the relaxed state the polymer or polymer network has crystals in a shape stabilizing state,
E) optional Abkühlen des gedehnten Polymers oder Polymernetzwerkes von einer Temperatur oberhalb des Triggerpunktes auf eine Temperatur auf oder unterhalb des Triggerpunktes, wobei Schritt E) vor, während und/oder nach Schritt D) ausführbar ist. E) optionally cooling the stretched polymer or polymer network from a temperature above the trigger point to a temperature at or below the trigger point, wherein step E) is executable before, during and / or after step D).
14. Verwendung eines Polymers und/oder Polymernetzwerks nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in und/oder bei: 14. Use of a polymer and / or polymer network according to one of claims 1 to 12 in and / or in:
- Mittel mit Dimensionsänderungseigenschaften,  - agents with dimensional change properties,
- schwellbares Material zum Einsatz als Dichtmittel;  - swellable material for use as a sealant;
- Temperatur-Threshold-Detektor;  - temperature threshold detector;
- Schrumpfschlauch;  - shrink tubing;
- Kältespeicher;  - cold storage;
- Wärmepumpe;  - heat pump;
- Aktor;  - actor;
- Aktor- Sensor-Kombination;  - actuator-sensor combination;
- einen Lösungsmittel-Detektor;  a solvent detector;
- künstlicher Muskel;  - artificial muscle;
- Stent.  - stent.
15. Artikel aufweisend ein Polymer und/oder Polymernetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12. 15. An article comprising a polymer and / or polymer network according to any one of claims 1 to 12.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2783834A1 (en) * 2013-03-25 2014-10-01 Technische Universität Dortmund Polymer or polymer network
DE102017103060A1 (en) 2017-02-15 2018-08-16 Technische Universität Dortmund Method for producing high modulus and high strength polyesters
US10647812B2 (en) 2015-06-05 2020-05-12 The University Of Rochester Shape-memory polymers and methods of making and use thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62192440A (en) * 1986-02-18 1987-08-24 Kuraray Co Ltd Shape memory molding and use thereof
US4831094A (en) * 1982-09-20 1989-05-16 Societe Chimique Des Charbonnages, S.A. Articles having shape recovering properties and a method for using it
US5189110A (en) * 1988-12-23 1993-02-23 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Shape memory polymer resin, composition and the shape memorizing molded product thereof
EP1550690A1 (en) * 2002-10-08 2005-07-06 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Heat-schrinkable film
WO2006086011A2 (en) * 2004-08-27 2006-08-17 University Of Connecticut Crosslinked liquid crystalline polymer, method for the preparation thereof, and articles derived therefrom
WO2009095434A1 (en) * 2008-01-30 2009-08-06 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Method for programming a shape memory polymer while defining the switch temperature by selection of the programming temperature

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4831094A (en) * 1982-09-20 1989-05-16 Societe Chimique Des Charbonnages, S.A. Articles having shape recovering properties and a method for using it
JPS62192440A (en) * 1986-02-18 1987-08-24 Kuraray Co Ltd Shape memory molding and use thereof
US5189110A (en) * 1988-12-23 1993-02-23 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Shape memory polymer resin, composition and the shape memorizing molded product thereof
EP1550690A1 (en) * 2002-10-08 2005-07-06 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Heat-schrinkable film
WO2006086011A2 (en) * 2004-08-27 2006-08-17 University Of Connecticut Crosslinked liquid crystalline polymer, method for the preparation thereof, and articles derived therefrom
WO2009095434A1 (en) * 2008-01-30 2009-08-06 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Method for programming a shape memory polymer while defining the switch temperature by selection of the programming temperature

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BRUNO VOLLMERT: "Grundriss der makromolekularen Chemie, Band IV, Makromolekulare Aggregatzustände", 31 December 1985, E- VOLLMERT-VERLAG, Karlsruhe, pages: 139 - 146, XP002597553 *
D. GÖRITZ, H.F. MÜLLER: "Zustandsänderungen von polymeren Netzwerken bei Orientierung", KOLLOID ZEITSCHRIFT & ZEITSCHRIFT FÜR POLYMERE, vol. 251, no. 11, 1 September 1973 (1973-09-01), pages 892 - 900, XP002597552 *
H. KÄUFER: "Arbeiten mit Kunststoffen, Bd. 2 Verarbeitung", 30 December 1981, WILHLEM KNAPP VERLAG, Düsseldorf, ISBN: 0387085521, pages: 160 - 165, XP002597554 *
MOHR R ET AL: "Initiation of shape-memory effect by inductive heating of magnetic nanoparticles in thermoplastic polymers", PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES (PNAS), NATIONAL ACADEMY OF SCIENCE, US LNKD- DOI:10.1073/PNAS.0600079103, vol. 103, no. 10, 7 March 2006 (2006-03-07), pages 3540 - 3545, XP002525755, ISSN: 0027-8424 *
Y. IKEDA: "Strain-Induced Crystallization of Crosslinked Natural Rubber", KGK KAUTSCHUK GUMMI KUNSTSTOFFE JULI/AUGUST 2007, 1 July 2007 (2007-07-01), Heidelberg, pages 363 - 367, XP002597551 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2783834A1 (en) * 2013-03-25 2014-10-01 Technische Universität Dortmund Polymer or polymer network
US10647812B2 (en) 2015-06-05 2020-05-12 The University Of Rochester Shape-memory polymers and methods of making and use thereof
DE102017103060A1 (en) 2017-02-15 2018-08-16 Technische Universität Dortmund Method for producing high modulus and high strength polyesters

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