Chemie der Vernetzung von EPDM mit Phenol-Formaldehyd-Harzen nach Untersuchungen an niedermolekularen Modellverbindungen: Bildung von inerten Spezies, Vernetzungsvorläufern und Vernetzungsstellen

Ethylidennorbornan (ENBH) als Modellsubstanz für EPDM und 2-Hydroxymethylphenol (HMP) bzw. 2.6-Di-(hydroxymethyl)-p-kresol für Resole (die ja bevorzugte Vernetzungsmittel für die dynamische Vulkanisation von PP/EPDM-Verschnitten zu TPVs darstellen) wurden unter kontrollierten Bedingungen miteinander umgesetzt und die erhaltenen Gemische über GC/MS mit anschließender Derivatisierung analysiert. Bei der Reaktion fallen Kondensationsprodukte R-phenol-[CH2-phenol]n-R' an (n= 0, 1 oder 2). Ist R oder R' = -CH2-C9H 13, liegt eine Vernetzungsvorstufe vor, mit R = R' = -CH2-C9H13 ist das Modell einer Vernetzungsstelle errichtet. Auch NMR-Spektren weisen auf das Vorliegen von Methylen- und Chromanbrücken in den Reaktionsprodukten hin, wobei ungeklärt bleibt, welche Faktoren die eine oder andere Richtung beeinflussen. Offenbar erfolgt die Addition des Phenols am sterisch am wenigsten gehinderten C(8)-Atom des ENBH, und durch Temperaturerhöhung oder Zusatz von Zinnchlorid wird die Umsetzung beschleunigt. Die Ergebnisse sprechen allgemein für einen kationischen Mechanismus mit Benzylkationen als reaktiven Zwischenstufen, deren Stabilität die Reaktivität des Olefins bestimmt (1-Decen oder hydriertes Dicyclopentadien sind deutlich weniger reaktionsfreudig als ENBH). Für den Ablauf der zur Vernetzung führenden Reaktionsfolgen ist eine vorliegende Ungesättigtheit unerlässlich, was eine Vulkanisation von EPM- oder PP-Ketten durch Resole ausschließt.