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Verfahren zur Darstellung Ton synthetischeti Kautschuk.
Im Patent Nr. 111. 858 ist ein Verfahren zur Darstellung von synthetischem Kautschuk geschützt, das auf der Emulgierung der zur Kautschukdarstellung geeigneten Kohlenwasserstoffe wie Butadien, Isopren, Dimethylbutadien u. dgl. mit wässerigen viskosen Flüssigkeiten und kolloidalen Lösungen und andern Emulgierungsmitteln in Gegenwart von Sauerstoff oder Sauerstoff abspaltenden Mitteln beruht.
Die zur Bildung solcher Emulsionen geeigneten Stoffe sind in erster Linie kolloide Emulsoide, wie z. B.
Eiweisskörper und ihre Verwandten, Kohlehydrate und andere Emulgierungsmittel.
Es wurde nun gefunden, dass solche Emulsionspolymerisationen mit organischen oder anorganischen Kolloidenin Wasser oderwasserhaltigem Dispersionsmittelbesonders gut verlaufen, wenn man den kolloiden Lösungen oder Suspensionen gleichzeitig einen oder mehrere geeignete Elektrolyte zusetzt.
Die durch Zusatz von Elektrolyten bei der Emulsionspolymerisation hergestellten Kautschuke zeigen im Gegensatz zu den nach andern Verfahren hergestellten bessere Plastizität, Form-und Walzbarkeit, sowie in vielen Fällen auch höhere Festigkeit. Naturgemäss beeinflussen die verschiedenen Elektrolytzusätze die Polymerisation verschieden, so z. B. bewirkt der Zusatz von anorganischen Säuren wie Salzsäure, schwefelige Säure, Phosphorsäure u. dgl. oder deren sauren Salzen wie Natriumbisulfit u. dgl. in Gegenwart von Eiweissverbindungen eine starke Beschleunigung der Polymerisation auch ohne Zusatz von Sauerstoff, Sauerstoff abspaltenden Mitteln oder andern Polymerisationsbeschleunigern.
Die Menge des Elektrolyten ist je nach der Empfindlichkeit des verwendeten Emulsionskolloids zu bemessen und darf naturgemäss nicht so gross sein, dass das Kolloid durch den Elektrolyten bei den gegebenen Polymerisationsbedingungen völlig ausgeflockt wird. Besonders geeignet für Polymerisationszwecke sind die organischen kolloiden Emulsoide wie z. B. Seifen, Eiweissstoffe, Kohlehydrate u. dgl. sowie anorganische Suspensoide wie Metalle, Metalloxyde u. dgl. mit kleinen Mengen sogenannter Schutzkolloide, die sogar bei erheblicher Elektrolytkonzentration in kolloider Lösung noch beständig sind, d. h. nicht ausflocken. Die Kolloide können auch in Mischungen untereinander benutzt werden. Die Elektrolyte können auch bei Polymerisationen in wässerigen Suspensionen, deren Dispersitätsgrad nicht in den kolloiden Bereich fällt (z.
B. bei einer Anschlemmung von feinverteilten Metalloxyden), mit Erfolg angewendet werden. Ebenfalls können auch natürlich vorkommende, meist schon Elektrolyte enthaltende kolloide Lösungen wie z. B. Milch verwendet werden, die dann bei weiterem Elektrolytzusatz noch erheblich besser bei der Polymerisation wirken. Unter Elektrolyten sind nach dieser Erfindung alle in Wasser löslichen Salze, Säuren oder Basen anorganischer oder organischer Natur zu verstehen, die in Lösung im Gegensatz zu den Kolloiden eine ausgesprochen Leitfähigkeit des elektrischen Stromes zeigen.
Bekanntlich reagieren die Elektrolyte mit den Kolloiden in Lösung durch Beeinflussung und Austausch ihrer elektrischen Ladung, häufig bilden dieselben mit den Kolloiden auch wohl definierte chemische Verbindungen wie z. B. neutrale Salze mit Eiweiss u. dgl. In diesem Falle kann man, anstatt das Kolloid und den Elektrolyten getrennt zuzusetzen, mit gleichem Erfolg die chemischen Verbindungen dieser Substanzen verwenden. Die wässerigen oder wasserhaltigen Kolloidelektrolytlösungen werden zweckmässig in der Wärme mit den zur Kautschukdarstellung geeigneten Kohlenwasserstoffen durch Bewegung der Mischungen emulsioniert und zur Polymerisation gebracht. Gut gebildete Emulsionen können auch einer ruhenden Polymerisation überlassen werden. Diese Polymerisationen können auch in Gegenwart von Sauerstoffgas oder Ozon oder Sauerstoff abspaltenden Mitteln (z.
B. bei Anwendung von Neutral-
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was in manchen Fällen vorteilhaft sein kann, um die Gelbbildung bzw. Ausflockung zu verhindern. Die bei den Polymerisationen verwendeten Temperaturen können in weiten Grenzen schwanken.
Zur Erläuterung des Verfahrens sollen folgende Beispiele dienen :
Beispiel 1 : 500 kg Dimethylbutadien werden mit 15 leg Eiweissalbumin und 2'5 leg Natriumphosphat in 100 kg Wasser bei 80 bis zur Beendigung der Polymerisation geschüttelt.
Beispiel 2 : 450 kg Isopren, 7'5 kg Leim, 2'5 leg Natriumsulfat und 100 leg Wasser werden in einer Sauerstoffatmosphäre einige Wochen geschüttelt.
Beispiel 3 : 450 kg Isopren, 7'5 leg Leim, 5 leg Kaliumjodid werden in einer Kohlensäureatmosphäre bei 600 einige Wochen geschüttelt.
Beispiel 4 : 100 Isopren, 3 leg Kaseinkalk und 30 leg Wasser werden bei 700 geschüttelt bis zur Beendigung der Polimerisation.
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werden in einer Sauerstoffatmosphäre einige Wochen bei 600 geschüttelt.
Beispiel 6 : 250 leg Isopren werden mit einer Lösung von 4 kg ölsaurem Alkali und 1'5 leg Natriumchlorid (oder einem andern Alkalihalogenid in 50 kg Wasser bei 60* geschüttelt. Der so erhaltene Kautschuk zeigt gegenüber dem ohne Alkalihalogenid hergestellten Polymerisat sehr gute Form-und Walzbarkeit.
Beispiel 7 : 100 kg Isopren, 3 kg Kasein, 2 kg 30% ige Essigsäure und 50 leg Wasser werden bei 600 geschüttelt. Dieser Kautschuk zeigt gegenüber dem ohne Essigsäure hergestellten Polymerisat sehr gute Form-und Walzbarkeit.
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beendet als mit Serumalbumin allein ohne Sulfosäure. Der Säurekautschuk zeigt weit bessere Walzbarkeit.
Beispiel 9 : 100 kg Isopren, 5 kg Saponin, 0#2 kg 30%ioge Essigsäure und 30 leg Wasser werden in einer Sauerstoffatmosphäre bei 700 geschüttelt. Dieser Kautschuk unterscheidet sich bezüglich Plastizität und Walzbarkeit vorteilhaft von dem ohne Essigsäure hergestellten.
Beispiel 10 : 687cg Erythren, 3 kg Kasein, 1 leg Malonsäure und 50 kg Wasser werden bei 70 geschüttelt. Dieser Kautschuk ist wesentlich plastischer und formbarer als der ohne Malonsäure polymerisierte.
Beispiel 11 : 100 kg Isopren, 2 kg Marseiller Seife, 1 kg essigsaures Natrium (oder ein anderes Alkali-oder Erdalkaliacetat) und 30 Wasser werden in der Schüttelmaschine auf zirka 600 erhitzt.
Dieser Kautschuk zeigt bessere Walzbarkeit als der ohne Acetat hergestellte.
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Emulsionskautschuk wird ausgewaschen, in üblicher Weise zu einem Fell verwalzt und vulkanisiert.
Beispiel 13 : 5 kg Kasein werden mit 0-16 kg Kalk in 100 1 Wasser gelöst und mit 10 1 3% iger Salzsäure versetzt, so dass der zunäckst beim Ansäuern entstehende Niederschlag sich grösstenteils wieder auflöst. Dann schüttelt man diese Kaseinlösung mit 100 kg Isopren einige Wochen bei 60 . Der so erhaltene Kautschuk lässt sich sehr gut auf der Walze verarbeiten und mischen, und zeigt in volkanisiertem Zustande gute Festigkeitseigenschaften.
Beispiel 14 : 2'5 kg Eiweissalbumin werden in 1001 Wasser gelöst, mit 11 Natriumbisulfitlauge (38% Na HS03 Gehalt) versetzt und mit 50 leg Isopren eine Woche nach Beispiel 12 behandelt.
Beispiel 15 : 2#5 kg Eiweissalbumin werden in 50 1 2%iger Phosphorsäure gelöst und mit 50 leg Isopren bis zur vollendeten Polymerisation bei 600 geschÜttelt.
Durch das obige Verfahren ist ein bequemerer Weg zur Beschleunigung der Polymerisation und Verbesserung der Qualität der Polymerisate gegeben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Darstellung von synthetischem Kautschuk, dadurch gekennzeichnet, dass man die zur Kautschukdarstellung geeigneten Kohlenwasserstoffe, wie Isopren, Butadien, Dimethylbutadien oder ihre Analogen u. dgl. für sich, oder in Mischungen miteinander in Gegenwart von wässerigen oder wasserhaltigen Suspensionen oder kolloiden Lösungen unter gleichzeitigem Zusatz eines oder mehrerer Elektrolyte polymerisiert.