Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffes. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung eines Kunst stoffes, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man Thioharnstoff und Formaldehyd und Kasein und Formaldehyd in Mischung in der Wärme kondensiert bis zur Bildung eines Gemisches durch Erhitzen härtbarer Kondensationsprodukte, und dass man diese Kondensationsprodukte durch Einwirkung von Hitze in den unlöslichen und unschmelz- baren Zustand überführt. Die Kondensation kann mit oder ohne Anwendung von Kon densationsmitteln vorgenommen werden.
Versucht man, einen Eiweissstoff, ins besondere Kasein, in eine konzentrierte Lö sung überzuführen, beispielsweise durch Ver rühren von einem Gewichtsteil Kasein mit zwei Gewichtsteilen 14 % iger Natronlauge, so erhält man einen zähen Teig. Behandelt man diesen zähen Teig mit Formaldehyd, so koaguliert er augenblicklich zu einer schwer weiter verarbeitbaren Masse.
Es wurde nun die überraschende Beobach- tung gemacht, dass der zähe Teig durch die Zu gabe von Thioharnstoff verflüssigt wird; er geht sofort nach dem Einrühren dieses Stof fes in eine wasserdünne Flüssigkeit über Das so hergestellte Sol hat unerwarteteres eise die technisch überaus wertvolle Eigenschaft, beim Zusammentreffen mit Formaldehyd in der Hitze nicht zu koagulieren, sondern durch Kondensation mit dem Aldehyd ein Xiisch- kolloid zu bilden.
Dieses Mischkolloid, welches überaus leicht entsteht, kann technisch in mannig facher Weise nutzbar gemacht werden. Insbesondere eignet es sich einerseits für die Herstellung -von Pressmassen, welche durch scheinende bis weisse, lichtbeständige, über aus hochwertige Presslinge liefern, anderseits für die Erzeugung von plastischen Massen im engeren Sinn (geformte Kunststoffe, zum Beispiel Platten oder Stäbe). Bei Durchfüh rung des Verfahrens kann man das Kasein dem Reaktionsansatz zugleich mit den an dern Ausgangsstoffen zusetzen oder während der Kondensation der Amidkomponente mit dem Formaldehyd in das Reaktionsgemisch eintragen.
Unerlässliche Bedingung für die Erzielung des angegebenen Effektes ist, dass das Kasein nöeh mit dem Formaldehyd zur Einwirkung gelangt und auf diese Weise ein Mischkolloid gebildet werden kann.
Das Kondensationsprodukt wird zweck mässig getrocknet und vermahlen. Es stellt dann ein weisses Pulver dar, das unter der vereinten oder getrennten Einwirkung von Hitze und Druck zu vollkommen lichtbestän digen, durchscheinenden bis weissen Press- körpern aller Art verpresst werden kann.
Solche Presslinge können als Ersatz von Milchglas, Porzellan usw., auf dem Gebiete der Galanterie- und Schmuckwaren und auf ähnlichen Gebieten, sowie als elektrotech nisches Isolationsmaterial in der weitest gehenden Weise Anwendung finden, ohne dass durch diese Aufzählung die vielseitige Verwendungsmöglichkeit erschöpft wäre, Die viskositätsvermindernde Wirkung des Thioharnstoffes auf Kasein ist auch bei der Erzeugung des Kondensationsproduktes in Form von Platten oder Stäben von Vorteil.
Die Herstellung der bekannten Kunst stoffe aus Eiweissstoffen, insbesondere Ka sein, geht in-der Weise vor sich, dass aus dem verwendeten Eiweissstoff ein Teig ge bildet wird, welcher zu Platten oder Stäben vorgeformt, hierauf der Einwirkung von Formaldehyd unjte(rworfen und schliesslich getrocknet wird. So gewonnene Kunststoffe besitzen eine Reihe von Fehlern, unter denen die Schwierigkeit der Erzeugung dickerer Stücke, die Wasserempfindlichkeit, die schlechte Wärmebeständigkeit, die geringen elektrischen Festigkeiten vor allem störend sind.
Diese Nachteile können gemäss dem Verfahren der Erfindung vermieden werden, indem man zum Beispiel Thioharnstoff und eine trockene, Formaldehyd abgebende Sub stanz (wie Trioxymethylen) vermischt und unter Anwendung von Druck und Hitze, mit oder ohne Zugabe eines Kontaktmittels, zur wechselseitigen Einwirkung bringt. Hieran wird zweckmässig ein Trockenprozess ange schlossen.
<I>Aus f</I> ülarZCiegs <I>Beispiele</I> 1. 100 Gewichtsteile Kasein werden mit etwa 120 Gewichtsteilen Wasser verrührt, wobei ein körniger Brei entsteht. Hierauf setzt man<B>100</B> Gewichtsteile Thioharnstoff zu und erwärmt die Mischung gelinde. Dieser Thioharnstoffanteil hat zunächst nur den Zweck, die Masse zu verflüssigen, indem der körnige Kaseinbrei in eine fast wasserdünne Lösung übergeht, sowie der Thioharnstoff gelöst ist.
Die so hergestellte Kasein-Thioharnstoff- lösung wird nun in eine kochende Lösung von 100 Gewichtsteilen Thioharnstoff und 20,0 Gewichtsteilen Formaldehyd eingetragen und so lange erhitzt, bis sich ein härtbares Mischkolloid gebildet hat.
Zur weiteren Verarbeitung des Reaktions produktes können zwei verschiedene Wege eingeschlagen werden. Man setzt entweder die Erwärmung so lange fort, bis sich beim Erkalten ein hydrophobes Kondensations produkt .ausscheidet, was durch geeignete Einstellung der Wasserstoffionenkonzentra- tion befördert werden kann. Das so gewonnene harzige Mischkolloid wird hernach als solches durch Trocknen und Mahlen in ein Press- pulver übergeführt, und zwar vorzugsweise unter Zumischung von geeigneten Faser stoffen.
In anderer Weise kommt man zu einem solchen Press'pulver, indem man das harzige Mischkolloid in Lösung belässt und mit dieser Lösung Faserstoffe tränkt, um sie hernach zu trocknen und zu vermahlen. In beiden Fällen ergibt sich ein Presspulver, das durch Anwendung von Hitze und allen falls von Druck in den unlöslichen und un- schmelzbaren Zustand übergeführt wird. Es lässt sich beispielsweise in der Heisspresse zu Pressgegenständen der mannigfaltigsten Art verformen.
Das Verhältnis des Kaseins zum Thio- harnstoff einerseits und zum Formaldehyd anderseits kann in mannigfaltiger Weise verändert werden. 2. Zur Herstellung des Kondensations produktes als Formling, zum Beispiel von Platten oder Stäben, wird Thioharnstoff gemeinsam mit Kasein und Paraformal- dehyd innig verknetet, wobei die Mengen verhältnisse in weiten Grenzen schwanken können. Die so hergestellte Masse wird als dann, zum Beispiel in der Heisspresse, zu Platten oder Stäben verformt.
Durch die Einwirkung von Hitze und Druck in der Heisspresse erfolgt die Kondensation des Reaktionsgemisches und die Überführung in den unlöslichen und unschmelzbaren End zustand. Nach der Formgebung wird die Ware getrocknet und kann nun vielartig ver wendet werden. An Stelle von Paraform- aldehyd können auch andere Formaldehyd abspaltende Substanzen verwendet werden.
Sowohl die eingangs erwähnten Press- -pulver, sowie auch die vorstehend beschrie benen Formlinge können durch mechanische Einverleibung von Füll- und 7usatzstoffen aller Art in ihrem Aussehen und ihren Eigen schaften verschiedenartig beeinflusst werden. So können diese Produkte beispielsweise dank ihrer absoluten Lichtbeständigkeit mit organischen und anorganischen Farbstoffen in allen. Farbtönen gefärbt werden.
So wohl die aus den Presspulvern hergestellten Presslinge, als auch die plastischen Massen besitzen an sich schon sehr hohe mechanische Festigkeiten. Werden ihnen ausserdem noch faserige Stoffe anorganischer oder organi scher Natur in verarbeiteter oder unver arbeiteter Form. - also in Form von Papier, Geweben, Fasern, Flocken und dergleichen mechanisch einverleibt, so erhält man tech nische Werkstoffe mit guten mechanischen Festigkeiten.
Process for the production of a plastic. The subject of the invention is a process for the production of a synthetic material, which is characterized in that thiourea and formaldehyde and casein and formaldehyde are condensed in a mixture at high temperature until a mixture is formed by heating curable condensation products, and these condensation products are formed by the action transferred by heat to the insoluble and infusible state. The condensation can be carried out with or without the use of condensation agents.
If you try to convert a protein, in particular casein, into a concentrated solution, for example by stirring one part by weight of casein with two parts by weight of 14% sodium hydroxide solution, a tough dough is obtained. If you treat this tough dough with formaldehyde, it instantly coagulates to form a mass that is difficult to process.
The surprising observation has now been made that the tough dough is liquefied by the addition of thiourea; immediately after stirring in this substance it changes into a water-thin liquid. Unexpectedly, the sol produced in this way has the technically extremely valuable property of not coagulating when it comes into contact with formaldehyde in the heat, but rather forms a colloid through condensation with the aldehyde .
This mixed colloid, which arises extremely easily, can be made technically usable in many different ways. In particular, it is suitable on the one hand for the production of molding compounds, which deliver high-quality pellets through translucent to white, light-resistant, and on the other hand for the production of plastic compounds in the narrower sense (molded plastics, for example plates or rods). When the process is carried out, the casein can be added to the reaction mixture at the same time as the other starting materials or can be added to the reaction mixture during the condensation of the amide component with the formaldehyde.
An indispensable condition for the achievement of the stated effect is that the casein still has an effect with the formaldehyde and in this way a mixed colloid can be formed.
The condensation product is conveniently dried and ground. It then represents a white powder which, under the combined or separate action of heat and pressure, can be pressed into completely light-resistant, translucent to white compacts of all kinds.
Such compacts can be used as a substitute for milk glass, porcelain, etc., in the field of gallantry and jewelry and in similar areas, as well as electrotechnical insulation material in the most extensive way, without this listing the many possible uses would be exhausted The viscosity-reducing effect of the thiourea on casein is also advantageous when the condensation product is produced in the form of plates or rods.
The production of the known plastics from protein substances, in particular Ka, is carried out in such a way that a dough is formed from the protein substance used, which is preformed into plates or rods, then exposed to the action of formaldehyde and finally dried Plastics obtained in this way have a number of defects, among which the difficulty in producing thicker pieces, the sensitivity to water, the poor heat resistance and the low electrical strengths are particularly troublesome.
These disadvantages can be avoided according to the method of the invention by mixing, for example, thiourea and a dry, formaldehyde-releasing substance (such as trioxymethylene) and bringing them to reciprocal action using pressure and heat, with or without the addition of a contact agent. A drying process is expediently connected to this.
<I> From f </I> ülarZCiegs <I> Examples </I> 1. 100 parts by weight of casein are mixed with about 120 parts by weight of water, a granular paste being formed. <B> 100 </B> parts by weight of thiourea are then added and the mixture is gently heated. This thiourea component initially only has the purpose of liquefying the mass, in that the granular casein pulp changes into an almost water-thin solution as soon as the thiourea is dissolved.
The casein-thiourea solution produced in this way is then added to a boiling solution of 100 parts by weight of thiourea and 20.0 parts by weight of formaldehyde and heated until a hardenable mixed colloid has formed.
Two different routes can be used for further processing of the reaction product. The heating is either continued until a hydrophobic condensation product separates out on cooling, which can be promoted by suitable adjustment of the hydrogen ion concentration. The resinous mixed colloid obtained in this way is then converted as such into a pressed powder by drying and grinding, preferably with the addition of suitable fibers.
Such a press powder is obtained in a different way by leaving the resinous mixed colloid in solution and impregnating fiber materials with this solution in order to then dry and grind them. In both cases, the result is a press powder that is converted into the insoluble and non-meltable state by the application of heat and, if necessary, pressure. For example, it can be shaped into a wide variety of types of pressed objects in the hot press.
The ratio of casein to thiourea on the one hand and to formaldehyde on the other hand can be changed in a variety of ways. 2. To produce the condensation product as a molded article, for example from plates or rods, thiourea is kneaded intimately together with casein and paraformaldehyde, the proportions of which can vary within wide limits. The mass produced in this way is then shaped into plates or rods, for example in the hot press.
The action of heat and pressure in the hot press results in the condensation of the reaction mixture and the conversion into the insoluble and infusible end state. After shaping, the goods are dried and can now be used in a variety of ways. Instead of paraformaldehyde, other formaldehyde-releasing substances can also be used.
Both the press powder mentioned at the outset, as well as the moldings described above, can be influenced in various ways in their appearance and their properties by mechanical incorporation of fillers and additives of all kinds. For example, thanks to their absolute lightfastness, these products can contain organic and inorganic dyes in all. Shades to be colored.
Both the pellets produced from the pressed powders and the plastic masses already have very high mechanical strengths. Are they also fibrous substances of inorganic or organic cal nature in processed or unprocessed form. - So mechanically incorporated in the form of paper, fabrics, fibers, flakes and the like, one obtains technical materials with good mechanical strengths.