DE2233037A1

DE2233037A1 - Metalloxidfasern

Info

Publication number: DE2233037A1
Application number: DE2233037A
Authority: DE
Inventors: Simon James Harris
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1971-07-05
Filing date: 1972-07-05
Publication date: 1973-01-11
Also published as: BE785737A; GB1402544A; NL7209381A; DD97406A5; IT962415B; ZA724482B; FR2144760A1; LU65654A1; AU4410372A; ES404562A1

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. H. FINCKE DIPL.-I NG. H. BOHR DIPL.-ING, S. STAEGER

Fernruf: ·26 6060

β MÜNCHEN 5, Müllerstraße 31

5. JUL11972 2233037

Happe 229^5 Case im 24-068

Imperial Chemical Industries Ltd. Londoni Großbritannien

Meta 11 ox idf as em

Priorität: 5.

Großbritannien

Die Erfindung bezieht sich auf Motalloxidfasera und insbesondere auf die Hßratellung von gomiBohten Metalloxidfasern, welche in eine SpinelIforia überführt werden können.

209882/HU

SpimXl ist «in HagussiiiraölUiiVVMiivao.Td.d, i%^'.l,_:O_t ., eiWc άκ-r· Ausdruck "Spin&il" hat viol hol>-o"j?e V-aim-ndui-ig; gefunden, um nicht nur Spine11 selbst sondern auch aMc·?·;.· s&inisChte Metalloxid© 2U fcfciirieichnen, dia analogs Strukturen via MgAJ.^O^ aufweisen. Dar Ausdreuck Spinell soll auch Me.*? in di-eaßj? Bß~ schroibnng in diesem Binne verstanden vferclen- Spinelle tierden mit der allgemeinen Formel ABpO,, bezeichnet _y obwohl in der Praxin das Verhältnis von A und B stark variieren fcann. (Beispielsweise behalt Spinell selbst, MgAIgO^. seine charakteristiachö Spinellstruktur, wie sie weiten unten b®schrieben wird., bei, wonn das Verhältnis von AlpO^. zu MgO zwischen 1 und 3j5 liegt.) Wie im Spinell aelbst sind i und B gewöhnlich zweiwertig bziw. dreiwertig, obwohl Spinells _t in den©» A vierwertig lind B zweiwertig 1st oder Δ sechswerti ,3 und. B eAniferti/?' 1st., ebenfalls bekaont eind. Bei der charakteristiachefi Spinell-Struktur sind die Sauerstoff ionen in öiztem kubisch dicht gepackten Gitter vorhanden, wobai die Ionen des; Metalls B die oktaedriscb. koordinierten Stellen und die lonan des Metalls B die tetraedrisch koordinierten Stellen ©limoninen. Dsr Ausdruck "Spinoll" wie er in dieser Beschreibung venrewriet wird, uaiiaßt auch umgekehrte Spinelle, die durch BABCL₁ dar^osteilt v/ßrden_v da in Kristallen die str Verbindungen die Hai ft s der B-Akoino die tötraddriöch koordinierton Stellen einB^hiaan, während die verleibenden B-Atome gemeinsam mit allen λ-Atoraen die octaedrisch koordinierten Ställen oinnehmen. Gom-inchta Metalloxide mit Spinellstruktur kommen in der Natur vor. Einige können synthetisch dadurch hergeatel.lt werden, daß man die Oxide der Metalle A und B bei einöi* hohen Temperatur schm:U r,\;.. Sie können durch Röntgenstrahlenphotographien iiirar struktur als Spinall© charaltteriaiert wox'dan.

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ίο. dda? i&fifciirttheTi .< at ent ac Urn ft 1 098 595 ist trlie H vot ^feLg&feälutii-'cJ.ttu.-i.aluTii'-spinsiU.'-iiftfier». bekannt» wo bei eins

xi&t Ale Aluadiij.um- «ad jfe^esiumehlorid enthält ι öite-. wird unci öie erhaltenen Fasern auf eine hoho ΐο1ββϊ·ί»ίι.ΐτ· e.'tvij/JEf woi'dsa»

Is ^tJJrti* jitiGiiiGlT':' :"i? ül;o:nraacb.ßiider v/eiss ^afujulftix» daß gsmiachte 0.<idfal3ftS*Ä bti ftiö-iriGcii Terdp^r»türen hergeötellt t^erdeü köiiiien, \t.m~\ aiüii. diö fiistailcerLflkoinponenten von öinem Vorlauf er oder von

V&t¹).ättCere'-i abltiton,· die .in. einäia ürGam gelöst üiM.

der? Ärfindung ist also eiu Veriahrsn zur Herstellung fjeaiisehten ffetalloacidfuöisi'U, wrilclrse dadux'nli etisgefülirt \)χ::\⁴ .. daß man 6ii»ft Tlök03e Zusamnumsefcaurig in Faßern, verarboi* liöt* die au η eiiixr !.öaung eine ο Vorläufers eines ernten, spinellti'ldenden Metallo.tids λώυΙ eines Vorläufers eiuee aweiten spinell-'D^-U-O.»ndöü Metallazide in eiaortt or^ani-Boten Löaungamittel best.eirc, -hierauf das Löe-anGßraittel von der Fascr entfernt tuid den Vot lauf er in das Ifetillojcid atrcetzt« Die durch das erf^jitUmgsgemäiJe "ve:cfah:f?ei* hergostellten F&uevn rjind im al Igera.Tioc.n nicho -feri stallin. köi>u£n. aliar durch veitore Erhitzung kristallißi^rt werden. 3Jie Erfindung betrifft deshalb weiter ein Verfahrei) >.;ur Harst&lj.ung einer Spinel-lfeser, bei welchem dia gemischter O?:idfaaexⁱn, diew?« oboii beschrieben hergotibellt di»n rrXuti. pvi' ein« Taüipoic^tin: you mindeatdnn 800⁰C erhitat

Die verwendeten Vorläufer sind Verbindungen λ^γο;.ι Metallen, deren Οτί«/1β zusamiao*i einen «Spinell bilden können. \.'·/; beroitß böachriober.^ bt-.wilsen nr»iv_ie-i.l& die allgemeine Formel AB_nO^. worj.n

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A eiii ".vaiwerfcliictfij f fet all (If'') uad B eift dröawiwbigfc« PfetaJ. 1

ii g

¹'- 1st- otter ,·: cd», vierwertigsa Metall (M ? und ß a vertigee Metall (fir } ißt. oderAei.o eschswertigse ) isu6 Ε Aiii einwertiges Metall (if) let.

Meta] Je νου dexiö» bekannt ist, dt\ß sie Spitielle bilder», slöö.» ί¹¹·¹¹ ₂Ο_ή Ρϊ^ΙΧ"Β3, Kg, Zn₄ Od₅ Mn, Fe, Or₁ Co_t Hi» Cu, Oe♦ ?¹¹-Al, Gq₁ In, TPe, Go» Or» TI» ?.. ti· Wf, fih»

n-, M^IVM^IX ₂O_|| M^IV' -K » V, Mo₄ Ge, Sä, ¹

₂O_||

in H⁷¹M¹ gO^ M^VI -Mo. W,

Fb

M¹¹ »Mg, Mn, Fe, C-a, Ni, Ou, Zn.

^V -Mo. W,

-Ag, Na, ti.

Die ErfJßdwag eignet sich besonderi-t awr Hei/stölluaiK vou .Fc aus gemischten Oxiden und Spine Ilen, weloliö άί® folgend on Me talle enthielten:

in M¹¹M¹¹¹J₂O₁₁ M¹¹= Mg, Zn, Mn* Fe, Go, Ni, Cu, Oa.

J₁IIT-Al, Fe* Cr, ΤΛ, Hh."

in M¹VV₄ ^ii? ^^Ti

M¹¹ -Mg, Pe, Co» Ni, Cu₃ Zn.

Di« bevorzugten zweiwertigen Metalle sind Ca und Mg und das be te dreiwertige Metall ist

allem de/>. öl·en ej'gegebenen Kationen ist bekanwi;, dfiß sie mit Htindosterif? öinem der angegebenen Kationeß. ei no« Bpiuell bilde» i oliwohl alt) angegebenen Pvomb:iyatiOii©Ai n.'cht uivt gc15 ng« alle ba^apxtt ei.na. Ob eiyje bestimmte Kombinat ion aus Motallen ©in gemischte η Oxid bildet, walcbös einen Spinoll ergeben kann durch einfache!» Versmeli ßemäß dor Erfindung oder durch.

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Schmelzen "bei hoher Temperatur eines innigen Gemische aus den Metalloxidön "bestimmt werden.

Die Vorläufer der Metalloxide können irgendwelche Verbindungen sein, die sich unter Bildung von Metalloxiden zersetzen können) beispielsweise durch Erhitzen, nötigenfalls in Gegenwart von Sauerstoff. Sauerstoffhaltige Vorläuferverbindungen, wie z.B. Salze von organischen Säuren und metallorganische Verbindungen, die sich bei mäßigen Temperaturen, wie z.B. 600⁰C oder weniger» in die Oxid© versetzen, sind für die Erfindung allgemein geeignet. Die bevorzugten Vorläufer sind Metallalkoxide, wie z.B. Alkoxide> in denen die Alky!gruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält. Die Alkylgruppe ist vorzugsweise eine Äthyl-, Propyl- oder Butylgruppe. Ein Methoxid kann als Vorläufer für cas erste Metalloxid verwendet werden, vorausgesetzt, daß ein höheres Alkoxid als Vorläufer für das zweite Metalloxid verwendet wird, wie z.B. ein Propoxid odar ein Butoxid.

Bei einer bevorzugten Ausführungsf orai der Erfindung dient ©in einziger Vorläufer» der in dem organischen lösungsmittel gelöst ist, als Vor·läufer sowohl für das erste als auch das zweite spin^llbildende Metalloxid. Beispiele für Verbindungen, die Vorläufer für zwei Metalloxide sind, sind gemischte MetallalkoxldOv insbesondere solche, in denen die Alkylgruppe 2 bis 4 Kohlenstoffatoms enthält, wie z.B. die Äthoxide von Aluminium und Magnesium, Mg'JjHl(OCgHt-)^]₂ und die Butoxide von Titan und Magnesium, Mg₂IjM- OC₁₁EQ₈ * Ein einziger Alkoxidvorläufer kann sich von zwei Alkylgruppen ableiten, wie z.B. Mg(OCH^)₂|j.

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ο -

Da das organisch« LÖsuagöiaittel die ¥or3.äuisr änr ili'al.lcTidt; auflösen muß und da geeignete Vorläufer oft ionisch sind, iat dan organische Ijöeungamittel vorzugsweise ein polareο Lösungsmittel oder zumindest ein Lösungsmittel mit einer hohen Dielektrizitätskonstante* Bevorzugte Lösungsmittel sind a.B. aromatisch© Lösungsmittel, wie a.B. Banaol und Toluol., halogeniert© Kohlanwasüei*- stoffe, ins'bg sondex'd chlorierte Kohlenwaaseratoffe,, wie s.B. Chloroform und Trichloroäthylen. Sauerstoffhaltige Lösungsmittel werden sehr bevorzugte., insbesondere Alkohole-, wie ss.B» Methanol, Äthanol, Propanol und Butanols Ketone, wie z.B. Aceton, Acetylaceton und Methyläthyliceton; und Äther, wie a.B. Diäthyläther, Dioxan und Tetrahydrofuran» Es können auch Gemische von Lösungsmitteln verwendet worden, inabesondere Gemisch© von

Die ©pinellbildenden fietalloxidvorläufer werden In fsweckmäß 1 ger Weise ir» dew Vörhältnissen verwendet ₅ die nötig siisd, daß der stöchiomebrischo Spinell ^B^^M- ^ernalfcan wird, Jedoch ist, wie bex'eita feabgaeüellt, in einigen Spinelle^, wie ζ·Β* bei MgAIo^t da« Verhältnis von A und B sehr veränderbar, -wobei aber trotzdem die Spine 11 struktur beibehalten wird. Wenn die Metalle vott eliieit solchen "nlcht-stöcMometrischen" Spin«ll ve {«wendet werden, dai;ü können die Vor 1 auferverbindungen in jedem Verhältnis verwendet werden, welches die Bildung ρiner Spinellsfcruktυr e

Die Konzentration des Vorläufers in dex* Zuaammeniiststing häugt in erster Linie voa der gewünschten Viskosität; ab. Konzentrationen von 10 bis 60 Gew.~% sind typisch.

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ϊ)1<& %v>HaSiioop^iTnauuK; V-si; it afc vorKugevrtiise eine Viskosität vor). Ö.,1 ?o1sü M& 1000 i'cK&e. da dir* moisten FaserheaiBfcelXujigs*- veistf &&$?»:·*&* ä±& weit-3:0 tmtf-ai beschrieben Bind* ein© Zusammen»· fiet Birne bös-otirtea, die innerhalb dieses Viskoaitatsboroichs ii* Sei fusetbii^siell-uns^-voi.Cohroii., IiQi denen eine SjctriiBioai Eiebsm \\wi öine LÖsungsmliteleintfermine dupoh ?eroL&mpfen vor-

ti-.'iv. wi3?ö ss btävora^ii^ daß die !öiiBamraeiisetming; au r j?äöelie.ti liiakosiiiatioaniiiiiims fähig ist_t da die «Suaaminen··» g; la Bes^ß: auf il&n Feststoff gehalt Itonseritrierter wird, &i<3 ffaner Kezogea wird mid ein !eil das Löstingsmittels tfea gebt» Diese Bedj^gu.ngen werdea "bequem erfülle _% werni die Voi-läufer &&r rfetalloxiäe zu edner Polymerisation in der LÖt; nexgen.

Sie Terarbeittiiiß von Zvjgamnieascvzuagen mit einer - verhältnismäßig aiödrigüii Viskosität. Kie s.B« mit 1 "bis 100 Poise, its 'Fasern wird -voraugeveisfc durch fein Blasverfahren ausgeführt, welches wsiteic u:at£·?« besclirio'ben ist»

Die göeignete Viskosität kann laicht durch Eonssntr-ierurjiR der Zusammensetaiüis erreicht werdon, "beispielsweise durch Abdampfen des Lösungsmittels cäer durch Zugabe eines dia Viskosität erhöhend au SusEtsjes. Ein besonders brauchbarer, die Viskosität erhöhender Zusats ist ein organisches Polymer, welches in dem organischen Lösungsmittel löslich ißt, das für die Herstellung der in 'fasern au verarbeitenden ZuB&mraeH.-setsung verwendet wird. Hocliraolekulare _t linear©. Poljmsre, wie as.B.. Pc-Iyester. Polyamide¹} und Vinj3polymere werden, bevorzugt. Da üb Ii oh erweise als LösuugiäEd.tt©! in dem erfindungsgeiaä3eft Verfahren ein Alkohol ver'föadet wird, werden alkoho3.1ft*ßliohe

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Polymere besonders bevorzugt« Beispiele für bevorzugte organische Polymere sind Polyvinylpyi^rolidoa (insbesondere solche mit einem Molekulargewicht von ungefähr 700.000), Polyvinyl~ butyral, Polyvinylmethacrylat und Polypropylenozid. Die Konzentration des organischen Polymers in der Zusammensetzung, wird so gewählt, daß eine für die Verarbeitung in lasern geeignete Viskosität erhalten wird. Konzentrationen von 0,1 bis 10 Gew.-% organisches Polymer werden üblicherweise verwendet.

Biese Konzentrationen basieren auf dem Oxidäquivalent der in der Zusammensetzung anwesenden Vorläufer«

Die Verarbeitung in Fasern kann durch (jedes zweckmäßige Verfahren ausgeführt werden, beispielsweise durch Zentrifugalspinnen, Ziehen, Blasen oder Extrudieren durch eine fcpinndüsenplatte. Solche Verfahren, bei denen das Lösungsmittel durch Verdampfen entfernt wird, werden bevorzugt. Das Verarbeiten in Pasern durch Extrusion duroh eine Spinndüsenplatte ist besonders nützlich zur Herstellung von endlosen Fasern* Die Verarbeitung in Pasern wird in zweckmäßiger Weise bei Raumtemperatur ausgeführt, gegebenenfalls kann sie aber auch bei einer anderen Temperatur ausgeführt werden, bsi der die Zusammensetsuog stabil ist. Beispielsweise kann es bei einigen Ausführungsformen zweckmäßig sein* die Temperatur zu verändern, um die Viskosität ευ. erzielen, welch© für die Verarbeitung in fasern geeignet ist*

Die Verarbeitung in Fasern durch Blasen wird dadurch vorgenommen, daß man die Faserzusammensetzung- durch ein oder mehrere Löcher in mindestens einen Gasstrom earbrudiert, der ein© Komponente hoher Geschwindigkeit in der Laufrichtung der extrudierten Zu-

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sammensetzung aufweist. Di® Abmessungen und die Form der genannten Löcher kann stark variieren. Es wird bevorsugt, ein Loch zu ver-*?enden_} bei dem mindestens eine Dimension größer als 50/^ und kleiner als 500^ ist. Der Gasstrom besteht vorzugsweise aus Luft» und zwar insbesondere aus Luft mit Saumtemperatur. Es ist zweckmäßig, zwei Gasströme zu verwenden, die bei oder in der Bähe des Punkts konvergieren, wo die Zusammensetzung aus dem Loch extrudiert wird. Vorzugsweise liegt der Konvergsnawinkel des Gasstroms zwischen 30 und 60°. Zumindest ein Teil des Lösungsmittels in der Zusammensetzung wird durch den Gasstrom entfernt* Die Geschwindigkeit der Entfernung kann in zweckmäßiger Weise dadurch kontrolliert werden, daß man das Gas mit Lösungsmitteldampf mischt« In vorteilhafter Weise enthält der Gasstrom'Wasserdampf, der vermutlich zumindest eine teilweise Hydrolyse des Alkoxidvorläufers bewirkt, wobei ein Gel entsteht. Wasserdampf kann in zweckmäßiger Weise auch mit der umgebenden Luft gemischt werden, in welche die Fasern eingeführt werden.

Die Geschwindigkeit des Gasstroms kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden, aber es wird bevorzugt, Geschwindigkeiten im Bereich von 60,9 bis 457,2 m/sec zu verwenden. Der zum Extrudieren der Zusammensetzung durch die Löcher verwendete Druck hängt Ton der Viskosität der Zusammensetzung und von der gewünschten Extrusionsgeschwindigkeit ab. Es wurde gefunden, daß Drücke von 1,12 bis 7*0 ata für Zusammensetzungen brauchbar sind, die Viskositäten bis zu ungefähr 100 Poise aufweisen.

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Es wird bevorsugt, das Lösungsmittel von dan hergestellten Fasern durch Verdampfen zu entfernen» teispieIsweise dadurch, daß man sie auf ©ine temperatur von 30 bis 15O°G erhitzt, und zwar gegebenenfalls unter vermindertem Druck*

Die Zersetzung des Torläufers oder der Vorläufer aus den spinellbildenden Metalloxiden wird in zweckmäßiger Weise durch Erhitzen ausgeführt. Die genaue Temperatur» die zur Bildung des Oxids oder der Oxide erforderlich ist„ hängt vom jeweiligen Vorläufer bzw. von den jeweiligen Vorläufern ab, liegt aber gewöhnlich höher als 150⁰C und vorzugsweise im Bereich von 200 bis 80O⁰C. Eine Erhitzungszeit von 1 min bis 12 st und inabesondere von 30 min bis 3 st wird bevorzugt.

Die Pasern, insbesondere Pasern, die aus Alkoxidvorläufern hergestellt worden sind, können in vorteilhafter Welse der gleichzeitigen Einwirkung von Wärme und Wasserdampf ausgesetzt werden, vorzugsweise nachdem das Lösungsmittel entfernt worden ist. Es ist sehr zweckmäßig, wenn eine solche hydrothermische Behandlung dadurch ausgeführt wird, daß auf die Pasern Dampf mit einer Temperatur von 200 bis 500⁰C, typischerweise etwa 35O⁰C, angewendet wird. Die Erhitzungszeit im Dampf kann innerhalb weiter Grenzen variieren, beispielsweise von 2 min bis 5 st, typischerweise von 10 min . bis 30 min*

Wenn es erwünscht 1st, dl® gemischten Oxidfasern in eine Spinellkristallform zu kristallisieren, dann wird es bevorzugt, die Pasern auf eine Temperatur von mindestens 800⁰C zu erhitzen. Erhitzungszeiten von 30 min bis 2 st sind äußerst

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zweckmäßig. Bei dieser Temperatur beginnt das typische Spinel 1-Böntgenstrahlenschema zu erscheinen.

Das Röntgenstrahlenscheraa ist "umso "besser definiert, $q höher die ErhitEungstemperatur liegt. Die Spiuellfaöern sind nach einer Erhitzung auf 110O⁰O weitgehend kristallin.

Andere Zusätse, welche die Herstellung der Fasern unterstützen oder die physikalischen oder chemischen Eigenschaften der Fasern modifiaieren, können ebenfalls in die Fasereusammensetauiigen einverleibt werden. Zusätze können auch durch irgendein geeignetes Behandlungsverfahren auf die Oberfläche der Fasern aufgebracht werden. Beispiel© für Zusätze, die verwendet werden können, sind;

(a) Kornwachstumsinhibitoren_t wie z.B. Tetraäthyleilicat oder Tri äthylboret _t

(b) Katalysatormaterialien, wie s«B. Übergangsmetalle.

Die Erfindung schafft somit gemischte Oxidf&sem, die in eine Spinell form überführt werden können, und Spine Hf aaern, die durch die oben besclirdebenen Verfahren hergestellt werden.

Solche Fasern besitzen viele wertvolle Eigenschaften, die sie für viele Anwendungen, brauchbar machen«, -wie se.3» für Katalysatorträger, thermische Isolation, Verstärkungen für Harae» Metalle und keramische Katorialien, Füllstoffe und inerte Filter.

Die durch Blasen hergestellten Pasern besitzen im allgemeinen einen kleinen Durchmesser» der typischerweise von 0*3 bis 5-.Q/1

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beträgt. Sie Bind ira allgemeinen kurz_s können aber sin hohes Verhältnis von Länge au Durchmesser aufweisen, beispielsweise ein Verhältnis von mehr als 5000. Di® Fasörn können als einzelne Fasern gesammelt werden_t oder sie können in Form eines Garne» einer Matte oder eines Filzes gesammelt werden« Wenn es erwünscht ist, können die Fasern miteinander verbunden werden, beispielsweise dadurch, daß man die Fasern sammelt, bevor sie trocken sind, und hierauf die erhalten© Matte oder den erhaltenen Filz erhitzt. Das Binden der Fasern kann auch durch die Verwendung eines Bindemittels erfolgen.

Die gemäß der Erfindung hergestellten Fasern besitzen sehr hohe spezifische Oberflächen. Beispielsweise besaßen Fasern aus

die aus einem gemischten Aluminium-magneslum-äthoxld, J[₂Hc)J₂* hergestellt worden sind und die 1 at auf verschiedene Temperaturen erhitzt worden sind, die folgenden Oberflächen.·

pjberfläche

Ί2

pj

l!Ü Ί2&2

600 61

750 - 85

900 74

1050 17

Sogar bei 1050⁰C wird eine beträchtliche Oberfläche beibehalten, was die hohe Widerstandsfähigkeit der Fasern gegenüber Sintern zeigt.

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Die Porengröße liegt «wischen 30 und 100 S für die ₂^ Fasern, die auf 75O⁰G srhitzt worden sind» Fasern, die auf 1050°0 erhitzt worden sind- besitzen PorengrÖSen zwischen 30 und 300 Ä.

die
MgAlgO^-Fasern,Jgemäß der Erfindung hergestellt und auf 800⁰O erhitzt worden sind, sind in Säuren und Alkalien löslich. Eine Erhitzung auf 110O⁰O während 1 st macht sie aber gegenüber siedender 3n Salzsäure oder Potasche reaktionsunfähig« Ihre Festigkeit wird durch eine solche Behandlung nicht beeinflußt.

Die Spinellfasern sind stark und feuerfest und zeigen beim Erhitzen wenig Phasenänderungen« Sie können leicht mit katalytischen Oxiden verbunden werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Eine Lösung von Magnesium-aluininium-äthoxid wurde dadurch hergestellt, daß 88,8 g Al-Metallfolie und 40 g Magnesiumpulver in 1750 ml trockenem Äthanol 72 st lang in Gegenwart von 1,0 g Quekacilber(II)-Chlorid auf Rückfluß gehalten wurden.

Zu 25 g dieser Lösung wurden 15,9 g einer Äthanollösung zugegeben, die 18,5 Gew.~% Polyvinylpyrrolidon (Molekulargewicht 700.000) enthielt, und die Lösung wurde dann auf eine Viskosität von 3 Poise (50 Gew.-% Alkoxid konzentriert. Die Lösung wurde dadurch in Fasern verarbeitet, daß sie durch eine Reihe von

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kleinen Löchern in eiusn. gle:Luhflie3end*m .etiosi mm feuchter Luft axbrudiert vurd&u, der sich mit hohsr (ieSicawindigLait bewegte. Die erhaltenen ttngstrockne ten Fasern besaßen Durchmesser zwischen 1 und 6JU- . Dia Fase.rn wurden bei RaurataiapBratur ga~ trocknet, 15 min bei 33O°C gedämpft und weiters 15 min auf 800⁰C erhitzt» Die fertigen Fasern aus MgAIgO^ waren weiß, besaßen eine gute Festigkeit und hatten einen Durchmesser zwischen 1 und 3jU · Röntgenstrahlenphotographien der Fasern zeigten, daß alle charakteristischen Hauptlinien des Spinells anwesend waren. Die durchschnittliche Kristallitgröße war 150 % und die Otterfläche 40 m²/g.

Beispiel 2

Die im Beispiel -1 verwendete Lösung von ffegnesium-alunLiniumäthoacid wurde wie in Beispiel 1 in Fasern verarbeitet. Nach dem Trocknen und Dämpfen bei 35O⁰C wurden die Fasern aber auf 650°0 erhitzt. Die erhaltenen Fasern waren gegenüber Röntgenstrahlen amorph. Sie waren weiß und hatten eine gute Festigkeit*

Die Oberfläche betrug ca. 30 m/g.

Beispiel 3

MagneBiumtltanatfasern wurden wie folgt hergestellt. Eine Aufschlämmung von 13i9 g f&gnesiumäthoxld wurde mit 50 ml trockenem n-Butanol auf Rückfluß gehalten, und das Ithaaol wurde abdestilliert. Auf diese Weise wurde ein© Auf sohl äaimung von Hagnesium-n-butoxid gebildet. Es wurden 1?,0 g Titan-tetrabutoxid in 50 ml Butanol

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augegeben, imd das Gemisch wurde? zxw Bildung sinar Lösung auf BÜckfluß erititst* Dana wurde Polyvinylpyrrolidon zugegeben» um eine 6%ige Losung herzustellen (bezogen auf das HgüJiO^- Iquivalent, welches in der Losung anwesend war) uüd die Lösung wurde auf 3 Poise konss&trierb. Die Lösung wurde durch Blasspinnen wie in Beispiel 1 versponnen, wobei Fasern erhalten wurden, die nach einer Trodaaung liei 120°0 15 min bei 35O°C gedämpft und 1 st auf 600⁰C erhitzt wurden. Die MgTiO^-Pasern besaßen einen Durchmesser zwischen 1 und 3l& und h&tten eine gute Festigkeit.

Beispiel,

Die in Beispiel 1 verwendete Lösung von Ifegnesium-aluminiiimäthoxid wurde wie in Beispiel 1 in Fasern verarbeitet, aber nach dem Trocknen und Dämpfen bei 25O°C wurden die Fasern auf 1100°0 erhitzt. Die erhaltene KfeAlgO^-Faser ergab einen RÖntgenstrahlenbeugungsscheiaa_f welches alle charakteristischen Hauptlinien von Spinellen enthielt. Die Fasern waren weiß und hatten eine gute Festigkeit. Sie waren in 3m KOH und 3m Salzsäure unlöslich.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer gemischten ffetall« oxidfaser, dadurch gekennzeichnet, daß man eine viskose Zusammensetzung in Fasern verarbeitet, die aus einer Lösung eines Vorläufers eines ersten spinellbildenden Metalloxide und eines Vorläufers eines zweiten spinellbildanden Metalloxide In einem organischen Lösungsmittel besteht, daß man das Lösungsmittel von der hergestellten Faser entfernt und daß man den Vorläufer in das Metalloxid zersetzt·.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Metalloxid aus den Oxiden der zweiwertigen Metalle Magnesium« Zink, Hangan, Eisen, Kupfer, Cobalt, Nickel und Kalzium und das zweite Metalloxid aus den Oxiden der dreiwertigen Metalle Aluminium, Eisen, Chrom, Titan und Ruthenium ausgewählt wird.

3» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Metalioxid Titandioxid ist und daß das zweite Metalloxid aus des Cbriden der zweiwertigen Metalle Magnesium, Eisen, Cobalt _% Nickel, Kupfer und Zink ausgewählt wird.

4. Verfehren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorläufer oder daß beide Vorläufer aus einem Alkoxid des Metalls des spinellbildenden Metalloxids bestehen.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet) daß die Alk,ylg£uppe das Alkoxids eine Ithyl*·, Propyl- oder Butylgruppe ist·

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Vorläufer ein gemischtes Alkoxid der KetalIe des ersten und des zweiten Metalloxids ist*

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gemischte Alkoxid Alkylgruppen aufweist, die 2 bis Kohlenstoffatome besitzen*

8« Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das gemiechte Alkoxid das gemischte Äthoxid von Aluminium und Magnesium oder das gemischte Butoxid von Titan und Magnesium ist. ·

9* Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel aus einem Alkohol besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der A₁IkOhOl Methanol, Äthanol, Fropanol oder Butanol oder ein Gemisch daraus 1st·

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen der Vorläufer in der Zusammensetzung im wesentlichen proportional den stöchiometriachen Verhältnissen der Metalle im gemischten Oxid sind.

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12. Verfahr an aacli einem der Türhörgehandeii Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der Ziis&iiaenoetzuiig 0,1 Poise bis 1000 Poise beträgt.

15· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gökanaasieihiiet, daß die Viskosität 1 bis 100 Poi3e beträgt.

14, _: Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß die Zusammensetzung ein organisches Polymer enthält.

15* Zusammensetzung nach Anspruch 14 _$ dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polymer Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylbutyral, Polyvinyimethacrylat oder Polypropylenoxid ist·

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung dadurch in Fasern verarbeitet wird, daß sie durch ein oder mehrere löcher in mindestens einen. Luftstrom extrudiert wird, «eiche tine Komponente hoher Geschwindigkeit in lauf richtung der ext rudier ten Zusammensetzung aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in Luft eingeführt werden, welche Wasserdampf enthält, so daß eine zumindest teilweise Hydrolyse des Vorläufers bewirkt wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel von den Paß ein durch Erhitzen auf eine Temperatur von 30 bis 1$0°0 entfernt wird.

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1$< Verfaiu en. IiS-Ch eißon der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennueiclmei;.. daß dl»2 Fasesri auf eine Temperatur vor«, mindestens 1^0⁰C erliitst werden.

20. Verffthrsa meh Anspruch 1$_t dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern auf eine OJemperatur von 200 bis 800*0 erhitzt werden.

21* Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß &is Pasern der Einvir&ung von Dampf bei einer Temperatur von 200 Me 50O⁰C ausgesetzt werden, nachdem das Lösungsmittel entfernt worden ist.

22* Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern weiter erhitzt werden, um die gemischten Oxide eu kristallisieren.

23« Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern auf eine Temperatur ran mindestens 800°0 erhitat werden.

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