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Verfahren und Mittel zum Auftrennen von Blut
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Die Erfindung bezieht sich auf ein gelartiges Mittel, das zur Trennung
von Vollblut-in eine schwerere Phase und eine leichtere Phase verwendet werden kann,
sowie auf ein Verfahren zur Trennung einer schwereren Phase von einer leichteren
Phase einer durch Zentrifugaleinwirkung getrennten Blutprobe innerhalb eines Behälters
mittels eines solchen gelartigen Mittels. Das Mittel besitzt ein spezifisches Gewicht
von etwa 1,o3 bis etwa 1,o9 und enthält ein flüssiges Polymerisat des Butadiens,
welches mindestens So Gew.-% Butadien- und bis zu So Gew.-% Einheiten eines oder
mehrerer anderer äthylenisch ungesättigter Monomerer aufweist, und es enthält außerdem
einen inerten, feinteiligen Füllstoff mit einer Dichte größer als etwa 1,o3.
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Die Erfindung befaßt sich mit Blutsammelröhrchen oder -einrichtungen,
die zur Trennung von Vollblut in eine schwerere Phase und eine leichtere Phase benutzt
werden, um Blutanalysen zu erleichtern. Insbesondere ist die Erfindung auf ein verbessertes
gelartiges Mittel gerichtet, das in solchen Blutsammelröhrchen verwendet werden
kann.
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Es ist seit langem bekannt, daß Vollblut einfach zentrifugiert werden
kann, um eine Trennung des Blutes in zwei Hauptkomponenten zu bewirken, eine leichtere
Phase mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von etwa 1,o26 bis etwa 1,o31 und
in eine schwerere Phase mit einem spezifischen Gewicht innerhalb des Bereichs von
etwa 1,o92 bis etwa 1,o95. Das spezifische Gewicht von menschlichem Vollblut liegt
selbstverständlich im allgemeinen innerhalb des Bereichs zwischen etwa 1,o48 und
etwa 1,o66. Die leichtere Phase besteht im wesentlichen aus Serum oder Plasma, und
die schwerere Phase besteht im wesentlichen aus verdichteten roten Blutzellen. Derartige
Auftrennungen von Vollblut in zwei Phasen haben physikalische und chemische Blutanalysenweitgehend
erleichtert und leisten deshalb große Dienste bei Diagnose vieler Human leiden.
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Es ist jedoch allgemein bekannt, daß, wenn erst einmal die Blutphasen
getrennt worden sind und die leichtere Phase nicht aus dem Rohr innerhalb einer
kurzen Zeitspanne entfernt wurde, eine Wechselwirkung zwischen beiden Phasen eintritt
und ungenaue
Testergebnisse erhalten werden Außerdem bleiben, selbst
wenn die leichtere Pahse augenblicklich aus dem Behälter entfernt wird, die Gefahren
der Verunreinigung der Probe und der möglichen Fehlbestimmung der entfernten Probe.
Ferner ergeben sich auchGefahren für das Laborpersonal, das dem Krankheitskeim tragenden
Blut ausgesetzt ist, die Proben können zum Beispiel hepatitisches Serum enthalten.
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In neuerer Zeit sind Anstrengungen unternommen worden, um solche mit
Zentrifugierung von Blutproben verbundenen Probleme zu beheben. Es ist beispielsweise
bekannt, daß verschiedene Materialien oder Einrichtungen mit einem spezifischen
Gewicht zwischen demjenigen der schwereren Phase und demjenigen der leichteren Phase
zur Unterstützung bei der Trennung der schwereren Phase von der leichteren Phase
verwendet werden können, wobei die beiden Phasen durch Zentrifugaleinwirkung getrennt
worden sind.
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Das wichtigste solcher Materialien oder Einrichtungen ist ein gelartiges
Material, vorzugsweise ein hydrophobes Material, das im wesentlichen thixotrop und
im allgemeinen gegenüber den getrennten flüssigen Phasen, die abgetrennt werden
sollen, inert ist. Ein solches gelartiges Material besitzt ein spezifisches Gewicht,
das zwischen dem jeder der flüssigen Phasen liegt, und es wird in den Behälter entweder
vor oder nach der Flüssigkeitssammlung eingebracht. Wegen seines spezifischen Gewichts
ist-das gelartige Material dazu geeignet, sich innerhalb des Behälters unter Ansprechen
auf Zentrifugierkräfte zu bewegen und die Bewegung
zu stoppen,
wenn es in die Nähe der Flüssigphasengrenzfläche gelangt. Das gelartige Material
ist des weiteren dann dazu geeignet, eine - über den Querschnitt betrachtet - kontinuierliche,
halbsteife Kontaktdichtung mit einem ringförmigen Teil der Behälterinnenfläche auszubilden,
wodurch eine wirksame Trennung der flüssigen Phase voneinander erreicht wird.
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Ein solches gelartiges Material weist häufig ein Gemisch aus einer
Silikonflüssigkeit und einem hydrophoben Siliziumdioxid-Pulver auf, etwa so wie
es in den US-PSs 3 780 935 und 3 852 194 geoffenbart wird. Solche Silikonmassen
auf flüssiger Basis haben jedoch den Nachteil, daß sie relativ hohe Kosten mit sich
bringen Deshalb sind jüngst Versuche unternommen worden, um andere, vorzugsweise
weniger teure Flüssigkeiten zu finden oder zu entwikkeln, die anstelle der bisherigen
Silikonflüssigkeiten eingesetzt werden können. Interessanterweise hat sich als einziges
anderes flüssiges Material, das in einem solchen gelartigen Material geeignet scheint,ein
flüssiges Polybutenpolymerisat erwiesen, wie es in der US-PS 4 o21 340 beschrieben
wird.
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Mit der Erfindung wurde völlig unerwartet erkannt, daß flüssige Polymerisate
des Butadiens zur Herstellung der thixotropen gelartigen Massen eingesetzt werden
können, die bei Trennung einer schwereren Phase von einer leichteren Phase einer
durch Zentrifugaleinwirkung getrennten Blutprobe innerhalb eines Behälters geeignet
sind; solche Flüssigpolymerisate des Butadiens waren bisher
nur
zur Herstellung von Gummimassen, Urethanelastomeren; für Gieß-, Isolier- und Verkapselungsmaterialien;
für Überzüge, Beschichtungen und ähnliche Erzeugnisse eingesetzt worden.
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Die Erfindung schlägt demgemäß ein Verfahren zur Trennung einer schwereren
Phase von einer leichteren Phase einer durch Zentrifugaleinwirkung getrennten Blutprobe
innerhalb eines Behälters vor, welches die folgenden Schritte umfaßt: A) Einsetzen
einer bestimmten Menge Vollblut und einer bestimmten Menge eines thixotropen wasserunlöslichen
Mittels mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,o3 bis etwa 1,o9, das ein flüssiges
Polymerisat des Butadiens enthält mit mindestens So Gew.-% Butadieneinheiten und
bis zu So Gew.-% Einheiten eines oder mehrerer äthylenisch ungesättigter Monomerer
und einen inerten feinteiligen Füllstoff mit einer Dichte größer als etwa 1,o3 enthält,
in einen Behälter, der für Zentrifugieroperationen geeignet ist; B) Zentrifugieren
des Behälters, um die Blutprobe in eine schwerere Phase und eine leichtere Phase
zu scheiden und gleichzeitig dieses thixotrope Mittel in Richtung auf die Grenzfläche
dieser Phasen zu bewegen; und C) Aufbau einer kontinuierlichen, halbsteifen, gelartigen
Versiegelung quer durch das Innere desBehälters zwischen dieser schwereren Phase
und dieser leichteren Phase innerhalb dieses Behälters.
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Die Erfindung schlägt außerdem ein thixotropes wasserunlösliches Mittel
mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,o3 bis etwa 1,o9 vor, das ein flüssiges
Polymerisat des Butadiens mit mindestens So Gew.-% Butadieneinheiten und bis zu
So Gew.-% Einheiten eines oder mehrerer Monomerer anderer äthylenisch ungesättigter
Monomerer und einen inerten feinteiligen Füllstoff mit einer Dichte größer als etwa
1,o3 enthält.
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Das hier geoffenbarte und beanspruchte thixotrope Mittel wird im Verfahren
zur Ausführung der Trennung einer schwereren Phase von einer leichteren Phase einer
durch Zentrifugaleinwirkung getrennten Blutprobe innerhalb eines Behälters eingesetzt.
Solche Methoden sehen vor, daß der Behälter mit einer vorgegebenen Menge eines gelartigen
Materials mit einem spezifischen Gewicht versehen wird, das zwischen dem der jeweiligen
getrennten Phasen liegt. Durch Bewegung des gelartigen Materials innerhalb des Behälters
durch mindestens eine der flüssigen Phasen (entsprechend den Zentrifugalkräften)
wird ein Fließen mindestens einer der flüssigen Phasen innerhalb des Behälters erreicht.
Eine in Querrichtung kontinuierliche halbsteife Kontaktdichtung wird mit einem Ringteil
der Behälterinnenfläche aufgebaut, wenn das gelartige Material eine Position in
Höhe der-Flüssigphasengrenzfläche erreicht wodurch die leichtere und die schwerere
Phase voneinander getrennt werden. Danach nimmt man die angelegte Kraft weg.
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Selbstverständlich ist die Dicke oder Axialabmessung der transversal-kontinuierlichen
Kontaktdichtung, die durch das gelartige Trennungsmittel aufgebaut wird, zumindest
teilweise abhängig von der Menge des gelartigen Materials, das in den Behälter gegeben
wird. Zusätzlich braucht die Versiegelung nicht notwendigerweise von gleichförmiger
Gestalt oder Dicke über den gesamten Querschnitt zu sein, solange sie nur mindestens
einen transversalkontinuierlichen Teil bildet. Die Gleichförmigkeit der Dichtung
wird beeinflußt durch Faktoren, wie die Viskosität des gelartigen Materials, die
vorhandene Menge eines solchen Materials, die Geschwindigkeit und Art des Zentrifugierens
sowie die Zentrifugierzeit.
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Das gelartige Material, das die in Querrichtung bzw. transversal-kontinuierliche
halbsteife Dichtung bzw. Versiegelung aufbaut, ist, wie bereits erwähnt wurde, thixotrop.
Es ist nicht beabsichtigt, daß diese Definition des gelartigen Materials, das gleichermaßen
auch als halbfestes, halbsteifes in Ruhestellung im wesentlichen nichtfließfähiges
oder fließfestes Material beschrieben werden kann, als eine Beschränkung'der'hier
beschriebenen Erfindung verstanden werden soll. Es reicht vielmehr aus anzugeben,
daß das gelartige Material eine sehr hohe Viskosität zu haben scheint, seiner Natur
nach pseudoplastisch ist, während des Zentrifugierens sich praktisch wie eine Flüssigkeit
verhält und wieder hart wird und ein zusammenhängendes, halbsteifes Material bildet,
wenn man es stehen läßt.
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In Form der - in Querrichtung gesehen - kontinuierlichen Dichtung
ist das gelartige Material im wesentlichen starr und ermöglicht eine Dekantierung
der leichteren Phase aus dem Behälter, ohne daß die Dichtung und Versiegelung mit
der Rohrzwischenfläche gebrochen wird. Außerdem verträgt die abgetrennte Probe ohne
weiteres nachfolgende spätere Erschütterungen und ist als Ganzes zum Versand (wie
z.B. an ein entfernt gelegenes Labor) geeignet.
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Allgemein muß das gelartige Material der Erfindung die folgenden Grundeigenschaften
aufweisen: 1) Spezifisches Gewicht (oder Dichte) zwischen dem der jeweiligen beiden
flüssigen Phasen, die getrennt werden sollen; 2) keine Wechselwirkung mit den zu
trennenden flüssigen Phasen; 3) in Ruhestellung im wesentlichen nicht-fließfähig
(halbsteif).
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Der flüssige Teil des thixotropen Mittels, das Gegenstand dieser Offenbarung
ist, ist ein flüssiges Polymerisat des Butadiens, das mindestens So Gew.-% Butadieneinheiten
und bis zu So Gew.-% Einheiten eines oder mehrerer anderer äthylenisch ungesättigter
Monomerer enthält. Beispiele für solche anderen Monomeren sind unter anderem Äthylen,
Styrol, «-Methylstyrol, 4-Methoxystyrol, 2,5-Dichlorstyrol, Acrylnitril, Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, 1-Buten, 2-Buten, 1-Chlor-2-buten, 3-Methyl-1- buten, Isopren,
Chloropren, Bromopren, 2-Methoxybutadien, 1-Chloro-3-methylbutadien und dergleichen.
Die bevorzugten Monomeren (d.h. die vom
Butadien verschieden sind)
stellen Styrol, «-Methylstyrol, 4-Methoxystyrol und 2,5-Dichlorstyrol dar, wobei
Styrol besonders bevorzugt ist. Besonders bevorzugte Polymerisate sind ein Homopolymerisat
des Butadiens und ein Styrol-Butadien-Mischpolymerisat, welches 25 Gew.-% Styrol
enthält.
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Im allgemeinen besitzen die flüssigen Polymerisate des Butadiens,
die erfindungsgemäß verwendet werden können, Molekulargewichte von etwa 300 bis
etwa 1o ooo, vorzugsweise etwa 2 ooo bis etwa 5 ooo, und Viskosität bei 300C (in
centipoise) von etwa 100 bis etwa 200 ooo, vorzugsweise von etwa 1 ooo bis etwa
loo ooo und besonders bevorzugt von etwa 3 ooo bis etwa 25 ooo. Solche Polymerisate
weisen typischerweise spezifische Gewichte bie 300C kleiner als etwa 1 auf.
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Typische flüssige Polymerisate des Butadiens sind-die Hydroxylendgruppen
aufweisenden Harze POLY bd, hergestellt von Arco Chemical Company, New York, siehe
z.B. General Bulletin, April 1976.
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Da die POLY bd-Harze sowohl Ungesättigtheiten als auch endständige
Hydroxylgruppen aufweisen, sind chemische Modifizierungen solcher Polymerisate möglich,
und derartige modifizierte Harze fallen ebenfalls in den Rahmen der Erfindung. Beispielsweise
können die endständigen Hydroxylgruppen mit Äthylenoxid umgesetzt sein und eine
Poly-(äthylenoxid)-Gruppierung liefern, die
an jeder endständigen
Hydroxyl-Stelle gebunden ist. Andererseits können zusätzliche Hydroxylgruppen in
das Polymerisat durch Epoxidierung mit einer Persäure wie Peressigsäure eingeführt
worden sein, gefolgt von einer Hydrolyse. Andere chemische Modifizie -rungen sind
möglich und werden in dem General Bulletin zusammengefaßt.
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Wie bereits angegeben, muß der Füllstoff ein feinteiliger Feststoff
mit einem spezifischen Gewicht größer als etwa 1,o3 sein.
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Beispiele für geeignete Füllstoffe sind unter anderem Titandioxid,
Zirkondioxid, Siliziumdioxid bzw. Kieselsäure, Bentonit, Talkum, Aluminiumoxid bzw.
Tonerde, Asbest, Holzmehl, organische Polymerisate wie Poly(tetramethylenterephthalat),
Poly(äthylenterephthalat), Poly (1 , 4-cyclohexylendimethylenterephthalat), Poly(tetrafluoräthylen),
Polystyrol, Polyurethane, Acrylpolymerisate und dergleichen. Die bevorzugten Füllstoffe
sind anorganischer Natur und besonders bevorzugt sind als Füllstoffe siliziumhaltige
Materialien, wie Siliziumdioxid und Kieselsäure.
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Es wird besonders bevorzugt, daß die anorganischen siliziumhaltigen
Füllstoffe eine wirksame Oberfläche von mindestens etwa So m2/g aufweisen.
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Der Füllstoff wird in einer ausreichenden Menge verwendet, um dem
Mittel ein spezifisches Gewicht von etwa 1,o3 bis etwa 1,o zu geben. Vorzugsweise
weist das Mittel eineViskosität von etwa 200 000 bis etwa 1,5 Million centistoke
aufund einen Thixotropier index im Bereich von etwa 1,1 bis etwa 9. Noch bevorzugter
hat
die thixotrope Masse ein spezifisches Gewicht von etwa 1,o37
bis etwa 1,o5.
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Das Mittel der Erfindung wird zur Trennung von Vollblut in einen schwereren
Teil und einen leichteren Teil gemäß an sich bekannter Prozeduren verwendet. Im
allgemeinen werden sowohl das Mittel als auch eine Vollblutprobe in einen zur Zentrifugierung
geeigneten Behälter gebracht. Der Behälter wird dann zentrifugiert, bis das Mittel
eine Position zwischen der schwereren und leichteren Phase des Blutes einnimmt.
Vorzugsweise ist das Mittel zunächst in einem evakuierten Rohr enthalten, in welches
Blut gezogen werden kann, so daß ein geschlossenes Bluttrennungssystem vorgegeben
wird. Zum Beispiel wird das thixotrope Mittel der vorliegenden Erfindung in einzelne
Röhrchen des in der US-PS 3 852 194 beschriebenen Typs gebracht; die Röhrchen werden
dann bis zu einem Restdruck von etwa o,1 Atm. evakuiert; Die Menge an thixotropem
Mittel in jedem 16 x loo mm-Rohr liegt bei etwa 1 bis etwa 4 g, zweckmäßigerweise
bei etwa 2 g. In jedes Röhrchen können etwa 1o ml Vollblut gezogen werden. Bei Gebrauch
wird: dis Röhrchen benutzt, um Vollblut über eine Kanüle in den Röhrchens verschluß
zu ziehen; Röhrchen und Inhalt werden dann zentrifugiert, bis das thixotrope Mittel
in eine Stellung zwischen den beiden Phasen wandert, wodurch solche Phasen voneinander
getrennt werden. Als praktische Regel gilt, daß die Trennung nach etwa lo Min. Zentrifugieren
bei 11ovo RCF vollständig ist. Nach dieser Zeit kann der Verschluß entfernt und
die leichtere Phase rasch
entfernt oder abgegossen werden, ohne
daß die Trenndichtung beeinträchtigt bzw. zerstört wird.
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In den folgenden Beispielen wurden zwei unterschiedliche Hydroxylendgruppen
aufweisende Polymerisate des Butadiens mit den beschriebenen Füllstoffen verwendet,
um 11 thixotrope Massen herzustellen. Die Polymerisate werden von Arco Chemical
Co. unter den Produktbezeichnungen R-45HZ und CS-15 erhalten. Tab. I faßt die Eigenschaften
der beiden Polymerisate zsuammen, die auch in dem Arco Chemical Co. General Bulletin,
April 1976, zu finden sind.
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Tabelle I Eigenschaften der Butadien-Polymerisate mit endständigen
Hydroxylgruppen R-45HT CS-15 Butadien, Gew.-% loo 75 Styrol, Gew.-% - 25 Nichtflüchtiges
Material, Gew.-% 99,9 99,9 Viskosität, centipoise, 300C 5.ooo 15.ooo Hydroxylwert,
meq/g o~83 o,65 Hydroxylzahl, mg KOH/g 46,6 36,5 Molekulargewicht, Zahlenmittel
28qo 3400 Feuchtigkeit, Gew.-% o,o5 o,o5 spezifisches Gewicht, 300C o,9o-1 o,924
Jodzahl 398 335
Die elf thixotropen Mittel wurden mit drei verschiedenen
Siliziumdioxid-Füllstoffen zubereitet. Die Füllstoffe werden nachfolgend charakterisiert:
(1) D-17: eine gefälltemethylierte Kieselsäure mit einer nominalen wirksamen Oberfläche
von 80 m2/g, einer sekundären Teilchengröße von 2,5/um und einer primären Teilchengröße
von 17/um; das Material wird von Degussa angeboten; (2) Sipernat 22: eine gefällte
Kieselsäure mit Eigenschaften ähnlich denjenigen des D-17, das Material wird von
Degussa angeboten; (3) Aerosil 200: eine aufgedampfte Kieselsäure mit einer nomi-2
nalen wirksamen Oberfläche von 200 m2/g; das Material wird von Degussa angeboten.
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In den Beispielen wurden Vollblutproben erfolgreich in eine schwerere
Phase und eine leichtere Phase getrennt durch Zentrifugieren der Blutproben bei
11ooRCF 1O Min. lang in Gegenwart von etwa 2g des angegebenen thixotropen Mittels,
welches zuvor in ein 16 x 100 mm-Röhrchen gegeben worden War., das verschlossen
und auf einen Restdruck von o,1 Atm evakuiert#wurde.
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Beispiele 1 - 11 Die Zusammensetzungen der in den Beispielen verwendeten
thixotropen Mittel sind in Tab. II zusammengefaßt. Die Eigenschaften
der
erhaltenen thixotropen Mittel faßt Tab. III zusammen.
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Anzumerken ist, daß die Zusammensetzungen der Beispiele 3 und 4 auch
o,o2 Gew.-% eines Stabilisators enthielten, welcher ein Polysiloxan-Polyoxylalkyl-Copolymer
ist und in der US-PS 4 o49 692 beschrieben wird.
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Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß das flüssige Polymerisat
ein einzelnes Polymerisat sein oder ein Gemisch von Polymerisaten enthalten und
daß der Füllstoff ein einzelner Füllstoff oder ein Gemisch von Füllstoffen sein
kann, solange die Grunderfordernisse des thixotropen Mittels erfüllt sind. Analog
können Stabilisatoren, wie die oben beschriebenen, zur Erhöhung der Viskosität des
thixotropen Mittels benutzt werden. Weitere Abwandlungen stehen im Können des Fachmanns
und sollen unter Ziel und Ausführung des Anmeldungsgegenstandes fallen.
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Tabelle II Beispiel Butadien-Pulymerisat Füllstoff Nr. Typ Menge
Typ Menge 1 R-45HT loo g. D-17 33.8 g.
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2 CS-15 100 g. D-17 26.2 g.
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3a R-45HT loo g. D-17 33.8 g.
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4a CS-15 100 g. D-17 33.8 g.
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5 R-45HT loo g. Aerosil 200 10 g.
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D-17 22 g.
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6 R-45HT oo g. Sipernat-22 lo g.
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D-17 22 g.
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7 R-45HT loo g. Aerosil 200 22 g.
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8 CS-15 100 g. Aerosil 200 7.5 g.
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D-17 17.4 g.
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9 CS-15 100 g. Sipernat 22 1o,3 g.
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D-17 14.9 g.
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10 CS-15 loo g. Aerosil 200 24.5 g.
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CS-15 100 g. Sipernat 22 26 g.
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a Mittel enthält auch o,o2 Gew.-% eines Stabilisators, DC-190, Polysiloxan-Polyoxyalkyl-Copolymer
(Dow Corning Corporation, Midland, Michigan)
Tabelle III Eigenschaften
der thixotropen Mittel Beispiel spez.Gewicht Viskosität Thixotropie-Nr. (CS) Index
1 1 n04 600,000 3,o 2 1,o4 700,000 2,4 3 1,o4 9oo,ooo 3,92 4 1,o4 9oo,ooo 2,76 5
1,o4 560,000 2,87 6 1,o4 520,000 2,86 7 1,o4 300,000 1,65 8 1,o4 510,000 1,77 9
1,o4 400,000 1,64 lo 1,o4 425,000 1,29 11 1,o4 215,000 1,10