DE416062C

DE416062C - Process for the preparation of colloids

Info

Publication number: DE416062C
Application number: DEP42309D
Authority: DE
Original assignee: Maschinenbauanstalt Humboldt AG
Current assignee: Maschinenbauanstalt Humboldt AG
Priority date: 1921-06-17
Filing date: 1921-06-17
Publication date: 1925-09-23

Description

Verfahren zur Darstellung von Kolloiden.Process for the preparation of colloids.

Kolloide können bekanntlich auf verschiedene Art künstlich hergestellt werden. Man kennt in der Hauptsache zwei Wege zur Erzielung kolloider Dispersionen, nämlich die Dispersions- und die Kondensationsmethoden. As is known, colloids can be produced artificially in various ways will. There are two main ways of achieving colloidal dispersions: namely the dispersion and condensation methods.

Wie aus den Benennungen zu ersehen ist, handelt es sich bei den ersteren um die Zerteilung von gröberen Teilchen und bei den letzteren um das Zusammentreten mehrerer Moleküle zu einem größeren Komplex sei es nun durch Polymerisierung, sei es durch irgendwelche diemische Ausfällung eines unlöslichen Körpers aus dem molekular gelösten Zustande.As can be seen from the names, it is the case with the former about the breaking up of coarser particles and, in the case of the latter, about coming together of several molecules to form a larger complex, either through polymerization, or it by some diemic precipitation of an insoluble body from the molecular dissolved states.

Es besteht nun bei den Kondensationsmethoden die Schwierigkeit, die Kondensation der Moleküle in dem Stadium aufzuhalten., wenn die einzelnen Teilchen die Größe der kolloiden Zone (Teilchendurchmesser o.ooI bis I a) erreicht haben. In den meisten Fällen tritt nämlich ganz oder teilweise eine weitere Kondensation ein; die Teilchen werden größer und verlieren demgemäß ihre typischen kolloiden Eigenschaften. Sobald der Teilchendurchmesser größer als 1/1000 Millimeter wird, spricht man nicht mehr von kolloiden, sondern von grobdispersen Systemen. Solche Teilchen schweben nicht mehr in der Flüssigkeit, sondern sedimentieren, sie flocken aus, sie lassen sich ferner durch ein Papierfilter trennen, und sie zeigen im Ultramikroskop nicht mehr die Brownsche Bewegung. There is now the difficulty with the condensation methods that Condensation of the molecules in the stage reside when the individual particles have reached the size of the colloidal zone (particle diameter o.ooI to I a). In most cases, a further condensation occurs in whole or in part a; the particles become larger and accordingly lose their typical colloidal properties Properties. As soon as the particle diameter is larger than 1/1000 millimeter, one no longer speaks of colloidal, but of coarsely dispersed systems. Such Particles no longer float in the liquid, but instead sediment and flocculate they can also be separated by a paper filter, and they show in the ultramicroscope no longer the Brownian motion.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun die Verbesserung dieser Kondensationsmethoden und die Vermeidung des oben geschilderten Übelstandes. Es wurde nämlich gefunden, daß es dann leicht möglich ist, die Kondensation der Teilchen in der kolloiden Zone aufzuhalten, wenn man die Kondensationsreaktionen in einer Kolloidmühle oder ähnlichen, schnellaufenden Dismembrator- oder Schlagmühlen usa. in geeigneter Weise vor sich gehen läßt. The present invention is now to improve this Condensation methods and the avoidance of the above-mentioned problem. It namely, it was found that it is then easily possible to condense the particles to reside in the colloidal zone when the condensation reactions in a Colloid mill or similar, high-speed dismembrator or beater mills usa. can proceed in an appropriate manner.

Wie sich auf Grund zahlreicher Versuche herausgestellt hat, wird auf diese Weise die Bildung größerer sedimentierender Teilchenkomplexe vermieden und echte kolloide Dispersonen erzeugt. Die Haltbarkeit derselben wird noch erhöht, wenn man sie in Ultrafilterpresstn (System Plauson, Patent 337731 und Zusätze@ von eventuell vorhandenen freien Elektrolvten trennt. In einer solchen Filterpresse wird gleichzeitig ein Auswaschen und eine Konzentration der Kolloide ermöglicht. Dies ist besonders wichtig für die Darstellung von kolloiden Dispersionen für medizinische und sonstige großtechnische Zwecke. As has been found on the basis of numerous attempts, will in this way the formation of larger sedimenting particle complexes is avoided and creates real colloidal dispersons. The durability of the same is increased, if you use them in ultrafilter presses (Plauson system, patent 337731 and additives @ von disconnects any free electrolytes that may be present. In such a filter press the colloids can be washed out and concentrated at the same time. This is particularly important for the preparation of colloidal dispersions for medical purposes and other large-scale purposes.

Durch die folgenden Beispiele wird das Verfahren näher erläutert. The following examples illustrate the process in more detail.

Beispiel I. Example I.

Darstellung von kolloidem Silber. Representation of colloidal silver.

I69 Teile einer Iprozentigen Lösung von Silbernitrat werden nach Zusatz von 3,4 Teilen Ioprozentigem Ammoniak in einer in Betrieb gesetz es Kolloidmühle, System Plauson in Gegenwart von 3 Teilen Agar-Agar langsam tropfenweise mit 30 Teilen Iprozentiger Formaldehydlösung versetzt. Die Temperatur der Lösungen betrage etwa 40 bis 50°. Es bildet sich sofort eine tiefbraunschwarze kolloide Silberlösung. Die heftige Schlagwirkung der Mühle verhindert eine Ausflockung größerer Silberteilchen. Um eine haltbare, konzentriertere Dispersion zu gewinnen, engt man die in der Kolloidmühle hergestellte Lösung in einer Pl ausonschen Ultrafilterpresse unter hohem Druck ein und wäscht hierin gleichzeitig die molekular gelösten Salze (Ammonnitrat usw.) aus. Die letzteren kann man auch durch Dialysieren entfernen. 169 parts of a 1 percent solution of silver nitrate are added Addition of 3.4 parts of Iop% ammonia in a colloid mill that is in operation, System Plauson in the presence of 3 parts of agar-agar slowly dropwise with 30 parts I-percent formaldehyde solution added. The temperature of the solutions is about 40 to 50 °. A deep brown-black colloidal silver solution forms immediately. The strong impact of the mill prevents larger silver particles from flocculating. To ensure a durable, To gain a more concentrated dispersion, one restricts the solution prepared in the colloid mill in a Pl Auson ultrafilter press under high pressure and at the same time washes the molecularly dissolved salts (Ammonium nitrate, etc.). The latter can also be removed by dialysis.

In analoger Weise können haltbare kolloide Dispersionen anderer Metalle, wie Gold, Quecksilber, Platin, Palladium, Blei usw. aus ihren molekularen Lösungen hergestellt werden, ebenso solche von Schwefel, Seien, Arsen usw. In an analogous way, durable colloidal dispersions of other metals, like gold, mercury, platinum, palladium, lead, etc. from their molecular solutions as well as those of sulfur, selenium, arsenic, etc.

Beispiel 2. herstellung von Kupferoleat. Example 2. Production of copper oleate.

20 Teile einer 5prozentigen Lösung von Kupferacetat wird in der Kolloidmühle unter fortwährender Bearbeitung langsam mit 30 Teilen sprozentiger Natriumoleatlösung versetzt. Es bildet sich sofort kolloides Supferoleat, das ebenso. wie in Beispiel 1 beschrieben, von einem Teil des wäßrigen Dispersionsmittels und vom Natriumacetat befreit werden kann. 20 parts of a 5 percent solution of copper acetate is put in the colloid mill with continuous processing slowly with 30 parts of a percent strength sodium oleate solution offset. Colloidal super oleate forms immediately, as does that. as in example 1, of part of the aqueous dispersant and of sodium acetate can be released.

In analoger Weise wie Kupferoleat können kolloide Dispersionen von anderen Stoffen, z. B. von Metallsulfiden (Arsensulfid, Eisensulfid, Kupfersulfid usw.), von Hydroxyden, Farbstoffen usw. hergestellt werden. In a manner analogous to copper oleate, colloidal dispersions of other substances, e.g. B. of metal sulfides (arsenic sulfide, iron sulfide, copper sulfide etc.), from hydroxides, dyes etc.

Beispiel 3. Example 3.

Herstellung von kolloidem Trikalziumphosphat.Manufacture of colloidal tricalcium phosphate.

Auch Trikalziumphosphat läßt sich nach vorliegendem Verfahren in kolloidaler Form gewinnen. Man löst hierzu 20 Teile normales Natriumphosphat (Na3PO4 12 aq) in 300 Teilen Wasser, versetzt diese Lösung mit einem wäßrigen Auszug von 1 Teil Kirschgummi und gibt das Gemisch in die Kolloidmühle. Tricalcium phosphate can also be converted into win colloidal form. To do this, dissolve 20 parts of normal sodium phosphate (Na3PO4 12 aq) in 300 parts of water, this solution is mixed with an aqueous extract of 1 part cherry gum and put the mixture in the colloid mill.

Alsdann läßt man langsam Chlorkalziumlauge, enthaltend 8 Teile Ca Cl2 auf 40 Teile Wasser zufließen. Es scheidet sich sofort Trikalziumphosphat in kolloider Form aus. Dasselbe flockt jedoch nicht aus und wird auch dauernd in kolloider Form erhalten, wenn es nach Beispiel 1 in einer Ultrafilterpresse behandelt und von molekular gelöstem Kochsalz durch Auswaschen befreit wird.Then, slowly, calcium chloride solution containing 8 parts of Ca is allowed Cl2 to 40 parts of water flow. It immediately separates into tricalcium phosphate colloidal form. However, it does not flocculate and also becomes colloidal permanently Obtained shape when treated according to Example 1 in an ultrafilter press and is freed from molecularly dissolved common salt by washing out.

Beispiel 4. Example 4.

Darstellung von kolloidem Nickelsulfld. Representation of colloidal nickel sulphide.

An der Darstellung von kolloidem Nickelsulfid läßt sich besonders gut zeigen, daß das vorliegende Verfahren deutlich technische Vorteile gegenüber schon bekannten Methoden aufweist, die unter Anwendung kräftig wirkender Rührwerke die Herstellung von Kolloiden ermöglichen. m Zwei Liter einer etwa 0O Nickelnitratlösung, die 0,5 Prozent Gummiarabikum als Schutzkolloid enthalten, werden mit steigenden Mengen einer 4, 3prozentigen Natriumsulfidlösung versetzt. Der Versuch wurde in einer Kolloidmühle und in einem Rührwerk durchgeführt, wobei in beiden Fällen jede Minute je 4 cm3 der Sulfidlösung zugefügt und dann Io cm3 Reaktionsgemisch abgenommen und in Reagenzgläser gebracht wurden, in denen sich die auftretende Flockung gut beobachten läßt. The representation of colloidal nickel sulfide can be seen in particular show well that the present process has significant technical advantages over it has already known methods that use powerful agitators enable the production of colloids. m Two liters of an approximately 0O nickel nitrate solution, which contain 0.5 percent gum arabic as a protective colloid are increasing with Amounts of a 4.3 percent sodium sulfide solution are added. The attempt was made in a colloid mill and carried out in an agitator, in both cases each Minute 4 cm3 of the sulfide solution was added and then 10 cm3 of the reaction mixture was removed and placed in test tubes, in which the flocculation that occurs is good lets watch.

Die folgende Tabelle zeigt das Ergebnis. The following table shows the result.

Volumen 2 enthält die Temperaturen, die in der Mühle infolge der starken Bewegung der Flüssigkeit ansteigt und die im Rühnverk durch Zufuhr von Wärme auf entsprechender Höhe gehalten wurde. Die dritte senkrechte Reihe zeigt die Zahlen für die Mengen Nickelsulfid, die sich der zugesetzten Menge Natriumsulfid entsprechend pro 1 1 Flüssigkeit gebildet hat. In den darauffolgenden Spalten sind die Proben gekennzeichnet, bei deren Konzentration an Nickelsulfid Flokkung eintrat, und zwar sofort nach dem Versuch und nach Ablauf von 30 Minuten. Eine nach 24 Stunden wiederholte Beobachtung zeigt, daß das in der Mühle hergestellte Sol nur geringe Alterungserscheinungen aufweist. Flockung des Sols Nr. t g NiS aus dem Rührwerk aus der Mühle nach sofort 30 nach 24 nach pro 11 Sofort Minuten sofort ; 30 Minuten 24 Stunden 1 21° 0,1 - gelfockt - - - 2 22° 0,2 geflockt geflockt - - - 3 23,5° 0,3 geflockt geflockt - - - 4 24° 0,4 geflockt geflockt - - undeutlich 5 24,5° 0,5 geflockt geflockt geflockt geflockt geflockt 6, 25° 0,6 geflockt geflockt geflockt geflockt geflockt Diese Untersuchung, die sich auch in ähnlicher Weise an anderen Beispielen durchführen läßt, zeigt, daß die Herstellung eines Nickelsulfidsols, die bisher nur durch Sättigung einer Nickelsalzlösung mit Schwefelwasserstoff und nachherigem Zusatz ganz geringer Mengen Ammoniak möglich war, sich auf einfache Weise aus den Komponenten Nickelsalz und Natriumsulfid durchführen läßt, wenn man die beiden Komponenten in einer arbeitenden Kolloidmühle zur Reaktion bringt. Ein unter gleichen Bedingungen in einem Rührwerk hergestelltes Sol zeigt dagegen, auch bei sehr geringen Konzentratonen an Nickelsulfid, gar keine Stabilität.Volume 2 contains the temperatures which rise in the mill as a result of the strong movement of the liquid and which were kept at the appropriate level in the Rühnverk by supplying heat. The third vertical row shows the numbers for the amounts of nickel sulfide that has formed per 1 liter of liquid, corresponding to the amount of sodium sulfide added. In the following columns, the samples are marked at whose concentration of nickel sulfide flocculation occurred, namely immediately after the test and after 30 minutes. An observation repeated after 24 hours shows that the sol produced in the mill shows only slight signs of aging. Flocculation of the sol No. tg NiS from the agitator from the mill after immediately 30 after 24 after every 11 minutes immediately; 30 minutes 24 hours 1 21 ° 0.1 - flocked - - - 2 22 ° 0.2 flocked flocked - - - 3 23.5 ° 0.3 flocked flocked - - - 4 24 ° 0.4 flocked flocked - - indistinct 5 24.5 ° 0.5 flocked flocked flocked flocked 6, 25 ° 0.6 flocked flocked flocked flocked This investigation, which can also be carried out in a similar way on other examples, shows that the production of a nickel sulfide sol, which was previously only possible by saturating a nickel salt solution with hydrogen sulfide and then adding very small amounts of ammonia, can be easily made from the nickel salt components and sodium sulfide can be carried out if the two components are reacted in a working colloid mill. A sol produced under the same conditions in a stirrer, on the other hand, shows no stability at all, even with very low concentrations of nickel sulfide.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the preparation of colloids from molecular Solutions by way of condensation, characterized in that the formation of the colloids in the presence or absence of suitable dispersators or protective colloids in a colloid mill, Plauson system, or a high-speed Dmembrator or Hammer mill or a similar apparatus is carried out and the so produced Colloids are washed out and concentrated in ultrafilter presses, Plauson system.