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Verfahren zur Darstellung von Umwandlungsprodukten von Kautschuk Zur
Darstellung von thermoplastischen Produkten mit den Eigenschaften der technisch
so wertvollen Balata, Guttapercha bzw. des Schellacks aus Kautschuk hat man diesen
bereits mit konzentrierter Schwefelsäure oder deren Abkömmlingen, wie Sulfosäuren,
Sulfosäurechloriden oder mit Gemischen beider; behandelt. Hierbei werden- mehr oder
weniger braun gefärbte lockere krümelige Massen oder schwarze pechähnliche Produkte
erhalten, in denen der Kautschukkohlenwasserstoff (C5H$)x hinsichtlich seiner chemischen
Zusammensetzung verändert @erscheint. Man hat auch schon Selenoxychlorid bzw. Sulfurylchlorid
auf Kautschuk einwirken lassen, wobei der Kautschukkohlenwasserstoff Chlor ,addiert,
also eine weitgehende chemische Veränderung im Molekül erleidet.
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Es wurde nun gefunden, daß man wertvolle Kautschukumwandlungsprodukte
mit thermoplastischen 'Eigenschaften erhält, wenn man Kautschuk mit Phosphoroxyhalogeniden
oder Gemischen dieser mit Phosphorhalogeniden behandelt. Hierbei wird der Kautschukkohlenwasserstoff
im wesentlichen in. seiner chemischen Zusammensetzung nicht verändert, es .erfolgt
lediglic1i eine Veränderung der Struktur, eine - Isomerisation des Kautschukmoleküls.
Man arbeitet zweckmäßig in der Weise, daß zu Kautschuk, der in Benzol zur Quellung
gebracht worden ist; Phosphoroxycblorid @evtl. zusammen mit anderen Stoffen, besonders
zusammen mit Phosphorhalogeniden zugesetzt wird, worauf Verflüssigung eintritt,
oder daß Kautschuk in benzolische Pho.sphoroxychloridlösung eingetragen wird; wonach
in kurzer Zeit Lösung erfolgt. In den dünnflüssigen Lösungen erfolgt bereits bei
gewöhnlicher Temperatur die Isomerisierung des- Kautschuks. Das Umwandlungsprodukt
kann daraus in bequemer Weise durch Verdampfen des Lösungsmittels oder durch Ausfällen
in Form von hellfarbenen fhermoplastischen Massen :erhalten werden: Die Lösungen
des Umwandlungsproduktes eignen sich zur Herstellung von durchsichtigen, wasserundurchlässigen
Filmen, Bän# dem, 4lättem usw., deren Eigenschaften sich leicht, z. B. durch Verwendung
von Weichmachungsmittelny verändern lassen, wodurch man zu neuen verschiedenartigen
Produkten, z. B. solchen von Guttaperchacharakter, gelangt. Beispiel i ioo Gewichtsteile
Kautschuk werden in iooo Teilen Benzol gequollen und mit- io Gewichtsteilen - Phosphoroxychlorid
versetzt, worauf man das Gemisch bis zu seiner Verflüssigung bei 3o bis 4:o° hält.
Das Lösungsmittel wird dann unter vermindertem Druck abgedampft. Der Abdampfrückstand
ist ein thermoplastisches Produkt. Die Entfernung des Phosphotoxychlorids aus dem
Umwandlungsprodukt erfolgt zweckmäßig auf einem
erwärmten Walzwerk
durch Waschen mit Wasser. ]?er 'Erweic@iungpunkt des praktisch phosphorfreien. U.mwandlungsproduktes
liegt bei etwa idd Bei Zimmertemperatur ist es in dickeren Schichten -hart und spröde.
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Man kann auch die erhaltene dünnflüssige Lösung in dünner Schicht
,auf Glasplatten gießen und nach dem Verdampfen des Lösungsmittels die eingetrocknete
Schicht io bis 20 Minuten lang auf ioo° erwärmen.: Nach dem Abkühlen lassen sich
dann von den Platten dünne durchsichtige nichtklebende Filme abziehen, die wasserundurchlässig
sind und ohne Bruch gefaltet werden können.
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Die Eigenschaften dieser Filme und Blätter lassen sich leicht verändern;
z. B. hat man es in der Hand, durch Zusatz von abgestuften Mengen von Weichmachungsmitteln
:einen harten und spröden Film weich, geschmeidig oder schwach elastisch zu machen.
.Beispiel 2 Zu einer io%igen Aufquellung von Käutschuk in Benzol werden i 5 % Phosphoröxychlorid
(auf Kautschuk bezogen) zugesetzt. Nacheiniger Zeit erfolgt Isomerisation des Kautschuks..
In die dünnflüssig gewordene, rötlichbraune Lösung wird gasförmiges Ammoniak so
lange .eingeleitet, bis die Farbe nach Hellgelb umgeschlagen ist; ;etwa sich ausscheidende
feste Verunreinigungen setzen sich in der wenig viskosen Lösung rasch ab.
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Man gießt die Lösung auf Glasplatten aus und erhält nach dem Verdampfen
des Lösungsmittels dünne durchsichtige nichtklebende Filme, die wasserundurchlässig
sind und sich ohne zu brechen falten lassen. Diese Filme sind bei 8o bis ioo° äußerst
stark dehnbar und elastisch und 'behalten ihre Reckung bei, sobald sie wieder im
gewöhnlichen Temperaturbereich sind. Auf diese Weise lassen sich beliebig lange
Bän= der herstellen, die sich zu Wicklungen (z. B. für Isolationszwecke) verwenden
lassen, die, bei Zimmertemperatur ,angelegt, sich bei geringer Temperaturerhöhung
äußerst fest anpressen. " Beispiel 3 In eine benzolische Lösung von 5 Gewichtsteilen
Phosphoroxybromid und 2 Gewichts; teilen Phosphortrichlorid werden iöo Gew4%.tsteile
Kautschuk eingetragen. Das Ganze wird einige Tage lang bei Zimmertemperatur sich
selbst überlassen. Der Kautschuk ist dann isomerisiert, und die Lösung hat rötlchbraune
Farbe angenommen. Sie wird so lange mit gasförmigem Ammoniak behandelt, bis der
Umschlag nach Gelberfolgt ist, und kann, da sie dünnflüssig bleibt, leicht im Vakuum
zur Trockne gebracht werden. Der Rückstand wird 'auf einer Waschwalze mit warmem
Wasser gewaschen, bei 55 bis 6o° zu einem Fell ausgewalzt und getrocknet. Das Produkt
klebt nicht, ist hell, in 5 mm starker Schicht nicht ohne Bruch biegbar, zäh und
nicht mehr wie Kautschuk elastisch: dehnbar. Es erweicht bei etwa 8o bis 9o° und
nimmt dabei etwa die Eigenschaften der Balata an. Es gibt mit allen Kautschuklösungsmitteln
(z. B. Benzol, Benzin, Tetrachlorkohlenstoff) niederviskose Lösungen. Beispiel q.
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Eine gleichmäßig gequollene Lösung von i oo Gewichtsteilen Kautschuk
in i ooo Gewichtsteilen Benzol wird mit io Gewichtsteilen Phosphoroxychlorid und
5 Gewichtsteilen Phosphoroxybromid versetzt. Die Umwandlung des Kautschuks ist bei
Zimmertemperatur bereits in wenigen Stunden beendet. Man leitet gasförmiges Ammoniak
bis zum Umschlag der rotbraunen Farbe der Lösung nach Gelb sein und verfährt zur
Gewinnung des Umwandlungsproduktes, wie in .Beispiel 3 ,angegeben.
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Die Lösung des zuvor gewaschenen und getrockneten Isomerisierungsproduktes
i11 einem Kautschuklösungsmittel (z. B. Benzin, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform
usw.) kann, wie in Beispiele beschrieben, zu Filmen verarbeitet werden. Sie läßt
sich auch zur Herstellung äußerst fest haftender Überzüge auf Metallteilen durch
Eintauchen, Anstreichen, Spritzen usw. verwenden, die als säure- und alkalifester
Metallschutz oder als gleichmäßige Haftfestigkeit vermittelnde Grundierung für die
Überkleidung rriit einer vulkanisierten Kautschukschicht dienen können.
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Durch Einverleibung von Weichmachungsmittehi (wie Kampfer usw.) in
die Umwand--lungsprodukte lassen sich die Eigenschaften dieser stark beeinflussen;
man,erliält z. B. bei einem -Zusatz von 5% Kampfer bei Zimmertemperatur ;auch in.
dicker Schicht biegsame und weiche Massen, deren Erweichungspunkt -und sonstige
Eigenschaften sich denen der Guttaperdha nähern.