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Verfahren zur Elektrophorese von mit Säure umgeladenen wässerigen
Kautschukdispersionen Es ist bekannt, daß die Teilchen einer Kautschukdispersion,
insbesondere der Kautschukmilch in einem elektrischen Feld infolge ihrer negativen
Ladung gegen die Anode wandern und an dieser in der Gestalt eines zusammenhängenden
Niederschlages gesammelt werden können. Auf dieser Erkenntnis beruhen verschiedene
Verfahren, z. B. das in der amerikanischen Patentschrift 1476 374 angegebene Verfahren,
mittels welchem Kautschukwaren unter Vermeidung der bei der sonstigen Kautschukverarbeitung
erforderlichen umständlichen Bearbeitungsweise aus den Dispersionen, insbesondere
aus der Kautschukmilch, unmittelbar hergestellt werden können.
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Es ist auch bekannt, daß die der zu verarbeitenden Kautschukdispersion
beigemischten fein verteilten Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, Vulkanisationsmittel,
Vulkanisationsbeschleuniger und Farbstoffe mit dem Kautschuk gleichzeitig niedergeschlagen
und dem Kautschuk in äußerst gleichmäßiger Verteilung einverleibt werden können.
Selbstverständlich ist es hierfür erforderlich, daß die dispergierten Teilchen der
Zusatzstoffe gleichfalls negative Ladung besitzen. Nun gibt es gewisse Zusatzstoffe,
z. B. die Sole von Eisen- oder Aluminiumoxyd oder kolloidaler Kieselsäure, die bei
der Herstellung der Sole eine positive Ladung aufweisen, so daß sie in diesem Zustande
nicht der Kautschukdispersion beigemischt werden können, ohne eine Koagulation derselben
zu verursachen. Auch wandern sie natürlich zur Kathode und nicht zur Anode wie die
negativ geladenen Kautschukteilchen.
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Ein weiterer Umstand, der bei der elektrophoretischen Niederschlagung
des Kautschuks zu berücksichtigen ist, besteht darin, daß gleichzeitig mit der elektrophoretischen
Wirkung des Stromes auch eine elektrolytische Zersetzung stattfindet, durch die
an der Anode Sauerstoff freigesetzt wird, der die Homogenität des Kautschukniederschlages
beeinträchtigt.
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Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist vorgeschlagen worden, die Bildungsstelle
des Sauerstoffes von der Niederschlagungsstelle des Kautschuks mittels eines elektrisch
nicht leitenden Diaphragmas zu trennen oder in Fällen, wo dies vermieden werden
soll, verschiedene Depolarisationsmaßnahmen zu treffen. Doch kann es unter Umständen
Schwierigkeiten
bieten, den Sauerstoff durch reduzierende Mittel zu binden.
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Die Erfindung fußt auf der bekannten Tatsache, daß die in der Kautschukmilch
dispergierten Kautschukteilchen umgeladen werden können (vgl. H a u s e r, Latex,
1927, S. 95), so daß die früher negativ geladenen Teilchen im elektrischen Feld
nunmehr zur Kathode wandern.
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Einer derart positiv ,geladenen, also ein unter 7 zweckmäßig bei 3-q.
liegendes PH besitzenden Kautschukdispersion können Zusatzstoffe, die in ihrer Dispersion
eine positive Ladung aufweisen, ohne weiteres zugesetzt werden. Sie scheiden sich
beider Elektrophorese zusammen mit dem Kautschuk gleichfalls an der Kathode ab.
In diesem Falle entsteht ferner an der Kathode Wasserstoff, der dadurch leicht gebunden
werden kann, daß z. B. die kathodische Niederschlagungsform an ihrer Oberfläche
aus einem leicht reduzierbaren Metalloxyd (z. B. Bleisuperoxyd) besteht. Bekanntlich
können Bleiformen in einem Schwefelsäurebad, ähnlich wie Akkumulatorplatten, an
ihrer Oberfläche mit einer leicht reduzierbaren Oxydschicht bekleidet werden, die
man nach Gebrauch in einfacher Weise regenerieren kann. Bei dieser Arbeitsweise
gehen die oberflächlichen Teile der Niederschlagungsform bei der Elektrophorese
nicht in Lösung und gelangen nicht in den niedergeschlagenen Kautschuk, wie dies
z. B. der Fall ist, wenn der Kautschuk aus negativ geladenen Kautschukdispersionen
auf eine anodisch geschaltete Zinkform niedergeschlagen wird, um den an der Anode
frei werdenden Sauerstoff durch das Zink binden zu lassen, wobei das oxydierte Zink
in Lösung geht und in den Kautschuk tritt. Auch erübrigt sich bei diesem Verfahren
die Reinigung der metallischen Niederschlagungsformen nach jeder Benutzung. Die
Bindung des an der Kathode freigesetzten Wasserstoffes kann auch durch der Dispersion
beigemischte oxydierende Stoffe erzielt werden.
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Das Umladen der Kautschukdispersion, insbesondere der Kautschukmilch,
kann bekanntlich durch einen Säurezusatz erreicht werden, der die zur Koagulation
erforderliche Säuremenge wesentlich überschreitet. Es können zu diesem Zwecke z.
B. Essigsäure oder Schwefelsäure, benutzt werden. In den diesbezüglichen bekannten
Vorschlägen mag die natürliche Kautschukmilch vor dem Säurezusatz etwa mit der zehnfachen
Menge Wasser verdünnt werden.
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Es hat sich aber herausgestellt, daß die Herstellungsdauer durch die
Verdünnung wesentlich erhöht wird, weshalb zur Vermeidung dieses Übelstandes gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung die vor dem Umladen durch Säurezusatz verdünnte
Kautschukdispersion nach dem Umladen in an und für sich bekannter Weise (z. B. durch
Eindampfen, Zentrifugieren usw.) wieder konzentriert wird.
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Im Falle des Eindampfens soll entweder eine flüchtige Säure verwendet
werden oder man neutralisiert einen Teil der Säure nach Maßgabe des Fortschreitens
der Konzentrierung, damit der Säuregehalt nicht übermäßig ansteigt.
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Gemäß dem neuen Verfahren kann nicht nur Kautschukmilch oder solche
anderer kautschukartiger Stoffe, wie Guttapercha und Balata, sondern es können auch
künstliche Dispersionen von Kautschuk, vulkanisiertem Kautschukabfall, Regenerat
oder Dispersionen anderer organischer Stoffe (alle mit oder ohne beliebige Zusatzstoffe)
in Betracht kommen, die sich dem Kautschuk ähnlich verhalten. Auch kann ein Gemisch
mehrerer der erwähnten Dispersionen verwendet werden. Auch können die kautschukartigen
Stoffe in an und für sich bekannter Weise im dispergierten Zustande vulkanisiert
werden. Beispiel: Durch eine mit Ammoniak konservierte etwa 30 °Joige Kautschukmilch
wurde Luft hindurchgeblasen, bis die Konzentration des Ammoniaks unter
0,5 °h fiel. Die Kautschukmilch wurde nun mit i oo cm' Wasser verdünnt und
dann auf je ioo cm' der verdünnten Kautschukmilch 13,6 cm3 einer 98%igen Essigsäure
hinzugesetzt. Der etwaige schwache Schaum wurde entfernt und die Kautschukmilch,
deren PH Wert ungefähr 3 war, mit einer wäßrigen Dispersion von Schwefel in Wasser
vermischt. Der Kautschuk wurde mit einer Stromdichte von o,5 bis i Amp. auf je ein
dm' der Oberfläche der porösen Kathodenzelle niedergeschlagen. Die Elektroden bestanden
aus Aluminium, und die Kathode war von einer porösen Tonzelle umgeben, die als Niederschlagsform
diente. Der Niederschlag bildete sich an der Außenseite der Tonzelle. Der gebildete
Niederschlag wurde an der Luft getrocknet und konnte von der Form auch in unvulkanisiertem
Zustande abgestreift werden. Die Vulkanisation kann entweder an der Form oder nach
Abstreifen der Form stattfinden.