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Verfahren zur Herstellung von Produkten mit hoher Abreibefestigkeit
aus Kautschuk u. dgl. Die Abreibefestigkeit von Kautschuk bzw. von Gemischen verschiedener
Kautschukarten und von durch Polyrnerisation aus ungesättigten Kohlenwasserstoffon
gewonnenen Produkten bzw. den daraus hergestellten Gebrauchsgegenständen ist verschieden
und hängt in hohem Maße von der inneren Struktur dieser Stoffe ab. Während der Kautschuk
aus einem kettenförmigen System besteht, sind die Poly merisationsprodukte der Kohlenwasserstoffe
meist aufgebaut aus stark verzweigten Systemen oder zeigen eine cyclische netzartige
Feinstruktur. Ein direkter Zusammenhang zwischen dem Grad dieser netzartigen inneren
Struktur einerseits und der erhöhten Abreibefestigkeit dieser Produkte andererseits
ist deutlich zu erkennen.
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Ob Körper von kettenförmiger oder netzförmiger innerer Struktur vorliegen,
läßt sich auf röntgenographischem Wege ermitteln. Kettenförmig gebaute Produkte
liefern beim Dehnen stets Faserdiagramme, während die Körper mit netzartiger Struktur
auch in außerordentlich stark gedehntem Zustand keinerlei Diagramme ergeben, sich
also wie amorphe Körper verhalten. Durch kombinierte röntgenographische und mechanische
Versuche wurde festgestellt, in welch hohem Maße die für die technische Qualität
der aus diesen Körpern dargestellten Gebrauchsgegenstände wichtige Abreibezahl von
dieser inneren Struktur abhängt. Es wurde gefunden, daß auch aus Kautschuk, Balata,
Guttapercha usw. Produkte mit besonders hoher Abreibefestigkeit gewonnen werden
können, wenn man in diesen eine Verzweigung oder netzartige Verbindung der Kohlenwasserstoffketten
herbeiführt, indem man Kautschuk oder Kautschukmischungen bzw. -suspensionen oder
-lösungen mit Gemischen aus solchen sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen
und organischen oder anorganischen Verbindungen, die miteinander Molekülverbindungen
zu bilden vermögen, behandelt. Als solche Gemische kommen beispielsweise in Betracht:
die Verbindungen aus Äthern, Ketonen, Estern, Alkoholen, Carbonsäuren mit starken
Säuren, z. B. die Verbindung aus Diäthyläther und Schwefelsäure, ferner die entsprechenden
Verbindungen aus obigen Oxyv erbindungen und Metallhalogeniden, z. B. die Doppelverbindung
aus Aceton und Aluminiumchlorid u. dgl.
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Hierbei erhält man Produkte, die sich von dem Ausgangsmaterial charakteristisch
unterscheiden. Sie zeigen z. B. geringere Löslichkeit als der unbehandelte Kautschuk,
haben geringere Bromzahl bzw. Chlorjodzahl, dehnen sich weniger weit als Naturkautschuk
und geben auch in extrem gedehntem Zustande keine oder nur schwache Andeutung von
Kristallinterferenzen. Die erhaltenen, stark verzweigte bzw. netzförmige Struktur
aufweisenden Produkte kann
man nun in derselben Weise wie gewöhnlichen
smoked sheet walzen, mastizieren, vulkanisieren, mit beliebigen Füllstoffen versetzen
und schlie4-lich in bekannter Weise technisch verarbeiten. Sie können ferner mit
-unbehandeltem Kautschuk, unter Umständen mit abgebauten (ange= crackten) Kautschukregeneraten
oder mit Polymerisationsprodukten ungesättigter Kohlenwasserstoffe gemischt werden.
In allen Fällen erhält man Produkte von wesentlich erhöhter Abreibefestigkeit.
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Beispiel z 5oo Teile einer 5 °/oigen Lösung von Kautschuk in Benzol
werden mit 25 Teilen Phthalylchlorid und 5 Teilen wasserfreiem Aluminiumchlorid
versetzt. Die Mischung wird 25 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen. Durch
Fällen mit Alkohol erhält man eine farblose Gallerte, die weitgehend cyclisiert
ist.
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Beispiel 2 5oo Teile einer 4°/oigen Lösung von Kautschuk in Schwefelkohlenstoff
werden unter Rühren mit einer Mischung von 3o Teilen Äther und 4o Teilen Schwefelsäure
versetzt. Nach 15 Stunden wird das Lösungsmittel verjagt und das Produkt mit Wasser
ausgewaschen. Man erhält eine harte helle Masse, die aus weitgehend cyclisiertem
Kautschuk besteht.
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Beispiel 3 In 5oo Teile einer 5%igen benzolischen Kautschuklösung
werden bei Zimmertemperatur unter Rühren zoo Teile einer zo °/oigen Lösung von Chlorzink
in Essigsäureanhydrid eingetropft. Die anfangs hochviskose Lösung wird nach kurzer
Zeit dünnflüssig. Nach 2stündigem Rühren bei Zimmertemperatur wird das Reaktionsprodukt
in Wasser eingegossen und das Lösungsmittel durch Destillation abgetrieben. Man
erhält ein hellgelbes zähes Produkt, das sich zum Unterschied von dem Ausgangsmaterial
in warmem Benzol leicht zu einer niedrigviskosen Flüssigkeit auflöst.
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Läßt man die Essigsäureanhydrid-Chlorzinklösung 48 Stunden lang auf
die Kautschuklösung einwirken, so erhält man eine Gallerte, die nach der Aufarbeitung
in der oben beschriebenen Weise ein hellgelbes Produkt liefert, das -in den üblichen
Kautschuklösungsmitteln, z. B. Benzol, unlöslich geworden ist.
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Beispiel 4 Zoo Teile einer 5 O/oigen Lösung von Kautschuk in Benzol
oder Trichloräthylen werden mit 5o Teilen einer xo °/oigen Lösung von Schwefelsäuremonohydrat
In Essigsäureanhydrid versetzt. Nach 48stündigem Stehen wird in der in Beispiel3
beschriebenen Weise aufgearbeitet. Man erhält ein bräunlich gefärbtes zähes Produkt,
das in den bekannten Kautschuklösungsmitteln nur noch quellbar, aber nicht mehr
löslich ist.
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Beispiel 5 Zoo Teile einer 5 %igen benzolischen Kautschuklösung werden
in der in Beispie13 angegebenen Weise mit einer Lösung von xo Teilen wasserfreiem
Chlorzink in 4o Teilen wasserfreiem Äthylalkohol versetzt. Man arbeitet nach 5stündigem
Rühren auf und erhält ein gelblich gefärbtes Produkt, das sich von dem Ausgangsmaterial
durch eine viel größere Löslichkeit in Benzol, Benzin usw. unterscheidet und in
diesen Lösungsmitteln sehr niedrigviskose Lösungen liefert.