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Verfahren zur kathodischen Niederschlagung von Kautschuk oder kautschukartigen
Stoffen aus deren wässerigen Dispersionen Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung
des im Hauptpatent 5d.9 zig beschriebenen Verfahrens zur kathodischen Abscheidung
von Kautschuk oder kautschukartigen Stoffen aus deren wässerigen Dispersionen.
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Das Verfahren nach dem Hauptpatent besteht darin. daß die normalerweise
elektronegativen Ladungen der Kautschukteilchen durch Erhöhung der Wasserstoffionenkonzentration
durch elektropositive Ladungen ersetzt werden und daß dann der Kautschuk elektrophoretisch
auf der Kathode oder auf porösen oder halbdurchlässigen Diaphragmen oder Formen,
welche die Kathode einschließen, niedergeschlagen wird.
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Gegenüber diesem bekannten Verfahren besteht die Verbesserung nach
dem vorliegenden Verfahren darin, daß die Umladung der elektronegativen Teilchen
der Dispersionen in elektropositive Teilchen in Anwesenheit geeigneter Schutzkolloide
durchgeführt wird. Die Mitverwendung von Schutzkolloiden bei der Umladung der Kautschukteilchen
mittels Säuren, wie Ameisen- oder Essigsäure, hat den wesentlichen Vorteil, daß
einerseits die Kautschukteilchen beim Ansäuern der Kautschukmilch leichter eine
positive Ladung annehmen, als wenn keine Schutzkolloide mitbenutzt werden, und daß
andererseits stabilere Dispersionen für die Elektrophorese erhalten «erden. Außerdem
ist bei der Mitverwendung von Schutzkolloiden beim Ansäuern der Kautschukmilch keine
Koagulation der letzteren zu befürchten, und endlich ist der Bereich der an-,vendbaren
Wasserstoffionenkonzentrationen bedeutend größer als ohne Mitver wendung von Schutzkolloiden.
Während nämlich ohne Schutzkolloide die Umladung der Kautschukteilchen nur durch
einen Säurezusatz bewirkt werden kann, durch den eine Wasserstoffionenkonzentration
im Bereich von etwa PH - d. # 5 - 3 erzielt wird, bei größeren oder kleineren Säurezusätzen
aber eine spontane Koagulation der Kautschukmilch eintritt, können bei Mitverwendung
von Schutzkolloiden für die Umladung der Kautschukmilch Säuremengen benutzt werden,
die pII-Werte zwischen 5 und o ergeben.
Die Dosierung der für die
Umladung anzuwendenden Säuremenge ist also bei Mitverwendung von Schutzkolloiden
viel leichter.
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Als Schutzkolloide können für den vorliegenden Zweck beispielsweise
Casein und Hämoglobin benutzt werden, die sehr gute Resultate ergeben. Auch Saponin
ist brauchbar, während Albumin und ähnliche Proteine, Gelatine und Süßholzextrakt
zwar benutzt werden können, aber weniger zufrie.denstellend sind. Mit einigen anderen
Schutzkolloiden, beispielsweise methyl'ennaphthalinsulfosaurem Natrium und ähnlichen
Kompl'exs.ulfonaten, tritt keine Umkehrung des Vorzeichens der elektrischen Ladung
ein. Die Abscheidung des Kautschuks aus den genannten Dispersionen kann nach irgendeinem
elektrophoretischen Verfahren durchgeführt werden, und zwar entweder auf der Kathode
selbst oder auf einem porösen Diaphragma, das die Kathode in :dem Bad einschließt.
Durch an sich bekannte Verfahren läßt sich auch erreichen, daß das an der Kathode
während der Abscheidung des Kautschuks o. dgl. in Freiheit gesetzte Gas auf den
gebildeten Niederschlag nicht störend einwirkt, und es können auch Zusatzstoffe
benutzt werden, durch die die Bildung von Gas an der Kathode verhindert wird.
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Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung.
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ioo ccm ammoniakfreie Kautschukmilch mit einem Kautschukgehalt von
6o % wurde mit 120 ccm einer schwach alkalischen 1 °Joigen Caseinlösung verdünnt.
Der so behandelten Kautschukmilch wurde eine Mischung aus 5o ccm Eisessig und 6o
ccm Wasser zugesetzt. Der pH-Wert der Kautschukmilch betrug etwa 2,7. Die Kathode
bestand aus einem Kohlenstab, der von einem porösen Körper der verlangten Form umgeben
war, und die Abscheidung erfolgte durch einen Strom von i Amp.(dm? der Fläche der
porösen Kathodenkammer. Beim Durchleiten eines Stromes von i Amp. wurde nach einer
Minute ein Niederschlag von o,6 g Kautschuk auf der Außenseite der geformten Kathodenkammer
erhalten. Bessere Niederschläge wurden erhalten, wenn in dein Kathodenraum ein Depolarisierungsmittel
ge-, geben wird, beispielsweise eine dünne Paste aus Braunstein und Essigsäure oder
Braunstein, Kohle und Essigsäure oder aus Bleisuperoxyd und Essigsäure.
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Homogene, nicht poröse Niederschläge wurden auch ohne Verwendung einer
porösen, die Kathode einschließenden Zelle erhalten, wenn eine Bleikathode, die
mit Mennige oder Bleidioxyd überzogen war, benutzt wurcle, oder es kann auch eine
zusammengesetzte Kathode aus Mennige oder Bleisuperoxyd, einem leitenden Stoff und
einem Zement oder Bindemittel hergestellt werden. Sehr wirksam zusammengesetzte
Kathoden wurden auf die Weise erhalten, daß ein Teil Bleioxyd und drei Teile Mennige
mit genügend Glycerin zu einer steifen Paste vermischt wurden, welches Gemisch sich
in kurzer Zeit zu einer harten Masse absetzte und nach Belieben unmittelbar als
Kathodenmaterial benutzt werden konnte. Durch die Einverleibung eines fein zerteilten
leitenden Stoffes in die Mischung, beispielsweise Ruß oder Graphitpulver, werden
bessere Ergebnisse erzielt. Wird jedoch ein poröses Gefäß, das eine Kathode einschließen
soll, benutzt, so können mit diesem Gemisch die Außenseiten einer derartigen Form
überzogen werden. Es wurde auch gefunden, daß mit einer Bleikathode, die mit dieser
harten Mischung aus Glycerin, Bleioxyd und Mennige überzogen wurde, ein fehlerfreier
Kautschukniederschlag auf der Kathode mit einer Geschwindigkeit von 0,76
g je Amp.JMin. erhalten wurde.
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Nach Belieben" können weitere Reagenzien dein Elektrolyten in der
halbdurchlässigen Form zugesetzt werden, um die Bildung @-on Gas an der Kathode
zu verhindern.
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Es wurde auch gefunden, daß eine solche stabile, angesäuerte Kautschukmilch
bei Verwendung geeigneter Elektroden, die in die Kautschukmilch eintauchen und wobei
die Elektroden außerhalb verbunden werden, eine kathodischeKautschukabscheidung
durcheinen Selbsterregungsprozeß ergibt. Die, wie vorstehend beschrieben, angesäuerte
Kautschukmilch wurde in den Raum zwischen einem hohlen Zinkzylinder und einer kleineren
poriisen Zelle, die konzentrisch in den Zinkzylinder eingesetzt wurde, gegeben.
Die poröse Zelle wurde mit einer Paste aus Braunstein und Essigsäure gefüllt, und
in diese Paste wurde ein Bündel Kohlenstäbe eingesetzt. Das Bündel Kohlenstäbe und
der Zinkzylinder wurden außen miteinander verbunden, wodurch ein elektrischer Strom
erzeugt wurde, der durch die Kautschukmilch lief, und es zeigte sich, daß ein Kautschukniederschlag
allmählich auf der Außenseite der porösen Zelle gebildet wurde, d. h. auf der Fläche
nach dem Zinkzylinder hin.
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Die wässerigen Dispersionen können aus Kautschuk, Guttapercha, Balata
oder irgendeinem analogen Pflanzenharz bestehen, und sie können vulkanisiert oder
nichtvulkanisiert sein und Vulkanisier- oder Zusatzstoffe oder beide enthalten,
und sie können sich in einem konservierten oder konzentrierten Zustand befinden
oder können natürlich oder künstlich sein. -
Die Erfindung ist nicht
nur auf Kautschuk und die genannten analogen Harze anwendbar, sondern sie kann auch
auf andere organische Stoffe mit kautschukähnlichen Eigenschaften Anwendung finden,
beispielsweise auf regenerierten oder synthetischen Kautschuk.
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Positiv geladene Dispersionen aus Zusatzstoffen, beispielsweise aus
Schwefel und organischen Farbstoffen, können in der vorgeschriebenen gleichen Weise
hergestellt werden, und diese ergeben eine kathodische Abscheidung sowohl allein
als auch in Mischung mit Kautschukmilch.
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Es können verschiedene pH-Werte benutzt «-erden, beispielsweise pH-Werte
zwischen 5 und o, je nach dem isoelektrischen Punkt der besonderen benutzten Schutzkolloide.
Der wirksame isoelektrische Punkt, den die Kautschukkügelchen infolge der Zusammensetzung
der zugesetzten und der natürlichen, die Kautschukkügelchen umschließenden Schutzkolloide
aufweisen, ist nämlich einer der Hauptfaktoren, die den anzuwendenden 1),1-Wert
bestimmen.