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Herstellung von sauerstoffabgebenden Mitteln Die Erfindung betrifft
die Herstellung von sauerstoffabgebenden Mitteln, insbesondere zur Verwendung in
Atmungsgeräten.
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Es ist bekannt, daß trockene Gemische von Alkalisuperoxyden
mit Stoffen, die Wasser oder Kohlensäure abspalten, wie Gips, kristallisierte Borsäure,
Bicarbonate u. dgl., verhältnismäßig gut lagerlieständig sind und Sauerstoff abgeben,
wenn die Reaktion an einer Stelle durch Erhitzen auf mindestens 8o' eingeleitet
wird. Es ist ferner bekannt, daß man bei vorsichtiger Reaktion von Alkalisuperoxyden
mit wasserabgebenden Stoffen unter besonderen Bedingungen bezüglich Mengenverhältnisse,
Verteilung, Temperatur usw. niedrige und für den vorliegenden Zweck besonders geeignete
Superoxydhydrate in Form einer porösen zusammengebackenen. Masse erhalten kann.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf diese als bekannt vorausgesetzten
Verfahren. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die nach diesem Verfahren erhaltenen
Massen nicht ausreichend lagerbeständig sind und allmählich ihren Sauerstoff verlieren,
besonders, wenn die Bestandteile zwecks Erzielung homogener und poröser Massen sehr
fein vennahlen oder wenn ihnen in bekannter Weise Katalysatoren zugesetzt worden
sind, welche die Abgabe.des Sauerstoffs erleichtern und gleichmäßiger machen. Es
wurde gefunden, daß dieser Nachteil vermieden wird, wenn den Bestandteilen vor oder
während der Mischung bzw. der Malilung eine inerte" leicht flüchtige Flüssigkeit,
wie Tetrachlerkohlenstüff, zugesetzt wird. Dadurch werden nicht nur lagerbeständigere
Massen erhalten, sondern es werden ferner noch weitere Vorteile erzielt, wie erhebliche
Verminderung der Feuersgefahr und der lästigen Staubbildung, die Möglichkeit, die
Bestandteile feiner als bisher üblich zu vennahlen, wodurch man homogenere und porösere
Massen erhält, sowie die Möglichkeit, Katalysatoren zuzufügen, ohne daß die Massen
beim Lagern Sauerstoff verlieren. Dieser Zusatz ermöglicht ferner, einen weiteren
Spielraum bei der meist üblichen Druckverfestigung der Massen ohne Gefahr entweder
eine zu kompakte und zu wenig poröse Masse oder andererseits eine zu lockere und
nicht genügend zusammenhaltende Masse zu erhalten.
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Die Verwendung von Schutzgasen oder Schutzflüssigkeiten ist für die
verschiedensten Zwecke bekannt, z. B. für die Verarbeitung von Explosivstoffen,
bei dem Vermahlen karbidischer Hartmetalle, wobei durch, die Verwendung inerter
organischer Flüssigkeiten an Stelle von Wasser keine Verminderung des Kohlenstoffgeh21tes
zu befürchten ist. Es ist auch schon vorgeschlagen worden,
Alkalisupgroxydhydrate
in der Weise herzustellen, daß man die- Superoxyde, z. B. Na2 01, in der 2- bis
4fachen Menge einer inerten Flüssigkeit suspendiert zund der gekühlten; Suspension
langsam die entsprechende Wa!ii"'W", sermenge zugibt.
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Es war möglicherweise zu erwarten, dai#.' durch die Anwesenheit einer
inerten Flüssigkeit die Feuersgefahr und die Staubbildung würden herabgemindert
oder vermieden werden können; es war aber nicht vorauszusehen, daß durch diese Maßnahme
auch bei feinerer Mahlung und bei Gegenwart von Katalysatoren eine bei mindestens
gleicher Empfindlichkeit- und gleich leichtem Anspringen lagerbeständigere Masse
würde erlialten werden können oder daß ein solcher Zusatz einen größeren Spielraum
bei der Druckverfestigung gestatten würde.
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Die Wirkung dieses Zusatzes ist wahrscheinlich so zu erklären, daß
die geringen Mengen von Wasserdampf und--Kohlensäure, die stets in der Luft anwesend
sind, in sehr geringem Maße die Reaktion einleiten und daß diese, wenn einmal eingeleitet,
allmählich fortschreitet. Verhindert man erfindungsgemäß die Einleitung der Reaktion,
sokann diese nicht fortschreiten, und die Massen sind lagerbeständig und behalten
ihren vollen Sauerstoffgehalt.
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Als inerte, leicht flüchtige Flüssigkeit können alle Flüssigkeiten
verwendet werden, die mit den Alka.Iisuperoxyden, -hydraten und -supefc>xydhydraten
nicht reagieren, nicht oder nur schwer brennbar sind und bei etwa 8o bis ioo' flüchtig
sind, also z. B. die bekannten Halogensubstitutionsprodukte, wie Tetrachlorkohlenstoff,
Trichlo,räthylen, Perchloräthylen u. dgl.
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Als Alkalisuperoxyd kann jedes geeignete Superoxyd verwendet werden,
vorzugsweise die des Natriums und Kaliums.
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- Als Alkalihydrat wird #:weckmäßig ein Alkaliperoxydoktohydrat
verwendet.
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Der Zusatz der inerten Flüssigkeit kann vor oder bei der Mahlung des
einen oder anderen Bestandteiles oder bei der Mischung erfolgen; er beträgt zweckmäßig
nur so viel, daß die Masse nur leicht angefeuchtet ist, z. B. bei Verwendung von
TetrachlorkohlenstOff etwa 4 bis 8 11, der Masse. Bereits bei der Mahlung
oder Mischung kann der Zusatz eines Katalysators erfolgen.
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Das Produkt wird dann zweckmäßig einer Druckverfestigung durch Pressen
zu Tabletten oder anderen Preßkörpern unterworfen, wobei der Spielraum des Druckes
sehr viel weiter sein kann als bei unbefeuchtetem Material. Statt der Druckverfestigung
kann ;auch der Mahlvorgang als Naßmahlung mit einer größeren Menge der inerten Flüssigkeit,
etwa, bis zu 5o'/, der Masse, erfolgen und hierauf die Masse in bekannter Weise
,.g.ranuliert werden.
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#,#,#Um die Mischung plastischer zu machen, en in bekannter Weise
Ton oder andere isc achende Stoffe zugesetzt werden. ie so erhaltene Masse kann
alsdann in bekannter Weise zur Reaktion gebracht werden, so daß das Alkalisuperoxyd
mit dem Alkalihydrat, vorzugsweise Natriumperoxydoktohydrat, unter Bildung niedriger
Peroxydhydrate reagiert; da diese Reaktion exotheriii und mit erheblicher Wärmeabgabe,
verbunden ist, ist z. B. durch Kühlung dafür zu sorgen, daß -die Temperatur ioo
bis i:2o' nicht überschreitet. Bei dieser Temperatur wird durch die Reaktionswärme
die inerte, leicht flüchtige Flüssigkeit vollständig durch Verdanipfung entfernt.
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Bei Gebrauch der Massen wird durch die ausgeatmete Kohlensäure und
den Wasserdampf Sauerstoff in Freiheit gesetzt, und es findet eine starke Erhöhung
der Temperatur sta-tt; bei den bisher bekannten Massen, die Glaubersalz, Gips -und
ähnliche Stoffe enthalten, die ihr Wasser bei oder unter etwa i2o' abgeben, wird
die Reaktion stark be.-schleunigt, was eine weitere Temperaturerhöhung, stärkere
Wasserabgabe, dadurch verstärkte Reaktion und 'weitere Temperaturerhöhung zur Folge
hat. Es findet somit eine zu starke Sauerstoffabgabe statt, und die Massen werden,
insbesondere an den Oberflächenschichten, frühzeitig erschöpft, wodurch der noch
etwa reaktionsfähige innere Kern abgeschlossen wird, so daß er nicht oder nur unvollständig
und schwer zur Wirkung gelangt. Dieser Nächteil wird erfindungsgemäß dadurch vermieden,
daß solche Stoffe in möglichst feiner und homogener Verteilung der Masse einverleibt
werden, die ihr Wasser erst oberhalb von 140', vorzugsweise bei etwa i8o bis 2oo',
abgeben, also erst am Ende der Reaktion, wenn die Masse diese Temperatur erreicht
hat. Infolge der Ab-
wesenheit von leicht wasserabspaltenden Stoffen wird
also während der Hauptgebrauchszeit der Masse Sauerstoff nur in dem Maße der zugeführten
Atemluft entwickelt; wenn aber, gegen Ende der Reaktion die Sauerstoffentwicklung
nachläßt, vermutlich infolge eines Zusammenhackens der äußeren Schichten, so hat
die Masse inzwischen eine Temperatur von etwa 14o bis 2oo' erreicht und macht nun
aus den zugefügten schwer wasserabgebenden Stoffen das Wasser frei, das alsdann
in der porös gebliebenen Tüasse die Reaktion zu Ende führt, so daß tatsächlich der
gesamte in der Masse verfügbare Sauerstoff abgegeben wird, und zwar in sehr gleichmäßiger
Weise. Es ist klar, daß diese Wirkung
durch Stoffe, die ihr Wasser
ganz oder teilweise unter 120' abgeben, nicht erreicht werden kann.
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Diese Wirkung einer Wasser erst bei etwa i4o' oder darüber abspaltenden
Substanz kann mit der eigentlichen Katalysatorwirkung, z. B. von Metallen, vereinigt
werden, indem ein Metallsalz gewählt wird, dessen Metallbestandteil kata-lytisch
wirkt, z. B. Kupfer, und das andererseits Wasser in der oben beschriebenen fest
gebundenen Form enthält, so daß dieses erst oberhalb von 140' abgegeben wird; ein
solches Metallsalz ist z. B. das Kiipferoxy#hlorid (Cu Cl, - 3 Cu
0 -
3 H.0). St-att oder neben ei-nein solchen kombinierten Katalysator
können natürlich andere bekannte Katalysatoren und/oder Stoffe, die ihr Wasser erst
oberhalb von i4o' abgeben, verwendet werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert: i oo kg fein gepulvertes N, atriumsuperoxvd werden
in einer Mischniaschine mit 4 kg
Tetrachlorkohlenstoff vermischt. Es werden
alsdann 8 kg Natriumperoxydoktohydrat und 1,5 kg IZ-upferoxychlorid
zugegeben. Nach inniger Mischung wird die lockere angefeuchtete Masse durch eine
Tablettiermaschine geschickt, die Preßlinge grob zerkleinert und die Reaktion durch
Erwärmen eingeleitet und auf einer Temperatur von 8o bis * i2o' gehalten.
Die Reaktionsmischung kann dabei in Bewegung gehalten werden. Das Material stellt
alsdann eine poröse, zusammenhängende feste Masse dar, die vollständig frei ist
von dem anfänglich zugesetztenTetrachlorkohlen-Stoff.
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Die Gewichtsmenge an Natriumperoxydoktohydrat kann 4 bis
8 kg betragen; als Katalysator kann z. B. 1, 5 kg Kupf erpulver und
o,5 kg Kupferoxychlorid verwendet werden.
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In dem gleichen Apparat kann die Bildung des Alkaliperoxydhydrates,
das Mahlen der Mischungsbe ' standteile auf die erforderliche Feinheit und
das innige Zusarnmenmischen der Bestandteile erfolgen.
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Die erfinäungsgemäß erhaltenen Massen sind außerordentlich lagerbeständig,
von charakteristisch hoher Initialempf-indlichkeit und außerordentlich hohem Wirkungsgrad;
sie geben sofort von Anfang an ihren Sauerstoff ab und bedürfen --keiner besonderen
Anlaßchemikalien oder -zusatzgeräte, die Ab-
gabe ist sehr gleichmäßig und
erfolgt bis zur völligen Erschöpfung der Masse an verfügbarem Sauerstoff.