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Verfahren zur Herstellung von Kunstkautschuk Die günstige Wirkung
von Naphthensäure und ihren Salzen auf Kautschuk ist an sich bekannt. Auch ist schon
erkannt worden, daßdiese eigenartige Gruppe von Stoffen bei Kunstkautschuk besondere
Effekte hervorruft.
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Weiterhin ist bekannt, daß die Naphthensäuren, ihre Salze und Derivate
gute Emulgatoren für die zu polymerisierenden, monomeren, organischen Verbindungen
sind. Es wurde nun gefunden, daß sich dieser günstige Einfluß bei Kunstkautschuk
und ähnlichen zu dieser Klasse zählenden Emulsionspolymerisaten in. besonderem Maße
verstärken läßt, wenn man die aus den Mineralölen gewonnenen Naphthensäuren, Naphthensäurederivate
oder deren Salze oder Derivate in einer zur Emulgierung der Ausgangsstoffe weit.
das übliche Maß übersteigenden Menge bereits den für die Herstellung der Kunststoffe
dienenden Ausgangsstoffen, d. h. also vor der Polymerisation, zusetzt. Es hat sich
nun gezeigt, daß der erfindungsgemäße Zusatz der Naphthensäure usw., gegebenenfalls
in gelöster oder dispergierter Form, schon vor dem Polymerisationsvorgang oder zumindest
doch vor der Beendigung desselben einen günstigen Einfluß auf die Verkettung der
zu polymerisierenden Substanzen ausübt und daß die Zusätze selbst dann zwischen
den bei den Polymerisaten sich bildenden Makromolekülen ideal verteilt sind und
bleiben. Sinngemäß erfolgt also der Zusatz der genannten Naphthensäuren zu den zur
Polymerisatbildung
dienenden Monomeren bzw. deren Gemischen; der
Zusatz muß jedenfalls spätestens im Frühstadium des Polymerisationsvo.rganges geschehen
sein. Die Mengen der zuzusetzenden Stoffe können dabei jeweils den erforderlichen.
Reaktionsbedingungen und den erwarteten Eigenschaften des Endprodukles "entsprechend
-innerhalb der weitesten Grenzen angepaßt werden. Es ist dabei sehr leicht möglich,
daß neben der nur rein physikalischen Einlagerung die reaktionsfähigen Gruppen der
erfindungsgemäßen Zusätze in mehr oder weniger großem Umfange, eventuell durch Restaffinitäten,
chemisch mit den sich bildenden Makromolekülen verbundenwerden.
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Im Sinne des neuen Verfahrens können auch naphthensäurereiche Mineralölfräktionen
Verwendung finden. Diese üben. zugleich auch eine besondere, weichmachende und@pläst'izierende
Wirkung aus und können in solchen Fällen; wo diese agenschaften in erhöhtem Maße
erwünscht sind, den reinen Naphthensäuren vorgezogen werden.
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Das Verfahren kann. bei der Herstellung ,der Polymerisate des Butadiens,
seiner ' I-Iöniölogen und seiner Abkömmlinge oder der Copolymerisate dieser mit
Vinylverbindungen, wie dem Styrol oder Acrylsäurenitril, wie auch der Polymerisate
sonstiger monomerer Äthylen- und Vinylverbindungen, z. B. des Polyvinylchlorids,
angewendet werden. Als Homologen des Butadiens ist dabei auch das Methylbutadlien
(das Isopren), das .den eigentlichen synthetischen Kautschuk liefert, zu verstehen.
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Die Naphthensäuren und ihre Derivate ergeben aber über die zuvor ausgeführten
hinaus noch weitere Vorteile. So hat man es beider Verschiedenartig4eit der einzelüen
Naphthensäurearten in der Hand, jeweils solche oderGemische von solchen auszuwählen,
die sich für den späteren für die Polymerisate -beabsichtigten Fabrikationszweck
am besten eignen. Die Auswahlmöglichkeit ist dadurch gegeben, daß das Verhältnis
von Kohlenwasserstoffanteil-zum Säureanteil in den Naphthensäuremolekülen innerhalb
der weitesten Grenzen variabel ist. Dementsprechend gibt es Naphthensäuren, die
verhältnismäßii.g niedrigmolekular sind, und deren Säurezahl sehr hoch ist. Es gibt
aber auch Naphthensäuren, deren Kohlenwasserstoffanteil außerordentlich groß ist.
Dabei wirkt die Naphthensäure -aktivierend auf die Polymerisation, und die Art ihrer-
Wirkung läßt sich durch die Wahl von Naphthensäure geeigneten Molekulargewichts
abstimmen. Außerdem haben die Naphthensäuren bz-w.. ihre Salze eine sehr günstige
Wirkung bei der Weiterverarbeitung . des Kunstkautschuks, - wobei die= -niedrigmolekularen
ähnlich wie bei Stearinsäire eine gute Dispergier- und Benetzungswirkung für den
Füllstoff entfalten, während die gleichzeitig eine plastiziereride Wirkurig- hervorrufen.
Man hat also dabei die starke weichmachende und .die aktivierende Gruppe innerhalb
der gleichen Substanz und kann diese-obendrein durch die entsprechende Auswahl den
jeweiligen Bedürfnissen anpassen.
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Die Naphthensäuren zeigen aber weiter, insbesondere bei den Polymerisaten
des Butadiens, seiner - Homologen -und Derivate, oder bei den Mischpolymerisaten
dieser mit Vi.nylverbindungen, wie Styrol oder Acrylnitnil, auch eine die Beschaffenheit
der Fertigprodukte verbessernde Wirkung. Gerade diese besonders bewährten Kunstkautschukarten
zeigen, im Gegensatz zu Naturkautschuk, von dem sie sich auch durch den Aufbau der
Grundmoleküle unterscheiden, nach der durch Polymerisation erfolgten Bildung von
Makromolekülen in beachtlichem Ausmaße Neigung zu Cyclisierüng.
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Die als Säuren von substituierten, cyclischen und polycyclischen Kohlenwasserstoffen
bekannten Naphthensäuren haben sich bei der Verarbeitung der verschiedenen =Kunstkautschulzsorten
als besonders wirksam erwiesen. Vorzugsweise bei Naphthensäuren mit mittleren und
hohen Siedepunkten kommt dabei ihr durch den anhaftenden cyclischen oder polycyclischen
Kohlenwasserstoffrest besonders hohes Quellungs- und Erweichungsvermögen für den
Kunstkautschuk wirksam zur Geltung. Bei Verwendung solcher Naphthensäuren mit kleiner
Säurezahl und großem organischem Kohlenwasserstoffrest setzt man diese, um auch
die gleiche aktivierende Wirkung wie- bei niedrigsiedenden zu erzielen, in entsprechend
größeren Mengen zu.
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Es ist möglich, die Naphthensäuren in Form ihrer Salze, und zwar insbesondere
in Form ihrer Zink- oder Bleisalze oder anteilweise als Salze, zu verwenden; diese.
Salze zeigen ebenfalls eine gute Aktivatorwirkung, stellen außerdem ein vorzügliches
Alterungsschutzmittel dar und lassen weiter, da sie im Gegensatz zu den freien Säuren
nicht flüchtig sind, eine wesentliche Geruchsverbesserung erkennen. -Die Polymerisation
oder Substanzgemische wird in Emulsion vorgenommen. Als Katalysatoren können die
üblichen Katalysatoren zur Anwendung gelangen.