PL17521B1 - Sposób wytwarzania sztucznej gumy z oleju skalnego, oleju z lupków bitumicznych i tym podobnych produktów. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania produktu, podobnego do gu¬ my, mogacego zastapic kauczuk. Produkt ten wytwarza sie z mineralnego oleju, np. 2 oleju skalnego, z oleju z lupków bitu¬ micznych i tym podobnych olejów, które dalej w opisie okreslac sie bedzie nazwa olej skalny.Sposób wedlug wynalazku dotyczy równiez wytwarzania produktu posrednie¬ go, plynu oleistego, otrzymywanego przez nawietrzanie i dzialanie promieniami ak- tywnemi. Sposób wedlug wynalazku sluzy takze do wyrobu kwasów tluszczowych, z których mozna wytwarzac mydla* Dla jasnego i lepszego przedstawienia wynalazku sluzy ponizszy przyklad. Cze¬ sci nalezy rozumiec jako czesci wagowe, o ile inaczej nie zaznaczono.Do przeprowadzania sposobu wedlug wynalazku potrzebny jest jeszcze srodek fermentacyjny. Do zbiornika wprowadza sie mieszanine, skladajaca sie z 1000 cze¬ sci wody, 200 — 250 czesci siana (pociete¬ go tak, by przeszlo przez sito o oczkach majacych srednice 1 cm w przekroju) ra¬ zem z 10 do 12 czesciami cukru lub równo- wanej ilosci melasy lub syropu cukrowego.Zbiornik przykrywa sie nastepnie i pozo¬ stawia w spokoju przez dwa tygodnie przy temperaturze 18 — 23°C celem fermenta¬ cji. Sfermentowany materjal przecedza sie nastepnie przez sito o otworach 0,2 cm lub mniejszych, celem zatrzymania sta-lych substancyj, otrzymujac w ten sposób sfermentowany produkt w roztworze wod- *nym. ^Sfermento\«any roztwór ma kolor ciemny, jest nieco aromatyczny, zawiera nieznaczna ilosc alkoholu, kwasu octowego i 10 do 20% stalych substancyj, czescio¬ wo rozpuszczonych. Stala substancje, od¬ filtrowana przy ostatnim zabiegu, dodaje sie do nastepnej porcji organicznej sub¬ stancji poddawanej fermentacji, przyczem dziala ona przyspieszajaco na proces fer¬ mentacyjny.Stosunki ilosciowe moga podlegac du¬ zym wahaniom. Cukier mozna pominac, lecz fermentacja zabiera wówczas wiecej czasu.Zamiast siana mozna stosowac inne ro¬ slinne materjaly celulozowe, jak bagase, slome, ziarna i slome kukurydzy. Zamiast cukru trzcinowego mozna stosowac malto¬ ze, melase, glukoze, fruktoze, syrop, miód lub inne cukrowe materjaly. Zawierajace cukier materjaly celulozowe, jak trzcine cukrowa, trzcine sorga mozna stosowac bez dodatku cukru.Destylaty oleju skalnego, stosowane w niniejszym procesie (wyodrebnione przy 280 — 370°C a jeszcze lepiej przy 300 — 350°C), wytwarza sie jak nastepuje. Jako materjal wyjsciowy stosuje sie najlepiej surowy olej skalny, albo ewentualnie olej skalny, który nie poddawano destylacji lub innym dzialaniom, przy których mogla¬ by sie wytworzyc pewna ilosc produktów rozszczepienia.Olej skalny (po oddestylowaniu lek¬ kich skladników np. gazoliny i kerozyny o ile sa one w nim zawarte), ogrzany do 280°C lub lepiej do 300°C, wpuszcza sie do urzadzenia destylacyjnego i prowadzi sie destylacje, ogrzewajac, najlepiej przez wprowadzanie przegrzanej pary do oleju lub ponad olej, celem usuniecia par oleju do skraplacza dowolnego rodzaju, unika¬ jac w ten sposób rozszczepiania par oleju.Najlepiej jest prowadzic destylacje pod zmniejszonem cisnieniem, podczas gdy lekko sprezona przegrzana para (o tempe¬ raturze 120 do 150°C) przechodzi przez o- lej lub pary oleju, celem unikniecia roz¬ szczepiania. Pary wytwarzane skrapla sie (oddzielnie te, które destyluja ponizej 280 lub 300°C) az temperatura oleju do¬ siegnie 340 — 370°C (najlepiej okolo 345— 350°C).Frakcja, wyodrebniona przy 280 — 370°C, a najlepiej przy 300 — 350°C, za¬ wiera pozadane aierozszczepione, wysoko wrzace weglowodory, przeznaczone do dal¬ szego dzialania. Dowolny, zasadniczo nie rozszczepiony olej skalny (asfaltowy, pa¬ rafinowy lub mieszany] albo olej z lupków bitumicznych mozna stosowac jako mate¬ rjal wyjsciowy, o ile zawiera on frakcje, destylujace bez rozszczepiania miedzy 300 — 350°C. Zastosowanie pary oraz prózni, wzglednie albo prózni, aczkolwiek nie sa absolutnie niezbedne podczas de¬ stylacji, sa jednak pozadane celem u- nikniecia rozszczepiania. Olej skalny a- sfaltowy jest lepszy od innych.Frakcje, wrzaca miedzy 280 — 370°, otrzymana jak wyzej opisano, nalezy oczy¬ scic. W tym celu traktuje sie ja kolejno kwasem siarkowym i roztworem lugu so¬ dowego, a w koncu przemywa woda (wszystko znanym sposobem) poczem de¬ stylat jest gotowy do dalszej nizej opisa¬ nej obróbki. Po wyzej wymienionej obrób¬ ce olej staje sie bardziej przezroczysty i posiada taka sama lepkosc, jak olej do sil¬ ników samochodowych.Mieszanine oczyszczonej frakcji, wy¬ odrebnionej z oleju skalnego przy 280 — 370°C, oraz roztworu fermentacyjnego pod¬ daje sie nastepnie mieszaniu, dzialaniu promieni aktywnych lub swiatla ultrafiole¬ towego (najlepiej bezposrednie promienie sloneczne) oraz przewietrzaniu.Stosowanie roztworu fermentacyjnego, otrzymanego z roslinnych produktów, zda¬ je sie byc nieodzownym warunkiem osia- — 2 -gpiecia pozadanego wyniku. Ponizej poda¬ je sie sposób traktowania mieszaniny pro¬ mieniami ultrafioletowemu Okolo 2 czesci oczyszczonego destylatu weglowodorowego wrzacego miedzy 300— 350°C, oraz 1 czesc przecedzonego roztwo¬ ru fermentacyjnego (który moze jeszcze zawierac nieco stalych czesci) poddaje sie dokladnemu mieszaniu w temperaturze zwyklej, celem wytworzenia emulsji, W pewnych przypadkach osiaga sie to przez uzycie pompy odsrodkowej jako emulgato¬ ra. Dla uzyskania emulsji nie potrzeba do¬ dawac srodków emulgujacych.Stosunek ilosciowy oczyszczonego ole¬ ju mineralnego do wodnego roztworu fer¬ mentacyjnego moze sie wahac w szerokich granicach, jednakze stosunek 2 : 1 jest naj¬ korzystniejszy.Emulsje poddaje sie nastepnie dziala¬ niu swiatla aktywnego oraz przewietrza¬ niu, najlepiej wprost dzialaniu promieni slonecznych na otwartem powietrzu. Moz¬ na to przeprowadzic, zraszajac emulsja lekko nachylone powierzchnie lub deski tak, iz na dzialanie slonca i powietrza wy¬ stawione sa cienkie warstwy emulsji, np. pompujac emulsje tak, aby w postaci de¬ szczu zraszala deski lub inne plaszczyzny na wolnem powietrzu, gdzie slonce na¬ swietla bezposrednio materjal sciekajacy po wspomnianych powierzchniach. Stopien parowania wody zalezy od temperatury o- raz wielkosci naswietlanej powierzchni o- raz od innych czynników, np, od wstepne¬ go traktowania oleju. Wyzsza temperatura oraz silne naswietlenie sloneczne przyspie¬ sza reakcje, dlatego tez sposób daje naj¬ lepsze wyniki w klimacie cieplym o malej ilosci opadów. Podczas parowania wody nastepuje zwykle pewne utlenianie weglo¬ wodorów, powodujace tworzenie sie kwa¬ su tluszczowego w ilosci od 3 — 7 % (prze¬ cietnie 5%). Dzialanie czynnemi promie¬ niami stosuje sie tak dlugo, az z emulsji wyparuje calkowicie woda. Oleisty roz¬ twór jest slabo przezroczysty, lecz nieco gestszy i ciemniejszy, niz wyjsciowy olej i bardziej lepki (z wygladu i zapachu po¬ dobny do oleju rycynowego).W pewnych przypadkach mozna przy¬ spieszyc zabieg, dzialajac jednoczesnie na emulsje srodkiem radjoaktywnym np. ru¬ da uranowa. Proces prowadzic jest najle¬ piej na otwartem powietrzu. Gdy zaczyna padac deszcz mozna cala mieszanine trak¬ towana przepompowac do nakrytego zbior¬ nika albo urzadzenie przykryc.Gdy woda wyparuje calkowicie pro¬ dukt cedzi sie przez sito z siatki drucianej, o oczkach 1 — 2 mm, albo przesacza go sie przed dalsza obróbka, w celu usuniecia skladników nierozpuszczalnych, jak zanie¬ czyszczenia, pyl i t. d. Olej po przesacze¬ niu moze zawierac mala ilosc rozpuszczo¬ nych materjalów ze sfermentowanej sub¬ stancji i materjalów, zwiazanych chemicz¬ nie z olejem.Dla stwierdzenia zupelnego odparowa¬ nia bada sie próbke chlorkiem siarki. Jesli woda jest obecna, chlorek siarki wytwarza biale obloczki, jezeli woda wyparowala zupelnie chlorek siarki daje zabarwienie ciemne az do czarnego.Przyklad. Przewietrzanie, polaczone z silnem dzialaniem promieni slonecznych, prowadzono przez mniej wiecej 74 godziny w pelnem sloncu, przyczem woda wypa¬ rowala calkowicie, a produkt wytworzony zawieral okolo 5,2% wyzszych kwasów tluszczowych, podobnych do kwasu olejo¬ wego, i wykazywal obecnosc zwiazków a- zotowych oraz pewnych zwiazków siarko¬ wych. Przewazajaca czesc materjalu jed¬ nakze stanowil nieco zmieniony olej mine¬ ralny. Zawieral on 85 — 90% zmienionych weglowodorów oleju skalnego.Gdy temperatura jest niska, albo swia¬ tlo sloneczne slabe (to znaczy gdy jest zim¬ no, czesciowo pochmurna pogoda) reakcja, przebiega znacznie powolniej i parowanie wody z masy jest wolniejsze, wskutek cze- — 3 —go proces trwa 2 albo 3 razy tak dlugo, al¬ bo jeszcze dluzej.Najlepiej wykonywac sposób w klima¬ cie cieplym lub tropikalnym, na wolnem po¬ wietrzu, bezposrednio w sloncu. W klima¬ cie zimnym albo tam, gdzie naswietlanie sloneczne jest stosunkowa rzadkie, albo podczas dluzszych okresów deszczowych, mozna przeprowadzic traktowanie emulsji oleju w budynku, ogrzanym dowolnym sposobem do oznaczonej temperatury i wy¬ twarzac sztucznie aktywne promienie od¬ powiednim sposobem, naprzyklad lampa z lukiem rteciowym. Jednakze jest to bardzo kosztowne.Weglowodory, które nie przemienily sie W kwas tluszczowy, zmienily sie równiez w taki sposób, iz z latwoscia reaguja z chlor¬ kiem siarki w temperaturze pokojowej, al¬ bo z siarka w temperaturze wyzszej, two¬ rzac substancje gumowe, podczas gdy pier¬ wotny nienaswietlany destylat olejowy nie reaguje w podobny sposób.Naswietlony olej dla wytworzenia z nie¬ go sztucznej gumy traktuje sie tlenkiem magnezu albo innemi tlenkami metaliczne- mi i chlorkiem siarki lub siarka. Przy za¬ stosowaniu chlorku siarki (S2Cl2 albo SCl2) jako srodka siarkujacego, mozna postepo¬ wac nastepujaco. Do wytworzonego prze¬ wietrzaniem i naswietlaniem oleistego pro¬ duktu, zawierajacego nieco kwasów tlu¬ szczowych, dodaje sie okolo 1 — 2% wa¬ gowych tlenku magnezu albo innych zasa¬ dowych srodków jak wapno, AfgO, albo weglanów magnezu, wapnia, sodu i t. d. utrzymujac temperature pokojowa. W ten sposób zobojetnia sie pozostala kwasowosc.Nastepnie dodaje sie powoli okolo 0,5 do 5% chlorku siarki, mieszajac. Chlorek siar¬ ki nalezy dodawac w kilku malych daw¬ kach, dobrze mieszajac lub ugniatajac mie¬ szanine, az przejdzie reakcja. Masa ogrze¬ wa sie do 80 — 90°C wskutek ciepla reak¬ cji* Przy traktowaniu siarka, dodaje sie 2 do 6% siarki a po dobrem zmieszaniu o- grzewa do 115 — 120°C. Siarke mozna do¬ dawac malemi dawkami, wsypujac ja do oleistego produktu, wytworzonego naswie¬ tlaniem, i po kazdej dawce ogrzewac do 115 — 120° a nawet do 125°C. Dla wytwo¬ rzenia materjalu na detki samochodowe dodaje sie 5,5% siarki, dla materjalu na ob¬ casy — 6,7—7% siarki.Przy wytwarzaniu niewulkanizowanej gumy, dodaje sie wpierw (malemi porcja¬ mi) 1,25 — 1,75% siarki do malej ilosci o- leistego produktu, otrzymanego naswietle¬ niem, dobrze mieszajac razem. Powyzsza mieszanine dodaje sie nastepnie powoli do reszty produktu, starannie mieszajac. Mie¬ szanine ogrzewa sie nastepnie do 115 — 120°C, mieszajac przez 45 minut, poczem o- chladza sie. W ten sposób otrzymuje sie mase, podobna gestoscia do miodu, o bar¬ wie od zóltej do brazowej.W pierwszym okresie wulkanizacji (ce¬ lem wytworzenia materjalu na miekkie wy¬ roby np. wstegi kauczukowe) dodaje sie 3% siarki, dobrze zarabia i ogrzewa przez 1 godzine do 75° — 90°C, przyczem mozna dodac barwiacych substancyj, jak tlenek cynku, cynober, ultramaryne, sadze i t. d., a nastepnie mieszanine sie ochladza. Otrzy¬ muje sie miekka mase gumowa, podobna do niewulkanizowanego kauczuku, z Której mozna wyrabiac cienkie plyty, które na¬ stepnie wulkanizuje sie znanym sposobem, ogrzewajac przez godzine pod zwiekszo- nem cisnieniem przy 100 — 120°C. Jest to drugi okres wulkanizacji. Przy wyrobie materjalu na detki do kól, w pierwszym okresie stosuje sie 4% zamiast 3% siarki.Przy wyrobie materjalu na obcasy lub opo¬ ny stosuje sie w tym okresie okolo 5% siarki. Dla otrzymania ebonitu w drugim okresie dodaje sie 8 — 10% siarki. We wszystkich przypadkach we wstepnym o- kresie nalezy dodawac zawsze 1,5% siarki.Dla wyrobu przedmiotów gumowych lepki plynny produkt, wytworzony przez — 4 —dodanie 1,5% siarki po ogrzewaniu do 115 — 120°C, miesza sie z siarka dla wul¬ kanizacji i powleka nim powierzchnie przedmiotu i nastepnie wulkanizuje, albo bez dodatku siarki wulkanizuje sie dziala¬ niem chlorku siarki.Wytworzona sztuczna guma jest bardzo mocna, ciagliwa i elastyczna. Pali sie po¬ dobnie jak guma, wydajac przy tern zapach, podobny do zapachu spalonej gumy. Jest doskonala w uzyciu, wodoszczelna i trwa¬ la, jak prawdziwa guma, lecz przed wulka¬ nizacja jest bardziej lepka, niz kauczuk.Produkt niewulkanizowany jest bardzo lep¬ kim plynem, gestszym od zwyklej melasy.Mozna do niego dodawac podczas wulka¬ nizacji wszelkie ogólnie stosowane srodki wypelniajace, pigmenty i t. d. Produkt o- trzymany sposobem wedlug wynalazku jest przed wulkanizacja odporniejszy na utlenianie i na kruszenie, niz zwykla guma wulkanizowana. Produkt ten moze znajdo¬ wac sie znacznie dluzej w stanie cieplym podczas wulkanizacji, niz prawdziwa gu¬ ma, bez obawy o przewulkanizowanie. Pro¬ dukt bez pigmentów i srodków wypelniaja¬ cych posiada kolor skóry albo jasno brazo¬ wy.Po procesie siarkowania otrzymany ma- terjal gumowy mozna ogrzewac, wytlaczac i nadawac mu dowolne ksztalty. W ten spo¬ sób mozna wytwarzac detki samochodowe, weze gumowe, obcasy na buty i t. d., jak równiez mozna z niego wytwarzac znanym sposobem dobre opony samochodowe.Gotowy wulkanizowany produkt wyka¬ zuje pod mikroskopem tylko nieliczne ziar¬ na, co wykazuja zwykle gumy. Próby na wytrzymalosc i rozciagliwosc wypadaja dobrze, w pewnych przypadkach rezultaty sa lepsze o 15 — 25%, niz w gumach z kau¬ czuku wysokiego gatunku, w innych przy¬ padkach produkt wedlug wynalazku do¬ równuje gumie z kauczuku. Poza tern trud¬ no jest rozróznic wulkanizowany produkt wedlug wynalazku od dobrej wulkanizowa¬ nej gumy, otrzymanej z kauczuku. Równiez odporny jest otrzymany produkt na wode i na zuzycie, jak najlepsze gumy z kauczuku.Wiadomem jest, ze przy traktowaniu pewnych kwasów tluszczowych z lnu, soji i t. d., chlorkiem siarki, mozna wytwarzac produkty podobne do gumy, zwane fakti- sem.W niniejszym procesie natomiast mate- rjal, podobny do gumy, wytworzony jest przewaznie ze zmienionych weglowodorów, mianowicie z czesci oleju, która nie ulegla przemianie na kwas tluszczowy, lecz praw¬ dopodobnie siarka lub chlorek siarki dzia¬ la równiez na obecny kwas tluszczowy, tworzac faktis, lecz ostatni jest w tak zni¬ komych ilosciach, iz nie moze wplynac u- jemnie na jakosc otrzymanego produktu.Kwasy tluszczowe mozna w razie potrzeby usunac przed traktowaniem siarka.Do produktu, otrzymanego z oleju skal¬ nego, mozna wcielic male ilosci gumy z kauczuku (2 — 5%) w dowolnym okresie, albo do emulsji zawierajacej olej i produkt fermentacyjny, mozna dodac mala ilosc mleka kauczukowego (2 — 5%) przed al¬ bo w czasie nawietrzania. Dodatek tak ma¬ lych ilosci wplywa korzystnie na wytwa¬ rzany produkt, jednakze dodatek ten nie jest konieczny.Z opisanego wyzej produktu, otrzyma¬ nego przez przewietrzanie i naswietlanie sloncem, mozna równiez wytwarzac pro¬ dukt, zawierajacy 75 — 85% wolnych kwa¬ sów tluszczowych, nadajacy sie do wyrobu mydel, w tym celu produkt otrzymany przez przewietrzanie i naswietlanie, po cal- kowitem usunieciu wody, przewietrza sie w dalszym ciagu w swietle slonecznem przez jeszcze okolo 70 — 85 godzin, przy- czem temperatura moze byc taka sama, jak przy pierwszym okresie naswietlania (25 — 45°C) albo nawet nieco nizsza (o- kolo 16°C). W obu okresach przewietrzania wyzsza temperatura przyspiesza caly pro¬ ces, dlatego zaleca sie przeprowadzac — 5 —przewietrzanie które daje najlepsze wyni¬ ki w bardzo cieplych i zasadniczo ubogich w opady okolicach.Wspomniano w opisie o utlenianiu we¬ glowodorów na wolne kwasy tluszczowe.Mozna równiez otrzymac do pewnego stop¬ nia inne produkty utlenienia o charakterze aldehydów lub ketonów. Produkt powyz¬ szy mozna przemieniac w mydla znanym sposobem przez gotowanie z alkalicznemi roztworami. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania sztucznej gu¬ my z zasadniczo nie rozszczepianego oleju skalnego, albo z lupków bitumicznych, do¬ wolnego rodzaju (asfaltowego, naftenowe- go, parafinowego lub mieszanego) sztucz¬ nej gumy, znamienny tern, ze zasadniczo nie rozszczepiony destylat oleju, przecho¬ dzacy miedzy 280 — 370UC, miesza sie z plynna czescia produktu, otrzymanego przez fermentacje roslinnych materjalów, zawierajacych celuloze i cukier, sfermento¬ wanego w obecnosci wody, a nastepnie mie¬ szanine poddaje powolnemu przewie¬ trzaniu i naswietlaniu promieniami aktyw- nemi w temperaturze zwyklej, przynaj¬ mniej tak dlugo, dopóki nie wyparuje cal¬ kowicie woda i nie pozostanie oleisty plyn, poczem plyn ten siarkuje sie i wulkanizuje znanym sposobem.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze na dwie objetosci oleju stosuje sie mniej wiecej jedna objetosc plynnego sfer¬ mentowanego produktu. Julio Tellez Girón. Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy. IO T E K A! 'ufe nt owego ;-.;^:'.!itej Ludowejj Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL