DE2049495C3

DE2049495C3 - Flüssiger Gasturbinenflugzeugkraftstoff

Info

Publication number: DE2049495C3
Application number: DE2049495A
Authority: DE
Inventors: Desmond Wilfrid John Windsor Berkshire Osmond; Norman Douglas Patrick Smith; Frederick Andrew Waite
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1969-10-10
Filing date: 1970-10-08
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2066925B2; JPS5015003B1; FR2066925A2; NL7014833A; IE34616B1; CA1005985A; BE757347R; ES384400A2; IE34616L; ZA706749B; GB1285197A; DE2049495B2; DE2049495A1; CH552050A

Description

3. Kraftstoff nach einem der vorhergehenden Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der ErAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon- findung darin, daß das gelöste Polymere polare zentration der polaren Gruppen IO-⁷ bis 10 VMoI Gruppen enthält, die intermolekulare assoziative der Gruppen je g Kraftstoff beträgt. 35 Bindungen enthalten, entstehend durch elektrostatische Anziehung zwischen polaren und/oder dipolaren Ladungen in den polaren Gruppen, wobei die Energie der Bindungen mindestens derjenigen Energie von

_____ Wasserstoffbindungen entspricht, die in dem flüssigen

40 Gasturbinenflugzeugkraftstoff zwischen — OH-Gruppen von ROH bei der Reaktion von — O-Gruppen von ROR' gebildet werden, wobei R und R' Alkylgruppen sind, die Energie jedoch geringer ist als

Die Erfindung bezieht sich auf einen flüssigen Gas- diejenige einer typischen covalenten C-C-Bindung. turbinenflugzeugkraftstoff mit einem Flammpunkt 45 Bei dem flüssigen Gasturbinenflugzeugkraftstoff der von mindestens 32°C, der ein Polymeres mit einem Erfindung bilden die polaren Gruppen des darin geMolekulargewicht von größer als 10^e (Viskositäts- lösten Polymeren intermolekulare assoziative Bindurchschnitt) oder einer grundmolaren Viskosität düngen miteinander, wenn die Flüssigkeit einer von mehr als 0,25 l/g (2,5 dl/gm) in einer eine mole- Schub- bzw. Scherkraft unterworfen wird. Die interkulare Überlappung der Polymermoleküle in dem 50 molekularen assoziativen Bindungen reduzieren, wie Kraftstoff gewährleistenden Konzentration von 0,05 angenommen wird, das Zerspalten in Tröpfchen und bis 2 Gewichtsprozent gelöst enthält. die daraus folgende Nebelbildung.

Die Erfindung ist eine weitere Ausbildung des Bei niedrigen Konzentrationen an polaren Gruppen

Gegenstandes des Hauptpatents 1 918 558. in dem Kraftstoff ist dieser noch eine freifließende

Dämpfe von flüssigen Kohlenwasserstoff-Flugzeug- 55 Flüssigkeit unter geringen Scherbedingungen, und kraftstoffen mit niedrigem Flammpunkt, die leicht es wird angenommen, daß nur unter starken Schergezündet werden, stellen eine große Gefahr unter bedingungen, welche auftreten, wenn der Kraftstoff Bruch- bzw. Unfallbedingungen dar. Diese Gefahr einem Schock bzw. Schlag unterworfen wird, eine kann bis zu einem bestimmten Ausmaß herabgesetzt hoch-quervernetzte Struktur, entstehend aus der interwerden, indem flüssige Kohlenwasserstoffkraftstoffe 60 molekularen Assoziation, gebildet wird. Da jedoch mit einem Flammpunkt von nicht unter 32,2°C ver- die Konzentration an polaren Gruppen in dem wendet werden; jedoch sind selbst in diesem Fall Kraftstoff ansteigt, sind mehr intermolekulare Asso-Nebel aus solchen Kraftstoffen, die sich bilden, wenn ziationen selbst bei geringen Scherbedingungen vordie Flüssigkeit Schlagbedingungen unterworfen wird, handen, und bei den gemäß der Erfindung angeebenfalls leicht zündbar. 65 wendeten höheren Konzentrationen an polaren Grup-

Aus der britischen Patentschrift 1 163 218 sind pen beginnt die Flüssigkeit selbst bei niedriger Scher-

Motorbenzine für Fahrzeuge mit Verbrennungs- kraft einige Anzeichen leichter Gelstruktur aufzu-

motoren bekannt, bei denen die Aufgabe, den bei weisen.

^{3 4}

Unter »Assoziationsbindungen« werden Bindungen neu und Sulfon- oder Phosphonsäuren und zwischen

verstanden, die aus der elektrostatischen Anziehung mehrwertigen Metallionen, wie Ca, Mg und Al und

zwischen monopolaren und/oder dipolaren Ladungen Säuregruppen.

in den polaren Gruppen entstehen, wobei diese Bin- Assoziative Bindungen zwischen diesen Ionen sind düngen von der Art sind, die ohne Veränderung der 5 stark, und diejenigen zwischen beispielsweise quater-Art der polaren Gruppen gespalten oder wieder- nären Ammoniumbasen und Sulfon- oder Schwefelgebildet werden können. Covalente Bindungen, die säurehalbestersäuren stellen die stärksten gemäß der auf Grund der Anteiligkeit von Elektronenorbits zwi- Erfindung anzuwendenden dar.

sehen polaren Gruppen entstehen, sind ausdrücklich Bezüglich der polaren Gruppen müssen die Polyausgeschlossen. _{10 meren e}j_ne durchschnittliche zahlenmäßige Funktio-

Die Bindungsenergie zwischen den Gruppen muß nalität von größer als 10 haben, d. h. jedes Polymermmdestens derjenigen Energie von Wasserstoffbin- molekül muß durchschnittlich mehr als 10 polare düngen entsprechen, die in Kohlenwasserstoffflüssig- Gruppen aufweisen. Im allgemeinen muß die Funkkeiten zwischen — OH-Gruppen von ROH bei der tionalität desPoIymeren um so höher seinje schwächer Reaktion mit — O-Gruppen von ROR' gebildet 15 die Bindungsenergie der polaren Gruppen oder je werden, worin R und R' Alkylgruppen sind. Die größer das Molekulargewicht des Polymeren ist. Vor-Bindungsenergie ist geringer als diejenige einer iypi- zueswehe beträgt sie mehr aJs 100.
sehen covalenten C-C-Bindung. Die Kohlenwasser- Vorzugsweise sind die polaren Gruppen relativ Stoffflüssigkeit kann einen kleinen Anteil an anderen oleophil, worunter zu verstehen ist, daß, wenn die Flüssigkeiten enthalten, wie Äther, Ester, Ketone 20 Gruppe in einer Verbindung der Formel CH₃X vor- und Nitro-Paraffine, insbesondere wenn die Energie handen ist, in der X die polare Gruppe darstellt, die der Assoziationsbindung in der Kohlenwasserstoff- Verbindung nicht in allen Anteilen mit Wasser bei flüssigkeit anderenfalls höher sein würde als das vor- Raumtemperatur mischbar ist.

stehend angegebene Minimum. Da jedoch die Art Der Anteil des verwendeten Polymeren liegt geder Flüssigkeit eine Wirkung auf die Assoziations- 25 eigneterweise im Bereich von 0,01 bis 1 Gewichtsbindungsenergie eines speziellen Paares von Gruppen- prozent des Flüssigkraftstoffes.

anordnungen hat, wobei die Energie abfällt, wenn Die Grundforderung liegt darin, daß die Konzendie Polarität der Flüssigkeit ansteigt, sollen die tration des Polymeren mindestens diejenige ist, die Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, auf welche die Er- für eine molekulare Überlappung erforderlich ist. findung anzuwenden ist, keinen wesentlichen Anteil 30 Dies kann durch einen Test bestimmt werden, in dem an einer mischbaren, protolytischen Flüssigkeit, wie die Viskosität einer Reihe von Lösungen eines PolyMethanol, haben. meren in dem Kraftstoff mittels eines konischen und

Die polaren Gruppen können mit ähnlichen planen und konzentrischen Zylinderviskosimeters (z.B. Gruppen in der gleichen Polymerart assoziativ ge- einem Weisenberg-Rheogoniometer oder einem »Conbunden sein, oder die assoziative Bindung kann 35 traves Rheorrtüt«) bei Schergeschwindigkeiten im zwischen Paaren von komplementär aufeinander- Bereich von 20 bis 20 000 see"¹ gemessen wird. Für wirkenden polaren Gruppen vorliegen, wobei die jede Lösung wird die Viskosität gegen die Scherrate komplementären Gruppen vorzugsweise jeweils in aufgetragen und die Kurve auf eine vermutete Scherverschiedenen Polymeren vorliegen, die in der Flüssig- rate von 0 extrapoliert. Die Viskositäten für die keit miteinander vermischt sind. Die verschiedenen 40 Scherrate von 0 werden dann gegen die Konzentration Polymeren müssen natürlich mit der Flüssigkeit zur auf log/log-Skalen aufgetragen. Die log/log-Skalen Bildung einer homogenen Lösung verträglich sein. zeigen hei der Auftragung für dicht beieinanderliegende

Geeignete polare Gruppen für assoziative Quer- Konzentrationen einen Anstieg, bei dem eine ab-

vernetzung der Polymerslruktur sind diejenigen, die normale Viskosität aufzutreten beginnt. Geeignete

Wasserstoffbindungen und Bindungen bilden, die 45 Polymerkonzentrationen zur Verwendung in den mo-

aus der Wechselwirkung zwischen Monopolen, wie difizierten Kraftstoffen betragen das 1- bis lOfache

Ionen, oder zwischen starken Dipolen gebildet werden, des Anteils, bei dem dieser Anstieg auftritt, und vor-

wie diejenigen, die durch Nitrogruppen, Nitrogruppen, zugsweise das 1,5- bis 5fache des Anteils, bei dem

Sulfongruppen, aromatischen, mit diesen Gruppen dieser Anstieg auftritt.

substituierten Resten und Ionenpaaren gebildet wer- 50 Bei diesem Test ist es natürlich erforderlich, während

den. der Viskositätsbestimmung die intermolekularen asso-

Geeignete Wasserstoffbindungen sind beispicls- ziativen Bindungen zu eliminieren. Dies kann durch

weise diejenigen zwischen Hydroxyl-, Carboxyl-, Zugabe einer niedrigmolekularen Alkylverbindung zu

Amin-, Amid-, Ureido-, Urethan- und Mercaptan- der Lösung, an der die Bestimmungen durchgeführt

gruppen, entweder zwischen nur einer Art oder 55 werden, erreicht werden, wobei diese Verbindung je

zwischen zwei Arten dieser Gruppen, und zwischen Molekül eine polare Gruppe enthält, die vorzugsweise

einer dieser Gruppen und einer Ester- oder Äther- auf die polaren Gruppen in dem Polymermolekül

sauerstoff- oder Thioäthergruppe oder einer tertiären einwirkt und so die Tendenz der polaren Gruppen

Base. in dem Polymeren zur Selbstassoziation blockiert.

Zu geeigneten Bindungen zwischen starken Dipolen, 60 Wenn beispielsweise an den intermolekularen asso-

die durch Ionenpaare gebildet werden, gehören die- ziativen Bindungen Carboxylgruppen beteiligt sind,

jenigen zwischen Zwitterionen, wie Betainen und können die niedrigmolekularen Verbindungen ein

Sulfobetainen, quaternären Ammoniumsalzen und Na- Fettamin sein, wöbe« die Carboxylgruppen vorzugs-

trium- oder anderen Metallsalzen von Säuren. weise mit den Amimgruppen reagieren. Alternativ

Geeignete Bindungen zwischen Ionen sind die- 65 kann ein Alkanol, beispielsweise Methanol, ver-

jenigen zwischen quaternären Basen und Säure- wendet werden, jedoch ist in diesem Fall wegen der

gruppen, wie Carbon-, Sulfon-, Phosphonsäuren und relativ geringen Energie der Carboxyl-Hydroxylbin-

Sulfathalbestern und Phosphatestern, zwischen Ami- dung ein großer stöchiometrischer Überschuß des

5 ^! 6

Alkanols erforderlich. Die niedrigmolekulare Ver- sächlich aromatischer Natur können ähnliche PoIy-

bindurg muß natürlich in dem bei dem Test ver- mere verwendet werden und außerdem kürzerkettige

wendeten Flugzeugkraftstoff !ösüch sein. Analoge, z. B. Polymere von Äthoxyäthylmethacrylat,

Die Widerstandsfähigkeit einer Lösung gegen Tropf- Methylmethacrylal und Äthylacrylat. Zu anderen ge-

chenbildung bei Schlageinwirkung kann auch durch 5 eigneten Polymeren gehören solche von Vinylbenzolen,

einen einfachen Test bestimmt werden, bei dem eine wie Styrol und Vinyltoluol.

10-ml-Probe des modifizierten Kraftstoffes in einen Der in diesem Zusammenhang verwendete Ausdruck dünnen Strom von einer Höhe von 2 m in einen »Polymeres« schließt Mischpolymere ein; geeignete Hohlzylinderbehälter eines Durchmessers von 17 cm polymere Gruppen können in geeigneten Anteilen in und einer Höhe von 21 cm, dessen Seitenwände mit io das Polymere durch Verwendung eines Comonoabsorbierendem Papier ausgekleidet sind, tropfen ge- meren, das eine solcher Gruppen enthält, eingeführt lassen wird. Zur Erleichterung der Beobachtung wird werden. Geeignete Comonomere zur Einführung eineine kieine Menge eines löslichen Farbstoffes zu der fächer polarer Gruppen, die sauer sind, sind Acryl-Kraftstoffprobe zugegeben. Die Dichte und die und Methacrylsäure, Maleinanhydrid, Vinylsulfon-Gestalt der auf dem Papier durch von der Probe ver- 15 säure, Vinylphosphat und Phosphonsäureester von spritzte Tröpfchen gebildeten Flecken gibt einen ungesättigten, OH-haltigen Verbindungen, wie der Hinweis auf deren Nebelbildungscharakteristika. Die Phosphonester von Hydroxyisopropylmethacrylat.
Mindestpolymerkonzentratioi., bei der im wesent- Geeignete Comonomere zur Einführung einfacher iichen keine Flecken auf dem absorbierenden Papier polarer Gruppen, die basisch sind, sind Vinylpyridin, vorliegen, ist die brauchbare Mindestkonzentration. 2c Vinyldiäthylamin. Ν,Ν-Ditnethylaminoäthylmethacry- und in Flugzeugkraftstoffen sollte die Polymerkonzen- lat und tert.-Butylaminoäthyl(meth)acrylat. Gruppen, tration im Bereich des 1-bis lOfachen dieser Mindest- wie Sulfone, können durch Vinylmethylsulfon einkonzentration, vorzugsweise des 1,5- bis 5fachen geführt werden. Stark ionische und dipolare Gruppen dieser Konzentration liegen. werden vorzugsweise eingeführt, nachdem das PoIy-

Die Konzentration an polaren Gruppen in dem 25 mere gebildet wurde, z. B. durch Neutralisation von

Flüssigkraftstoff soll im Bereich von 10"⁷ bis 10"'g-Mol sauren Gruppen oder Quaternisierung von basischen

der Gruppen je g Kraftstoff liegen. Wenn die Bin- Gruppen.

dungsenergie zwischen den polaren Gruppen relativ Eine andere Art von Additionspolymeren, die zur niedrig ist, z. B. wie zwischen Estei sauerstoff- und Verwendung gemäß der Erfindung geeignet sind, Carboxyl- oder Hydroxylgruppen, wird die Konzen- 30 sind Kohlenwasserstoffpolymere, wie diejenigen, die tration der Gruppen in dem Kraftstoff gewöhnlich aus Alkenen abgeleitet sind. Bei der Herstellung dieser am oberen Ende dieses Bereiches liegen. Wenn die Polymeren findet allerdings normalerweise eine ioni-Bindungsenergie zwischen den Gruppen relativ hoch sehe Polymerisation statt, so daß die in dem fertigen ist, z. B. wie zwischen starken Dipolen, wird die Polymeren erforderlichen polaren Gruppen auf den Konzentration der Gruppen in dem Kraftstoff gc- 35 bei der Polymerisation verwendeten ionischen Katawöhinich am unteren Ende dieses Bereiches liegen. lysator störend einwirken können. Daher ist es ge-Bei mittleren Bindungsenergien, z. B. wie zwischen wohnlich erforderlich, erst das Kohlenwasserstoff-Carboxyl- oder Hydroxylgruppen oder zwischen polymere herzustellen und es dann zu modifizieren, Carboxyl- und Amingruppen, wird die Konzentration um die polaren Gruppen, die zur assoziativen Bindung der Gruppen gewöhnlich um den Mittelteil dieses 4< erforderlich sind, einzuführen. Geeignete Kohlen-Bereiches liegen. Wasserstoffpolymere sind nichtkristalline Polymere und

Selbst wenn Metallionen in den in den Mischungen Mischpolymere, die aus Monomeren, wie Äthylen, der Erfindung verwendeten Polymeren vorhanden Propylen, Isobutylen, Butadien, Isopren und anderen sind, ist der Anteil des in den Kohlenwasserstoff ein- höheren v-Alkenen, z. B. Alkenen aus einer Erdölgeführten Metalls infolge der hohen Wirksamkeit des 45 charge, abgeleitet sind. Alternativ können natürlicher Polymeren und dessen niedrigem Metallgehalt sehr Kautschuk und andere synthetische Kautschuke vergering und kann selbst in Flugzeugkraftstoffen /u- wendet werden. Diese Polymeren werden dann modilässig sein. tiziert, um die gewünschten polaren Gruppen einzu-

Die gemäß der Erfindung verwendeten Polymeren führen.

sind im allgemeinen vom Typ der Freiradikaladdition, 50 Wenn das Kohlenwasserstoffpolymere eine Rest-

da diese in Gegenwart von polaren Gruppen am ein- unsättigung enthält, können die polaren Gruppen

fachsten herzustellen sind. durch Additionsreaktionen eingeführt werden, z. B.

Zur Verwendung in Kohlenwasserstoffen von haupt- durch Zugabe von Thiolen, wie Thioglykolsäure, sächlich aliphatischer Natur sind geeignete, lösliche Aldehyden oder Halogen, oder durch Epoxydation. Polymere diejenigen von langKettigen, (d. h. größer 55 In einigen dieser Fälle können die so eingeführten als C₆)-Estern ungesättigter Säuren und von unge- Gruppen eine weitere Modifizierung erfordern, um sättigten Alkoholen, z. B. Stearyl-, Lauryl-, Octyl-, die gewünschten polaren Gruppen zu erzeugen. Bei-2-Äthylhexyl- und Hexylestern von Acryl- oder spielsweise können die Halogengruppen oder die Methacrylsäure und entsprechend langkettigen Säure- Hydroxylgruppen, die durch Zugabe von Aldehyd estern von Vinylalkohol, wie Vinylstearat. Ein eiit- 60 entstehen, so modifiziert werden. Alternativ können sprechender Bereich von langkettigen (in diesem Fall Gruppen durch Umsetzung eines Carbens, das eine länger als C₃)-Äthern von ungesättigten Alkoholen, geeignete Gruppe enthält, mit ungesältigten Gruppen z. B. Vinyloctadecyläther, kann ebenfalls als Mono- in dem Polymeren eingeführt werden. Wo keine oder mere verwendet werden. Ebenfalls geeignet sind nur geringe Restunsättigung vorliegt, können die gePolymere von Alkenen, wie Butadien, Isopren und 65 wünschten polaren Gruppen in das Kohlenwasser-Isobutylen sowie nichtkristalline Polymere von Äthylen Stoffpolymere durch Substitutionsreaktionen eingeimd Propylen. führt weiden, z. B. durch Halogenierung, Chlorosulfo-

Zur Verwendung in Kohlenwasserstoffen von haupt- nierung, Chlor-Carbonylierung, Phosphorylierung oder

Maleinisierung. Wenn das Kohlenwasserstoffpolymere einen aromatischen Ring enthält, wie beim Styrolmischpolymeren, kann die gewünschte polare Gruppe durch aromatische Substitution auf bekannten Wegen eingeführt werden.

Das gemäß der Erfindung verwendete lösliche Polymere kann als weitere Alternative zu einem Additionspolymeren ein Kondensalionspolymeres sein, beispielsweise ein Polyester oder aliphatischcr Polyäther, vorausgesetzt, daß dessen Molekulargewicht hoch genug ist.

Das Polymere muß in dem Kraftstoff löslich sein, und im allgemeinen soll die Löslichkeit des Polymeren ohne die aufeinander einwirkenden polaren Gruppen in dem flüssigen Kohlenwasserstoffkraftstoff so sein, daß die Iheta-Tcmperatur des Systems unter der Temperatur liegt, der die Lösung wahrscheinlich unterworfen wird, da anderenfalls die Gefahr einer Abscheidung des Polymeren besteht. Das Verhältnis von Polymerem zum Lösungsmittel bei der thcta-Temperatur ist von P. J. F 1 ο r y in »Principles of Polymer Chemistry« auf S. 612 bis 615 diskutiert. In Düsenflugmaschinen beträgt die niedrigste Temperatur, welcher der Kraftstoff wahrscheinlich unterworfen wird, etwa —50"C.

Zu geeigneten flüssigen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen mit einem Flammpunkt bei mindestens 32,2°C, auf welche die Erfindung angewendet werden kann, gehören Flugturbinenkraftstoffe, Qualität JP-8 (Mindestflammpunkt 43,3°C), beschrieben in US Military Specification MIL-T-83133, Qualität JP-5 (Mindestflammpunkt 60^rC), beschrieben in US Military Specification MIL-T-5624G, Qualitäten Jet A und Jet A-I (Mindestflammpunkt 43,3°C), beschrieben in ASTM-Specification D.1655/66T, und Qualität AVTUR-NATO Code Nr. F-35 (Mindestflammpunkt 37,8"C), beschrieben in U. K. Ministry of Aviation Specification Nr. D. Eng. R. D. 2494 (4. Ausgabe).

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert, in denen alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind.

A. Herstellung des Polymeren

Ein Gemisch aus 64 Teilen Wasser, 16 Teilen Aceton, 19 Teilen 2-Äthylhexylacrylat, 1 Teil Acrylsäure und 0,5 Teilen Natriumdioctylsulfosuccinat wird gerührt und unter Stickstoff während 5 Minuten auf 70'C erhitzt. Das Gemisch wird dann auf 18 C in einem Kühlbad gekühlt, und es wird eine Lösung von 0,02 Teilen Ammoniumpersulfat in 0,8 Teilen Wasser

ίο hinzugegeben, worauf die Zugabe einer Lösung von 0,03 Teilen Natriumdithionit in 0,8 Teilen Wasser erfolgt. Die Temperatur steigt auf etwa 28 'C in 5 bis 10 Minuten und fällt dann ab. Das Gemisch wird während 1 Stunde gerührt, dann durch Musselin IiI-triert, wobei sich eine 20% Feststoff enthaltende Dispersion eines Mischpolymeren aus 2-Äthylhexylacrylat und Acrylsäure im Verhältnis 95 : 5 ergab.

Beispiel 1

98 Teile Flugkerosin (Avtur) werden auf 160°C erhitzt, und dann werden 10 Teile der wäßrigen Dispersion, die nach A. hergestellt wurde, tropfenweise während 30 Minuten hinzugegeben, wobei das Wasser gleichzeitig durch azeotrope Destillation entfernt wird.

Nach Kühlung wird eine 2'%ige Lösung des Acrylmischpolymeren in Avtur erhalten. Die Lösung weist eine gelarlige Struktur auf, ergibt jedoch beim Verdünnen mit Avtur freifließende Flüssigkeiten, deren Nebel/Entzündungsverhalten bei so niedrigen Konzentrationen wie 0,1 % unterdrückt ist.

Beispiele 2 bis 13

In der nachstehenden Tabelle sind durch das Verfahren nach A. hergestellte Polymere in Spalte 1, Zusammensetzung, auf das Gewicht bezogen, in Spalte 2, Polymerisationstemperatur in Spalte 3, Molekulargewicht (oder grundmolare Viskosität) in Spalte 4 und in Spalte 5 die Konzentrationen aufgeführt, die eine Unterdrückung des Nebel/Entzündungsverhaltens ergeben, wenn das Polymere in Avtur durch die Methode von Beispiel 1 aufgelöst ist.

Beispiel	1	2	3	4	5
2	2-EHA AA	95:5	0 bis 5°C	3-10⁶	0,01%
3	2-EHA AA	93:7	30 bis 35°C	1·10^β	0,2%
4	2-EHA AA	98:2	0 bis 5°C	3-10⁶	0,05%
5	2-EHA AA	99:1	0 bis 5⁰C	3·10^β	0,1%
6	2-EHA AA	99,5:0,5	0 bis 5°C	3-10"	0,1%
7	2-EHA AN	90:10	20 bis 25°C	1·10^β	0,15%
8	2-EHA-AN	85:15	20 bis 25 ⁰C	1·10^β	0,15%
9	2-EHA AN	98:2	20 bis 25 ⁰C	1 ·10^β	0,5%
10	2-EHA HEMA	95:5	20 bis 25°C	1 -ΙΟ"	0,5%
11	Alphol MA AA	95:5	20 bis 25°C	1 -ΙΟ"	0,2%
12	Vinyloctoat AA	95:5	20 bis 25 ⁰C	1,5 · 10"	0,2%
13	Vinylisobutylen-
	äther AA	95:5	20 bis 25 ⁰C	1,5-ΙΟ"	0,2%

Abkürzungen:

2-ΗΕΑ AA = 2-Äthylhexylacrylat-Acrylsäure
AN = Acrylnitril

HEMA = Hydroxyäthylmethacrylat
Alphol MA = C,2_₁₄ Alkylmethacrylat

Beispiel 14

Polystyrol (Molekulargewicht 2 000 000) wird mit Octen-1 unter Verwendung von Bortrifluorid als Katalysator alkyliert, wobei sich ein Polymeres ergah das im Durchschnitt l,2Octylketten je Styrolres enthält. Das entstehende Polymere wird in einen hochsiedenden aliphatischen Kohlenwasserstoff (Siede

409632/30;

bereich 150 bis 200"C) bei einer 2 ",',igen Konzentration gelöst und mit 100",, Olcum bei OC behandelt, um Sulfonsäuregruppcn in das Polymere einzuführen, wobei sich ein C : S-Verhältnis von 99,9 : 0,1, bezogen auf das Gewicht, ergab. Die entstehende Lösung hat beim Verdünnen mit Avtur Enlzündungs-Unterdrückungscharaktcristika bei so niedrigen Polymerkonzentrationen wie 0,2'%. Die Behandlung der Lösung mit Natriummcthoxyd ergibt das Natriumsalz des Polymeren, das bei so niedrigen Konzentrationen wie 0,15 Gewichtsprozent wirksam ist.

Beispiel 15

Kin Mischpolymeres aus 95 Teilen 2-Äthylhexylacrylat und 5 Teilen Vinylpyridin wird nach A. mit der Ausnahme hergestellt, daß die Polymerisation in Gegenwart eines zusätzlichen oberflächenaktiven Mittels aus Natriumsulfaten höherer synthetischer Alkohole stattfindet. Das Polymere mit einem Molekulargewicht von 1 · 10° wird in Avtur durch die Methode von Beispiel 1 zur Herstellung einer 2",^/ ₎igen Polymerlösung gelöst.

Wenn Lösungen dieses aminhaltigen Polymeren bei der gleichen Konzentration wie in jeder der vorstehend genannten säurehaltigen Polymerlösungen mit den säurehaltigen Polymcrlösungen in Gewichtsverhältnissen von 1 : 10 bis 1:1 vermischt werden, wird die Wirkung der säurehaltigen Polymerlösung infolge der Wechselwirkung der Amin- und Säuregruppen verbessert.

Beispiel 16

F.in Gemisch aus 0,2 Teilen Propansulton und 100 Teilen einer 2";,igen Polymerlösung in Avtur gemäß Beispiel 15 wird bei 120 C während 2 Stunden erhitzt. Die entstehende Lösung weist eine gclartige Struktur auf und ergibt beim Verdünnen mit Avtur freifiießende Flüssigkeiten, die Nebel/Erazündungs-Unterdrückungscharakteristika bei so niedrigen Polymerkonzentrationen wie 0,2% aufweisen.

Beispiel 17

Wenn im Beispiel 16 das Propansullon durch /Ϊ-Propiolacton ersetzt wird, wird eine Polymerlösung mit ähnlichen Charakteristika erzeugt.

Beispiel 18

ίο Wenn im Beispiel 16 das Propansulton durch Benzylchlorid ersetzt wird, werden Polymerlösungen mit ähnlichen Eigenschaften erzeugt.

Beispiel 19

Es wird eine Polymerlösung in Avtur aus 2-Äthylhexylacrylat und Vinylchloracetat durch die Methode von Beispiel 1 zur Erzeugung eines Polymeren mit einem Molekulargewicht von 1 · 10" hergestellt. 100 Teile der Lösung werden mit 1 Teil Triäthylamin vermischt und während 1 Stunde auf 50⁰C erhitzt. Die entstehende Polymcrlösung behielt noch nach Verdünnung mit Avtur auf 0,5% die Nebel/Entzündungs-Unterdrückungscharakteristika bei.

B e i s ρ i ε I 20

Eine Lösung aus einem Mischpolymeren von 99,5TeiIen 2-Äthylhexylacrylat und0,5TeiIen Glycidylacrylat mit einem Molekulargewicht von 2 · 10" wird nach A. hergestellt. Nach Behandlung mit einem Mo!- äquivalent (bezogen auf das Glycidylacrylat) Schwefelsäure oder Phosphorsäure werden Polymei lösungen erhalten, die Nebel/Entzündungs-Unterdrückungscharakteristika bei so niedrigen Konzentrationen wie 0,2% aufweisen. Die Behandlung dieser Lösungen

mit einem Äquivalentgewicht Calciumoctoat zur Erzeugung des Calciumsalzes ergibt Polymerlösungen mit verbesserten Nebel / Entzündungs-Unterdrückungscharakteristika.

Claims

1 V 2 der Verbrennung entstehenden Kohlenmonoxydgehalt Patentansprüche: in den Auspuffgasen zu reduzieren, dadurch gelöst werden soll, daß bestimmte polymere Dickungsmittel

1. Flüssiger Gasturbinenflugzeugkraftstoff mit mit einem Molekulargewicht bis zu 500 000 dem in einem Flammpunkt von mindestens 32"C, der 5 den Verbrennungsmaschinen verwendeten Benzin zuein Polymeres mit einem Molekulargewicht von gegeben werden. Derartige Benzine sind jedoch vergrößer als 10⁶ (Viskositätsdurchschnitt) oder einer gleichsweise stark sprühfähig, so daß beim Aufprall grundmolaren Viskosität von mehr als 0,25 l/g oder ähnlicher Schockeinwirkungen eine erhebliche (2,5 dl/gm) in einer eine molekulare Überlappung Nebelbildung auftritt.

der Polymermoleküle in dem Kraftstoff gewähr- io Die Tendenz flüssiger Gasturbinenrlugzeugkraftleistenden Konzentration von 0,05 bis 2 Gewichts- stoffe zur Bildung von Nebeln unter Schockbedinprozent gelöst enthält, gemäß Patent 1918 558, gungen wird gemäß Hauptpatent 1918 558 dadurch dadurch gekennzeichnet, daß das ge- gelöst, daß dieser ein Polymeres mit einem Molekularlöste Polymere polare Gruppen enthält, die inter- gewicht von größer als 10⁶ (Viskositätsdurchschnitt) molekulare assoziative Bindungen enthalten, ent- 15 oder einer grundmolaren Viskosität von mehr als stehend durch elektrostatische Anziehung zwi- 2,5 dl/g in einer eine molekulare Überlappung der sehen polaren und/oder dipolaren Ladungen in Polymermoleküle in dem Kraftstoff gewährleistenden den polaren Gruppen, wobei die Energie der Bin- Konzentration von 0.05 bis 2,0 Gewichtsprozent düngen mindestens derjenigen Energie von Was- enthält.

serstoffbindungen entspricht, die in dem flüssigen 20 Wie im Hauptpatent erläutert, bedeutet der Aus-Gasturbinenflugzeugkraftstoff zwischen —OH- druck »molekulare Überlappung« den Zustand, in Gruppen von ROH bei der Reaktion von dem die Segmentdichte des gelösten Polymeren in — O-Gruppen und ROR' gebildet werden, wobei der Flüssigkeit auf einer molekularen Skala im well und R' Alkylgruppen sind, die Energie jedoch sentlichen gleichmäßig ist, wobei dieser Zustand Kongeringer ist als diejenige einer typischen covalen- 25 zentrationen bei und über derjenigen entspricht, bei ten C-C-Bindung. denen die Massenzentren der Poly.nermoleküle räum-

2. Kraftstoff nach Anspruch 1, dadurch gekenn- lieh im Durchschnitt um den zweifachen Rotationszeichnet, daß die durchschnittliche zahlenmäßige radius der Polymennoleküle getrennt sind.
Funktionalität des Polymeren bezüglich der po- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die laren Gruppen größer als 10, insbesondere größer 30 Tendenz der genannten Kraftstoffe zur Nebelbildung als 100 ist. weiter zu reduzieren.