-
Verfahren zum Verbessern der Alterungseigenschaften von Kautschuk
Das Altwerden, einer der Hauptnachteile der aus Kautschuk hergestellten Gegenstände,
besteht in einem Zerfall der Masse, der mit einem Hartwerden beginnt und sich dann
in leichter Zerbrechlichkeit, einem Abbröckeln und mitunter in einem pechartigen
Aussehen des Kautschuks äußert. Die diesen Übelstand bedingenden Ursachen sind bereits
vielfach untersucht worden, und man hat dabei festgestellt, daß sie hauptsächlich
auf die Oxydation des Kautschuks durch die Einwirkung des Sauerstoffs der Luft zurückzuführen
sind.
-
Die Schnelligkeit, mit der das Altwerden erfolgt, hängt von mehreren
Umständen ab, z. B. von dem Licht, selbst wenn es zerstreut ist, besonders aber
von dem direkten Sonnenlicht. Am stärksten wirken ultraviolette Strahlen.
-
Gewisse Stoffe beschleunigen das Altwerden, wie z. B. bestimmte Kupfer-
und Manganverbindungen. Von Bedeutung sind auch die zur Herstellung des Kautschuks
benutzten Verfahren. So begünstigt eine übertriebene Vulkanisation das Altwerden.
-
Die Alterungserscheinungen -sind in der Technik von so großer Wichtigkeit,
daß man versucht hat, sie auch im Laboratorium in beschleunigter Weise herbeizuführen,
um das Verhalten der verschiedenen Kautschukmischurigen schnell genug vorher untersuchen
zu können. Man hat so gefunden, daß, wenn man die Kautschukgegenstände in geeigneten
Thermostaten im trocknen Luftstrom und bei einer Temperatur aufbewahrt, die höher
ist als die gewöhnliche, also z. B. ungefähr 75° beträgt, man ausreichende Ergebnisse
erhält und daß: beispielsweise ein Tag des unter diesen Bedingungen beschleunigten
Alterns ungefähr 6 Monaten bei gewöhnlicher Temperatur entspricht.
-
Unabhängig von den oben erwähnten äußeren Einwirkungen übt die Zusammensetzung
des Kautschuks und die Art seiner Herstellung aus dem Pflanzenmilchsaft einen großen
Einfluß auf sein Altwerden aus. Bekanntlich befinden sich in dem Milchsaft der Kautschukbäurne
außer dem Kautschuk noch weitere Stoffe verschiedener Art. Bei den üblichen Verfahren
zur Koagulation bleiben diese Stoffe zum größten Teil im Serum zurück. Das ist nicht
vorteilhaft, weil sich unter ihnen auch solche befinden, die als Gegenmittel. gegen
das Altwerden der rohen oder vulkanisierten Kautschukgegenstände sehr wirksam sind.
-
Wenn der Kautschuk durch Verdampfung des Milchsaftes gewonnen wird,
wie es in Brasilien zur Herstellung des sogenannten Para üblich ist, so bleiben
die Stoffe, die
eine nützliche Wirkurig gegen das Altwerden ausüben,
nach der ersten Behandlung mit dem Kautschuk vermischt. ' Da sie jedoch in Wasser
löslich sind, werden sie zum größten Teil während der darauffolgenden Reinigung
ausgelaugt. jedenfalls ist es bekannt, daß de aus brasilianischem Para hergestellten
Gegenstände im allgemeinen einen höheren Widerstand gegen das Altwerden aufweisen
als die Gegenstände; die aus gewöhnlichem Plantagenkautschuk hergestellt werden.
-
Man kann noch bessere Ergebnisse reit Kautschuk erhalten, der durch
vollständige Verdampfung der Pflanzenmilch hergestellt wird, z. B.: nach dem Verfahren
von K e r -b o s c'h und H o p k i n s o n. Aber auch hierbei besteht der Nachteil,
daß der Kautschuk nicht gereinigt werden kann, ohne daß er zum größten Teil die
Stoffe verliert, die das Altwerden verhindern. Dieser Umstand wirkt sich besonders
ungünstig aus bei der Herstellung feiner Gegenstände, zu deren Anfertigung nur vollständig
gereinigter Kautschuk Verwendung finden darf und die: trotzdem gegen das Altwerden
geschützt sein müssen. Außerdem ist man immer an die Menge der Schutzstoffe gebunden;
die schon von Natur aus in dem Milchsaft enthalten sind, und die Schutzwirkung kann
nicht beliebig verstärkt werden, auch wenn das im größeren Maße gewünscht wird.
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Kautschuk, das eine nach allen Gesichtspunkten befriedigende Lösung des Problems
der Alterungserscheinungen darstellt und auf dem Zusatz von eingedampftem, bei der
Koagulation von Kautschukmilch gewonnenem Serum beruht.
-
Der Einfluß eines Zusatzes von quebrachithaltigem Serumrückstand auf
das Vulkanisationsverfahren ist zwar schon untersucht worden (s. D e V r i e s ,
Estate Rubber, S. 25q.); und man hat dabei :eine gewisse beschleunigende Wirkung
beobachtet, die jedoch. zu gering ist, um irgendeine praktische Bedeutung zu erreichen,
so daß die Anwendung eines derartigen Serumrückstandes niemals praktisch in Betracht
kam. Dagegen ist die bei weitem wertvollere Wirkung der Serumrückstände .als Schutzmittel
gegen die Alterungserscheinungen des Kautschuks unbekannt geblieben.
-
Man hat ferner festgestellt, daß das Quebrachit oder Methyljlosit,
das sich in großer Menge in dem Pflanzenmilchsaft vorfindet, keine den Aherungsprozeß
verhindernde Wirkung ausübt.
-
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, bei welchem die Alterungseigenschaften
des Kautschuks erfindungsgemäß dadurch verbessert werden, daß dem Kautschuk ein
Serum zugesetzt wird, aus dem das Q;ue-. brächit und gegebenenfalls auch die Eiweißsubstanzen
entfernt sind. Durch die Anwendung dieses Verfahrens kann der Kautschuk in jeder
gewünschten Weise vollständig gereinigt und trotzdem sicher gegen die schädlichen
Wirkungen der Alterung geschützt werden, wobei. die Tatsache von besonderer Bedeutung
ist, daß durch entspr echende Wahl der Menge des zuzusetzenden Serums die Eigenschaften
des Kautschuks den jeweiligen Bedürfnissen beliebig angepaßt werden können: Die
Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung geht vorteilhaft auf folgende Weise
vor sich: Das Serum des Milchsaftes wird unter vermindertem Drück verdampft, bis
es in einen sirupartigen Zustand übergegangen ist; darauf läßt man im Ruhezustand
fast das ganze Q`uebrachit auskristallisieren. Man fügt dann eine Gerbsäurelösung
hinzu, um die in dem Serum enthaltenen Proteinstoffe auszufällen, und zwar in einer
Menge, die- für die Fällung gerade noch ausreicht. Der so entstandene Rückstand
kann dem Kautschulk als Gegenmittel gegen die Alterungserscheinungen beigeini.scht
werden. Er entspricht ungefähr 2,2 bis 2,5 o;ö des verwendeten Serums und infolgedessen.
etwa 5 0lo des aus der entsprechenden Pflanzenmilchmenge erhaltenen Kautschuks.
Wird der Rückstand in diesem Verhältnis zugesetzt, so ist seine schützende Wirkung
sehr stark. Wenn man in einem Thermostaten bei 77°, wie bereits erwähnt, eine vulkanisierte
Kautschukprobe aufbewahrt, die a o'o Schwefel enthält; so wird seine Beanspruchung,
die ursprünglich 15 kg pro qmm beträgt, in 31/2 Tagen auf einen Wert von 51g pro
qmm herabgesetzt. Wird auf dieselbe Weise ein mit dem obigen Verfahren 'hergestellter
Gegenstand behandelt, dem man vorher die 5 0'o des oben erwähnten Rückstandes zugesetzt
hat, so kann derselbe Gegenstand im Thermostaten mehr als S Tage aufbewahrt werden,
bevor sich ein Verfall einstellt. Das besagt, daß sich die Lebensdauer mehr als
verdoppelt hat.
-
Diese Baliandlungsmethode weist den Vorteil auf, daß man den wertvolleren
Gegenständen einen höheren Prozentsatz von Schutz-Stoffen zusetzen kann, als in
der entsprechenden Pflanzenmilchrnenge ursprünglich vorhanden war, bis man den gewünschten
Schutzgrad erreicht hat. Man kann auch das Verfahren z. B. dadurch vereinfachen,
daß man die Gerbsäure nach einer ersten teilweisen Verdampfung zufügt und dann die
so von Proteinstoffen befreite Flüssigkeit eindampft.
-
Zwei zahlenmäßig bestimmte Beispiele des Verfahrens werden nachstehend
angeführt:
Beispiel r I o kg Latexserum werden in einem geschlossenen
Gefäß unter vermindertem Druck bei etwa 6o° verdampft, bis der Rückstand auf etwa
8oo g eingedickt ist. Diese Masse bleibt mehrere Tage stehen, bis praktisch das
ganze Quebrachit, ungefähr r oo g, auskristallisiert ist. Der Rückstand wird dann
weiter eingedickt, bis er 3oo g wiegt. Einige Gramm Quebrachit scheiden sich bei
längerem Stehen noch aus. Darauf kann der Rückstand in der oben angegebenen Weise
als Schutzmittel verwandt werden. Beispiel a Nach dem ersten Auskristallisieren
des Quebrac'hits setzt man eine wäßrige Lösung von q.og Gerbsäure hinzu und läßt
die Mischung einige Tage stehen; dabei -werden die Proteinstoffe zusammen mit den
letzten Mengen von Quebrachit ausgeschieden. Der Sirup wird weiter bis zu 25o g
eingedickt und der Rückstand, wie oben angegeben, b@enutzt.