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Verfahren zur Erhöhung der Viscosität wäßriger Lösungen von wasserlöslichen
Celluloseäthern
Bei den vielen Verwendungszwecken, die wasserlösliche Celluloseäther
gefunden haben, sie werden bekanntlich beispielsweise als Klebstoffe, Verdickungsmittel,
Filmbildner, Wäschereihilfsmittel, Schlichte-und Appreturmittel gebraucht, wirkt
sich oft die verhältnismäßig niedrige Viscosität nachteilig aus, die wäßrige Lösungen
dieser Celluloseäther besitzen. Dieser Umstand gibt Veranlassung zu unnötig großem
Materialeinsatz und/oder technisch umständlicherem Arbeiten. Man würde beides vermeiden
können, wenn es gelingt, die Viscosität der wäßrigen Lösungen von wasserlöslichen
Celluloseäthern heraufzusetzen.
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Es ist nun gefunden worden, daß man die Viscosität der wäßrigen Lösungen
von wasserlöslichen Celluloseäthern dadurch erhöht, daß man ihnen Cellulosemischäther,
die im Molekül Oxyäthylreste und ätherartig gebundene Methylenreste mit Carboxylgruppen
enthalten und bei denen der Gehalt an Oxyäthoxyl über In 01, und der Gehalt an gebundenem
Natrium zwischen 0,5 und 3d 5 O/o liegt, und Salze mehrwertiger Metalle oder des
Silbers oder Quecksilbers in fester oder gelöster Form zusetzt.
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Man kann auch so verfahren, daß man den wasserlöslichen Celluloseäthern
die vorstehend bezeichneten Gellulosemischäther sowie die obengenannten Metallsalze
zumischt, bevor man sie mit dem Lösungswasser in Verbindung bringt. Oder man stellt
zuerst eine trockene Mischung aus den die Viscositätserhöhung bewirkenden Gellulosemischäthern
und den Metallsalzen her und setzt diese Mischung den wasserlöslichen Celluloseäthern
zu, deren Viscosität in Lösung erhöht werden soll. Die so zur Auflösung vorbereiteten
wasserlöslichen Celluloseäther zeigen nach der Auflösung in Wasser gleichfalls die
angestrebte Erhöhung der Viscosität ihrer Lösung. Der Viscositätsgrad kann je nach
den vorliegenden praktischen Erfordernissen höher oder niedriger eingestellt werden.
Man erreicht dies durch Variierung der Menge an zugesetztem Cellulosemisch-
äther
obiger Zusammensetzung und an Metallsalz, wobei von den Metallsalzen stärkere Änderungen
hervorgerufen werden als von den Cellulosemischäthern.
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Es können so beispielsweise Lösungen der Methylcellulosen, Oxyäthylmethylcellulose,
Oxyäthylcellulosen und anderer Celluloseäther, die mit Metallsalzen in geringen
Konzentrationen keine Fällungen ergeben, verdickt werden.
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Die zur Verdickung erfindungsgemäß zu verwendenden Cellulosemischäther
kann man dadurch herstellen, daß man unter kombinierter, gleichzeitig oder nacheinander
vorzunehmender Einwirkung von Äthylenoxyd und einer Halogenfettsäure oder deren
Alkalisalzen, z. B. Chloressigsäure, auf 1 Mol eingesetzte Cellulose berechnet,
0,7 bis 0,7 Mol gasförmiges und I,I bis 3.5 Mol festes Verätherungsmittel auf Alkalicellulose
zur Einwirkung bringt. Zur Herstellung der Mischungen dieser Cellulosemischäther
mit den Salzen mehrwertiger Metalle oder Salzen des Silbers oder Quecksilbers kann
man die getrockneten oder nicht getrockneten rohen Verätherungsprodukte entweder
mit den festen Metallsalzen mischen oder mit Lösungen der Metallsalze übersprühen
und nach gutem Durchmischen trocknen.
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Erfindungsgemäß zu verwendende Metallsalze sind beispielsweise solche
von Silber, Quecksilber, Blei, Kupfer, Zink, Chrom oder Aluminium.
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Beispiele 1. Man stellt eine Mischung her aus gleichen Teilen einer
2½%igen Lösung von Oxyäthylmethylcellulose und einer ebenfalls 2½%igen Lösung eines
Mischäthers, der einen Gehalt von 17,5 % Oxyäthoxyl und 2, j3 0/, gebundenem Natrium
aufweist. Die Mischung zeigt im I8-mm-Cochius-Rohr 12,3 Sekunden als Steigzeit der
Blase. Getrennte Teilmengen dieses Lösungsgemisches werden jede für sich mit geringen
Mengen kristallisiertem Aluminiumsulfat versetzt, wobei bei steigenden Zugaben von
Aluminiumsulfat die Viscosität der Lösung laufend ansteigt.
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Mischung ohne Aluminiumsulfat .... 12,3 Sek.
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Mischung mit 2 0% Aluminiumsulfat krist. auf Cellulosemischäther
.................... I5, -Mischung mit 3% aluminiumsulfat krist. auf Cellulosemischäther
..................... I6,o -Mischung mit 4% Aluminiumsulfat krist. auf Cellulosemischäther
................. 2I, .
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Mischung mit 4,2% Aluminiumsulfat krist. auf Cellulosemischäther
.................. 24,6 6 Mischung mit 4,6 %Aluminiumsulfat krist. auf Cellulosemischäther
28,1 -Mischung mit 5,0%Aluminiumsulfat krist. auf Cellulosemischäther 35,0 -Mischung
mit 5,40% Aluminiumsulfat krist. auf Cellulosemischäther 57,0 -Mischung mit 5,8
%Aluminiumsulfat krist. auf Cellulosemischäther 71,5 -2. Die 4%ige Lösung einer
wasserlöslichen Oxyäthylcellulose zeigt eine Viscosität von 500 cP, die 4%ige Lösung
eines Cellulosemischäthers, der einen Oxyäthoxylwert von 13,7 Olo und 2,65 % gebundenes
Natrium aufweist, eine solche von Io85 cP. Die Mischung von 2 Teilen der ersten
mit I Teil der zweiten Lösung ergibt nach Höppler eine Viscosität von 712 cP. Fügt
man der Mischung (600 g) kubikzentimeterweise eine 10%ige Lösung von kristallisiertem
Aluminiumsulfat zu, so ergeben sich folgende Viskositätswerte : bei Zusatz von I
ccm Aluminiumsulfat 795 cP ---2 ccm-ggj cP - - - 3 ccm - I430 cP - - - 4 ccm - 4450
cP - - - 5 ccm - I7500 cP 3. Gibt man zu einer Mischung aus 200 g 4%iger Lösung
von Oxyäthylmethylcellulose und 100 g 4%iger Lösung eines Cellulosemischäthers,
der einen Gehalt von 17,3% Oxyäthoxyl und von 1,4% gebundenem Natrium aufweist und
eine Viscosität (nach Cochius im I8-mm-Rohr gemessen) von I30 Sekunden zeigt, 2,5
ccm einer 10%igen Bleinitratlösung, so erhöht sich die Viscosität auf I60 Sekunden.
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4. Man mischt 2 Gewichtsteile Methylcellulose mit I Gewichtsteil
eines Cellulosemischäthers, der 24,3 % Oxyäthoxylgruppen und I, 80/o gebundenes
Natrium enthält. Davon stellt man eine 3%ige Lösung her, deren Viscosität nach Cochius
im I8-mm-Rohr 44 Sekunden beträgt. Fügt man zu der oben beschriebenen trockenen
Mischung der Celluloseäther 3 Olo festes Chromnitrat hinzu und bereitet davon eine
3%ige Lösung, so stellt man nach derselben Meßmethode eine Viscosität von 230 Sekunden
fest.