Verfahren zur Herstellung einer Lösung von Kautschuk oder kautschukähnlichen Stoffen. Kautschuklösungen voll niedriger Visko sität und technisch verwendbaren Konzen trationen werden nach bisher bekannten Verfahren erzielt, indem man Kautschuk durch Mastizieren zum Lösen vorbereitet, oder indem man den nicht vorbehandelten Kautschuk vor oder während der Auflösung chemisch beeinfiusst. Dazu sind beispielsweise vorgeschlagen worden Oxydationsmittel, wie Luftsauerstoff, organische Peroxyde, wie Benzoylperoxyd, oder andere Stoffe,
wie Ver- seifungsprodukte des Phosphoroxychlorids oder organische und anorganische Säure chloride. Alle diese Verfahren arbeiten aber noch nicht zufriedenstellend ; sie erfordern teils viel Zeit, teils höhere Temperaturen, teils grosse Mengen an Zusatzstoffen usw.
Es wurde null ein Verfahren gefunden, darin bestehend, Kautschuk oder kautschuk ähnliche Stoffe und mindestens ein Lösungs mittel zwecks Verminderung der Viskosität mit einer Sulfinsäure zu vermischen, das vor den bisher bekannten grosse Vorteile aufweist. Es gelingt damit, durch geringe Mengen an Sulfinsäure, z. B. 0,1-3,b /o vom Kautschuk gewicht in sehr kurzer Zeit und bei mässig hohen Temperaturen Auflösungen zu erzielen, die in bezug auf Konzentration und Visko sität bis heute unter diesen Reaktionsbedin gungen nicht herstellbar waren.
Die Grösse der Viskosität ist direkt abhängig von der Menge der zugesetzten Sulfinsäure, dadurch hat man ein bequemes Mittel in der Hand, die Viskosität beliebig einzustellen. Da nur sehr geringe Mengen an Sulfinsäure ge braucht werden, ergibt sich weiter der grosse Vorteil, dass die Endprodukte durch die kleinen Beträge an Zusatzstoffen nur sehr wenig verunreinigt werden.
Zum Beweis des erreichten Fortschrittes mögen folgende Versuchsergebnisse dienen Eine 2 o/oige Kautsehuklösung in Tetra chlorkohlenstoff besitzt bei gewöhnlieher Temperatur eine Viskosität von 8640 Centi- poise (Centipoise in der Folge mit cp be zeichnet).
Versetzt man diese Lösung mit 3 ,3 % an 75 0%iger Toluolsulfinsäure (hier und im folgenden immer berechnet auf das Kautschukgewicht), so fällt die Viskosität auf ungefähr '/2ooo, nämlich 4,5 cp.
Eine doppelt so starke Kautschuklösung (4 0%) mit gleichem Lösungsmittel ist nicht mehr giessbar; Viskosität > 100 000 cp. Durch Zugabe von 3,3 % an 75 %iger To- luolsulfinsäure verflüssigt sich die dicke Masse; ihre- Viskosität bestimmt sich zu 26,5 cp.
Steigert man den Kautschukgehalt weiter, so lassen sich mit Sulfinsäuren Lösungen erzielen, wie sie bis heute, auch unter An wendung irgend eines Verfahrens oder unter Zusatz. von irgend einem der bisher bekannt gewordenen Mittel, in Tetrachlorkohlenstoff nicht hergestellt werden konnten.
Beispiels- weise besitzt eine Lösung von 9,1 % Kaut- schuk in diesem Lösungsmittel mit 4-5 % zugesetzter Toluolsulfinsäure, eine Viskosität von 1000 cp. Damit ist jedoch die obere Grenze noch nicht erreicht.
In andern Lösungsmitteln lassen sich leicht höhere Konzentrationen erreichen, die niedriger viskos sind, wie folgende Zusam menstellung beweist Ansatz: 6,25 Teile Kautschuk in 100 Teilen Lösung, Zusatz 2,0 % Toluolsulfin- säure (75 %ig) berechnet auf Kautschuk
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Lösungsmittel <SEP> Viskosität <SEP> in <SEP> 'cp.
<tb> Tetrachlorkohlenstoff <SEP> 390
<tb> o-Dichlorbenzol <SEP> 59
<tb> Chlorbenzol <SEP> 14
<tb> Xylol <SEP> 12,
6
<tb> Toluol <SEP> 9
<tb> Benzol <SEP> 7,7. Zum Vergleich diene die .Angabe, dass eine 5 0/öige Auflösung von Kautschuk in Benzol ohne jeden Zusatzstoff eine Viskosi tät von<B>16600</B> cp besitzt.
Ausser der p-Toluolsulfinsäure lassen sich andere, aliphatische und aromatische Sulfin- säuren einzeln oder in Gemischen verwenden; beispielsweise Äthan-, Benzol-, Xylol-, Cymol-, Nitrobenzol- und Nitrochlorbenzolsulfinsäure, u. a. m. Die Auswahl der jeweils zur Ver wendung kommenden Sulfinsäure wird auch mitbestimmt durch ihre Löslichkeit in den angewandten Lösungsmitteln oder Gemischen.
<I>Beispiel 1:</I> 10 Teile Crepe und 0,35 Teile p-Toluol- sulfinsäure von 75 % werden mit 150 Teilen Tetrachlorkohlenstoff 3 Stunden bei<B>50'</B> ver rührt. Die absolute Viskosität beträgt 80 -cp. gemessen im Höppler-Viskosimeter bei 20'.
Wenn man nach dem obigen Verfahren z. B. 20 Teile Crepe mit 0,6 Teilen p-Toluol- sulfinsäure von 75 % in 150 Teilen Tetra- chlorkohlenstoff behandelt, gelingt es ohne weiteres;
Lösungen mit über 10 % Kaut- schukgehalt herzustellen.
Der Zusatz an Sulfinsäure kann aber auch geringer sein : z. B. erhält man eine Lösung von 250 ep., wenn man 10 Teile Crepe mit 0,05 Teilen p-Toluolsulfinsäure von 75 % in 150 Teilen. Chlorbenzol bei 80 0 verrührt.
In allen Fällen kann der Kautschuk entweder gleichzeitig mit der Sulfinsäure im Lösungsmittel verrührt oder in die Lesung bezw. Suspension der Sulfinsäure im LUsungs- mittel eingetragen werden. <I>Beispiel 2:</I> 10 Teile Crepe und 150 Teile Tetrachlor- kohlenstoff werden 1 Stunde bei 50 0 gerührt; dann werden 0,35 Teile p-Toluolsulfinsäure zugesetzt und weitere 2 Stunden gerührt, wobei die hochviskose Masse in eine dünn flüssige Lösung übergeht.
Die Viskosität beträgt 79 cp. <I>Beispiel 3:</I> 10 Teile Crepe werden mit 0,35 Teilen Benzolsulfinsäure von 70 % in 150 Teilen TetrachlorkohlenstofF, wie in Beispiel 1 be schrieben, behandelt. Die Viskosität beträgt 110 ep.
Nach der in Beispiel 1 beschriebener. .Methode lässt sich auch in Lösungen von Balata in Benzol, Tetrachlorkoblenstoff usw. die Viskosität durch Zusätze von Sulfinsäuren herabsetzen.
Das Verfahren eignet sich ganz besonders gut bei der Herstellung von Kautschukum- wandiungsprodukten.
Process for the preparation of a solution of rubber or rubber-like substances. Rubber solutions full of low viscosity and technically usable concentrations are achieved by previously known methods by preparing rubber for dissolving by mastication, or by chemically influencing the non-pretreated rubber before or during dissolution. For example, oxidizing agents such as atmospheric oxygen, organic peroxides such as benzoyl peroxide, or other substances have been proposed,
such as saponification products of phosphorus oxychloride or organic and inorganic acid chlorides. However, none of these processes work satisfactorily; Sometimes they require a lot of time, sometimes higher temperatures, sometimes large amounts of additives, etc.
A method has been found that consists in mixing rubber or rubber-like substances and at least one solvent to reduce the viscosity with a sulfinic acid, which has great advantages over the previously known. It is thus possible to use small amounts of sulfinic acid, e.g. B. 0.1-3, b / o of the rubber weight in a very short time and at moderately high temperatures to achieve resolutions that were not producible in terms of concentration and viscosity until today under these reaction conditions.
The size of the viscosity is directly dependent on the amount of sulfinic acid added, which means that you have a convenient means of adjusting the viscosity as you wish. Since only very small amounts of sulfinic acid are needed, there is also the great advantage that the end products are only very slightly contaminated by the small amounts of additives.
The following test results may serve as proof of the progress achieved. A 2% chewing shudder solution in carbon tetrachloride has a viscosity of 8640 centipoises at normal temperature (centipoise referred to as cp in the following).
If this solution is mixed with 3.3% of 75% strength toluenesulfinic acid (here and in the following always calculated on the weight of the rubber), the viscosity falls to about 1/2000, namely 4.5 cp.
A rubber solution twice as strong (40%) with the same solvent can no longer be poured; Viscosity> 100,000 cp. By adding 3.3% 75% toluenesulfinic acid, the thick mass liquefies; Its viscosity is determined to be 26.5 cp.
If the rubber content is increased further, solutions can be achieved with sulfinic acids, as they have been up to now, even using any process or with additives. of any of the previously known agents that could not be made in carbon tetrachloride.
For example, a solution of 9.1% rubber in this solvent with 4-5% added toluenesulfinic acid has a viscosity of 1000 cp. However, the upper limit has not yet been reached.
In other solvents, higher concentrations can easily be achieved which are less viscous, as the following compilation shows. Approach: 6.25 parts of rubber in 100 parts of solution, additive 2.0% toluenesulfinic acid (75%) calculated on rubber
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Solvent <SEP> viscosity <SEP> in <SEP> 'cp.
<tb> carbon tetrachloride <SEP> 390
<tb> o-dichlorobenzene <SEP> 59
<tb> chlorobenzene <SEP> 14
<tb> Xylene <SEP> 12,
6th
<tb> Toluene <SEP> 9
<tb> Benzene <SEP> 7.7. For comparison, the statement that a 50 / o solution of rubber in benzene without any additive has a viscosity of <B> 16600 </B> cp.
In addition to p-toluenesulfinic acid, other aliphatic and aromatic sulfinic acids can be used individually or in mixtures; for example ethane, benzene, xylene, cymene, nitrobenzene and nitrochlorobenzenesulfinic acid, u. a. m. The selection of the sulfinic acid used in each case is also determined by its solubility in the solvents or mixtures used.
<I> Example 1: </I> 10 parts of crepe and 0.35 part of p-toluenesulfinic acid of 75% are stirred with 150 parts of carbon tetrachloride for 3 hours at <B> 50 '</B>. The absolute viscosity is 80 cp. measured in the Höppler viscometer at 20 '.
If you use the above method, for. B. treated 20 parts of crepe with 0.6 part of p-toluenesulfinic acid of 75% in 150 parts of carbon tetrachloride, it succeeds easily;
Produce solutions with more than 10% rubber content.
The addition of sulfinic acid can also be less: z. B. a solution of 250 ep. If 10 parts of crepe with 0.05 parts of p-toluenesulfinic acid of 75% in 150 parts. Chlorobenzene stirred at 80 0.
In all cases, the rubber can either be stirred in the solvent at the same time as the sulfinic acid or in the reading bezw. Suspension of sulfinic acid can be entered in the solvent. Example 2: 10 parts of crepe and 150 parts of carbon tetrachloride are stirred at 50 ° for 1 hour; then 0.35 parts of p-toluenesulfinic acid are added and the mixture is stirred for a further 2 hours, the highly viscous mass changing into a thin liquid solution.
The viscosity is 79 cp. <I> Example 3: </I> 10 parts of crepe are treated with 0.35 parts of benzenesulfinic acid of 70% in 150 parts of carbon tetrachloride, as described in Example 1. The viscosity is 110 ep.
According to the one described in Example 1. The method can also be used to reduce the viscosity in solutions of balata in benzene, carbon tetrachloride, etc. by adding sulfinic acids.
The process is particularly suitable for the manufacture of rubber conversion products.