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Verfahren zur Verfestigung organischer Flüssigkeiten
Es ist bekannt,
daß man organische Flüssigkeiten, insbesondere Kohlenwasserstofföle oder sauerstoffhaltige
Verbindungen, wie ein- oder mehrwertige Alkohole, in mehr oder minder feste Massen
überführen kann, wenn man ihnen Erdalkali- oder Aluminiumsalze höherer Fettsäuren
zusetzt. Man kann zu diesem Zweck sowohl natürliche Fettsäuren als auch Oxydationserzeugnisse
hochmolekularer aliphatischer Kohlenwasserstoffe verwenden. Die erhaltenen Massen
genügen jedoch nicht allen Anforderungen, da man verhältnismäßig große Mengen der
fettsauren Salze benötigt und da überdies die Massen oft nicht genügend beständig
sind, sondern zur Abscheidung der Flüssigkeit neigen.
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Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile vermieden werden, wenn
man für die Bildung der Erdalkali- oder Aluminiumsalze solche Fettsäuren verwendet,
die aus Oxydationserzeugnissen hochmolekularer aliphatischer Kohlenwasserstoffe
durch Abtrennung der unverseifbaren Bestandteile und der Poly- und Oxycarbonsäuren
u. dgl. erhalten wurden.
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Besonders gut eignen sich die sogenannten Nachlauffettsäuren, die
bei 3 bis 5 mm Druck von 220 bis 300° und darüber sieden.
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Die Oxydationserzeugnisse können aus beliebigen hochmolekularen aliphatischen
Kohlenwasserstoffen oder diese enthaltenden Gemischen gewonnen sein, beispielsweise
aus Braunkohlen- oder Erdölparaffin,
Erzeugnissen der Kohlenoxydhydrierung
oder natürlichen oder synthetischen Paraffingatschen. Die Abtrennung der unverseifbaren
Anteile erfolgt in bekannter Weise durch Behandlung der rohen Oxydationserzeugnisse
mit verseifenden Mitteln, Entfernen der ungelösten Anteile und Spaltung der Seifenlösung
-mit geeigneten Säuren, z. B. Schwefelsäure.
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Die hierbei erhaltenen Säuregemische werden dann in ebenfalls an
sich bekannter Weise mit Lösungsmitteln zerlegt. Dabei werden bevorzugt die unerwünschten
Poly- und Oxycarbonsäuren u. dgl. gelöst.
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Als Lösungsmittel verwendet man vorzugsweise sauerstoffhaltige Verbindungen,
wie Methyläthylketon, Methylformiat, Methylacetat oder Aceton-Methanol-Gemische,
doch kann man auch mit Alkoholen oder Kohlenwasserstoffen, wie Benzin oder Benzol,
oder mit Gemischen von Kohlenwasserstoffen mit sauerstoffhaltigen Verbindungen arbeiten.
Bei Anwendung der bevorzugten sauerstoffhaltigen Verbindungen verfährt man zweckmäßig
so, daß die rohe Fettsäure in dem Lösungsmittel gelöst wird, gegebenenfalls durch
Erwärmen, worauf die Lösung abgekühlt und das ausfallende Fettsäuregemisch durch
Filtration abgetrennt wird. Nach dem Entfernen der dem Fettsäuregemisch noch anhaftenden
Lösungsmittelreste kann die Fettsäure unmittelbar zur Herstellung der Metallsalze
verwendet werden.
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Die Entfernung der unerwünschten Poly- und Oxycarbonsäuren u. dgl.
kann auch durch Ausschwitzen oder durch Abpressen in der Wärme erfolgen, wie es
in der Stearinsäureindustrie zur Gewinnung reiner Stearinsäure üblich ist. Man kann
auch mehrere der genannten Arbeitsweisen miteinander kombinieren, beispielsweise
indem man die Hauptmenge der unerwünschten Säuren durch Ausschwitzen oder Abpressen
entfernt und die weitere Reinigung der Säuren durch eine Lösungsmittelbehandlung
in der geschilderten Weise vornimmt.
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Die gewonnenen Fettsäuren werden in üblicher Weise in ihre Erdalkali-
oder Aluminiumsalze übergeführt. Die Aluminiumsalze gewinnt man vorzugsweise durch
doppelte Umsetzung der Natriumsalze mit Aluminiumsulfat oder anderen wasserlöslichen
Aluminiumsalzen. Man kann jedoch auch Aluminiumacetat oder -formiat oder ähnliche
wasserlösliche Aluminiumsalze unmittelbar mit den Fettsäuren verschmelzen, wobei
sich die Aluminiumsalze dieser Säuren bilden und die Ameisen- oder Essigsäure u.
dgl. entweicht. Die Herstellung von Erdalkalisalzen der Fettsäuren erfolgt zweckmäßig
durch Zusammenschmelzen der Fettsäuren mit Calciumoxyd oder -hydroxyd oder -carbonat.
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Um mit den gewonnenen Salzen organische Flüssigkeiten zu verdicken,
erwärmt man diese vorteilhaft mit den Salzen unter kräftigem Rühren, bis homogene
Massen entstanden sind. Man erhält dann verdickte Flüssigkeiten, die für die verschiedensten
Zwecke brauchbar sind.
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Verwendet man als zu verdickende Flüssigkeit beispielsweise Leicht-
oder Schwerbenzin oder Kohlenwasserstoffgemische ähnlichen Siedebereichs, so erhält
man sehr zähflüssige bis plastische oder klebrige, Massen, die z. B. in der gleichen
Weise wie Hartspiritus für Kochzwecke verwendet werden können, Verdickt man Schmieröle
mit den genannten Salzen, so entstehen Erzeugnisse von butter- bis salbenartiger
Konsistenz, die vorzügliche Schmierfette, sogenannte Starrschmieren, darstellen.
Derartige Schmierfette sind wasserbeständig und haben hohe Tropfpunkte; sie sind
außerordentlich beständig gegen Oxydation und geben daher keinen Anlaß zu Korrosionen
der zu schmierenden Metallteile; auch tritt keine Verharzung ein, so daß die Schmierwirkung
lange unverändert erhalten bleibt.
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Setzt man die genannten Metallsalze mehrwertigen Alkoholen, z. B.
Äthylenglykol oder Glycerin, zu, so erhält man hervorragende Dichtungsmittel' für
Stopfbüchsenpackungen.
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Beispiel I 95 kg eines Kohlenwasserstofföls mit einer Viskosität
von 3° Engler bei 50 werden bei 2000 unter Rühren mit 5 kg eines durch Umsetzung
des Natriumsalzes mit Aluminiumacetat gewonnenen Aluminiumsalzes eines Fettsäuregemisches
versetzt, das bei 3 bis 5 mm Druck oberhalb 220 siedet und das aus sogenannter Nachlauffettsäure
durch Umlösung mit der vierfachen Menge Butanon unter Abkühlung auf -5° und Abtrennung
der flüssigen Bestandteile erhalten wurde. Die Masse wird 1 Stunde bei 200° belassen,
hiernach auf o" abgekühlt und 4 bis 6 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Man
erhält ein geschmeidiges Fett von butterähnlicher Konsistenz.
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Der Stockpunkt des Kohlenwasserstofföles wird durch den Zusatz des
Aluminiumsalzes nur wenig verändert.
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Das Erzeugnis eignet sich vorzüglich als Kipphebelfett.
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Verfährt man in gleicher Weise wie oben, aber unter Anwendung eines
Fettsäuregemisches, aus dem die Poly- und Oxycarbonsäuren u. dgl. nicht abgetrennt
wurden, so erhält man ein flüssiges Erzeugnis, das sich zur Fettung nicht eignet.
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Beispiel 2 85 kg eines Schwerbenzins mit den Siedegrenzen I50 bis
I80" werden unter Rückflußkühlung und unter Rühren mit -I5 kg des Calciumsalzes
eines Fettsäuregemisches, das bei 3 bis 5 mm Druck zwischen 270 und 350° siedet
und das aus sogenannter Nachlauffettsäure durch Abpressen der flüssigen Bestandteile
erhalten wurde, 3 Stunden auf 1000 erhitzt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt.
Das erhaltene Erzeugnis hat eine gallertartige Konsistenz, scheidet auch bei längerer
Lagerung kein Benzin ab und kann wie Hartspiritus Verwendung finden.
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Ein in gleicher Weise wie oben erhaltenes Erzeugnis, bei dessen Herstellung
aber die flüssigen Bestandteile des Fettsäuregemisches nicht abgepreßt wurden, ist
flüssig; zur Verfestigung des Schwerbenzins müssen größere Mengen des fettsauren
Salzes verwendet werden.
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Beispiel 3 80 kg eines zwischen 65 und 95" siedenden Leichtbenzins
werden unter Rückflußkühlung und unter Rühren mit 20 kg eines durch unmittelbare
Umsetzung
mit Aluminiumacetat gewonnenen Aluminiumsalzes eines Fettsäuregemisches,
das bei 3 bis 5 mm Druck oberhalb 2200 siedet und das aus sogenannter Nachlauffettsäure
durch Umlösung mit der dreifachen Menge Methanol unter Abkühlung auf 100 und Abtrennung
der flüssigen Bestandteile erhalten wurde, 1/2 Stunde auf 40° erwärmt. Man erhält
eine gallertartige Masse, die wesentlich langsamer als das Leichtbenzin selbst abbrennt.
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Ein nach dem gleichen Verfahren erhaltenes Erzeugnis, bei dessen
Herstellung die Fettsäure nicht der Umlösung unterzogen wurde, zeigt keine Verdickung
des Benzins. Soll in diesem Fall die gleiche Wirkung erzielt werden, so muß die
doppelte Menge des Aluminiumsalzes angewandt werden.
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Beispiel 4 go kg Dodecylalkohol werden bei I50° und unter Rühren
mit 10 kg eines durch Umsetzung des Natriumsalzes mit Aluminiumacetat gewonnenen
Aluminiumsalzes eines Fettsäuregemisches versetzt, das bei 3 bis 5 mm Druck oberhalb
2200 siedet und das aus sogenannter Nachlauffettsäure durch Umlösung mit der vierfachen
Menge Butanon unter Abkühlung auf5° und Abtrennung der flüssigen Bestandteile erhalten
wurde. Die Masse wird 20 Minuten auf I50° gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt.
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Man erhält ein sehr konsistentes Erzeugnis, das sich als Schmiermittel
für verschiedene Zwecke eignet.