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Verfahren zur H'erstellung.von Kunstkautschukprodukten Bei der Verarbeitung
von Kautschuk zu Kautschukmischungen ;setzt man diesen vielfach Stearinsäure in
unterschiedlichen Mengen zu. Die Stearinsäure wirkt dabei besonders bei Verwendung
größerer Mengen als schmiermittel; andererseits dient sie, auch bei Anwendung in
kleineren Mengen, als Aktivator, insbesondere für Ruß und oleophobe-Füllstoffe.
Ihre Wirkung ist dabei wahrscheinlich dadurch, daß sie infolge ihrer polaren Eigenschaften
sich an den Füllstoffteilchen orientiert anlagert und eine hervorragende Benetzung
zwischen Füllstoff und Kautschuk vermittelt, zu erklären. Dieser Einfluß kommt dabei
in einer besseren Homogenisierung der Mischungen, in einer Erleichterung der Verformbarkeit
und einer beträchtlichen Steigerungder physikalisehen Eigenschaften-der damit hergestellten
Vulkanisate zum Ausdruck. Bei der Herstellung von solchen aus. Kunstkautschuk und
Gemischen von Kunst- und Naturkautschuk hat man dieses Verfahren zum Teil übernommen.
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Es wurde nun gefunden, daß man in ähnlicher Weise bei der Herstellung
von Kunstkautschukprodükten.sowie deren Zwischen- und Rohprodukten zu dem als Basis
-dienenden Kunstkautschuk oder einem sonstigen Kautschüknac'hfolgestoff oder zu
den diese Stoffe enthaltenden Mischungen die aus Mineralölen stammenden, rohen Naphthensäuren
oder Naphthensäuredestillate zusetzen kann. Diese
können nicht nur
die Stearinsäure vollwertig ersetzen, sondern bieten dieser gegenüber mehrere Vorteile.
So hat. man es bei der Verschiedenartigkeit der einzelnen Naphthensäurearten in
der Hand, jeweils solche oder Gemische von solchen auszuwählen, die sich für den
besonderen Fabrikationszweck am besten eignen. Die Auswahlmöglichkeit ist dadurch
gegeben, daß das Verhältnis von Kohlenwasserstoffanteil zum Säureanteil in den Naphthensäuremolekülen
innerhalb ,der weitesten Grenzen variabel ist. Dementsprechend gibt es Naphthensäuren,
die verhältnismäßig nie-drigmolekular sind und deren Säurezahl ungefähr in :der
Höhe der bisher verwendeten Stearinsäure liegt. Es gibt aber auch Naphthensäuren,
deren Kohlen-Wasserstoffanteil außerordentlich groß ist. Im ersteren Falle ist die
Wirkung :der Naphthensäure direkt mit derjenigen der Stearinsäure vergleichbar,
im letzteren Falle wirkt sie durch -den großen Kohlernwasserstoffanteil gleichzeitig
in bevorzugtem Maße als Weichmacher. Man hat also dabei die starke weichmachende
und die aktivierende Gruppe innerhalb der gleichen Substanz und kann diese obendrein
durch die entsprechende Auswahl den jeweiligen Bedürfnissen anpassen.
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Neben dieser stark plastizierenden Wirkung, die sich beispielsweise
in einer wesentlichen Erleichterung der Verar'beitbarkeit auf der Walze vieler Kautschukmischungen
äußert, zeigen die Naphthensäuren bei den Emulsionspolymerisaten des. Butadiens
oder bei den Mischpolymerisaten des Butad.iens mit Vinylverbindungen, wie Styrol
oder Acrylisäurenitril auch eine die Beschaffenheit der Fertigprodukte verbessernde
Wirkung. Gerade diese besonders bewährten Kunstkautschukarten zeigen im Gegensatz
zu Naturkautschuk, von dem sie ,sich auch durch den Aufbau der Grundmoleküle unterscheiden,
nach der durch Polymerisation erfolgten Bildung -von Makromolekülen in beachtlichem
iAusmaße Neigung zur Zyklisierung. Daraus erklärt sich auch das unterschiedliche
Verhalten dieser Polymerisate gegenüber Naturkautschuk in den verschiedenen Stufen
,der Verarbeitung.
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'Es ist schon bekanntgeworden, zu Dimethylbutadien Naphthensäure lediglich
in Wasser- bzw. alkalilöslicher Form, d. h. als Alkalisalz, zuzusetzen. Es soll
also,das Natriumnaphthenat in geringen Mengen als Hilfsmittel zur Herstellung von
stabilen, homogenen wäßrigen Emulsionen dienen; die besonderen Verteile, die die
Naphthensäure bzw. ihre Zink- usw. Salze als Schmiermittel und Aktivatoren für Kunstkautschukmischungen
besitzen, sind dabei nicht erkannt worden. Das Dimethylbutadien bzw. seine Polymeren
oder seine gemischten Reduktionsprodukte müssen in ihrer Fähigkeit zur Rmulsionsbildung
verbesse'rt werden, um überhaupt verarbeitet werden zu können.
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Es ist auch bekanntgeworden, _ zur besseren Einarbeitung eines Alterungsschutzmittels
in eine aus Natriumbutadienpolymerisat bestehende Vermischung Naphthensäure als
Weichmacher zuzusetzen. Abgesehen davon, daß auch hier der Zusatz -der Naphthensäure
zu einem besonderen Zweck erfolgt, handelt es sich um einen synthetischen Kautschuk,
der von den Emulsionspolymerisaten und Mischpolymerisaten grundlegend. verschieden
ist.
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Gerade die als Säuren von substituierten, cyclischen und polycyclischen
Kohlenwasserstoffeh bekannten Naphthensäuren haben sich nun bei der Verarbeitung
der verschiedenen Kunstkautschuksorten als besonders wirksam erwiesen. VorzugsweiGe
bei Naphthensäuren mit mittleren und hohen Siedepunkten kommt dabei ihr ,durch ,den
anhaftenden cyclischen oder polycyclischen Kohlenwasserstoffrest besonders hohes
Quellungs- und Erweichungsvermögen für den Kunstkautschuk wirksam zur Geltung. Bei
Verwendung solcher Naphthensäuren mit kleiner Säurezahl und großem organischen setzt
man diese, um auch die gleiche aktivierende Wirkung wie bei niedrigsiedenden zu
erzielen, in entsprechend größeren Mengen zu.
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Die Naphthensäuren besitzen einen unangenehmen intensiven Geruch.
Da es vor allem die niedrigsiedenden Anteile sind, die :diese Eigenschaft aufweisen,
gelingt es, falls eine Geruchsverbesserung für dieHerstellung,derKautschu'k<varen
gewünscht wird, diese in vielen Fällen schon durch die zuvor erläuterteAbtrennung
der niedrigsiedendenAnteile aus ,den Naphthensäuregemischen zu erreichen. Aber auch
eine Behandlung mit Formaldehyd oder Polymeren desselben oder Formaldehyd abspaltenden
Substanzen oder mit nitrosen Gasen führt zu dem gewünschten Ziele. Auch einfach
Salzbildung oder Behandlung mit überhitztem Dampf kann schon eine wesentliche Verbesserung
hervorrufen. Da je nach Provenienz die Naphthensäuren ein verschiedenartiges Verhalten
gegen eine kräftige chemische oder physikalische Einwirkung zeigen, muß die geruchsverbessernde
Behandlung jeweils dem vorhandenen Rohprodukt angepaßt werden.
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Die beanspruchten Naphthensäurenkönnen sinngemäß bereits den in Form
von wäßrigen Dispersionen vorli@agendenGrundstoffen zugesetzt werden.
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Es ist ferner möglich, die Naphthens.äuren ganz allgemein in Form
ihrer Salze, z. B. Zink- oder Bleisalze, oder anteilweise als Salze zu verwenden;
diese Salze zeigen eine gute Aktivatorwir'kung, stellen außerdem ein vorzügliches
Alterungsschutzmittel dar und lassen @veiter, da sie im Gegensatz zu den freien
Säuren nicht flüchtig sind, eine wesentliche Geruchsverbesserung erkennen.
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Da die Naphthensäuren und die als Hilfsmittel für die Kunstkautschukverärbeitung
schon bekannten Nebenprodukte :der Mineralölindustrie, wie die mit selektiven Lösungsmitteln
gewinnbaren Extrakte aus Erdölen und deren Destillate und die -durch Neutralisation
und Destillation der Säureteersubstanzen gewinnbaren Körper, in bezug auf ihren
Kohlenwasserstoffanteil ähnlich gebaut sind, besteht ohne weiteres die Möglichkeit,
diese kombiniert zu verarbeiten. Man kann also außer durch die Auswahl der zur Verwendung
gelangenden Naphthensäuren auch noch das Gemisch von Naphthensäuren mixt den erwähnten
ihnen artverwandten
Hilfsmitteln weitgehend den jeweiligen Erfordernissen
anpassen.