 | Lösemittel zum Lösen von Nitrocellulose werden nach ihrer Lösefähigkeit in 3 Gruppen eingeteilt:
Das Lösevermögen nimmt innerhalb einer Substanzklasse mit zunehmender Molmasse ab. Dies ist auf den zunehmenden Anteil des Kohlenwasserstoffrestes zurückzuführen. Besonders deutlich ist dieses Verhalten bei den Alkoholen:
- Methanol ist ein echter Löser, Ethanol ist ein echter Löser für die A-Typen und ein latenter Löser für die E-Typen, n-Decylalkohol ist ein Nichtlöser. Analoges Verhalten ist auch bei den Ketonen und Estern zu beobachten.
Eine Mischung eines echten und eines latenten Lösers können dieselbe oder teilweise eine bessere Lösefähigkeit besitzen als der echte Löser. Dieses Verhalten wird häufig bei Mischungen einiger echter Löser mit z.B. Ethanol, Isopropanol oder Butanol beobachtet.
Teilweise kann eine Mischung zweier latenter Löser die Lösefähigkeit eines echten Löser aufweisen. Ein Beispiel hierfür ist die Mischung von Ethanol und Diethylether.
Nichtlöser werden dem Lack im allgemeinen zugesetzt, um die Stoffkosten des Lackes zu senken. Eine weitere Aufgabe der Nichtlöser ist die Beeinflussung des Verdunstungsverhaltens des Lackes.
Neben dem Molekulargewicht (Nitrocellulose Typ) beeinflusst auch das verwendete Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch die Viskosität einer Nitrocellulose-Lösung. Für dieses Verhalten ist die unterschiedliche Struktur der einzelnen Lösemittel verantwortlich, die sich u.a. mit dem Löslichkeitsparameter, Dipolmoment und der Fähigkeit zur Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen beschreiben lässt.
Allgemein gelten folgende Gesetzmäßigkeiten:
- Innerhalb einer Lösemittelklasse steigt die Viskosität einer Nitrocellulose Lösung mit zunehmender Molmasse des Lösemittels (die Lösefähigkeit des Lösemittels nimmt gleichzeitig mit zunehmender Molmasse ab). So steigt z.B. die Viskosität einer Nitrocellulose Lösung bei Verwendung von Essigsäureestern in der Reihenfolge Ethylacetat, Butylacetat, Amylacetat.
- Latente Löser können die Lösefähigkeit erhöhen und zu einer Erniedrigung der Viskosität der Nitrocellulose Lösung führen. Die nachfolgende Tabelle zeigt diesen Sachverhalt.
Durch die Zugabe des für die E 510 latenten Lösers Ethanol zu Butylacetat, nimmt die Viskosität der Nitrocellulose Lösung ab. Die Viskosität durchschreitet ein Minimum bei ca. 30 % Ethanol und 60% Butylacetat und steigt anschließend wieder an.
Tabelle: Viskositätsverlauf einer 10%igen Lösung von E 510 (atro) in Butylacetat / Ethanol - Mischungen
E 510 | Butylacetat | Ethanol | Viskosität bei 25° C (Höppler Viskosimeter) |
10 % | 90 % | 0 % | 66,2 mPa s |
10 % | 80 % | 10 % | 48,8 mPa s |
10 % | 70 % | 20 % | 45,2 mPa s |
10 % | 60 % | 30 % | 44,8 mPa s |
10 % | 50 % | 40 % | 46,2 mPa s |
10 % | 40 % | 50 % | 47,0 mPa s |
10 % | 30 % | 60 % | 51,3 mPa s |
10 % | 20 % | 70 % | 54,9 mPa s |
10 % | 10 % | 80 % | 69,4 mPa s |
Die Verwendung von Nichtlösern (Verschnittmitteln), die keine Lösefähigkeit besitzen, führt zu einer Erhöhung der Viskosität der Nitrocellulose Lösung. Zu hoher Zusatz von Nichtlösern kann zu Gelbildung und Ausflockung der Nitrocellulose führen. Die nachfolgende Tabelle zeigt diesen Sachverhalt.
Durch Erhöhung des Anteils an Nichtlöser (Toluol) steigt die Viskosität der Nitrocellulose Lösung an, erreicht bei einem Anteil von 10 bis 30 Gewichtsprozent Toluol an der Lösung eine Art Plateau, wo die Viskosität praktisch konstant ist. Bei weiterer Erhöhung der Menge an Toluol steigt die Viskosität der Lösung bis zum Ausflocken stark an.
Tabelle: Viskositätsverlauf einer 10%igen Lösung von E 510 (atro) in Butylacetat / Toluol - Mischungen
E 510 | Butylacetat | Toluol | Viskosität bei 25° C (Höppler Viskosimeter) |
10 % | 90 % | 0 % | 66,2 mPa s |
10 % | 80 % | 10 % | 72,3 mPa s |
10 % | 70 % | 20 % | 73,6 mPa s |
10 % | 60 % | 30 % | 75,0 mPa s |
10 % | 50 % | 40 % | 87,3 mPa s |
10 % | 40 % | 50 % | 110,8 mPa s |
10 % | 30 % | 60 % | Ausflockung |
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