Titel: | Der Harzgehalt und die Verharzungsfähigkeit der Mineralschmieröle. |
Autor: | D. Holde |
Fundstelle: | Band 297, Jahrgang 1895, S. 284 |
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Der Harzgehalt und die Verharzungsfähigkeit der
Mineralschmieröle.
Von Dr. D.
Holde.
Der Harzgehalt und die Verharzungsfähigkeit der
Mineralschmieröle.
Während sich unter den fetten Oelen eine ganze Reihe mehr oder weniger schnell
eintrocknender Producte finden, sind Eintrocknungs- bezieh. Verharzungsvorgänge bei
Mineralölen unter gewöhnlichen Umständen, d.h. bei Zimmerwärme, bislang nicht
bekannt geworden. Bei höheren Wärmegraden hatten auch – freilich bei
verhältnissmässig kurzer Versuchsdauer – helle Mineralöle keine Verharzungen
aufgewiesen. Nur asphaltreiche Oele zeigten beim Erhitzen auf 50 oder 100° in dünner
Schicht nicht unbeträchtliche Eindickungen oder deutliche Verharzungen.Mittheilungen aus den
königl. techn. Versuchsanstalten, 1893 S. 276. Ein
Gehalt an Harzbestandtheilen, welche ein Verharzen der Mineralöle herbeiführen
können, ist, abgesehen von den erwähnten Asphaltstoffen in Mineralölen, bisher nicht
nachgewiesen worden. Aisinmann stellt diese Thatsache
unter Beibringung eines grösseren Versuchsmaterials der Mineralölwerke Albrecht und Co. festD. p. J. 1894 294
3., ohne indessen die Möglichkeit eines positiven Nachweises von
Harzen in den Mineralölen näher zu verfolgen.
Letztere Lücke auszufüllen und gleichzeitig die Beziehungen zwischen einem
eventuellen Harzgehalt der Mineralöle und ihrer Verharzungsfähigkeit näher zu
untersuchen, war Aufgabe der folgenden in der königl.
mechanisch-technischen Versuchsanstalt ausgeführten VersucheAusführliche Mittheilungen über diese hier nur
auszugsweise mitgetheilten Versuche finden sich in den Mittheilungen aus den königl. techn.
Versuchsanstalten, 1895 S. 174.; auch ist bei denselben
auf das von Aisinmann kurz kritisirte Verfahren,
beruhend auf Benutzung von 70procentigem Alkohol zum Extrahiren von Harz aus
Mineralölen, näher eingegangen worden.Das von
Aisinmann gleichfalls kritisirte Verfahren
zum Harznachweis in Mineralölen, beruhend auf Bestimmung der in
concentrirter Schwefelsäure löslichen Bestandtheile, ist bisher zum
positiven Nachweis von Harzen in der Versuchsanstalt noch nicht benutzt
worden; auch ist die Anwendung des Verfahrens zu diesem Zweck nicht in
Aussicht genommen.
1) Der Nachweis harzartiger Bestandtheile in
Mineralölen.
a) Durch Alkohol in ätherischer
Lösung der Oele ausfällbare Harze.
Wenn man die dunklen in 6 mm weiter Schicht völlig undurchsichtigen
Mineralschmieröle mit einem Gemisch von Alkohol und Aether (3 Th. Alkohol
auf 4 Th. Aether) schüttelt, so geben sie sofort oder in ganz kurzer Zeit, im
Gegensatz zu den in Alkohol-Aether löslichen hellen Oelen, braunschwarze, sich
an die Wandungen des Probegläschens anlegende Niederschläge. Eine nähere
Untersuchung dieser Niederschläge ergab, dass sie im Wesentlichen aus einem
Gemisch der schon früher beschriebenen, in Residuen vorkommenden, in Benzin
unlöslichen Asphaltstoffe und leichter schmelzbarer Peche bestehen. Letztere
Stoffe bilden die Hauptmenge der fraglichen Niederschläge. Am vollkommensten
lassen sich diese Peche abscheiden, wenn man den Gehalt an Alkohol in der
Alkohol-Aethermischung bis auf 4 Th. Alkohol gegenüber 3 Th. Aether steigert.
Noch mehr Alkohol anzuwenden ist nicht zulässig, da sich sonst neben dem
Asphaltpech auch Oel abscheidet. Innerhalb der Mischungsverhältnisse des
Alkohol-Aethergemisches 3 Th. Alkohol auf 4 Th. Aether und 3 Th. Aether auf 4
Th. Alkohol waren die mit den entsprechenden Alkohol-Aethermischungen erhaltenen
Pechniederschläge um so leichter schmelzbar, je mehr Alkohol das angewandte
Alkohol-Aethergemisch enthielt. Behandelt man die dunklen Oele bloss mit Aether,
so wurden bei mehreren Oelen, wie dies schon früher an einigen Beispielen
gezeigt wurde, geringe Niederschläge von hoch schmelzbarem Asphalt erhalten,
also erst der Alkoholzusatz bewirkt die Abscheidung der Hauptpech- und
Asphaltmenge.
Die fraglichen Asphalt- und Pechstoffe kommen meistens gelöst in den Oelen vor,
doch können sie auch in einzelnen Fällen, wie z.B. das Beispiel Nr. 5 in Tab. 1
zeigt, in suspendirtem Zustande auftreten. In viel Alkohol-Aether sind sie etwas
löslich, dieser Umstand ist bei ihrer quantitativen Abscheidung zu beachten. In
Benzol sind sie sämmtlich, wie dies früher für die reinen Asphalte gezeigt
wurde, klar löslich; dieses Lösungsmittel ist daher sehr geeignet, die gefällten
Pechstoffe von fremden mechanischen Verunreinigungen der Oele zu trennen.
Die durch Alkohol-Aether von Pech und Asphalt befreiten Oele waren wie die
dunklen Destillatöle von schöner blutrother bis braunrother Farbe, grünlichem
Schein und in 6 mm dicker Schicht noch klar
durchscheinend. In dünner Schicht liessen die entpechten Oele niemals
feste Theilchen erkennen.
Es war nun von Interesse, die verschiedenen Arten der residuenhaltigen dunklen
Mineralöle auf ihren Gehalt an Pech- und Asphaltstoffen vergleichsweise zu
prüfen, um die Beziehungen zwischen dem Pechgehalt und den sonstigen
physikalischen Eigenschaften der Oele näher kennen zu lernen.
Nach mehreren Vorversuchen wurde zur vergleichenden quantitativen Bestimmung des
Pechgehaltes folgende Versuchsausführung, deren Fortbildung im Auge behalten
wird, eingeschlagenAuf eine
absolute Bestimmung des Pechgehaltes musste von vornherein verzichtet
werden, da immerhin noch, selbst bei zweckmässigster Auswahl der Mengen
Oel und Lösungsmittel, geringe Mengen Pech nach der Behandlung der Oele
mit Alkohol-Aether gelöst bleiben können. Dagegen dürften die erhaltenen
Zahlen, wie die Farbe und Durchsichtigkeit der entpechten Oele zeigt,
einen sehr erheblichen Theil des Gesammtpechgehaltes
darstellen.:
1 bis 2 cc Oel werden in einem getheilten Gläschen abgemessen und mit 20
bis 40 cc Aether-Alkohol (4 : 3) in eine gut verschliessbare Stöpselflasche
gespült. Nach gehörigem Durchschütteln wird letztere 1 bis 2 Tage der Ruhe
überlassen. Das benutzte Messgefäss, an dessen Wandungen häufig Pechreste
haften, wird inzwischen aufbewahrt. Alsdann wird die Lösung des Oeles vorsichtig
durch ein kleines Faltenfilter von 8 bis 10 cm Durchmesser gegossen. Flaschen-
und Filterinhalt werden nun mit Alkohol-Aether so lange nachgespült, bis eine
Probe des Filtrats höchstens einen bei Zimmerwärme klebrigen, aber nicht mehr
öligen Rückstand hinterlässt. Wenn sich in der abfiltrirten Lösung nach 1tägigem
Stehen noch ein merklicher Niederschlag absetzt, so wird dieser nochmals mit dem
Hauptniederschlage zusammen filtrirt und ausgewaschen. Der gesammte in der
Schüttelflasche, im Messgefäss und auf dem Filter verbliebene Pechniederschlag
wird in möglichst wenig heissem Benzol gelöst, in eine tarirte Schale
gebracht und hier, durch Erhitzen auf dem Wasserbade und Trocknen im Luftbade
bei etwa 100° C. bis zum constanten Gewicht, vom Benzol befreit.
Bei einigen Versuchen wurde, wie aus Tab. 1 zu ersehen ist, das Oel abgewogen.
Hierbei wurde das Oel aus den Wägegläschen in die Schüttelflasche gegossen,
nachdem in diese die erforderliche Menge Alkohol-Aether eingefüllt worden
war.
In Tab. 1 sind die Ergebnisse einer Reihe wie vorstehend an verschiedenen Oelen
ausgeführter Bestimmungen mitgetheilt. Im Allgemeinen genügen etwa drei
Einzelversuche zur Erzielung brauchbarer Vergleichswerthe. Grosse Mengen Oel zu
den Bestimmungen anzuwenden, erscheint, wie z.B. auch Versuch 3 bei dem
filtrirten russischen Oel 5 zeigt, nicht empfehlenswerth, weil alsdann die
Möglichkeit
Tabelle 1.
Pech- und Asphaltbestimmungen in dunklen Mineralschmierölen
und Rohpetrolen.
Textabbildung Bd. 297, S. 284
Nr. des Oeles; Art des Oeles;
Durchsicht in 6 mm dicker Schicht; Specifisches Gewicht bei 20° C.;
Behandlung des Oeles vor dem Versuch; Procentgehalt an in Alkohol-Aether (4
: 3) unlöslichem Pech; Procentgehalt an in Benzin (bis 35° siedend)
unlöslichem Asphalt; Zur Pechbestimmung mit Alkohol-Aether angewendete Menge
cc; Einzelwerthe; Mittel; Oel; Alkohol-Aether (zum Auflösen); Russisches
Mineralmaschinenöl (Destillat); roth durchscheinend keine bis auf Spuren
löslich; Russisches Eisenbahnöl; undurchsichtig; Russisches Waggonöl; bei
Zimmerwärme filtrirt; Oelheimer dickflüssiges Schmieröl; Sehr dickflüssiges
Rohpetroleum von Wietze; bei Zimmerwärme filtrirt und 8 bis 10 Tage offen
gestanden
vorhanden ist, dass das Pech zu viel Oel
einschliesst.
Für sehr dickflüssige bis salbenartige Cylinderöle, bei denen auch Erdwachs durch
Alkohol-Aether ausgefällt werden kann, ist das Verfahren nicht ohne weiteres
verwendbar, wenn es auch hier, durch Erzielung annähernder Vergleiche des
Pechgehaltes, ungefähre Aufschlüsse über den Charakter des Oeles geben kann.
Die in der Tab. 1 mit angeführten Bestimmungen des in Benzin unlöslichen
Asphaltes zeigen, dass das früher ausgearbeitete Verfahren zur
AsphaltbestimmungMittheilungen aus den königl. techn.
Versuchsanstalten, 1893 S. 276. auch in den
vorliegenden Fällen bei Anwendung eines gleichartig hergestellten Benzins zu
scharfen Ergebnissen führt.
Je höher der Asphaltgehalt der Oele ist, um so grösser ist auch gewöhnlich der
Gehalt an in Benzin löslichem Pech, wie sich bei den deutschen Oelen zeigt.
Fällt man die in Benzin löslichen Peche durch Alkohol-Aether aus dem
ursprünglichen Oel und nicht aus dem von Asphalt durch Benzin befreiten Oel, so
fällt der in Benzin unlösliche Asphalt fast vollständig mit aus. Die aus der
Alkohol-Aetherlösung alsdann gewonnenen Oele sind in leicht siedendem Benzin
meist klar löslich oder setzen in dieser Lösung nur ganz geringe Mengen
flockigen Bodensatz ab.
Ein dem Rohöl 7 ähnliches Rohöl von Hänigsen besass 2,05 Proc. in Benzin
unlösliche Asphaltstoffe. Das von diesen Stoffen befreite Oel gab mit
Alkohol-Aether einen sehr harten, erst gegen 100° C. erweichenden
Pechniederschlag von 12,6 Proc., bezogen auf das ursprüngliche Oel.
Dieser Niederschlag gab, aus Benzollösung abgedampft, einen glänzenden schönen
Lack und konnte durch fractionirtes Lösen in Alkohol-Aether getrennt werden in 9
Proc. eines fast asphaltartigen und 3,6 Proc. eines weicheren, rothbraunen,
fadenziehenden, in der Wärme öligen Niederschlages. Ganz ähnlich verhielt sich
das Rohöl 7 von Wietze (Tab. 1). Sowohl die in Benzin unlöslichen Stoffe, als
auch das durch Alkohol-Aether aus dem von Asphalt befreiten Oel ausgefällte
harte Pech zeigten ein höheres specifisches Gewicht als 1,0, während die weichen
in viel Alkohol-Aether löslichen Peche dieser Oele ein zwischen 0,94 und 0,97
liegendes specifisches Gewicht zeigten.
Die durch Alkohol-Aether von Pech und Asphalt befreiten Rohöle zeigten wie die
entrechten Mineralschmieröle ein ganz verändertes Aussehen gegenüber den
ursprünglichen tiefbraunschwarzen Oelen. Sie waren in 5 mm dicker Schicht
durchsichtig, im durchfallenden Licht braunroth, im auffallenden Licht schön
grün gefärbt; in dünner Schicht liessen sich keinerlei feste Bestandtheile
erkennen.
Das durch Alkohol-Aether (4 : 3) von Pech befreite russische Mineralschmieröl 5
(Tab. 1) war in 6 mm breiter Schicht mit blutrother Farbe klar durchscheinend;
liess man die Lösung dieses Oeles in der genannten Aether-Alkoholmischung offen
stehen, so schied sich allmählich in Folge Verdunstung von Aether am Boden
tiefbraunes Oel aus, während die darüber stehende Flüssigkeit klar und heller
als vorher aussah. Nach dem Verjagen des Alkohol-Aethers hinterliess
letztere, sorgfältig vom Bodensatz abgegossene Lösung, ein in 10 mm dicker
Schicht mit tiefblutrother Farbe klar durchsichtiges Oel. Auch bei anderen
dunklen Oelen konnten durch Verstärkung der Alkoholmenge in den
alkoholisch-ätherischen Lösungen hellere Oele gewonnen werden, so dass durch
fractionirte Lösung in Alkohol-Aethermischungen die dunklen Oele zwecks weiterer
Untersuchung in einzelne Gruppen von Bestandtheilen zu zerlegen sind.
Bei den russischen Mineralölen, wie überhaupt bei allen bedingungsgemässen
Eisenbahnölen, war die Consistenz der in Benzin löslichen, durch Alkohol-Aether
fällbaren Peche bei Zimmerwärme weichparaffin- bis wachsartig; sie schmolzen
durchweg schon bei schwachem Erwärmen auf dem Wasserbade. Bei einem dieser Peche
wurde ein ausserordentlich empfindliches elektrisches Verhalten bemerkt, wenn
das Pech in dünne spiralig gedrehte Streifen geschnitten wurde.
Nachfolgend sei kurz die Frage nach der chemischen Zusammensetzung der Pech- und
Asphaltstoffe erörtert.
Von den eigentlichen Harzen, welche entweder gänzlich oder zum mehr oder weniger
grossen Theil aus Säuren bestehen, unterscheiden sich die fraglichen Asphalte
und Peche durch ihre neutrale Reaction, von Colophonium, dem Hauptvertreter der
eigentlichen Harze, ausserdem durch ihre Unlöslichkeit in 70procentigem Alkohol.
Die aus hannoverschen Roherdölen abgeschiedenen Asphalte und Peche sind bereits
durch ihr hohes specifisches Gewicht (über 1) und ihre hohe Schmelzbarkeit (über
100 oder nahe bei 100° C.) als typische Asphalte charakterisirt. Sowohl die
Rohöle wie die darin enthaltenen Peche und das von ihnen abgeschiedene Oel waren
Schwefel- und stickstoffhaltig.
Während eine quantitative Analyse dieser Peche und Asphalte noch vorbehalten
bleibt, wurden die flüssigen und festen Bestandtheile des russischen Mineralöles
5 (Tab. 1) schon jetzt näher untersucht, da diese Untersuchung wegen des an
anderer Stelle zu besprechenden eigenthümlichen physikalischen Verhaltens des
Oeles sehr interessirte.
Die qualitative Vorprüfung des Oeles ergab die Anwesenheit von Stickstoff und
Schwefelspuren. Ersterer wurde auch im Pechniederschlage deutlich nachgewiesen.
Die hierauf vorgenommene quantitative Schwefelbestimmung im ursprünglichen Oel,
einmal ausgeführt durch Eintragen einer gewogenen Stoffmenge in ein
geschmolzenes Gemisch von Kalihydrat und Salpeter und Ueberführung der
gebildeten Schwefelsäure in Bariumsulfat, das andere Mal durch Oxydation des
Oeles mit Kaliumchlorat und rauchender Salpetersäure nach Käst und LagaiD. p. J.
1894., ergab in jedem Falle einen negativen Ausfall oder die
Anwesenheit von Spuren Schwefel. Die Stickstoffbestimmung nach Dumas ergab Gegenwart von 0,5 Proc. im
ursprünglichen Oel und 0,6 Proc. in dem mit Alkohol-Aether (4 : 3) ausgefällten
Gemenge von Pech und Asphalt, doch dürfte letzterer Werth noch etwas zu
reduciren sein, da trotz ganz langsam geführter Verbrennung der aufgefangene
Stickstoff wenig brennbares Gas erkennen liess.
Die Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Aschenbestimmungen lieferten die folgenden
Ergebnisse:
Tabelle 2.
Materialausrussischem Mineralschmieröl 5
Procent Kohlenstoff
Procent Wasserstoff
Procent Asche(rothbraunes
Eisenoxyd)
Summe derMittelwerthevon
Kohlenstoffund Wasser-stoff
Gesammtsummevon
Kohlenstoff,Wasserstoff undAsche
Einzel-werthe
Mittel
Einzel-werthe
Mittel
Einzel-werthe
Mittel
In Benzin unlös-licher
Asphalt
Fällung 1 „ 2
84,7184,16
84,44
10,6210,86
10,74
1,3 1,4
1,35
95,18
96,53
In Benzin
lös-liches, durchAlkohol-Aetherausfällbares Pech
gefällt durchAlkohol-Aether(3 :
4)
84,19
84,19
12,06
12,06
nichtbestimmt
–
96,25
–
gefällt durchAlkohol-Aether(4 :
3)
85,7585,71
85,73
12,2612,32
12,29
0,3 0,35
0,33
98,02
98,35
Ursprüngliches
Oel(heiss mit Chlorcalcium filtrirt)
(86,54)86,1286,34
86,23
(12,89)12,6712,72
12,70
0
0
98,93
98,93
Mit
Alkohol-Aetherentharztes Oel
Alkohol-Aether(3 : 4)
86,0586,21
86,13
12,7812,66
12,72
0
0
98,83
98,83
Alkohol-Aether(4 : 3)
86,54
86,54
12,66
12,66
0
0
99,20
99,20
Nach vorstehenden Versuchen bestehen also die Asphalt- und Pechstoffe in dem
russischen Mineralschmieröl 2 im Wesentlichen aus sauerstoffhaltigen
Kohlenwasserstoffverbindungen, in denen noch wenige Zehntel Procent Stickstoff
gleichzeitig vorkommen. Je leichter sie schmelzbar sind, d.h. um so mehr sie
sich in physikalischer Hinsicht dem Oele nähern, um so mehr nähern sie sich auch
hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung, d.h. dem Gehalte an Kohlenstoff,
Wasserstoff und Sauerstoff, den sauerstoffhaltigen, flüssigen Theilen des Oeles.
Die mit alkoholärmerer Alkohol-Aethermischung (3 : 4) ausgefällten Peche stehen
hinsichtlich ihres Wasserstoff- und Sauerstoffgehaltes zwischen den harten durch
Benzin fällbaren Asphaltstoffen und den weicheren, durch Alkohol-Aether (4:3)
fällbaren Pechen. Das specifische Gewicht des in Benzin unlöslichen Asphaltes
lag zwischen 0,943 und 0,977, entsprechend seiner nicht sehr hoch (unter 100°)
liegenden Schmelzbarkeit.
Auch bei den aus Wietzer und Hänigsener Rohölen gefällten harten und weichen
Pechen dürfte sich, nach specifischen Gewichten und Färbungen zu urtheilen, die
chemische Zusammensetzung bei leichterer Schmelzbarkeit und Löslichkeit der
Peche in Alkohol-Aether derjenigen der höchstsiedenden flüssigen Theile des
Oeles nähern. Es wird später zu entscheiden sein, ob die Peche in diesen Oelen,
wie es deren starke Schwefelreaction vermuthen lässt, ähnlich dem von Kayser untersuchten Pechelbronner Asphalten nur aus
geschwefelten Verbindungen bestehen.
Die Ansicht Aisinmann's, dass der Harzgehalt der
Mineralöle nur sehr gering sein kann, weil der Sauerstoffgehalt der Mineralöle
nur gering ist, erscheint nach obigen Analysendaten nicht stichhaltig. In dem
Oele 5 repräsentirt ein Gehalt von 5 Proc. Pechharz erst einen Gehalt von 0,1
Proc. Sauerstoff, auf das ursprüngliche Oel bezogen.
Einige Consistenzbestimmungen mit pechhaltigen und entpechten Oelen ergaben, wie
dies nicht anders zu erwarten war, dass der Asphalt- und Pechgehalt eine
Verdickung der Oele bewirkt. Bei den deutschen Oelen ist in dem hohen Asphalt-
und Pechgehalt eine Hauptursache für das leichte Erstarren dieser Oele zu
erblicken.
Dunkle Oele, welche Pechtheile suspendirt enthalten, können ferner durch
Temperatureinflüsse in erheblichem Maasse Verschiebungen ihres Gefrierpunktes
erleiden. Hierüber wird später ausführlicher berichtet werden.
b) Die in 70procentigem Alkohol
löslichen Harze.
Die Auskochung von Oelen mit 70procentigem Alkohol zwecks Nachweis von
Colophonium in Schmierölen ist seit langer Zeit in AnwendungBenedikt, Analyse
der Fette, 1886. und wurde auch bei Prüfung der
Mineralschmieröle von der Versuchsanstalt als qualitative Vorprobe zum
Harznachweis hinzugezogen. Soweit durch die Probe, wie es deren ursprünglicher
Zweck war, nur das in 70procentigem Alkohol lösliche Colophonium oder ein
anderes der bis dahin bekannten eigentlichen Harze nachgewiesen werden soll,
wird dieselbe bei säurefreien Oelen überflüssig, da das Colophonium gänzlich,
die übrigen eigentlichen Harze zum mehr oder weniger grossen Theil aus
säureartigen Körpern bestehen und Oele mit einem Gehalt jener Harzkörper daher
zum Theil sauer reagiren müssen.Vgl. Schmidt und Erbau,
Monatshefte f. Chem., 1886.
Untersuchungen der alkoholischen Extracte einer grossen Reihe von
Mineralschmierölen ergaben nun, dass auch unverfälschte Mineralöle bisweilen in
70procentigem Alkohol lösliche harzartige Stoffe enthalten können, deren Menge
im ungünstigsten Falle zu 3,5 Proc. festgestellt wurde. In ihrem chemischen
Charakter nähern sich einige von diesen schon äusserlich dem Colophonium
ähnlichen Körpern dem Colophonium durch ihre saure Reaction und Fähigkeit,
schäumende Seifen zu bilden, andere dagegen sind von neutraler Reaction. In
Benzol sind sie sämmtlich, wie die Asphalt- und Pechharze, leicht löslich,
ebenso lösen sie sich in Alkohol-Aether. In Petroläther sind einige der
fraglichen Harze völlig, andere nur zum Theil löslich; letztere bilden nach dem
Schütteln mit dem Lösungsmittel gelblichweisse bis braungelbe flockige
Niederschläge. Die Lösungen in Benzol, Aether u.s.w. hinterlassen nach dem
Verdunsten des Lösungsmittels mehr oder weniger harte lackartige Rückstände. – Man kann
demnach bei positivem Befund von in 70procentigem Alkohol löslichen Harzen nicht
immer auf einen künstlichen Harzzusatz schliessen, auch in rohen Erdölen zum
Beispiel wurden jene Harzkörper aufgefunden. Die Extraction der Oele mit
70procentigem Alkohol gestattet zunächst noch nicht die Erzielung genauer
quantitativer Angaben der Harzmengen, sondern nur die Gewinnung annähernder
Vergleichszahlen, da einerseits in einigen Fällen, selbst nach sechsmaliger
Extraction der Oele mit der vierfachen Menge Alkohol, noch merkliche Mengen Harz
extrahirt wurden, andererseits aber auch öfter nicht unmerkliche Mengen Oel bei
der wiederholten Extraction der Oele mitgelöst werden.
2) Die Beziehungen zwischen Harzgehalt und
Verharzungsfähigkeit der Mineralöle.
Die Frage, in wie weit nun der Harzgehalt der Mineralöle eine etwaige Verharzung der
letzteren veranlassen kann, wurde an einem grossen Versuchsmaterial geprüft. Hierbei
wurden destillirte harzfreie und harzhaltige helle Oele von den verschiedenen
Consistenzstufen und dunkle pech- und asphalthaltige Rückstände, auch solche, welche
durch Alkohol-Aether (4:3) von Pech und Asphalt thunlichst befreit waren,
untersucht. Bezüglich der Einzelheiten der Versuchsergebnisse muss auf die
ausführliche Veröffentlichung in den Mittheilungen aus den
kgl. technischen Versuchsanstalten, 1895 S. 174, verwiesen werden.
Hier sei kurz Folgendes hervorgehoben. Bei den gewöhnlichen hellen
Mineralschmierölen, wie solche in säurefreiem oder nahezu säurefreiem Zustande zu
Spinnereimaschinen, Dampfmaschinen, Gasmotoren, Compressormaschinen u.s.w.
hergestellt werden, war weder bei Zimmerwärme nach viele Monate langem Stehen, noch
bei 50° C. nach 200- bis 300stündigem Erhitzen oder bei 100° C. nach 120stündigem
Erhitzen in dünner Schicht Verharzen bemerkt worden. (Nur ein sehr dickflüssiges
destillirtes Oel, welches über 3,5 Proc. in 70procentigem Alkohol lösliches Harz
enthielt, zeigte an den äusseren Wandungen der mehrere Jahre aufbewahrten und
wiederholt benutzten Probeflasche merkliche Verharzungen.) Dagegen zeigten
sämmtliche Oele bei 50 und 100° C. eine derartig starke Verflüchtigung, dass nach
mehr oder weniger langem Erhitzen, etwa den Destillationsgraden der Oele
entsprechend, bei 50° nach 90- bis 300stündigem Erhitzen und bei 100° nach 35- bis
120stündigem Erhitzen höchstens Spuren eines öligen Hauches auf den Platten
zurückblieben. – Im Gegensatz zu den hellen Oelen zeigten die dunklen
residuenhaltigen Oele bei 50° C. ein merkliches Dickerwerden, zum Theil schwaches
Klebrigwerden nach längerem Erhitzen, verursacht durch ein gleichfalls bemerkbares
starkes Entweichen der leichter flüchtigen Theile und Anreicherung der Pech- und
Asphaltstoffe; ein ausgesprochenes Festwerden der Proben war indessen noch nach
300stündiger Erhitzung bei sonst bedingungsgemässen Oelen nicht zu bemerken. Bei
100° C. war bei mehreren der dunklen Proben nach 300stündiger Erhitzung starkes
Klebrigwerden oder völliges Eintrocknen zu bemerken, doch zeigte sich hier
vereinzelt auch die bemerkenswerthe Erscheinung, dass die lange Zeit erhitzten, bei
Zimmerwärme eingetrocknet erscheinenden Proben bei schwachem Erwärmen ölig wurden.
Diese Veränderung der Consistenz ist auf die leichte Schmelzbarkeit der
betreffenden in dem Oel zurückgebliebenen Pechtheile zurückzuführen. Ausschliesslich
der Zimmerwärme ausgesetzt, zeigten die gewöhnlichen, zur Eisenbahnschmierung
benutzten Oele kaum merkliches Dickerwerden nach mehrmonatlichem Stehen, doch
dürften nach sehr langen Zeiträumen und unter sonstigen geeigneten Bedingungen, wie
dies bei einem sehr harzreichen Oel schon nach 2monatlichem Stehen zu beobachten
war, Verharzungen zu erkennen sein.
Die sehr pech- und asphaltreichen Wietzer und Hänigsener Rohöle zeigten natürlich ein sehr starkes
Verharzungsvermögen, das indessen durch Entfernung von Asphaltpech durch
Alkohol-Aether sehr erheblich verringert wurde. Das Wietzer Oel (Nr. 7 in Tab. 1) zum Beispiel war nach 7tägigem Stehen in
dünner Schicht bei Zimmerwärme stark klebrig bis fest, das entpechte Oel in der
gleichen Zeit nur dickölig geworden. Auf 50° C. etwa 40 Stunden erhitzt, zeigten das
Wietzer und Hänigsener
Oel bei Zimmerwärme klebrig feste, im lauwarmen Zustande weichklebrige
Beschaffenheit; die entpechten Oele nahmen in der gleichen Zeit eine bei Zimmerwärme
klebrige, im lauwarmen Zustande ölige Beschaffenheit an.
Die Cylinderöle schlössen sich in ihrem Verhalten in dünner Schicht den Maschinen-
und Wagenschmierölen an. Wegen der schweren Flüchtigkeit dieser Oele wurden die
Versuche bei 100° C. vorgenommen. Bei den asphaltfreien destillirten Oelen wurde
höchstens Dickerwerden in Folge Verflüchtigung der leichter flüchtigen
Oelbestandtheile, aber kein Klebrigwerden oder Eintrocknen bemerkt. Bei den
schwarzen pechreichen Oelen indessen zeigten sich nach entsprechend langem Erhitzen
nicht unerhebliche Verharzungen.
Weitere Versuche, einen quantitativen Einblick in die Verharzungsvorgänge bei
Mineralölen zu gewinnen, sind im Gange.
Die bisherigen Untersuchungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Harze bezieh. harzartige Körper lassen sich unzersetzt aus reinen Mineralschmierölen
ausscheiden
1) durch Petroleumbenzin von niederen Siedegrenzen. In diesem
Lösungsmittel sind die in dunklen Oelen sich findenden hoch schmelzenden
Asphaltharze unlöslich,
2) durch Alkohol-Aether (3:4 bis 4: 3), in welchem nicht nur
die in dunklen Oelen vorkommenden Asphalte, sondern auch die stets darin
enthaltenen Peche unlöslich sind,
3) durch 70procentigen Alkohol, in welchem colophonähnliche und
neutrale Harze löslich sind.
Die quantitative Bestimmung der Harze mit den unter 2 und 3 genannten Lösungs-
bezieh. Fällungsmitteln bedarf noch weiterer Vervollkommnung, doch gestattet
dieselbe immerhin in der Mehrzahl der Fälle annähernde Vergleichszahlen in Bezug auf
den Pech- und Harzgehalt zu ermitteln.
Die Verharzungsfähigkeit ist bei den hellen destillirten Oelen, welche im Allgemeinen
nur geringe Mengen in 70procentigem Alkohol lösliche Bestandtheile (im ungünstigsten
Falle wurden 3,5 Proc. Harz gefunden) enthalten, eine fast verschwindende oder
äusserst langsame.
Die dunklen Oele enthalten sämmtlich erhebliche Mengen von Pechharzen und einige auch
erhebliche Mengen hoch schmelzbaren Asphalts gelöst; ausserdem finden sich in ihnen öfter,
besonders in den sogen. Seifenölen, zu welchen saure Abfallöle von der
Mineralölraffinerie verarbeitet werden, erhebliche Mengen in 70procentigem Alkohol
lösliches Harz. Daher ist die Verharzungsfähigkeit der dunklen Oele im Allgemeinen
eine grössere als diejenige der hellen destillirten Oele, wenn sie auch bei sonst
den vorgeschriebenen Bedingungen entsprechenden Oelen immerhin noch gering ist und
demnach praktisch wenig ins Gewicht fällt.
Die Beziehungen zwischen Harzgehalt und Verharzungsfähigkeit der Mineralöle bestehen
hauptsächlich darin, dass die vorhandenen Harze eine Verdickung und bei hohem Gehalt
an Harz Verpechung der Oele herbeiführen, indem ein grosser Theil der flüssigen
Bestandtheile der Oele beim Gebrauch in dünner Schicht verdunstet und das in wenig,
zum Theil oxydirtem Oel angereicherte Harz zurückbleibt.
Wenn auch durch vorstehende Untersuchungen ein gewisser Einblick in die
Verharzungserscheinungen bei Mineralölen geschaffen worden ist, so dürfte es nunmehr
wohl erwünscht sein, dass das dargebotene Material an Versuchen durch Beobachtungen
aus der Praxis des Maschinen- und Eisenbahnbetriebes über die erörterte Frage
ergänzt würde. Ausführlichere Mittheilungen in letzterer Hinsicht sind bisher meines
Wissens kaum zur Veröffentlichung gelangt.