Titel: Payen, über die Eigenschaften und Zusammensetzung der Gutta-percha.
Autor: Payen, Anselme
Fundstelle: 1852, Band 126, Nr. XXIV. (S. 115–122)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj126/ar126024

XXIV. Ueber die Eigenschaften und Zusammensetzung der Gutta-percha; von Prof. Payen.

Aus den Comptes rendus, Juli 1852, Nr. 4.

Die Gutta-percha ist bekanntlich in dem absteigenden Safte von Isonandra percha Hooker (Dodecandria Monogynia, Familie der Sapoceen) enthalten; dieser Baum wird bis 1 Meter dick und 20 Meter hoch; sein Holz ist weich und faserig, und hat daher für Bauten etc. keinen Werth; seine Früchte liefern fettes Oel. Ein gefällter Baum soll 18 Kilogr. Gutta-percha oder festes Gummi liefern können. Der in dünnen aus einander liegenden Schichten ausgetrocknete Saft bildet mehr oder weniger dicke unregelmäßige Massen von röthlicher oder graulicher Farbe, wovon seit dem J. 1845 alljährlich beträchtlichere Mengen nach Europa und Amerika gesendet werden.

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Man reinigt die rohe Gutta-percha für zahlreiche Anwendungen, indem man sie mittelst einer Schneidmaschine in kaltem Wasser zertheilt, welches ihr die organischen Substanzen und die auflöslichen Salze großentheils entzieht und die Absonderung einiger Holzüberreste sowie der erdigen Stoffe erleichtert. Sie wird dann in mehreren Behältern vollends mit warmem Wasser gereinigt, hierauf ausgetrocknet und das Product zu einer teigigen Masse vereinigt, indem man es in einem Kessel mit Dampfgehäuse auf beiläufig 110° C. erhitzt.

Durch diese Behandlung19) wird die Gutta-percha so weich und klebend, daß sie zu Blättern oder Riemen gewalzt, zu Röhren ausgezogen und beliebig geformt werden kann, worauf sie nach langsamem Erkalten eine sehr große Festigkeit und Zähigkeit erlangt. Es ist jedoch sehr zu beachten, daß eine kleine Menge Wasser, welche im Innern der Masse eingeschlossen bleibt, hinreicht um das Zusammenkleben der betreffenden Schichten zu verhindern.

Eigenschaften der gewöhnlichen Gutta-percha. – Die in den Fabriken gereinigte Gutta-percha hat eine bräunlichrothe Farbe, wird durch Reiben leicht elektrisch, leitet die Elektricität und die Wärme schlecht. – Bei der gewöhnlichen Temperatur von 0 bis 25° C. hat sie so ziemlich die Zähigkeit des dicken Leders, aber eine etwas geringere Biegsamkeit; gegen 48° C. wird sie weich und teigartig, obschon sie dann noch sehr consistent ist. Bei den Temperaturen von 45 bis 60° C. ist sie so dehnbar, daß man sie leicht zu dünnen Blättern walzen, zu Fäden oder Röhren ausziehen kann; in dem Maaße als die Temperatur sinkt, vermindert sich ihre Weichheit und ihre Dehnbarkeit. Sie besitzt bei keiner Temperatur die elastische Dehnbarkeit welche den Kautschuk charakterisirt. Wenn man sie eine Stunde lang einer Kälte von – 10° C. aussetzt, so vermindert sich ihre Weichheit ein wenig.

Die Gutta-percha hat eine merkwürdige Neigung eine poröse Structur anzunehmen; man kann sich davon leicht überzeugen, wenn man einen Tropfen einer Lösung von Gutta-percha in Schwefelkohlenstoff auf einer Glasplatte freiwillig verdunsten läßt; das weißliche Häutchen, welches dabei zurückbleibt, zeigt sich unter dem Mikroskop mit zahlreichen Poren durchzogen, die noch sichtbarer werden und sich vergrößern, wenn man einen Tropfen Wasser hinzubringt. Die Eigenschaft der Gutta-percha, auf Wasser zu schwimmen, beruht auf dieser Porosität, dem Vorhandenseyn |117| zahlreicher kleiner Bläschen im Inneren der Masse. Um sich davon zu überzeugen, braucht man nur die Gutta-percha-Masse unter starkem Druck auszuziehen, das erhaltene Band sogleich in kleine Stücke zu zerschneiden und diese in Wasser zu tauchen; die Mehrzahl der Stücke sinkt dann in dem Wasser zu Boden, theils sogleich, theils nachdem sie eine gewisse Menge Wasser eingesogen haben. Dasselbe Resultat erhält man auch, wenn man sehr dünne Blätter von gereinigter Gutta-percha einen Monat lang in luftfreiem Wasser eingetaucht erhält; ihre Poren füllen sich hierbei allmählich mit Wasser, werden dadurch schwerer als Wasser und sinken zu Boden. Uebrigens ist die Gutta-percha um so schwerer, je längere Zeit sie der Luft ausgesetzt war, besonders in dünnen Blättern.

Die poröse Structur der Gutta-percha verwandelt sich in eine faserige unter dem Einfluß einer Zugwirkung, welche die Länge der Gutta-percha verdoppeln kann; da sie alsdann wenig ausdehnsam geworden ist, so verträgt sie, bevor sie zerreißt, eine mehr als doppelt so große Zugwirkung als angewendet wurde um die erste Verlängerung hervorzubringen.20)

Die Gutta-percha widersteht dem kalten Wasser, der Feuchtigkeit, wie den verschiedenen Einflüssen, welche Gährungen hervorrufen; unter dem Einfluß der Sonnenstrahlen im Sommer erweicht sie aber, und geräth oberflächlich in eine Art teigigen Flußes.

Durch concentrirte Alkalilösungen, selbst caustische, wird sie nicht angegriffen; das Ammoniak, die verschiedenen Salzlösungen, mit Kohlensäure gesättigtes Wasser, vegetabilische und verdünnte Mineralsäuren, äußern keine Wirkung auf sie; die schwachen geistigen Getränke (Wein, Bier etc.) greifen sie nicht an, selbst Branntwein nimmt kaum Spuren von ihr auf. – Das Olivenöl scheint die Gutta-percha in der Kälte nicht anzugreifen; in der Wärme löst es eine geringe Menge von ihr auf, welche sich beim Erkalten wieder ausscheidet.

Concentrirte Schwefelsäure färbt die Gutta-percha braun und zerfrißt sie unter merklicher Entbindung von schwefliger Säure. Concentrirte |118| Salzsäure greift (bei der Temperatur von 20° C.) die Gutta-percha langsam an, färbt sie nach und nach immer dunkler braun, und macht sie endlich spröde.

Concentrirte Salpetersäure greift die Gutta-percha sehr lebhaft unter reichlicher Entbindung von Salpetergas an; die Gutta-percha wird dabei zerfressen, färbt sich rothbraun, wird teigig, dann allmählich wieder fest, und bleibt zerreiblich.

Wasserfreier Alkohol und Aether lösen in der Kälte, und selbst in der Wärme, nur einen Theil (15 bis 22 Proc.) der Gutta-percha auf. – Benzin und Terpenthinöl lösen sie in der Kälte zum Theil, aber in der Wärme fast gänzlich auf.

Schwefelkohlenstoff und Chloroform lösen die Gutta-percha in der Kälte auf; die Lösungen können unter einer verschlossenen Glocke, welche die Verdunstung verhindert, filtrirt werden; die fremden röthlichbraun gefärbten Beimengungen bleiben auf dem Filter zurück, während die Lösung klar und fast farblos hindurchgeht. Setzt man die filtrirte Lösung in einer flachen Schale der Luft aus, so verdunstet das Lösungsmittel, und die weiße Gutta-percha scheidet sich als eine Haut ab, welche sich mehr und mehr zusammenzieht, in dem Maaße als die zwischengelagerte Flüssigkeit verdunstet. Die so abgeschiedene Gutta-percha hat, abgesehen von der Farbe, dieselben Eigenschaften wie die gewöhnliche; bei allmählich gesteigertem Erhitzen in einer Retorte erweicht sie, schmilzt zu einer durchsichtigen Flüssigkeit und kommt ins Kochen ohne sich merklich zu färben, wobei sie reichliche Dämpfe ausgibt, welche sich zu einer öligen, fast farblosen Flüssigkeit verdichten; die letzten Portionen des Destillats sind gelbbraun gefärbt, und als Rückstand bleibt in der Retorte eine dünne Schicht kohliger Masse.

Untersuchung der Gutta-percha auf ihre näheren Bestandtheile. – Wenn man die Gutta-percha in dünnen Blättern in der Kälte mit dem 15–20fachen Volum wasserfreien Alkohols zusammenbringt, dann im Wasserbade langsam bis zum Sieden des Alkohols erhitzt, das Sieden einige Stunden lang in der Art unterhält, daß der verdampfte Alkohol wieder zurückfließt, hierauf siedendheiß filtrirt, und die Flüssigkeit in einer verschlossenen Flasche stehen läßt, so scheiden sich daraus nach 12–36 Stunden an der Wand der Flasche weiße, opalartige Körner aus, welche während mehrerer Tage an Größe zunehmen. Diese Körner zeigen sich unter einem Vergrößerungsglas als kleine Halbkugeln, welche aus kleinen, langen, blättrigen Krystallen gebildet sind. Einige Spalten in der Oberfläche dieser Kügelchen zeigen an, daß sie |119| aus einem durchscheinenden gelblichen Kern bestehen, welcher mit einer weißen Haut überzogen ist; dieß ist in der That der Fall, denn wasserfreier Alkohol löst in der Kälte den gelben Kern vollständig auf, während die weißen Häutchen der Oberfläche, den Alkohol einschließend, zurückbleiben, und nachher weißer und weniger durchscheinend erscheinen.

Die alkoholische Lösung, aus welcher sich diese Kügelchen während mehrerer Tage abgesetzt haben, kann in der Wärme noch fernere Antheile der beiden Stoffe, aus denen dieselben bestehen, der Gutta-percha entziehen, welche sie beim Erkalten wieder absetzt. Man wiederholt das Auskochen der Gutta-percha mit frischem Alkohol, bis derselbe zuletzt nichts mehr davon auflöst. Die Substanz, welche dann zurückbleibt, besitzt, von einigen Modificationen abgesehen, die Eigenschaften der rohen Gutta-percha; ich nenne sie reine Gutta. Die beiden vom Alkohol aufgelösten Stoffe sind ein gelbes Harz und ein weißes krystallinisches Harz.

Diese drei Stoffe bilden die näheren Bestandtheile der Gutta-percha. Da das gelbe Harz im Alkohol weit leichter löslich ist als das weiße, so kann man diesen Umstand zur Trennung dieser beiden Stoffe benutzen, welche jedoch viel Zeit und Geduld erfordert. Man kann auch die beiden Harze zusammen durch Aether in der Kälte aus feinzertheilter Gutta-percha ausziehen21), wobei man den Vortheil hat, daß dieselben durch Aether reichlicher gelöst werden; man trennt sie dann von einander durch Behandeln mit Alkohol.

Eigenschaften der drei näheren Bestandtheile der Gutta-percha.

Reine Gutta. – Der überwiegende Bestandtheil der Gutta-percha, welcher wenigstens 75 und bis 82 Proc. derselben ausmacht, ist die reine Gutta. Dieselbe ist weiß, bei der Temperatur von 100° C. durchscheinend; in der Kälte, wo sie eine Structur annimmt welche die Einschließung von Luft oder einer Flüssigkeit verschiedener Refraction veranlaßt, ist sie hingegen undurchsichtig oder halb durchscheinend. Die reine Gutta besitzt diese Structur noch auffallender als die gewöhnliche Gutta-percha.

Bei + 10 bis + 30° C. ist die Gutta in dünnen Blättern weich, zähe, ausdehnsam, wenig elastisch. Bei + 50° C. wird sie weich, zieht |120| sich in sich selbst zusammen, wird mehr und mehr klebend und durchscheinend, in dem Maaße als die Temperatur höher steigt, und erleidet gegen 100 bis 110° C. eine Art teigiger Schmelzung. Weiter erhitzt schmilzt sie, kommt ins Kochen und gibt brenzliches Oel und kohlenstoffhaltige Gase als Destillationsproducte.

Die Gutta wird, ebenso wie die zwei anderen näheren Bestandtheile, durch Reiben leicht elektrisch, und ist ein schlechter Wärmeleiter. Gewöhnlich schwimmt sie auf dem Wasser; sie sinkt aber in demselben zu Boden, sobald sich ihre Poren mit Wasser angefüllt haben.

Sie ist unlöslich in Alkohol und Aether; in Benzin ist sie bei 0° fast ganz unlöslich, aber bei + 25° C. löst sie sich darin, und in dem Maaße mehr, als die Temperatur höher steigt. Die bei + 30° C. gesättigte Lösung in Benzin gesteht zu einer halbdurchscheinenden Masse, wenn man sie unter 0° abkühlt; Alkohol schlägt die Gutta aus dieser Lösung nieder.

Terpenthinöl löst bei 0° sehr wenig von der Gutta auf, während es in der Wärme dieselbe leicht löst.

Schwefelkohlenstoff und Chloroform lösen die Gutta schon in der Kälte auf.

Nachdem man mittelst Aether aus dünnen Blättern der weißen Gutta-percha die beiden Harze ausgezogen hatte, dann den letzten Aether, womit sie imprägnirt waren, an der Luft verdunsten ließ, und hierauf diese Blätter in eine Flasche einschloß, hatten dieselben, nachdem sie zwei Monate lang bei 20–28° C. so aufbewahrt worden waren, eine Veränderung erlitten, welche von ihrer Porosität, von der Wirkung der Luft, und vielleicht von dem in ihren Poren zurückgehaltenen Aether abhängen dürfte. Diese Blätter hatten nämlich dann neue Eigenschaften erlangt: sie waren spröde, entwickelten einen starken und stechenden Geruch, und lösten sich in überschüssigem wasserfreien Aether zum Theil auf. Der aufgelöste Theil, durch Verdunstung des Aethers und eine Austrocknung bei 90° C. für sich erhalten, war klebend und durchscheinend, wurde aber beim Erkalten auf – 10° C. undurchsichtig und hart. Der von dem Aether nicht gelöste Theil quoll, als er mit Schwefelkohlenstoff zusammengebracht wurde, bis zum vierfachen Volum auf, wurde weich, durchscheinend und löste sich nur zum Theil auf. Der Schwefelkohlenstoff, welcher in sechs Tagen dreimal erneuert, und nach zweitägiger Berührung jedesmal verdunstet wurde, hinterließ als Rückstand eine weiße und weiche Haut. Der unaufgelöste Theil veränderte sich im Schwefelkohlenstoff in zehn Tagen nicht weiter.

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Diese freiwillige Veränderung der Gutta würde vielleicht in längerer Zeit vollständiger werden; ihr gründliches Studium würde viel Zeit erfordern, könnte aber vielleicht die Ursachen gewisser Veränderungen aufklären, welche man an kleinen Gegenständen aus Gutta-percha beobachtet hat. Ich habe bereits gefunden, daß dünne Blätter von Gutta-percha, wenn man sie acht Tage lang in feuchter Luft der Sonne aussetzt, sich entfärben, und daß ihre Masse dann großentheils in Aether löslich geworden ist.

Concentrirte Schwefelsäure färbt die reine Gutta braun und zerfrißt sie allmählich, unter Entbindung von schwefliger Säure. – Concentrirte Salpetersäure greift die Gutta mit Heftigkeit an, unter Entbindung von Salpetergas. – Concentrirte Salzsäure greift Gutta in dünnen Blättern langsam an, und färbt sie dunkelbraun; nach achttägiger Berührung ist die Gutta spröde geworden.

Weißes krystallinisches Harz. – Nach dem oben angegebenen Verfahren rein dargestellt, bildet es eine leichte pulverige Masse, welche unter dem Mikroskop die durchsichtigen blätterigen Krystalle zeigt. – Von 0 bis 100° C. erleidet es keine merkliche Veränderung; von + 175 bis 180° C. wird es ölartig flüssig und vollständig durchsichtig, ohne erhebliche Färbung; beim Erkalten erstarrt es, zieht sich zusammen, bleibt durchscheinend und etwas dichter als Wasser.

Es ist leicht löslich in Terpenthinöl, Benzin, Schwefelkohlenstoff, Aether und Chloroform; beim freiwilligen Verdunsten der Lösung in den beiden letzteren Flüssigkeiten bleibt es in langen, dünnen, perlmutterglänzenden Blättchen zurück, welche büschelförmige Gruppen bilden. –

Wasserfreier Alkohol löst es bei + 75° C. in reichlicher Menge auf, und beim Erkalten krystallisirt es in Blättchen heraus.

Von kaltem und kochendem Wasser werden die Krystalle des Harzes nicht angegriffen und nur schwierig benetzt; ebenso von kalten oder heißen caustischen Alkalien, von Ammoniak und von verdünnten Säuren. – Concentrirte Schwefelsäure und Salpetersäure greifen das Harz lebhaft an, unter ähnlichen Erscheinungen wie die reine Gutta. Salzsäure hingegen greift dieses weiße Harz nicht an.

Gelbes Harz. – Dieses amorphe Harz ist durchscheinend, ein wenig schwerer als Wasser, bei 0° hart und spröde, und wird beim Erwärmen mehr und mehr weicher, bei 50° C. geräth es in teigigen Fluß, aber erst bei 100 bis 110° C. schmilzt es vollkommen. Weiter erhitzt, kann es ins Kochen gerathen, wobei es sich aber zersetzt, braun |122| wird, saure Dämpfe und Kohlenwasserstoffe entbindet. – Dieses Harz hält den Alkohol, worin es gelöst war, hartnäckig zurück, so daß es nur durch anhaltendes Erwärmen auf 100° C. im luftleeren Raume ganz davon befreit werden kann.

Es ist in der Kälte in Alkohol, Aether, Benzin, Terpenthinöl, Schwefelkohlenstoff und Chloroform löslich; beim Verdunsten dieser Losungen bleibt es amorph zurück. – Weder verdünnte Säuren, noch concentrirte Alkalien, noch Ammoniak greifen das gelbe Harz an. Von concentrirter Schwefelsäure und Salpetersäure wird es wie das weiße Harz angegriffen. Concentrirte Salzsäure greift es nicht an.

Die rohe Gutta-percha besteht also, abgesehen von einem kleinen Gehalt an anderen Substanzen (löslichen und unlöslichen Salzen, stickstoffhaltigen organischen Stoffen, einer fetten Materie, einem flüchtigen Oel, Farbstoff und Eisenoxyd), aus den oben beschriebenen drei Körpern. Die vorwaltende normale Substanz habe ich Gutta benannt; für das weiße Harz schlage ich die Benennung Christalbane oder Albane vor, für das gelbe Harz den Namen Fluavile.

In den von mir untersuchten Sorten roher Gutta-percha waren dieselben in folgenden Mengenverhältnissen enthalten:

Gutta 75 bis 82
Albane 16 bis 14
Fluavile 6 bis 4
–––––––––––––
100 100

Eine Fortsetzung dieser Abhandlung wird die Elementar-Zusammensetzung dieser näheren Bestandtheile und die hauptsächlichsten Anwendungen der Gutta-percha zum Gegenstand haben.

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Man sehe die nähere Beschreibung des Verfahrens im polytechn. Journal Bd. CXX S. 117.

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Ein sehr dünnes Gutta-percha-Band von 20 Centimet. Länge, 3,6 Centimeter Breite und 0,03 Millimet. Dicke verlängerte sich beim Anhängen von Gewichten, welche successiv, jedesmal um 10 Grm. vermehrt wurden, durch die Zugwirkung von 1098 Grm. auf 43 Centimet.; als das Gewicht bis auf nahe das Doppelte, nämlich auf 2098 Grm. vermehrt wurde, trat eine noch halb so große Verlängerung ein, so daß das Band 65 Centimet. lang wurde. Das Zerreißen fand statt bei einem Gewicht von 2128 Grm., nachdem vorher noch zweimal eine Verlängerung um 1 Centimet. eingetreten war; die Zusammenziehung betrug 4,5 Centimeter. Die Temperatur der Luft war bei diesen Versuchen 19° C.

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Wenn man sehr dünne Blätter von Gutta-percha mit Aether behandelt und sie dabei mit einem vollen Glasstabe stark hin und her drückt, so enthält die decantirte Flüssigkeit außer den beiden Harzen auch eine gewisse Menge reiner Gutta.

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