Aluminiumalkyle

Aluminiumalkyle sind metallorganische Verbindungen, die drei Alkylreste an ein Aluminiumatom gebunden enthalten. Die meisten technisch interessanten Aluminiumalkyle sind bei Raumtemperatur farblose niedrigviskose Flüssigkeiten. Zu den Ausnahmen gehören z. B. das viskose Isoprenylaluminium, das praktisch nur in verdünnter Form gehandhabt werden kann, und die bei Raumtemperatur festen Stoffe Ethylaluminiumdichlorid (Schmelzpunkt 32 °C) und Methylaluminiumsesquichlorid (Schmelzpunkt 23 °C).

Gruppen von Aluminiumalkylverbindungen

Die wichtigsten Gruppen von Aluminiumalkylverbindungen sind:

• R~3Al Trialkylaluminium
• R~2AlX Dialkylaluminiumhalogenid
• RAlX~2 Alkylaluminiumdihalogenid
• R~2AlH Dialkylaluminiumhydrid.

Kennzeichnung von Aluminiumalkyle

Kennzeichnung: Gefahrensymbole F (Leichtentzündlich), C (Ätzend).

Hinweise auf besondere Gefahren (R-Sätze): R 14 Reagiert heftig mit Wasser / R 17 Selbstentzündlich an der Luft / R 34 Verursacht Verätzungen. Sicherheitsratschläge (S-Sätze): S (1/2) Unter Verschluss und für Kinder unzugänglich aufbewahren / S 16 Von Zündquellen fernhalten - Nicht rauchen / S 43 Zum Löschen ... (vom Hersteller anzugeben) verwenden (wenn Wasser die Gefahr erhöht, anfügen: "Kein Wasser verwenden") / S 45 Bei Unfall oder Unwohlsein sofort Arzt hinzuziehen (wenn möglich, dieses Etikett vorzeigen).

Aluminiumalkylverbindungen werden hauptsächlich als Katalysatorkomponente und als Alkylierungs- sowie Reduktionsmittel eingesetzt. Sie werden z. B. verwendet:

• in Mischkatalysatoren (Ziegler-Katalysatoren) zusammen mit Verbindungen der Übergangsmetalle, wie z. B. Titantetrachlorid
• bei der Polymerisation von Olefinen und Diolefinen zu thermoplastischen Kunststoffen und synthetischem Kautschuk
• bei der Synthese langkettiger Alkohole und Detergentien
• als Alkylierungsmittel bei der Synthese zinnorganischer Verbindungen als Zinntetrachlorid
• als selektives Reduktionsmittel bei der Herstellung von Chemikalien und Arzneimitteln.

Gefahren und Risiken von Aluminiumalkylen

Aluminiumalkyle rufen beim Kontakt mit der Haut starke Verätzungen und Verbrennungenhervor. Mit zunehmender Verdünnung durch ein inertes Lösemittel nimmt die Einwirkungsstärke ab. Aber selbst stark verdünnte Lösungen sind nicht ungefährlich. Vergiftungen durch Resorption sind bisher nicht bekannt.

Bei Bränden von Aluminiumtrialkylen und Dialkylaluminiumhydriden oder deren Lösungen entstehen Zersetzungsprodukte, die Aluminiumoxid enthalten und zu Reizungen und Entzündungen der Atemwegeführen. Die Rauche, die bei der Reaktion von Aluminiumalkylen an der Luft entstehen, ohne dass es zum Brand kommt, sind ebenso gesundheitsschädlich wie die Brandrauche. Außerdem enthalten sie eventuell noch verdampftes Lösemittel.

Aluminiumalkyle sind bei Raumtemperatur beständig, sofern sie in dicht verschlossenen Behältern unter Schutzgas aufbewahrt werden. Sie reagieren sehr heftig unter starker Wärmeentwicklung mit vielen Stoffen, vor allem mit solchen, die aktive Wasserstoffatome besitzen (Wasser, Alkohole, Amine, Säuren, Phenole), mit Sauerstoff (Luft), den Oxiden von Schwefel, Stickstoff, mit Halogenen und deren Verbindungen sowie mit brennbaren organischen Substanzen wie Papier, Sägemehl und Putzwolle.

Sehr heftig sind auch die Reaktionen konzentrierter Aluminiumtrialkyle mit Halogenen und Halogenkohlenwasserstoffen, die mehrere Halogenatome im Molekül enthalten. Mit Tetrachlorkohlenstoff sind explosionsartige Reaktionen beobachtet worden. Mit Kohlendioxid, den Stickstoffoxiden und den Oxiden des Schwefels reagieren die Aluminiumtrialkyle und die Dialkylaluminiumhydride unter starker Wärme- und Rauchentwicklung. Kohlendioxid ist deshalb als Schutzgas und bei größeren in Brand geratenen Mengen als Feuerlöschmittel ungeeignet. Nur bei kleinen Mengen (10-50 g) können Kohlensäure-Löscher eingesetzt werden.

Lösemittel für Aluminiumalkyle

Als Lösemittel für Aluminiumalkyle können gesättigte Kohlenwasserstoffe wie Hexan, Heptan, aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Toluol, oder Kohlenwasserstoffgemische mit bestimmten Siedebereichen, z. B. Benzin 80/110, verwendet werden. Es ist zu empfehlen, die Lösemittel vor der Verwendung auf störende Substanzen zu testen. Der Test besteht im Prinzip darin, dass man eine bestimmte Menge Aluminiumalkyl und das zu testende Lösemittel unter Stickstoff zusammenbringt und eine eventuelle Temperaturerhöhung oder Gasentwicklung beobachtet.

Arbeiten, bei denen ein Austreten von Aluminiumalkylen nicht ausgeschlossen werden kann, beispielsweise Umfüllen oder Reparaturarbeiten, dürfen nicht von einer Person allein ausgeführt werden. Es muss stets eine zweite eingewiesene Person anwesend sein, die in der Lage ist, bei einem Brand einzugreifen. Wegen der großen Reaktionsfreudigkeit und Brandgefahr darf mit Aluminiumalkylen nur in geschlossenen Anlagen unter Schutzgas umgegangen werden. Ausreichende Sicherheitsabstände von anderen Anlagen und Lagerbehältern müssen eingehalten werden. Zum Heizen und Kühlen sind Wasserdampf und Wasser nur im Sekundärkreis geeignet. Als Wärmeträger im Primärkreis sind Stoffe mit möglichst hohen Flammpunkten einzusetzen, die nicht mit den Aluminiumalkylen reagieren.

Bei Tätigkeiten mit Aluminiumalkylen muss flammfeste Schutzkleidung getragen werden, da wegen der Selbstentzündlichkeit die Gefahr von Verbrennungen und Kleiderbränden, z. B. bei einem Unfall, besonders groß ist. Unter der Schutzkleidung sollen nur Kleidungsstücke aus Geweben getragen werden, die im Brandfall kein gefährliches Schmelzverhalten zeigen.

Zum Schutz gegen Rauch sind Atemschutzmaskenmit Gasfilter A (braun) (kurzzeitig) und Isoliergeräte zu benutzen.

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