Paraffin

Metallisches Natrium unter Paraffinöl

Paraffin(lateinischparum affinis‚wenig verwandt‘beziehungsweise ‚wenig reaktionsfähig‘) bezeichnet ein Gemisch ausacyclischenAlkanen(gesättigtenKohlenwasserstoffen) mit der allgemeinen Summenformel C_nH_2n+2.Die Zahlnliegt ca. zwischen 18 und 32. Paraffin ist leichtflüssig, ölig oder wachsartig, brennbar, geruch- und geschmacklos, ungiftig und elektrisch isolierend, wasserabstoßend, mitFettenundWachsenzusammenschmelzbar und gegenüber vielen Chemikalien reaktionsträge.

Die Verwendungsmöglichkeiten von Paraffin sind aufgrund seiner Eigenschaften und Ungiftigkeit sehr vielfältig. Die Haupteinsatzgebiete sind als Brennstoff, Versiegelung, Pflege und Konservierung. So wird es als Brennstoff zum Beispiel inKerzen,Öllampen,im Paraffin-Herd, als Grillanzünder, beimFeuerspuckenund Feuer-Jonglage, zum Tränken des Holzes vonStreichhölzernoder als festes Treibmittel fürHybridraketengenutzt.

Paraffin wurde 1830 von dem württembergischen NaturwissenschaftlerKarl von Reichenbachwährend einer Versuchsreihe zur Ermittlung der Bestandteile desHolzteersentdeckt.

Nomenklatur

Paraffin ist im Allgemeinen ein veralteter Überbegriff für gesättigte, meistaliphatische Kohlenwasserstoffe.Der Begriff wird aber in derpetrochemischen Industriezur Unterscheidung vonacyclischenundcyclischen,naphthenischenKohlenwasserstoffen genutzt.Der Begriff beschreibt sowohl gasförmige als auch flüssige und feste Kohlenwasserstoffe.

In derGalenikwird der Begriff für flüssige oder feste Gemische von gesättigten Kohlenwasserstoffen genutzt. Je nach Viskosität und Schmelzpunkt wird zwischen flüssigen Paraffinen (Paraffinum perliquidum), öligen oder pastösen Paraffinen (Paraffinum subliquidum) und festen Paraffinen (Paraffinum solidum) unterschieden. Daneben sind die Bezeichnungen Paraffinöl (Weißöl) oder Paraffinwachs gebräuchlich.

ImUS-amerikanischen Englischwirdparaffinsinngleich wie im Deutschen verwendet. Imbritischen Englischist ein Zusatz notwendig, da der Begriff sonst missverständlich ist:paraffin oilbedeutet ‚Petroleum‘ (britischpetroleum,gelegentlich auchstone oilist ‚Erdöl/Rohöl‘) undparaffin waxist ‚Paraffin‘.

Eigenschaften

Industrielles Paraffinwachs in Pastillenform

Chemische Eigenschaften

Die Eigenschaften der Paraffine lassen sich direkt aus derhomologenReihe der Alkane herleiten. Beispielsweise ist es beständig gegenSchwefelsäure,Bromund kalteSalpetersäure.In Reinform ist es weiß durchscheinend. Paraffine sind aus unverzweigten (n-) und verzweigten (iso-)Alkanen zusammengesetzt.

Physikalische Eigenschaften

Paraffin ist unlöslich in Wasser, aber leichtlöslichinBenzin,EtherundChloroform.Paraffine besitzen eine besonders große Volumenzunahme um bis zu 10 % beim Erhitzen bis zumPhasenübergangvon fest nach flüssig.

Es wird unterschieden zwischen dünnflüssigen Paraffinen (Paraffinum perliquidum), die eine Viskosität von 25 bis 80 mPas haben, und dickflüssigen Paraffinen (Paraffinum subliquidum), die als ölige Flüssigkeit eineViskositätvon 110 bis 230 mPas aufweisen. Flüssige Paraffine sind imCAS-Verzeichnisunter CAS-8012-95-1 beziehungsweise imEINECS-Verzeichnis unter EG 232-384-2 aufgeführt, ihre Dichte beträgt 0,81–0,89 g/cm³ und ihre Siedetemperatur liegt bei über 250 °C.

Hartparaffine (Paraffinum solidum) haben als feste Masse eine Erstarrungstemperatur von 50 bis 62 °C. In Hartparaffinen dominieren dien-Alkane, inMikrowachsendagegen dieiso-Alkane. Diemolare Masseliegt zwischen 275 und 600 Gramm pro Mol. Hartparaffin schmilzt zwischen 50 und 60 °C, Weichparaffin bei etwa 45 °C. DieMikrowachseweisen Erstarrungspunkte zwischen 70 und 80 °C auf und enthalten Kettenlängen (n) von bis zu 75Kohlenstoffatomen.Zwischen den Hartparaffinen und den Mikrowachsen liegen die sogenannten Intermediate, die Erstarrungspunkte von 60 bis 70 °C aufweisen. DieSchmelzenthalpieliegt zwischen 200 und etwa 240 kJ/kg.

Herstellung

Paraffin wird aus den Schmierölschnitten der Vakuumdestillation heute überwiegend vonErdölgewonnen. Daneben kann es mittels der direkten oder indirektenHydrierungausBraunkohle,Steinkohle,aus bituminösen Schiefern und Torfkohlen hergestellt werden. Die mit demFischer-Tropsch-Verfahren(z. B.Sasol,Shell) gewonnenensynthetischen Paraffinebestehen im Unterschied zu erdölbasierten Produkten überwiegend aus unverzweigtenn-Alkanen.

Allgemein entsteht bei der Entparaffinierung als Nebenprodukt derParaffingatsch,der noch 2 bis 30 % Ölanteile enthält. Aus diesem Gatsch wird durch Entölung mit unterschiedlichen Ölabtrennungsverfahren (Schwitzentölung, Lösemittelentölung, Sulzer-Kristallisationsentölung) das Rohparaffin gewonnen. Das Rohparaffin wird anschließend weiter raffiniert (s. u.). Bei der Gewinnung von Paraffinen fallen außerdem alsNebenproduktParaffinöle an, die weiter zu Weißölenraffiniertwerden können, welche als hochwertigeSchmiermitteldienen. Weiterhin kommen raffinierte Weißöle im Pharmabereich sowie bei der Herstellung vonVaselinezum Einsatz.

Die Hart- und Intermediate-Paraffine werden aus Paraffingatsch hergestellt. Dieser Gatsch fällt bei der Entparaffinierung vonMineralöl,etwa durchHarnstoff-Extraktiv-Kristallisation,als Nebenprodukt an. Der Gatsch wird mit Hilfe von Lösungsmittel-, Schwitz- und Kristallisationverfahren (modernstes Verfahren der Sulzer-Chemtech) von Ölresten befreit. Danach werden diese Rohparaffine raffiniert (Hydrierung oder Bleichverfahren), wobeiAromaten,Schwefel- und Stickstoffverbindungen umgewandelt beziehungsweise entfernt werden. Durch die Raffination entsteht ein weißes, geruchloses Produkt, welches in der Lebensmittel-, Kosmetik- (Vaseline) und Pharmaindustrie verwendet werden kann.

Mikrowachse (auch mikrokristalline Wachse genannt) werden dagegen aus dem Vakuumrückstand der Mineralölraffinerie gewonnen. Hier müssen durch ein speziellesRaffinationsverfahren(zum BeispielPropan-Entasphaltierung) die schweren Rohölkomponenten entfernt werden. Danach ist der Ablauf (Entparaffinierung, Entölung, Raffination) analog wie bei den anderen Paraffinen.

Verwendung

Aufgrund unterschiedlicher Zusammensetzungen, Herstellungsmethoden und verschiedener Verwendungszwecke werden Paraffine als Mikrowachs,Ceresin(Mineralwachs, Paraffinwachs), Weißöl, Petrolatum (Vaseline) sowie missverständlich alsPetroleumverkauft. Hauptabnehmer von Paraffin ist weltweit die Kerzenindustrie (Teelichter, Haushalts- und Dekorationskerzen). Es ist preiswerter alsStearinoder Bienenwachs, dem es beigemischt sein kann.

Hydrophobierung

Die wasserabweisenden und isolierenden Eigenschaften werden bei der Isolation vonSeekabeln,dem Versiegeln von Gläsern und Flaschen (sieheParafilm) genutzt, ebenso als wasserabweisender (hydrophober) Überzug oder, in Form von Weißöl, alsImprägnierungvon Papier, Holz, Textilien undIsolierstoffen.Weiterhin dient es bei gewerblichen Sprengstoffen als Feuchtigkeitsschutz, der Produktion von Wachsdispersionen zur Imprägnierung von Holzwerkstoffen, alsParaffinum liquidumzur Pflege von Holzoberflächen und als Lackpoliturzusatz.

Kosmetik

Hoch gereinigte Paraffine unterschiedlicher Konsistenz (flüssige Öle bis feste Wachse) werden seit vielen Jahrzehnten in kosmetischen Mitteln wie Cremes, Lotionen und Lippenstiften eingesetzt. Sie haben filmbildende, schützende und hydrophobe Eigenschaften, fördern die Glanzbildung und geben Konsistenz. Paraffin dient als Grundstoff für Salben (z. B. in Form von Vaseline) und Cremes (z. B. bei atopischen Ekzemen bzw.Neurodermitis), für Kosmetik- und Medizinprodukte (z. B.Lippenstift). Vaseline dient als Kälteschutzcreme, indem es die Wasserverdunstung aus exponierter Gesichtshaut unterbindet und die Haut verdickt. Beim Militär dient es als Zusatzstoff inTarnschminke.In Kosmetika wird es alsPARAFFIN(INCI)auf der Inhaltsstoffliste angegeben.

Pharmazie und Medizin

In der Pharmazie wird Paraffin als Bindemittel inSalbeneingesetzt. Flüssige Paraffine (z. B.Nujol) werden als mildesLaxansund als Antidot bei Vergiftungen durch oral eingenommene, fettlösliche Toxine (Resorptionsverhinderung) verwendet. Ebenso zurKonservierunganatomischerPräparate(Paraffinierung) sowie in der Archäologie zum Präparieren archäologischer Funde. Eine weitere Anwendung ist die Histologie. Dabei werden Gewebeproben in spezielle Paraffine, teilweise auch mit Kunststoffzusätzen zur besseren Schneidbarkeit, gegossen und dann geschnitten.

Nahrungsmittel

Bei der Herstellung vonKäsedient es bei einigen Sorten als Überzug der Rinde, um den Laib zu konservieren und vor Austrocknung zu schützen, beispielsweise beimEdameroderGouda.Weiterhin wird es bei der Herstellung vonKaugummiund Süßwaren verwendet, da Paraffin als Trennmittel das Verkleben von Dragees mit Zuckerglasur unter Luftfeuchtigkeit verhindert.

Pflegemittel

Auch Pflege- und Putzmittel für Holz und Metall, für Autolacke oder für Schuhcremes enthalten Paraffin. Große Mengen werden auch im Korrosionsschutz in der Autoindustrie (Flutwachse) oder als Zusatz zu Gummiprodukten, zum Beispiel Reifen (Lichtschutzwachse, Ozonschutzwachse), verwendet. Lichtschutzwachse können auch aus synthetischen Wachsen, die mittels derFischer-Tropsch-Synthesegewonnen werden, hergestellt werden.

Weitere Einsatzzwecke

• Paraffin wird als Suspensionsmittel in derIR-Spektroskopieeingesetzt
• Gleitmittel sowie als Dichtmittel fürGlasschliffe
• Ausbruchsschutz in derAmeisenhaltung
• alsAustriebsspritzmittelimPflanzenschutz(Larvenwerden durch Paraffinfilm erstickt)
• in der Physikalischen Therapie als Paraffin-Fango
• Wachsmalstifte
• zur Fixierung vonSpulenzum Beispiel beiTonabnehmern
• in der Reifenherstellung als Ozonschutz
• als Linse zum Bündeln von Mikrowellen
• Speichermedium inLatentwärmespeichern(unter anderem in derSolarthermie)
• alsModeratorsubstanzin Neutronenquellen
• als organischer Binder in Pressgranulaten bei derHartmetall-Herstellung
• als Kühlmittel für Supercomputer wie dem Vienna Scientific Cluster 3
• Ausdehnungssubstanz mit Phasenübergang inHeizkörperthermostaten
• beimParaffintestals forensisches Nachweisverfahren für Nitrat- und Nitritspuren
• das deutsche RaumfahrtunternehmenHyImpulseentwickeltRaketendie auf Basis von Paraffin angetrieben werden

Gesundheit

INCI-konforme Angabe der Inhaltsstoffe (u. a. Paraffinum Liquidum = Paraffin (flüssig)) eines Kosmetikums auf der Rückseite der Packung unten.

Nach den aktuellen Sicherheitsdaten wird Paraffin entsprechend den Kriterien derVerordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP)als ungefährlich für Mensch und Umwelt eingestuft.Wegen der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten – z. B. als Brennstoff für Kerzen, als Bestandteil von Arzneimitteln, zum Schutz von Lebensmitteln, als kosmetischer Inhaltsstoff – ist zur Bewertung möglicher Risiken auch eine anwendungsspezifische Betrachtung erforderlich. Unterschiedliche Szenarien der Exposition wie z. B. Inhalation, dermale Applikation oder interne Einnahme sind dabei produktspezifisch zu berücksichtigen. FürMineralölein Lippenpflegeprodukten gelten zum Beispiel wegen des möglichen Verschluckens des Produktes die für den Lebensmittelbereich definierten Kriterien.

Bei Lippenpflegestiften wird neben einer möglichen Aufnahme über die Haut auch eine orale Aufnahme von Kohlenwasserstoffen aus mineralölhaltigen Produkten diskutiert. Vor diesem Hintergrund gibt es eine Empfehlung von COLIPA/IKW,wonach in Lippen- und Mundpflegeprodukten nur Paraffine und Wachse eingesetzt werden, die bestimmte Qualitätskriterien erfüllen. Unter Berücksichtigung dieser hohen Qualität und unter Bezug auf verschiedene Kanzerogenitäts-Studien begründen Industrie und Verbände ihre Einschätzung der gesundheitlichen Unbedenklichkeit von Mineralölen in Lippenstiften.

Das BfR sieht eine abschließende Risikobewertung erschwert, da hinsichtlich einer möglichen oralen Aufnahme aus Lippenstiften noch Datenlücken bestehen. Es empfiehlt den MOAH-Gehalt so weit wie technologisch machbar zu reduzieren. Eine 2015 veröffentlichte Studie von Niederer u. a. empfiehlt eine Begrenzung des Gehaltes von Mineralölen in Lippenpflegeprodukten auf weniger als 5 %.

Das Bundesamt für Verbraucherschutz erwartet von Paraffin in kosmetischen Mitteln keine schädigende Wirkung und schließt allergische Reaktionen weitgehend aus.Die Expertengruppen CIR (Cosmetic Ingredient Review – USA) gehen davon aus, dass beitopischer ApplikationParaffine nicht die Haut penetrieren und daher keine Gefährdung von diesen Stoffen ausgeht.

DieStiftung Warentestantwortete auf eine Anfrage zu Paraffin:

„Naturkosmetikfirmen verzichten mit dem Argument, Paraffin würde sich wie ein Film auf die Haut legen und sie am Atmen hindern, oft auf diesen Inhaltsstoff. Nicht nur die Hersteller herkömmlicher Kosmetik halten dagegen, sondern auch Dermatologen und Kosmetikchemiker: Bei den in Kosmetik eingesetzten Paraffinen und den verwendeten Konzentrationen ist für die Haut nichts Schädliches zu erwarten. “

Die ZeitschriftÖko-Testwarnt vor mehr als 10 % Paraffin in Hautpflegeprodukten und wertet Cremes mit einem Gehalt über 10 % im Testergebnis massiv ab, da dies die Austrocknung der Haut und damit die Bildung von Falten begünstigen könnte.Öko-Testäußerte sich dazu:

„Paraffine: Sammelbezeichnung für unzählige künstliche Stoffe aus Erdöl […] behindern die natürlichen Regulationsmechanismen […] können sich in Leber, Niere und Lymphknoten anreichern […]. “

DasBundesinstitut für Risikobewertunghat am 26. Mai 2015 ebenfalls das Thema aufgegriffen. Der Titel der Stellungnahme:Mineralöle in Kosmetika: Gesundheitliche Risiken sind nach derzeitigem Kenntnisstand bei einer Aufnahme über die Haut nicht zu erwarten.Das BfR berichtet, dass Mineralölprodukte nach derzeitigem Kenntnisstand, falls überhaupt, nur in sehr geringen Mengen über die Haut aufgenommen werden. Trotz langjährigem und weitverbreitetem Gebrauch wurden bisher keine Auswirkungen auf die Gesundheit durch Mineralölkomponenten in kosmetischen Produkten berichtet.

Der Qualität und Reinheit der Mineralölprodukte kommt eine hohe Bedeutung zu. Nach derEG-Kosmetikverordnungsind Mineralöle in kosmetischen Mitteln nur erlaubt, wenn der Raffinationsprozess vollständig bekannt und der Ausgangsstoff frei von kanzerogenen Substanzen ist oder das Destillat entsprechend geprüft wurde.

Weblinks

Commons:Paraffin– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Paraffin– Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen