Pech (vonmittelhochdeutschBëch, Pëch; dieses vonlateinischPix), auch verdeutlichendTeerpech, ist ein brauner bis schwarzer, teerartiger bzw.bituminöser, zähflüssiger bis fester, schmelzbarer Rückstand, der bei der Destillation vonTeeren undorganischen Substanzen entsteht, nachdem alle leichtenÖle, Zwischenfraktionen und schweren Öle (Kreosot,Anthracen usw.) abgetrieben sind.[1]
Imoberdeutschen Sprachraum, beispielsweise in Österreich, bedeutetPech (verdeutlichendBaumpech) auch „Harz“, siehe hierzu den ArtikelHarz.
In derAntike und imMittelalter wurden die Begriffe „Teer“ und „Pech“ synonym verwendet und bezeichneten das, was nach dem Destillieren des Teers von Laub- oder Nadelhölzern bzw. des Harzes von Kiefern- oder Fichtenharz (nach Abdampfen desTerpentinöls) übrigbleibt, wobei mit Pech aber auch Harz und umgekehrt gemeint sein konnte.[2] Dies führt häufig zu Begriffsverwechslungen. Pech wurde häufig inStraßenbelägen verwendet, wo man es als Teer bezeichnete. Heutzutage definierenDIN-Normen, was Pech ist (DIN 55946). Teere entstehen durch zersetzende, thermische Behandlung (Pyrolyse) organischer Naturprodukte (etwa Holz,Steinkohle undErdöl). Die dabei entstehenden Rückstände werden Peche genannt.
Die Ausdrücke „Pechvogel“ und „Pech haben“ gehen auf die mittelalterlicheVogeljagd zurück. Damals bestrich man Ruten und Äste mit Pech, an dem die Vögel kleben blieben. Ein so gefangener Vogel hatte „Pech gehabt“ und war ein „Pechvogel“.[3][4]Die negativenKonnotationen des Wortes Pech sind zahlreich: „Pechmarie“ im MärchenFrau Holle, „teeren und federn“, Einsatz zum Foltern, die „Pechtröge“ der Hölle u. a.
Imsüddeutschen bzw.österreichischen Sprachraum wurde seit dem Mittelalter[5] der BegriffBaumpech (auchSiedepech, oftmals kurz alsPech bezeichnet) auch für das in derPecherei gewonnene frische Baumharz verwendet. Ebenfalls in diese Sprachregion fällt der BegriffKaupech für kaugummiähnliche Baumharzarten, die als solche auch Verwendung finden. Diese haben aber nichts mit der umgangssprachlich geläufigen Bezeichnung Pech gemein.
Die BezeichnungPechblende für Uranerz ist entstanden, weil man diese für eine pechähnliche Abart derZinkblende hielt, was sich später als Irrtum herausstellte. Auch dasBrauerpech, welches meist eine Mischung von verschiedenen Zusätzen ist, fällt in diese Kategorie. Zudem gibt es die BegriffeSaupech,Brühpech oderBrühharz.
Die Verwendung vonBirkenpech kannarchäologisch seit derAltsteinzeit belegt werden. Bekannt ist der Pechrest vonKönigsaue, der mit mindestens 80.000 Jahren als ältesterKunststoff Europas gilt.[6][7][8][9] Speziell Birkenpech scheint hier verwendet worden zu sein. Untersuchungen aus dem Jahr 2019 zeigten, dass brauchbare Mengen an Birkenpech schon durch das reine Verbrennen vonBirkenrinde nahe Stein- oder Knochenoberflächen hergestellt werden können. Das Birkenpech kann im Anschluss an die Verbrennung von den Oberflächen abgekratzt werden.[10]Auch imAlten Testament wird der Gebrauch von Pech an drei Stellen beschrieben: Beim Bau derArche wird Pech zumAbdichten benutzt, nachMoses Geburt zum Abdichten des Körbchens, in dem er im Wasser des Nils gerettet wurde, und beimTurmbau zu Babel, dort wird Erdpech (Bitumen) alsBindemittel fürLehmziegellagen erwähnt.[11]
VonTheophrast (371–287 v. Chr.) undPlinius dem Älteren (23/24–79 n. Chr.) stammen frühe Texte zur Pechgewinnung. Plinius unterscheidet zwischen demmeilerartigen Schwelprozess und der Ofenherstellung.
Ursprünglich wurde derHolzteer inKohlenmeilern oderTeergrubenmeilern gewonnen und aufgekocht. Seit dem Mittelalter ist archäologisch auch dieDoppeltopf-Methode (allotherm) nachgewiesen.[12] Dabei sitzt auf einem Auffanggefäß ein Behälter mit Lochboden, in dem sich dasReaktionsholz befindet. Beide Behälter werden mit Brennholz umgeben und vergraben; durch Abbrennen des Holzes ließen sich kleinere Pechmengen gewinnen. Nach drei Stunden Brenndauer betrug die (Teer-)Pechausbeute ca. 10 % des eingesetzten Reaktionsholzes. DerTerpentinanteil war sehr hoch, sodass das Pech dünnflüssig war und erst durch weiteres Kochen zähflüssiger wurde.
Große Mengen Pech (Teer) wurden ab dem 17. Jahrhundert in gemauertenPechöfen (Teer-, SchwelöfenEinkammeröfen)[13] gewonnen, die ca. 8–10 m³ Ausgangsmaterial aufnahmen und dieses bis zu sieben Tage erhitzten. Voraussetzung warenKiefernwälder in der Umgebung wie z. B. in derDübener Heide inSachsen, auch wurde Pech (Teer) aufPechölsteinen gewonnen.
In „Pechhütten“ verarbeitetenPechsieder Baumharz (→Pecherei) durch Destillieren der flüchtigen Bestandteile zu „Siedepech“. Der beim Verkochen entstehende Abfall aus Harzresten, Rinde und Schmutz –Greifen oderGrieben genannt – wurde inGriebenherden, die wie Kohlenmeiler funktionierten, weiterverarbeitet.
Um die vom Pech ausgehenden Gefahren zu mindern, wurden Anfang des 19. Jahrhunderts baupolizeiliche Verordnungen hinsichtlich der Brandverhütung erlassen. Beispielsweise erließ dieherzoglich-nassauische Regierung im November 1826 eine solche Verordnung. Der Ort und die Art der Aufbewahrung mussten dem Ortsschultheißen angezeigt werden, der eine polizeiliche Aufsicht veranlassen konnte.[14]
Um das Jahr 1850 wurde die gewerbliche Pechsiederei durch die industrielle Produktion verdrängt. Im ausgehenden 19. Jahrhundert erreichte die Pechproduktion ihren Höhepunkt, da sich die Segelschifffahrt intensivierte. Durch den Einsatz neuerKunststoffe und den Niedergang der Segelschifffahrt wurde die Pechherstellung schließlichobsolet.
Zwei mit Pech zusammenhängende traditionelle Handwerkstechniken sind alsImmaterielles Kulturerbe in Österreich geschützt: diePecherei inNiederösterreich und dasPechölbrennen im östlichen Mühlviertel.
Hinsichtlich der physikalischen Struktur ist Pech, ebenso wie der Teer, als einKolloidsystem anzusehen, bei demTeerharze verschiedenermolarer Massen in einem öligen Medium verteilt sind.[18]
Früher bei der Verkochung von Holzteer gingen die leichten Fraktionen („Teeröle“) verloren, man erhielt dann feineres (Schusterpech) und gröberes (normales) Pech und als Rückstand denPechkuchen.
Bevorzugt wird Pech aus harzhaltigenNadelhölzern, wieKiefer (zum BeispielWaldkiefer) undFichte (zum BeispielGemeine Fichte) oder harzhaltigenLaubbäumen wie Birke und Buche hergestellt.
Pech mit starker Verunreinigung entstand bei derautothermen Pyrolyse – Reaktions- und Brennholz sind nicht getrennt – z. B. imMeiler in derTeergrube, Teergrubenmeiler, Pechofen (Einkammerofen) oder inGruben- undHangmeilern. Die Qualität des erhaltenen Pechs ist bei derallothermen Pyrolyse (Doppeltopf-Methode,Retorte, Zweikammerofen) besser, da hier Verunreinigungen durch die Trennung von Brenn- und Reaktionsholz vermieden werden.
Peche werden nach ihremErweichungspunkt unterteilt, zähes Weichpech (35 °C bis 50 °C), das feste Mittelpech oderBrikettpech (60 °C bis 75 °C) und das spröde, leicht pulverisierbareHartpech (75 °C bis 90 °C) oder höher.[1] AlsErweichungspunkt wird diejenige Temperatur gekennzeichnet, bei der das Pech in eine weiche, knetbare Form übergeht. Dies wird mit derKraemer-Sarnow Methode bestimmt, DIN 52025.
Durch Auflösen von Pech in schweren Teerölen gewinnt man die präparierten Teere, die als Straßen-, Stahlwerks- und Dachpappenteere sowie als Pechölmischungen zur Gewinnung von Anstrich- und Isolierlacken verwendet werden. Bei der Pechverkokung entsteht ein aschearmerPetrolkoks, der hauptsächlich zur Herstellung vonElektroden sowieKernreaktorgraphit dient.[23] Auch werden Elektrodenpech und Brikettpech hergestellt.[24][25]
Die Peche bildeten früher die Grundlage für die Straßenteere und für dieBautenschutzmittel. Sie sind, ähnlich wieBitumen, hochmolekulare harzartige Kohlenwasserstoffverbindungen, deren bleibende oder vorübergehendePlastizität durchniedermolekulare Öle bewirkt wird.
Steinkohlenteerpeche wurden wegen ihrer Unempfindlichkeit gegen Witterung, Industriegase und aggressive Wässer sowie wegen ihrer bakterien- und pflanzenfeindlichen Eigenschaften für Anstriche im Bautenschutz oder als nicht abfließende, hochwertige Korrosionsanstriche im Industriestahlbau verwendet. Da sich gewöhnliche Teerpeche wegen ihrer geringen Plastizität (etwa 30 K) nur in begrenztem Umfange verwenden ließen, wurden durch Abwandlung der inneren Struktur dieser Peche (durch Anreicherung mit hochmolekularen Teerharzen) so genannte Sonderpeche entwickelt. Sonderpeche zeichneten sich durch eine besonders große Plastizität (das ist die Spanne zwischenErweichungs- undBrechpunkt) aus, die durch Zusatz von Füllstoffen, z. B. Asbest, bis zu 100 K gesteigert werden konnte.
Pech bzw. Holzteerpech, genannt auchSchwarzpech (lateinischpix nigra), wurde zumKalfatern im Schiffbau (alsSchiffspech bzw. Schiffsteer, lateinischPix navalis[26][27]), Schmieren, sowie als Brenn- oder Klebstoff und als Abdichtung für Holzgefäße (Eimer, Fässer) verwendet (Pichen). Des Weiteren wurde Pech für Pechfackeln und imgriechischen Feuer verwendet.
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AlsSchusterpech: DieSohlen von rahmengenähten oder gedoppelten Schuhen wurden früher mit einem sogenannten Pechdraht genäht, der kurz vor der Verwendung aus mehreren Leinenfäden hergestellt wird, die mit Pech eingerieben, zusammengedreht und an den Enden mit einer Schweins- oder Stahlborste versehen werden. Das Pech sorgt nicht nur für den Zusammenhalt des Fadens, sondern auch für die Abdichtung der Naht. Dieses Verfahren wurde in der Neuzeit weitgehend durch geklebte Schuhböden oder die Verwendung von Kunststofffäden verdrängt.
Der Rest, der bei der Verkochung des Pechs übrig blieb, derPechkuchen, wurde früher zusammen mit stark qualmendem, harzhaltigem Holz verbrannt und zuRuß weiterverarbeitet.In der mittelalterlichen Kriegsführung wurde Pech beispielsweise für die Herstellung vonBrandpfeilen,Pechkränzen undBrandballen verwendet. Dass bei Belagerungen von Burgen kübelweise heißes Pech durchWehrerker (seit dem 19. Jahrhundert auch „Pechnase“ genannt) auf die Angreifer gegossen wurde, kam jedoch – wenn überhaupt – nur selten vor, da die Herstellung großer Mengen Pech aufwendig und teuer war.
Wie vielseitig Pech heutzutage verwendbar ist, zeigt z. B. der Einsatz als Poliermittelträger zur Herstellung von großen Spiegeln auch neuester Teleskope.[28] Dabei wird ein in Wasser aufgeschlämmtes Poliermittel, beispielsweiseCer(IV)-oxid, mit einer dünnen Schicht aus einer Mischung zweier Pecharten (eventuell mit Bienenwachs versetzt) über die zu polierende Oberfläche gerieben.
Pech unterschiedlicher Herkunft wird ebenfalls als kostengünstiges Ausgangsmaterial für die Herstellung vonKohlenstofffasern verwendet.
Zur Untersuchung derviskosen Stoffeigenschaften von Pech begann der PhysikerThomas Parnell 1927 das sogenanntePechtropfenexperiment (Pitch Drop Experiment). Der neunte Tropfen ist im April 2014 gefallen.[29]
