Длинноцепочечные алкилзамещенные четвертичных аммониевых солей алкиларилсульфонатов в качестве антистатиков для синтетических волокон

Длинноцепочечные алкилзамещенные четвертичных аммониевых солей алкиларилсульфонатов в качестве антистатиков для синтетических волокон

Реферат

 

Длинноцепочечные алкилэамещенные четвертичных аммониевых солей алкиларилсульфонатов общей формулы 3C5D С 07 С D 06 М 13/46;, С 07 D 295/02; С 07 D 213/20 ...„ I I jaf .-:e-rj{.|;j s 8«г где I если R - децил, то вместе обозначают углеродну1о часть пиридиниевого цикла; 11 если RJ - додецил, то а) R2 Rj - метил, Кд - этилол. или б) Ri 4 метил; III если R цетил, то a)R П, метил, или б) R, R - метил, R - этилол, в)RT, % этил, Rji - бензил, г)R, R +R - углеродная часть W пиридиниевого цикла, д)RI +R, - углеродная часть пиперидиниевого цикла, R - бензил; IV если R. - ок-тадецил, то R у R - метил; - бензил, в качест- В ве антистатиков для синтетических волокон. : D1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И}

Э(51) С 07 С 87/30, D 06 М 13/46,, С 07 D 295/02; С 07 D 213/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТКРЫТьИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ j,";: ---К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,"иь..:,,,: ;; „, В -.0

М вЂ” 1Ч-Я

2 )) я

0ч0 а-(О Мф,б (21).2880338/23-04 (22) 11.02.80 (46) ."L5.08.83. Бюл; Р 30 (72) А.С.Чеголя, А.Е.Мильгром, В.М .Левин, H.М.Бедер, В.К.Муравьев, С.Г.Поташникова, Л.Я.Дьячкова и B.È.Aíóôðèåâà (71 ) Всесоюзный научно-исследовательсзкий институт синтетических волокон и Калининский государственный унив,ерситет (53) 547.233.4(088.8) (56 ) 1. Поверхностно-активные. вещест ва. Справочник, М, 1979, с.283.

;2. Патент СССР Р 486504, кл. С 07 С 87/30, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР .В 285931 кл. С 07 С 87/30 1967. (54) ДЛИВГОЦЕПОЧЕЧНЫЕ АЛККЬАМЕЦ(ЕННЕЖ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЕВЫХ СОЛЕЙ

АЛКИЛАРИЛСУЛЬФОНАТОВ В КАЧЕСТВЕ AH J HCTATHKOB ДЛЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН (57) Длинноцепочечные алкилзамещенные четвертичных аммониевых солей алкиларилсульфонатов общей формулы где если В„- децил, то Н .+R +Г . вместе обозначают углеродную часть пиридиниевого цикла;

Н если R — додецил, то а) Н =  — метил, В4 - этилол, или 0) Rg = Q = R4 — метил; щ если Н1 цетил, то а) R — = Г = . — метил или б) R = R> — метил, R4 — этилол, a) к. = R> — зтил, R4 — бензил, g

r) Rz+ R> +R4, — углеродная часть пиридинйевого цикла, Л) R +R> — углеролная часть пипеРипиниеного пиала, Нн — беннил; С

IV если R> октадецил, то R

= R> - метил; R+ — бЕнзил, в качест- Я ве антистатиков для синтетических волокон

1035021

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к длинноцепочечным алкилзамещенным четвертичных аммониевых солей алкиларилсульфонатов общей формулы где 1) если R — децил, то R< + R +

+R4 вместе обозначают углеродную часть пиридиниевого цикла;

h) если Нл - додецил, то а) R2 = Й вЂ” метил; R — этилол, б) R - = R = R4 — метил;

4 если ВЛ вЂ” цетил, то а) Rz = R = R — метил;

6) Н = R — метил; й4 — этилол;

s) R =- R — - этил Н- — бензил.

У

Г г) R2 +R +В4 — вместе обознаЪ чают углеродную часть пиридиниевого цикла; д) R +R вместе обозначают углеродную часть пиперидиниевого цикла; Rq - бензил;

И если + — октадецил, то Н

= R> — метил; R4 — бензил, в качестве антистатиков для синтетических волокон.

Предложенные соединения могут быть использованы в текстильной промышленности для волокнистых изделий текстильного ассортимента, антистатиков для электризующихся волоконных резинотехнических и пластмассовых изделий технического ассортимента, а также в качестве текстильновспомогательных веществ при переработке волокон, пластмасс и т.д.

В проглышлейности для антистатической отделки полиакрилонитрильных волокон используют антистатик "Триамон" (Т рс †(2-оксиэтил) метиламмоний метасульфат) {1) — (3).

Недостатком используемого антистатика является его малая устойчивость при стирке.

Цель изобретения — создание антистатиков для волокон, обладающих улучшенными свойствами.

Поставленная цель достигается новыми длинноцепочечными алкилзамеценными аммониевыми солями алкиларилсульфонатов приведенной общей формулы. В качестве антистатиков для синтетических волокон.

Укаэанные соединения получают. взаимодействием длинноцепочечных алкил{алкарил )замешенных четвертичных аммониевых солей минеральных кислот и длинноцепочечных алкиларилбензолсульфонатов в подходящем растворителе, например в воде, в низшйх алифатических спиртах.

15 мл воды нагревают до 90 С, приливают к нагретому до этой же температуры раствору 3,65 r (0,11 моль) натриевой соли И -додецилбензолсульфокислоты в 13 мл воды. Тотчас же образуется эмульсия, разделяющаяся на органический и водный слои. Органический слой отделяют и просушивают в вакуум-эксикаторе над едким кали. Получают 5,90 r (78,66%) однородного пастообразного светло-коричневого вещества. 1 „,„ 110-114 С.

Температура начала разложения 200 С, Продукт плохо растворим в воде, ацетоне, гексане, хорошо растворим в этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде и эфире.

Поверхностное натяжение водного раствора б 29. 10 Н/м, KKN 2,5 ° 10 кмоль/м".

Найдено,Ъ: С 75,41; Н 10,89;

N 2,37; 8 4,85.

С4.6Н-9ИО S

Вычислено,Ъ: С 75,69; Н 11,15;

N 1 96; Б 4,48.

Пример 1 . )(-Децилпиридиниевая соль М -додецилбензолсульфокислоты.

Раствор 10,23 r (0,04 моль) Й

-децилпиридинийхлорида в 15 мл воды приливают при комнатной температуре к раствору 13,9 г {0,04 моль) натриевой соли И -додецилбензолсульфокислоты в 50 мл воды. Образуется нерасслаивающимся коллоидный раствор

10 Реакционную смесь упаривают в вакууме (60-5 мм) при 40 С. Образовавшийся сироп экстрагируют эфиром. Неорганический остаток промывают эфиром, просушивают и взвешивают. Экстракт упаривают в вакууме (150-5 мм) при комнатной температуре и сушат в течение ночи в вакуум-эксикаторе над едким кали. Получают 18 г (82,60%) однородной светло-коричневой пасты.

20 iT „„„„„,ц,,1 10 114 С.Температура нача,ла разложения 230 С.Продукт малорастворим в воде, ацетоне и гексане, хорошо растворим в этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде и эфире. Поверхностное натяже. ние водного раствора Q 28-10 Н/и, критическая концентрация мицеллообразования (KKt1) 5, 5 10 кмоль/глэ.

Найдено,Ъ: С 72,49; Н 10,31;

И 2,74; S 5,50.

С 3 НУ ИО Б

Вычислено,Ъ: С 72,62; Н 10 16

Ы 2,57; S 5,86.

Неорганический осадок анализируют по Фольгарту.

35 Получено 2,31 г (98,31%) хлористого натрия.

Пример 2. М -Цетилбензилэтиламмониевая соль М -додецил-бензолсульфокислоты.

Раствор 4,46 г (0,011 моль) И-цетилбензилдиэтиламмонийхлорида в

1035021

Раствор 2,18 г (О, 005 моль) цетилбензилпиперидиний хлорида в 11 мл воды нагревают.до 90 С приливают к нагретому до этой же-температуры раствору 1,74 г (0,()05 моль) натриевой соли И-додецилбензолсульфокислоты в 6 мл воды. Обработку реакционной смеси проводят аналогично приме- . ру 2. Получают 2,73 г (75,20%) цетилбензилпиперидиниевой соли г1 -додецилбензолсульфоккслоты. Tpawer 4146 С. Температура начала разложения 230 С. Продукт мало растворим в воде, хброшо растворим в ацетоне, 50 этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде, эфире и гексане. Поверхностное натяжение водного раство. а 6 27,2 ° 0 Н/м, ККМ 0,9-10 кмоль/м . 55

Найдено,%: С 75,82; Н 10,59;

N 2у24т S 4ю59 °

С,д Н-г НО $

Вычислено,%: С 76,13; Н 10,97;

N 1.,93; $4,41.

Получено 0,26 r (89,65%) хлористого натрия.

Пример 5. (г-Додецилдиметилэтаноламмониевая соль И -додецилбензолсульфокислоты.

60

Водный слой упаривают. Остаток промывают ацетоном и. эфиром. Неорганический остаток просушивают и анализируют по Фольгарту. Получено

0,89 r (,96,72%) хлористого натрия.

Пример 3. Н -Цетилпиридиниевая соль И-додецилбензолсульфокисЛОТЫ, Раствор 3,86 г (0,01 моль) цетил пиридинийбромида. в- 14 мл воды нагревают до 90 с приливают к нагре- г0 тому до этой же температуры раствору 3,48 r (0,01 моль) натриевой соли И -додецилбензолсульфокислоты в

12,5 мл воды. Обработку реакционной смеси проводят как в примере 2. Получают 4,5 г (71,54%) цетилпиридиниевой соли И -додецилбензолсульфокислоты. Т „ 110-115 С. Температура начала разложения 2000С. Продукт мало растворим в воде, хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде, эфире и гексане.

Поверхностное натяжение водного раствора б = 26,3 ° 10 Н/м. KKM 1.2

-Ъ

1 0 кмОль/м м

Найдено,%г С 74,07; Н 10,51;

N 2 01; S 5 14. с 9н .г ыоз$

Вычислено,%: С 74,36; Н 10,72;

N 2,22; $5,08 °

Получено 0,95 r- (92,23%) хлористого натрия.

Пример 4. N -Иетилбензилпиперидиниевая соль И -додецилбен- 35 золсульфокислоты.

С 71,39; Н 12,01;

N 2ю72ч S 5 42 °

Суу Н,э NO@S

Вычислено,%: С 71,61; Н 11,47;

N 2,53; S 5,78.

Получено, 2,92 r (94,50%) бромистого натрия.

Пример 7. Петилтриметил.аммониевая соль и -додецилбензолсульфокислоты.

Раствор 5,75 r (0,01-6 моль) цетилтриметиламмонийбромида в 50 мл воды нагревают-до 90 С и приливают к нагретому до этой же температуры раствору 5,5 г (0; 016 моль ) натриевой соли г1-додецилбензолсульфокислоты в 19,5 мл воды. Реакционную смесь обрабатывают по методике, описанной в примере 2. Получают

Раствор 10,15 г (0,03 моль) додецилдиметилэтаноламмонийбромида в

30 мл воды нагревают до 900С, приливают к нагретому до этой же температуры раствору 10,44 r (0,03 моль) натриевой соли И -додецилбензолсульфокислотгг в 37 мл воды. Реакционную смесь обрабатывают как описано в примере 2 ° Получают 14,9 г (85,14%) додецилдиметилэтаноламмониевой соли И -додецилбензолсульфокислоты.

T „,, 202-206 С. Температура начала разложения 230 С. Продукт мало растворим в воде; ацетоне и гексане, хорошо растворим в этаноле, хлороформе, бензоле,- четыреххлористом углероде и эфире. Поверхностное натяжение водного раствора 6 26,8 10 Н/м, KKN 1,3.10 кмоль /мь.

Найдено,%: С 70,25; Н 10,79у

N 2,57; S 5,61.

СЗ4Н НО,г.$

Вычислено,%: С 69,99; Н 11,23;

N 2 40; S 5 48., Получено 2,46 r (79,61%) бромистого натрия.

Пример 6, N -Додецилтриметиламмониевая соль И-додецилбен-. золсульфокислоты.

Раствор 9,25 г (0,03 моль) додецилтриметиламмонийбромида в 24 мл воды нагревают до 90 C и приливают к нагретому до этой же температуры раствору 10,44 r"(0,03 моль) натриевой соли и -додецилбензолсульфокислоты в 37 мл воды. Реакционную смесь- обрабатывают по методике, описанной в примере 2. Получают

13,87 г (83,36%) додецилтриметиламмониевой соли и -дойецилбензолсульфокислоты. ТР0>г 197-201 С. Температура начала разложения 230 С. Про» дукт мало растворим в воде, четыреххлористом углероде, эфире и гексане, хорошо растворим.в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле. Поверхностное натяжение водного раствора О 26 10 Н/м, ККМ 1,4

10: кмоль/м .

Найдено,%:

1035021 (О

Раствор 4,66 r (0,011 моль) октадецилдиметилбензиламмонийхлорида в 30 мл воды нагревают до 90 С, приливают к нагретому до этой же температуры раствору 3,83 г (0,011 моль) натриевой соли М -додецилбензолсульфокислоты в 13,6 мл воды. Реакционную смесь обрабатывают по методике, описанной в .примере 2. Получают

7,63 r (97,3Ъ) октадецилдиметилбензиламмониевой соли >.-додецилбензолсульфокислоты. T+» r97-100 С. Тем- 60 пература начала разложения 270 С.

Продукт мало растворим в воде, растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде, эфире и гексане. Поверх7,8 r(82,08Ъ ) цетилтриметиламмоние. вой соли И -додецилбензолсульфокислоты, Т,, 117-123 С. Температура начала разложения 230 С. Продукт мало растворим в воде, эфире и гексане. Хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле и четыреххлористом углероде ° Поверхностное натяжение водного раствора

<з 27,52.10 Н/м, KKM 1,6

"10 кмоль/м .

Найдено, Ъ | С 73, 22; Н 11, 57;

N 2,11; S 5,47.

С„„Н ИО Я

Вычислено,%: С 72,90; Н 11,74;

N 2,30; Я 5,25. 15

Получено 1, 51 (92 б ЗЪ) бромистого натрия.

Пример 8. Н-Петилдиметилэтаноламмониев ая соль И -додецилбензолсульфокислоты.

Раствор 39,45 r (0,1 моль)

Й-цетилдиметилэтаноламмонийбромида в 135 мл воды нагревают до 90 С, приливают к нагретому до этой же температуры раствору 34,8 г (0,1)моль 2 натриевой соли и -додецилбензолсульфокислоты в 123,4 мл воды. Обработ1ку реакционной смеси проводят как

В примере 2. Получают 59,7 (93,43Ъ) й-цетилдиметилэтаноламмониевой соли

И -додецилбензолсульфокислоты.

T ä „ r 177-181 С. Температура начала разложения 220 Ñ. Продукт мало растворим в воде и ацетоне, растворим в этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде, эфире и гексане. Поверхностное натяжение водного раствора б 29,9 10 Н/м, KKN 4,6 ° 10"+ кмоль/м".

Найдено,Ъ: С -71,05; Н 11,92;

N 2,05; S 5,12. 40

СЗВ Н7Ъ ИО+S

Вычислено,Ъ: С 71,37; Н 11,51;

N 2,19; S 5,00.

Получено 9, 84 r(95,,53Ъ) бромистого натрия. 45

Пример 9. Октадецилдиметилбензиламмониевая соль И -додецилбен золсульфокислоты. ностное натяжение водного раствора

6 23,6 ° 10 Н/м, ККМ 13,5 :

1 (Г кмоль /м >, Найдено,Ъ: С 76,19; Н 10,85;

N 2,21; S 4,17.

С45 Н79 ИО Я

Вычислено,%: С 75,73; Н 11,16;

N 1 к9бч S 4 48 °

Получено, 0,59 г (92,18Ъ) хлористого натрия.

Обработкой полиамидного волокна, свежесформованного на машине "Фурне", 7Ъ-ной эмульсией цетилпиридиниевой солью И вЂ .додецилбензолсульфокислоты (нанесение эмульсий .с вращающихся шайб) без использования других замасливателей с последующей термовытяжкой на утюгах (К

4,45) и высокоскоростной перемоткой без дополнительного применения текстильно-вспомогательных веществ достигнуто снижение электросопротивления полиамидной нити примерно в тысячу раз.

Сравнение действия известного препарата и предложенных соединений показывает, что последние обладают более устойчивыми долговременными антистатическими свойствами.

В таблице представлены электрические характеристики полиакрилонитрильных (ПАН ) волокон, обработанных известным антистатиком "Триамоном" и предлагаемыми соединениями.

Антистатические свойства волокон оценивают о их объемному электросопротивлению, а также способности к электризации при трении, которая характеризуется величиной потенциала, возникающего на волокне при трении его о чужеродную поверхность, например алюминиевый валик или кожу руки человека.

Антистатические свойства. волокна считаются улучшенными, если в резуль тате проведенной модификации его объемное электросопротивление и (или ) способность к электризации уменьшается. Долговременность антистатических свойств оценивается по сохранению модифицированными волокнами приобретенных электрических свойств до и после многократных стирок, имеющих место в процессе их эксплуатации.

Как видно из таблицы tIAH волокна, модифицированные производными длинноцепочечных алкилзамещенных четвертичных аммониевых солей алкиларилсульфонатов, меньше, электризуются при трении и имеют меньшее объемное электросопротивление до и в процессе многократных стирок по сравнению с волокнами, обработанны ми "Триамоном", которые сохраняют приемлемые для эксплуатации электрические характеристики не более, чем после 2-3с.-гирок.

1035021

Объемное электросопротив- Потенциал, возникакиций на волок ление волокон, Ом не при трении, В+{

2 3 4

Антистатический препарат

М -Лецилпириди- 8,0 10 (10) 0 0 . 0 0 {10>. ниевая соль . 4,5 10 (0) 3,2 ° 10 (20) 0 (О) 1200 (10 и -додецилбензолсульфокис- лоты ) 000 120) 1200 (20 ) Si О

СР„-.ОМ 0602 Q СЦН„

901 ° 10 (10) 0 (О)

4,5 10 {0) . 3,2 ° 10 (20) (О) Й-Цетилбензилдиэтиламчоние вая соль" И -доде цилбе нзолсульфокислот

С Н33 И вЂ” СН1С4Н5 золсульфокис-ло

300 (10) О

oso Q C P»

00 20>

600 20) 1Н5 . К-Цетилпириди- ., 5- 10 (5 ) ниевая соиь 6,5 10 (О)

i И-доде цилбе н-.

ДЯЯ 02 0 5)

2,8 13 (10} 1100(0 ) 1800(5

2000 (10)

2600(10) ты у о

16Н5 —.л {350> О СФ15

ЯОЯ )0) ДЩ) Й -Цетилбен эилпицеридиниевая

СОЛЬ {)2 ДОДЕцилбензолсульфокислоти

ыкли и

2600 (10) 1000(0) 1800(5) С„Н„- .Г ООО1-©-С„Н„

CE4Vr5 й-Додецилдй.метилэтаноламмон нева я

СОЛЬ 2) -ДОДЕци)лсуль фокислоты

300 {0) 1100 (10) 2300 (20) 270(Г(Я) (сн, С)1Н)0 Н СН1-СН)ОН ОБО) © С 1Н сн,, Й-,цодецилтриметиламмониев ая соль И-додецилбен.эолсульфокислоты

200 (10) 0)0) О О)

0(0) — 0(5

300 (10) 2400 (20) 1035021

Продолжение таблицы

Антистатический Объемное электросопротивпрепарат ление волокон, Ом

Потенциал, возникающий на волокне при трении, В5 4"

2 3 4

a О

С„Н„-%{ОН))5 0001 С) С(1Н)5 я -Яе тилтриметиламмониевая соль И-додецИлбеизолсульфокислоты

300 (10) 0 (0

0 (0) 0 0(5)

О (5) 300(1.0) $600(20) 1700 (20) I 5 1 О с®н» ®сн3},. ohio Q .(. н 00О (10)

1(500 (10)

e (-H3 8

„Н„N CH(-СН,ОН 080,©-С„Н сн, 1р5 10"(57

2,8.16 (О) М-Октадецилдиметиламмониевая соль й-додецилбензолсульфо11 () 1800(51 000 (10)

1300(.0) 2000(5) 2200 (10) кислоты о

С(ОН))%-СН(СeН) 0802-©;С(1Н15 сн, (Трис - (2-Окси- 8 185 ° 10 (1) . этил)метиламмо- 4, 0.10 (0) (,О 10 (2) О {О) метасуль 10. (10) 400(0), фат

Е О

PrO-СН;СН;), OS()>-OCH3 (триамон 7

- 8ЯС{22 400 (10)

1500(1) (500 (10) %

В скобках указано количество стирок

%%

"Числитель — при трении алюминиевым валиком на дереве; знаменатель - при трении о кожу руки человека; в скобках указано количество стирок.

{((-Цет илдиметилэтаноламмоние- . вая соль й-додецилбензолсульфокислоты

r

) 5 (6 () 6,5 ° 10 (7) 9

4,4 10 (0) . 1,5 10 (10) 30040) 1600(5) 300(О) 1800(57

ВНИИПИ 3 аказ 5751/21 Тираж 418 Подписное

Филиал ППП "Патент", г;Ужгород,ул.Проектная,4

      

 

Похожие патенты:

Способ получения 1-аллил-1-(3,7-диметилоктил)пиперидиний бромида // 1027161

Фунгицидное средство // 923346

Способ получения пиперидина // 857132

Способ получения производных тетра-лина или их солей c кислотами // 831075

Способ получения 1,4-диазабицикло (2,2,2) октана // 740776

Способ получения производных морфолина или их солей // 686617

Способ получения гексаметиленимина // 677658

Способ получения n-(2-адамантил)-пиперазина // 635726

Способ выделения кристаллического пиперазина // 635096

Способ получения пиперазина // 568646

9-(2-гексадецилпиридинийоксифенил)-2,3,7- тригексадецилпиридийокси-6-флуорон-флотационный реагент для извлечения ионов редких эелементов // 1032747

Применение (бензотиазолил-2)-морфолиносульфида в качестве стабилизатора водных растворов 1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфата // 1027164

Алкилзамещенные нитроарил или (нитрогетерил) пиридины или иодметилат 4-метил-2-(4-нитробензил) пиридина,обладающие рострегулирующей активностью // 1004384

Хлористый n-{2-[o-(1'-метил-2'-бутенил)]фениламино-2- оксоэтил}пиридиний как ингибитор солянокислотной коррозии стали // 993610