Способ получения антистатиков

Способ получения антистатиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИСТАТИКОВ , производных длинноцепочечных тетраалкилзамёщенных четвертичных а мониевых солей алкиларилсульфонатов , общей формулы сНгН -Ri СНз где R - алкил-C Q f R . - алкил-С р +Са.о i или С -С, -алкилкарбоксиэтил , ° отличающийся тем, что промышленную фракцию И-( Qj) килбензолсульфонатов натрия Подвергают взаимодействию с промыншенными фракциями диметил( ))-алкилили диметил(С7-С5) алкилкарбоксиэтил% бензиламмоний хлоридами в соотношении 0,8-1,2:1,2-0,8.

22 А

«191 «П1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

ОГ)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;К АВТОРСНОМЪ СВИМГИЪСТВУ с (21) 2880338/23-04 (22-) 1-1. 02. 80 (46) 15. 08. 83. Бюл. В 30 (72) А.С.Чеголя, A.Е.Мильгром,,. В.М.Левин, Н.М. Бедер, .В.К.Муравьев, С.Г.Поташникова, Л.Я.Дьячкова и В.И.Ануфриева (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических волокон и Калининский .государственный университет (53) 547.233.4(088.8) (-56) 1. Патент СССР Р 486504, кл.. С 07 С 87/30, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 285931, кл. С 07 С 87/30, 1967.

«541 (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ AHTHCTATHКОВ, производных длинноцепочечных .тетраалкилзамеценных четвертичных

3«5g С 07 С 87/30т D 06 М 13/46; С 07 D 295/02 С 07 0 213/20 аммониевых солей алкиларилсульфона тов, обшей формулы

Е СН3 Е

QO- г -к, ово, ф-к

СН3 где R — - алкил-С +С«, R .— алкил-С.; +Cog или С -С

4 . O,7 8

-алкилкарбоксизтил, отличающийся тем, что промышленнув фракцию И-(С.цр- С+ ) алкилбензолсульфонатов натрия Подвергают взаимодействию с проьыыленными фракциями диметил(С,«0 -С <>)-алкил- «" или диметил(С7-С ) алкилкарбоксиэтил- @ бенэиламмоний хлоридами в соотношении 0,8-1,2:1,2-0,8 ° 1035022 е НЗ

О СНгЯ -.- Е, СпЗ

osop О

50 где R - алкил-С 0+С 4., R - алкил-Cry+ или С- -С -алкилкарбоксиэтил, .промышленную фракцию И (С 0 -C 4) аа.килбензосульфонатов натрия подвергают взаимодействию с промышленными фракциями диметил (С10 -C20) -anxan или диметил(С-t-g) алкилкарбоксиэтилбензиламмоний хлоридами в соотношении 0,8-1,2 и 1,2-0,8. 60

При обработке свежесформованного волокна водной эмульсией предлагаемого антистатика устойчивые к многократным стиркам антистатические свойства и неэлектризуемость волок.

Изобретение относится к способу получения новых антистатиков, кото- рые могут быть использованы в произ.водстве растворных химических волокон, таких как полиакрилонитрильные (Пай) .

Известно взаимодействие четвер,тичных аммониевых солей с солью сульфокислоти (1 . Однако получаемые .четвертичные аммониевые соединения не являются 10 антистатиками.

Известен способ получения антистатиков, представляющих собой четвертичные.аммониевые соли дис -диалкиламинометильных Производных полиэтиленгликолей, заключающийся в том, что полиэтиленгликоль, например диэтиленгликоль, обрабатывают диалкиламинометилалкиловым эфиром при иепрерывной отгонке .образУющегося спирта в процессе реакции или смесью вторичного амина и формальдегида с .последующим алкилированием полученного основания 21.

Известные соединения сообщают синтетическим H ацетатным волокнам антистатическую способность.

Недостатком известных антистатиков является их хорошая растворимость в воде, что не позволяет с их помощью придать антистатические свойства волокнам, сохраняющиеся в процессе стирки.

Цель изобретения - разработка способа получения антистатиков, которые придают синтетический волок- 35 .нам антистатические свойства, coxpa"" няющиеся в процессе многократных стирок.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 4п антистатиков, производных длинноцепочечных тетраалкилзамещенных чет(вертичных аммониевых солей алкиларилсульфонатов, общей формулы на при трении приобретаются за счет прочного закрепления антистатика в микропорах, имеющихся на поверхности свежесформованного волокна.

Способ получения антистатиков осуществляют следующим образом.

50%-ный раствор диметил(С 0 -С д)ал. кил-(Т-6-01-816-75) или диметил(С -С9) алкилкарбоксиэтилбензиламмоний о хлорид в воде нагревают до 90 С и приливают в нужном соотношении к нагретому до этой же температуры

50%-ному водному раствору натриевой соли И - (С о -C ) алкилбензосульфокислоты (ТУ-84-509-74). После охлаждения образуется эмульсия, разделяющаяся на органический и водный слой.

Органический слой отделяют от вод= ного, сушат и готовят из него 8Ъ-иук эмульсию, которой обрабатывают свежесформованное волокно перед стадией сушки в статических. условиях в ванне мягкой отделки в течение 30 с.

П риме р 1 . Раствор 7 20 r диметил(С -С 8}алкилбензиламмоний хлорнда в 8 мл воды нагревают до.

90 С, приливают к нагретому до этой же температуры раствору 7 0 г. натриевой соли И -(Cqq -С„ ) алкилбензолсульфокислоты в 26 мл воды. Органический слой отделяют и высушива-; ют в вакуум-эксикаторе над едким ка- ли. Получают 11,14 г однородного пастообразного светло-коричневого вещества. Температура размягчения

77-81оС температура начала разложения 230 С. Продукт мало растворим

s воде, хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде, эфире и гексане. Поверхностное натяжение водного раствора б = 26 10 Н/м, критическая концентрация мицеллообразования KKM 8-10 кмоль/м . Водный слой упаривают. Остаток промывают ацетоном и эфиром. Неорганический остаток просушивают и анализируют по фольгарту. Получено 0,55 r хлористого натрия.

Из прлученного продукта готовят

8%-ную водную эмульсию, которой обрабатывают свежесфбрмованное ПАН волокно с влажностью 140% при модуле ванны 8 в статических условиях

30 .с. Отжатое волокно сушат при

100 С до остаточной влажности 2,5%.

Пример 2 . Раствор 14,22 г диметил (С у-С9) алкилкарбок сиэтнлдиметилбензиламмоний хлорида в 8 мл моды нагревают до 90 С приливают к нагретому до этой же температуры раствору 13,92 г натриевой. соли

К-(С р -С 4.)алкилбензолсульфокислоты в 49,5 мл воды. Органический слой отделяют и высушивают в вакуум-эксикаторе над едким кали. Получают

23,9 г однородного пастообразного светло-коричневого вещества. Темпе1035022 ратура размягчения 72-7боС, темперао тура начала разложения- 250 С. Продукт мало растворим в воде, гексане, хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом.углероде и эфире . Поверхност- 5 ное натяжение водного раствора б;

= 29 ° 10 Н/м, ККМ = 2-10 кмоль/м . . Получено 2,21 r хлористого натрия.

Из полученного продукта готовят

8%-ную водную эмульсию, которой 10 обрабатывают свежесформованное ПАН волокно с -влажностью 140% при модуле ванны 8 в. статических условиях

30 с. Отжатое волокно сушат при

100 до остаточной влажности 2,5%.

Пример 3. Раствор 8,48 г диметил (C -С <, ). алкилбензиламмоннй хлорида в 45 мл воды нагревают до

90 С, приливают к. нагретому до этой же температуры раствору 6,96 r натриевой соли п -(+0 -С 4 ) алкилбен". 20 золсульфокислоты в 24,7 мл воды.

Органический слой отделяют и высушивают в вакуум-эксикаторе над едким кали. Получают 13,64 r однородного пастообразного светло-коричневого 25 вещества. Температура размягчения

103- 106 C, температура начала разложения 235 С. Продукт мало растворим в воде, хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четы- 30 реххлористом углероде, эфире и гек- . сане. Поверхностное натяжение водно гО Раствора б,„„ 27 ° 10 Н/м, ККМ

2,5 10 кмоль/м . Получено 1,15 г хлористого натрия.

Из.полученного продукта готовят

8%-ную водную эмульсию, которой об-рабатывают свежесформованное ПАН -волокно, с влажностью 140% при модуле ванны 8 в статических условиях .30 с. 40

Отжатое волокно сушат при 100 С -до остаточной влажности 2,5%.

Пример 4. 50%-ный водный раствор, содержащий 80 r диметил С -С е)алкилбензиламмоний хлорида нагревают до. 90 С и приливают к нагретому до этой же: температуры 50%-ному раствору, содержащему 120 r натриевой соли И -(С о -С . ) -алкилбензолсульфокислоты. После охлаждения смеси до комнатной температуры образуется эмульсия, разделяющаяся на .органический .и водный слои. Органический слой отделяют от водного и сушат в вакуум-эксикаторе над едким 55 . кали. Выход продукта 166 г. Полученный продукт представляет собой однородное пастообразное светло-коричневое вещество. Температура размягчения 77-81 С, температура начала 60 разложения 230 С. Продукт мало растворим в воде, хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде, эфире и гексане, поверхностное натя 65 жение водного раствораб„„„=26 10 Н/м, ККМ=8 10 кмоль/м

Из полученного продукта готовят .

8%-ную водную эмульсию, которой обрабатывают свежесформованн6е ПАН волокно с влажностью 140% при модуле ванны 8 в статических условиях

30 с. Отжатое волокно сушат при

100 С до остаточной влажности 2,5%.

П р и м е .р 5. 50%-ный водный раствор, содержащий 100 г диметил-(С -()алкилбензиламмоний хлоридов нагревают до 90<С и приливают к наг». ретому до этой же температуры

50%-ному водному раствору, содержащему 100 г натриевых солей И -(С

- С1 ) алкилбензолсульфокислоты.

После охлаждения смеси образуется эмульсия, разделянФаяся на органическнй и водный слои. Органический слой отделяют от водного и-сушат в вакуум-эксикаторе над едким кали.

Выход продукта 170 r. Получают однородное пастообразное светло-коричневое вещество. Температура размягчения 77-81 С, температура начала разложения 230 С. Продукт мало растворим:в воде, хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бенэоле, четыреххлористом углероде, эфире и гексане. Поверхностное натяжение водного раствора б = 26 10 Н/м, KKN = 8i10 KMoJfb/ì .

Из полученного продукта готовят

8%-ную водную эмульсию, которой об» рабатывают свежесФормованное

ПАН волокно с влажностью 140% при модуле ванны 8 в статических условиях 30 с. Отжатое волокно сушат при 100 С до остаточной влажности

2,5%.

П р и м е .р б. 50%-ный воднМй раствор, содержащий 120 r диметил(С„-С )алкйлбензиламмоний хлоридов нагевают до 90 С и приливают к нагретому до этой же температуры 50%-ному ! водному раствору, содержащему 80 r натриевых солей g -(C« -С,+)алкилбензолсульфокислоты. После охлаждения смеси образуется эмульсия, разделяющаяся на органический и водный слои.

Органический слой отделяют от водно"

ro и сушат в вакуум-эксикаторе над едким кали. Выход продукта 166 г.

Получают однородное пастообразное светло-коричневое вещество.. Температура размягчения 77-81 С, температура начала разложения 230 С. Продукт мало- растворим в воде, хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде, эФире и гексане. Поверхностное натяжение водного раствора

26 ° 10 Н/м, KKN =8 1(кмОли/м

Из полученного продукта готовят

8%-ную водную эмульсию, которой обрабатывают свежесформованное IIAH аолокно с влажностью 140% при модуле

1035022 ванны 8 в статических условиях

30 с. Отжатое волокно сушат при

100 С до остаточной влажности 2,5%.

Пример 7. 50%-ный водный раствор, содержащий 100 r диметил (C7-C ) алкилкарбоксиэтилбензиламмОний хлоридов нагревают до 90 С, приливают к нагретому до этой же температуры 50%-ному водному раствору, содержащему 100 r натриевых солей 9 -(С -С 41 алкилбензолсульфо-

<о - 4 кислоты. После охлаждения смеси .образуется эмульсия, разделяющаяся на органический и водный слои. Органический слой отделяют от водного и сушат в вакуум-эксикаторе над едким кали. Выход вещества 180 r, Получают пастообразное светло-ко- ричневое вещество. Температура размягчения 72-76 С, температура разложения 250 С. Продукт мало растворим в воде, гексане,хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде и эфире. Поверхностное натяжео ние водного раствора 6 = 29

10 Н/м, KKM = 2. 10 кмоль/м .

И з полученного продукта готовят

8%-ную водную эмульсию, которой обрабатывают свежесформованное ПАН волокно с влажностью 140% при модуле ванны 8 в статических условиях 30 с. Отжатое- волокно сушат при

100 С до.остаточной влажности 2,5%.

Свойства полученного волокна представлены в таблице.

Как видно из таблицы, IIAH волокна приобретают одинаково хорошие антистатические свойства независимо от соотношения исходных веществ, взятых для синтеза антистатика. Это говорит о том, что во всех случаях получается продукт реакции, обладающий поверхностно -активными и антистатическими свойствами.

Определение потенциала на волокне, возникающего при трении, проводят следующим образом.

Пучок штапельного жгута весом

200+20 мг и длиной 100 мм выдерживают не менее часа на воздухе. Один из концов пучка. завязывают узлом.

Испытываемый образец помещают на деревянную дощечку с гладкой поверх15 ностью. Волокно прокатывают алюминиевым валиком 10 раз, после чего образец берут пинцетом из непроводящего материала и касаются пучком волокна шарообразного конденсатора20 электрометра Брауна (с пределом измерений от О до 3650 В).. Корпус электрометра заземлен. 3а потенциал, возникающий при трении на поверхности волокна, принимают первое максималь25 ное отклонение стрелки электрометра.

Сравнение антистатических свойств проводят с препаратом "Триамоном", применяемям в промышленности в качестве антистатика для ПАН волокон.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что предлагаемый способ позволяет получать антистатики, имеющие.пониженное электросопротивление и не электризующиеся при трении

5 «е сле 10 с ир к.

Использование предлагаемого изобретения позволяет улучшить потребительские свойства химических волокон, 1035022

Обьемное электросопротивление волокна, Ом отенциал, возникакиций ри трений», B

Антистатик по примеру

r После 10 стирок ачаль» После 5 После 10 ное стирок стирок

Начальное После 5 стирок

2,0 ° 109 .

600

200

ЗОО

100б

«1ОО

200

600.800

1000

4,0 109

600 10

260

1000

5,0 "10 . 3,0 ° 10

8,З 109

600

1000

200

9„109

2,7 10

6,3 10

1Щ) .

200

600

1000

2,0 ° 10

7,-0 ° 10 .4,0 10

600

:Г000

200

3:,2 ° 10

8,0 "109

6600

4,7 10

Т00

-100

200

4 0 10 1,0 10

Трйамон

3500

О

400

23220,.НемодйФици- рованное

HAH волокно 4,3.. 10

ЗСОО

3650

%Нислитель — при трении алюминиевым валиком на дереве; знаменатель. — при трении о кожу руки человека.

Составитель Ж. Сергеева

Редактор A. Гулько TexpeitN.Ãåðãåëü Корректор О. Тигор,Заказ 5751/21 Тираж 419 Подл ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по- делам изобретений и открьпий

113035, Москва, X-35, Рауыская наб., д. 4/5

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

4,0 10

1,î 108

З,О 10

3,0 10

2,0 10

4,5 109

3 ° 5 10