Натриевые соли полибутиленгликолевых эфиров сульфоянтарной кислоты в качестве антистатика в производстве полиамидных волокон

Натриевые соли полибутиленгликолевых эфиров сульфоянтарной кислоты в качестве антистатика в производстве полиамидных волокон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Натриевые соли полибутиленгликолевых эфиров сульфоянтарной кислоты формулы . ROOC-CH i-CH-COOR, i где R - группа R,- группа C(CH,5) цпи 30; или R и R - группа t(CH2)xd3j,H; , в качестве антистатика в производстве полиамидных волокон. с 9 (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ и

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г у

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3498105/23-04 (22) 25.06.82 (46) 30.11.83. Бюл. 9 44 (72) С.Н.Харьков, А.А.Чеберева, и А.С.Чеголя (71) Всесоюэный научно-исследовательский институт сйнтетических волокон (53) 547.541(088.8) (56) l. Патент США I 2028091, кл. 260-481, опублик. 1936. (54) НАТРИЕВЫЕ СОЛИ ПОЛИБУТИЛЕНГЛИ.КОЛЕВЫХ ЭФИРОВ СУЛЬФОЯНТАРНОИ фИСЛО„„SU„„.1057492 А

З(У) С 07 С 143 12; С 11; О 3/34

ТЫ В КАЧЕСТВЕ АНТИСТАТИКА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИАМИДНЫХ ВОЛОКОН (57) Натриевые соли полибутиленгликолевых эфиров сульфоянтарной кислоTbt фориулы

gooc-сн -сн-cooR

2.

80 йа где R - группа f(CH ) 0) Н;

Rl- группа p(CH )

n=l0 или 30; R R< груп,"а ((СН2) 01иН, n=10, : в качестве антистатика в производстве полиамидных волокон.

Изобретение относится к новым на триевым солям полибутиленгликолевых эфиров сульфоянтарной кислоты формулы

10574

3D

Новые соединения получают в две стадии: этерификацией малеинового ангидрида полибутиленгликолями и сульфированием полученных моно- и диэфиров.

Моноэфиры получают взаимодействием эквимолярных количеств.. малеинового ангидрида и полибутиленгликолей при. температуре 120-140 С, с подводом азота для устранения процессов окисления. Контроль за реакцией осуществляют по кислотному числу (КЧ). Остаточное КВ в зависимости от молекулярной массы полибутиленгликолей составляет 25-62 мг/г.

Время реакции 6 ч.

Образование диэфира проходит в более жестких условиях: используют избыток полибутиленгликолей .(2,2 М на .1М малеинового ангидрида),реакцию катализируют и-толуолсульфоки латой (0,03 М на 1 М малеинового ангидрида) синтез ведут при 140160 С, Для предотвращения реакции

45

50 с- 55

ROOC - СН2-СН-СО0К„

- 03 " где В грчппа ((СН )40)z Н группа (СН2)4 0)„Na

n=10 или 30; или и и К1 — группа ((СН ) 0)п, и= 10, которые обладают поверхностно-активными свойствами и могут поэтому найти применение в качестве антистатика в производстве полиамидных волокон, Известны соединения из класса, производных сульфояитарной кислоты, например динатриевая соль сульфосукцината додецилового спирта, которая проявляет поверхностно-активные свойства .Pl) .

Однако указанное соединение не проявляет антистатического действия.

Цель изобретения — расширение арсенала поверхностно-активных веществ, которые бы обладали высокими антистатическими свойствами.

Поставленная цель достигается новыми соединениями формулы 1, которые могут найти в применение в качестве антистатика в производстве полиамидных волокон.

92 2 полимеризации добавляют гидрохинон (1-23 от веса малеинового ангидрида).

Время реакции 10 ч.

Моно- и дималеаты нолибутилен.гликолей сульфируют в водо-этанольном растворе 227-ным водным раствором со отношении 1,2 М tla SOg íà l М эфира,, температуре 80-100 С, атмосферном давлении, с подводом азота.. Скорость сульфирования моноэфира контролируют по КЧ. S зависимости от молекулярной массы и строения полученных эфиров время реакции составляет от

0,25 до 5 ч.

Синтезированные моно- и динатри.евые соли эфиров сульфоянтарной кислоты и полибутиленгликолей получают в виде паст, восков, порошков белого или кремевого цвета.

Использование полибутиленгликолей молекулярной массы более 2000 и менее 800 нецелесообразно ввиду того, что с увеличением молекулярной массы ухудшается растворимость в воде, а с уменьшением молекулярной массы снижается антистатическое действие.

Пример l. В четырехгорлую колбч, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и| барботером для подачи азота, загружают 41,,7 r (0,02 М) полибутиленгликоля (средняя мол.мас. 2000 n=30) и расплавляют его при 80 С, В расо плав при перемешивании загружают

1,96 r (0,02 М) мапеинового ангидрида. Реакционную массу нагревают при 140 С в течение 6 ч. Для полу0 ченного мономалеата полибутиленгликоля найдены КЧ, эфирное число (ЭЧ) и гидроксильное число (ГЧ), котарые составляют соответственно 22,8;

25,5; 23,5 мг/г (теоретические значения КЧ=ЭЧ=ГЧ=25,7 мг/г), Монозфир не растворяется в воде, растворяется в бензоле, этаноле, ацетоне, гексане, серном эфире.

Далее в четырехгорлую колбу, сиаб. женную мешалкой, термометром, обратным холодильником и барботером для подачи азота, загружают 21,8 r (0,001 М)полученного мономалеата полибутиленгликоля, 1,5 r (0,012 M) сульфита. натрия в 5,4 мл воды, 5 мл этилового спирта. Реакционную смесь нагревают при 100 С и интенсивном пеЬ ремешивании в течение 30 мин. Продукт синтеза, полученный в виде пасты, сушат в вакууме. Динатриевая соль

3 l сульфосукцината полибутиленгликоля

2000 представляет собой:порошок белого цвета с т.пл. 46-54 С. Темпео ратура разложения 290 С; Определены

КЧ=0,8 (теоретическое КЧ О); ЭЧ=

=28,3 мг/r; ГЧ 22,5 мг/г (теоретическое ЭЧ=ГЧ 24,3 мг/г). Продукт растворяется в воде, этаноле, серном эфире, рН 1Х-ного водного раствора 6,7.

Пример 2. В условиях примера 1 загружают 17,6 г (0,022 М) полибутиленгликоля (средняя мол.мас. 800 n=10); 0,98 г (0,01 М) малеинового ангидрида, 0,02 r гидрохинона и 0,05 г и-толуолсульфокислоты. Смесь нагревают при 160 С о в течение 10 ч, Получают димапеат полибутиленгликоля — 800 в виде вязкой коричневой жидкости. Остаточное

КЧ=3,1 мг/г (теоретическое КЧ=О).

ЭЧ=68,1 мг/г; ГЧ=70,3 мг/г (теоретическое ГЧ=ЭЧ 66,8 иг/г). Диэфир не растворяется в воде, растворяется в бензоле, этаноле, ацетоне, гексане, серном эфире.

Затем в колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром и барботером для подачи азота, загружают 8,7 r полученного дималеата полибутиленгликоля, 0,8 r суль фита натрия в 3 мл воды, 3 мл этилового спирта. Реакционную смесь при

100 С и перемешивании нагревают в те чение 3 ч и получают прозрачный раствор с небольшим кристаллическим осадком. Осадок удаляют. После отгонки растворителя и сушки продукта получают мононатриевую соль сульфосукцината полибутиленгликоля — 880 (n=l0) в виде вазелиноподобной ко057492 4 ричневой массы. Определены КЧ 0 мг/г; (теоретическое КЧ=О); ГЧ 69,1 мг/г;

ЭЧ=64,3 мг/г /теоретическое ГЧ=ЭЧ

=62,9 мг/г/. Продукт растворяется в воде, этаноле, серном эфире, ацетоне, бензоле,. рН IX-ного водного раствора

6,8.

Пример 3. Аналогично .примеру 1 получают мономалеат полибутилен1О гликоля мол.мас. &00 (n=.10) при 120 С. о

Время реакции 6 ч. Эфир представляет собой светло-желтую вязкую жидкость., Определены: КЧ 58,5 мг/г; ГЧ 64,6 мг/г, (теоретическое ЭЧ=ГЧ=КЧ=р2,4 мг/г).

Аналогично примеру 1 проводят сульфирование мономалеата полибутиленгликоля — 800. Время реакции 0,25 ч.

Получают динатриевую соль сульфосукцината полибутиленгликоля 800 в о виде белого воскообразного вещества.

КЧ 0,8 мг/г (теоретическое КЧ=О);

ГЧ=50,3 мг/г; ЭЧ=55,2 мг/г (теоретическое- ГЧ=ЭЧ=54,8 мг/г). Продукт растворяется в воде, этаноле, бензоле, рН 1Х-ного водного раствора

6,8. Из полученных соединений готовят 6Х-ный водный раствор, который затем наносят с помощью апликатора на полиамидную нить 29 текс.Обра- ботанную полиамидную нить (содержание антистатика на нити 0,1X) выдерживают в климате по известной методике 24 ч, затем в тех же условиях определяют ее удельное сопротивление на приборе ИЭСН-1 (10 ом см минимальное сопротивление, замеряемое на приборе, меньшие значения прибор не улавливает/.

Поверхностно активные и антистатические свойства новых соединений приведены в табл. l. 1057492

Т а б л и ц а I

«б

Продукт

Пов ерхностная активность

6 HM jK моль

Пенообразующая способность пеноустойчивость, А пенообразование, 7 А

2 0 10

0,71

1,34

39,2

350

4,2 10

0,39 4,9

57,5 .

43,7

Динатриевая соль сульфосукцината полибутиленгликоля — ЗОС

5,0 1012

40,0

42,8

6,0

0,31

Мононатриевая соль сульфосукцината полибутиленгликоля —. 800

1,9 10

0,14

35,0

2,3

39,б

П.р и м е ч а н и е: находят методом наибольшего давления пузырька воздуха (метод Ребиндера). G находят по изотермам поверхностного натяжения.

Пенообразующую способность определяют методом взбивания пены перфорированным диском.

А = вЂ, где А — высота пены в начальный момент

Ая, 3 А1 опыта, А — через 10 мин.

Р ннееооббррааббоотанной полиамидной текстильной нити

29 текс составляет 101 -10 ом см.

1Ф

Новые соединения могут быть использованы в качестве антистатиков в составе отделочных препараций при

50 производстве и переработке химических волокон. В настоящее время широко известно использование в промышленности химических волокон таких антистатиков, как ОС-20 (полиэтиленгликолевые эфиры кашалотовых спиртов- с 20 оксиэтильньми группами) и Синтанол-ДС-20 (полиэтиленгликоФ

Соединение известное

Динатриевая соль сульфосукцината додецилового спирта

Соединения по формуле

Динатриевая соль . сульфосукцината полибутиленгликоля 2000

Поверхностное натяжение при 20 С, 6 „103 й/м

Удельное электрическое сопротивление полиамидной нити, обработанной 67-ными растворами ПАВ, Р ом см левые эфиры синтетических спиртов

С1О-Сщ с 20 оксиэтильными группами) .

Однако новые высокотемпературные процессы в производстве химических волокон требуют использования более термостойких препаратов. Новые соединения по физико-химическим и поверхностно-активным свойствам близки к широко известным антистатикам, но имеют более высокую термостойкость и пониженную пенообразующую способность { таб.2), 1057492

Т аблица 2 о яаЗк С

Растворимост

Внешний вид ом см

Антистатик

Вода, этанол, бензол

Паста свет-. ло-коричнеПрепарат ОС-20

260 193 0,75

1,6 ° 10

45,0 вого цвета

Воскообразное белое

Синтанол ДС-20

Вода, этанол, бензол,-аце0,82 1О 45,3 тон, 240 210 0,48

1 вещество

Вода, этанол, эфир, ацетон, бензол

Натриевые соли полибутиленглик олевых эфиров сульфоянтарной кислоты формулы 1

Пасты, воскообразные вещества 1,9 10—

39,6-5,0 10 43э7!

290 35-57. 0,14 0,39

Составитель Т.Власова

Редактор А.Власенко Техред И.Кетелева Корректор А.ипьин

Заказ -95!8/29 Тираж 4!8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва Ж-35, Раушская.наб., д. 4/5

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

4»

П р и и е ч а н и е: Т - температура, при которой потеря массы составляет 5Х. Определена с помощью дериватографа.

Ф

Сравнительная оценка пок;-зывает, ?5 ют повышенную термостойкость (на что по сравнению с соединениями àíà- 10-17X), пониженное пенообразование логичными по структуре (динатриевая . (в 5-5, раз) пониженную пеноустой соль сульфосукцината додецилового чивость (" в 2-5 раз). спирта) новые соединения обладают по- Таким образом, синтезированные ннженным .пенообразованнем 4в 6- 3б соединения имеют хорошие поверхност

10 pas), пониженной пеноустойчиво- но-активные свойства, антистатичес.стью (л, в 2- 5 раз) и хорошим аштн- . кое действие, пониженные пенообрасгатическим действием (снижение Я зование и пеноустойчивость, что да« на 2-3 порядка) . По сравнению с сое- ет возможность использовать их в ка-. динениями, используемыми в качестве 35 честве антистатика в составе отдеантистатиков (синтанол ДС-20, нре- лочных препараций при производстве парат 0С-20), новые соединения име- полйамидного волокна.