Этоксиалкилмалеинаты в качестве поверхностно-активных веществ

Этоксиалкилмалеинаты в качестве поверхностно-активных веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

<»>956457

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саниалистических

Республик ф лйо ф н (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.07.80 (21) 2954849/23-04 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 07.09.82 (51) М Кл з С 07 С 69/60

В 01 F 17/36

Гасударственный комитет

СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 547.462.3 (088.8) 1 .Ъл, - д -. а p g

Р. В. Родионова, В. А. Волков, В. Д. Орлов и T. А. уццовд,. i: Ч 1ч4а, о1

Новомосковский филиал Ордена Ленина и ор eiia /а! ;нас с„л,, Трудового Красного Знамени химико-технологи еского... института им. Д. И. Менделеева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭТОКСИАЛКИЛМАЛЕИНАТЫ В КАЧЕСТВЕ

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

0 0!! а B — Î - С - HC = vH — С(ОС,Нц!, 0И

Изобретение относится к новым неионогенным поверхностно-активным веществам, (ПАВ), в частности к этоксиалкилмалеинатам общей формулы 1 где R —. Cs — Cip-алкил; 10 х = 2 — 6.

Эпи соединения могут быть использованы в качестве ПАВ (эмульгаторов) и найти применение при производстве безэмульгаторных латексов.

Известны ПАВ ОП-7, ОП-10 — продукты конденсации окиси этилена с алкилфенолами, ДС-10 — продукты конденсации спиртов C4pHg)0H — С1зН370Н с окисью этилена (1).

Наиболее близкими по строению к предлагаемым ПАВ являются поверхностно-активные вещества этоксиалкилалкилмалеинаты — продукты этерификации моноэфира малеиновой кислоты и этоксилированных спиртов алифатическими спиртами (21.

Однако известные ПАВ имеют недостаточно большую поверхностную активность.

Цель изобретения — получение соединений, обладающих улучшенными свойствами по сравнению с известными ПАВ.

Предлагаются этоксиалкилмалеинаты формулы 1 в качестве поверхностно-активных веществ.

Предлагаемые соединения получают этерификацией моноэфира мал еиновой кислоты и гликолей алифапическими спиртами.

Пример. Получение несимметричного. диэфира малеиновой кислоты на основе

0 С

11 11

НО (С Н40) С HC СН С ОН и октилового спирта.

В трехгорлую колбу, снабженную термометром, насадкой Дина-Старка, механической мешалкой, в которой находится

127 г (0,33 моль) моноэфира малеиновой кислоты и гексаэтиленгликоля

НО(СрН40) 6Н прибавляют 43,4 г (0,33 моль) октилового спирта, 1,65 г активированного угля — адсорбента смоляных веществ и 0,33 г серной кислоты в качестве катализатора. Реакцию ведут при температуре выделения воды из реакционной массы 130 С. Процесс контролируют опреде-. лением кислотных чисел. Кислотное число сырого продукта 2,8 мг КОН/r. Реакцион956457 — СзН4 —,в эфирах определяют спектральным анализом на спектрофотометре ИКС-29.

Этоксиалкилмалеинаты типа НОп„МК„(х =

= 2 — 6; у = 14 — 16), где R — алкильный радикал, причем у — количество атомов углерода в алкиле; М вЂ” остаток малеиновой кислоты; и — окоиэтилированная группа,— твердые вещества светло-желтого и коричневого цвета, остальные соединения

НОп,-МКр (х = 2 — 6; у = 8 — 12) — жидкости светло-желтого и коричневого цвета.

Все полученные эфиры хорошо растворяются в органических растворителях. Физико-химические свойства предлагаемых соединений представлены в табл. 1.

Таблица 1 ную массу отфильтровывают от активирова нного угля, нейтрализуют насыщенным раствором соды, промывают, подсушивают, фракционируют в вакууме. Кислотное число готового продукта 0,9 мг КОН/r. Выход

90%.

Аналогичным образом синтезируют остальные диэфиры. Выход диэфиров 85—

90%. Степень чистоты малеинатов устанавливают по молекулярной рефракции— разность между теоретическим и практическим значениями составляет 0,1 — 0,6.

Наличие групп C =, О, — ОН, — О—

Молекулярная рефракция

Кислотное число, мг KOH/г

Т. пл., сс

Сосдиисиис и -0

D найдено вычислено

1,4306

1,4490

1,4582

1,4595

1,4625

1,4553

1,4568

),4589

1,4662

1,4669

1,4609

1,4616

82,7

86,7

9!,6

95,90

101,7

9.;,7

98,4

112,5

123,4

134, 3

36

33

1,4365

1,4401

1,4435

1,4511

1,4602

126,9

131,7

136,2

14),0

145,6

126,5

13 1,2

135,8

140,5

145,2

37

Примечания. R — алкильный радикал, причем стоящие лерода в радикале;

М вЂ” остаток малеиновой кислоты; и — оксиэтилироваиная группа. рядом цифры обозначают количество атомов угКоллоидно-химические свойства этоксиалкилмалеинатов и известнь.х ПАВ приведены в табл 2.

Исследование поверхностно-активных свойств этоксиалкилмалеинатов показало, что с увеличением концентрации растворов синтезированных малеинатов поверхностное натяжение уменьшается, а это свидетельствует о постепенном формировании адсорбционного слоя на границе растворвоздух, насыщение которого приводит к тому, что поверхностное натяжение достигает предельного значения.

Кроме того, критические концентрации мицеллообразования имеют величину

1 10 4 — 1 . 10 з моль/л, характерную для многих неионогенных ПАВ, что свидетельствует о способности этоксиалкилмалеинатов к образованию мицелл в водных растворах (табл. 2).

Исследованы свойства предлагаемых этоксиалкилмалеинатов для сравнения их со свойствами известных неионогенных

ПА — ОП-7, ДС-10, этоксиалкилалкилмалеинатов.

На графике приведена зависимость поверхностного натяжения от концентрации растворов ПАВ, где 1 — -Hon MR>6, 2—

R,ï;,MR ã, 3 — ДС-10; 4 — ОП-7.

По зависимости поверхностного натяжения от концентрации ПАВ найдены критическая концентрация мицеллообразования (ККМ), предельная адсорбция, поверхностная активность (табл, 2).

Из сопоставительного анализа графикоц зависимости видно, что более резкое снижение поверхностного натяжения происходит при добавлении полученных ПАВ.

Одной из основных характеристик ПАВ является поверхностная активность. При сравнении результатов, полученных для этоксиалкилмалеинатов и для известных

2

4

6

8

ll

12

13

14

16

17

18

19

2l

22

R,Mï,OH

R,,Ìï,ОН

RюМп2ОН

КИМП,ОН

R,, ln nOH

К„,МпОН

R,,Ìn,OH

R,, МпзОН

RIoМп ОН

R„Мп,OH

R Mï,0Н

R Мп4051

В„Мп,ОН

R,,Ìп,,OH

В„Мп,ОН

R Ìп;,ОН

Вф)n,,OÍ

R,а!и,OH

R»Mn OH

R, Mп„0Н

R,4Ìп,,0, )

R»il!nÄ,OH

R „,М п<,OH.

0,7

0,8

0,6

0,9

0,7

0,9 (,8

0,7

0,6

0,9

0,8

0,6

0,7

0,6

0,9

0,9

0,9

0,7

0,5

0,6

0,6

0,7

0,981

0,989

0,994

0,997

0,999

1,012

1,028

1,032

1,041

1,053

1,012

l,026

1,009

1,013

1,018

1,028

1,031

83,3

86,4

91,7

95,5

102,1

93,4

98,0

) 02,7

107,3

111,9

122,9

134,7 !

956457 ществ видно, что предлагаемые ПАВ имеют лучшую способность к мицеллообразованию, чем промышленные образцы типа ОП и ДС и этоксиалкилалкилмалеинаты.

Следовательно, синтезированные несимметричные диэфнры малеиновой кислоты — этоксиалкилмалеинаты составляют новый тип неионогенных ПАВ и могут использовагься во всех областях примене-!

О ни я неионогенных поверхностно-активных веществ. неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ) (табл. 2), видно, что образцы этоксиалкилмалеинатов обладают лучшей поверхностной активностью.

Известна взаимосвязь между ККМ и моющим действием ПАВ. Установлено, что моющее действие возрастает при снижении

ККМ, т. е. с увеличением способности ПАВ к мицеллообразованию. Из сравнения ККМ предлагаемых ПАВ с этой характеристикой выпускаемых промышленностью веТаблица 2

G.10 гиббс

Г 10 е, моль/см

C„, 1О, моль/л апред эрг/см

S0, А

СоединениЬ

R Mn,OH

RoMn2OH

R3oNn„OH

К„мп,он

R»Mn,OÍ

RÄNn,ОН

К8мпзон

В,мпзон к1еМпзон

2

4

6

8

10 R„мирон

11 .1 Ri2Nn3OH

12 едред — предельное поверхностное натяжение;

Скр — критическая концентрация мицеллообразования;

6 — поверхностная активность;

à — предельная адсорбция;

S0 — площадь, занимаемая одной молекулой на границе раствор — воздух.

Примечания.

Формула изобретения

Этоксиалкилмалеинаты общей формулы

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

15 1. Неволин Ф. В. Химия и технология синтетических моющих средств. М., «Пищевая промышленность», 1971.

0 0

1I If

 — 0 — С вЂ” НС =СН вЂ” С(ОСИН,)х ОН где R — алкил Ce — С1а,. х=2 — 6, в качестве поверхностно-активных веществ.

2. Авторское свидетельство СССР

20 № 595292, кл. С 07 С 69/60, 1974.

13

14

16

17

18

19

21

22

23

24

К»МП. ОН

Ri,2ìn5OH

R»MnqOH

RinMngOH

R,Mn,OH

R, Ìï,,OÍ

R„Nn,OÍ

Ri2MnGOH

R„Mn OH

К»Ми ОН

R_#_eNn6OH

RsMn„OH

ОП-7

ДС-10

Rin-„NR»

58,8

56,9

55,5

53,8

51,6

45,0

61,6

58,8

57,3

54,5

52,3

48,6

46,5

49,7

49,6

48,6

47,9

46,9

46,2

45,6

44,5

51,0

1 !

10,85

9,24

8,87

5,73

4,!6

2,08

4,23

4,07

3,47

3,09

2,67

2,34

1,78

1,25

1,77

1,78

1,62

1,48

1,35

1,15

1,04

0,96

1,90

2,23

4,90

2,23

1,21

1,63

1,86

3,17

4,90

12,63

2,33

3,22

4,21

5,64

6,99

9,02

13,12

20,04

12,52

12,21

14,20 ! 6,00

17,90

22,10

24,80

27,20

10,70

18,8

8,8

14,2

7,24

6,99

6,66

6,24

5,56

4,34

1,82

1,71

1,60

1,48

1,30

1,34

1,28

1,18

1,18

1,78

1,67

1,55

1,26

1,07

1,00

0,94

2,15

6.9

7,6

0,88

22,8

23,7

24,9

26,6

29,8

38,4

91,2

97,0

97,5

98,8

127,7

130,8

134,2

146,3

140,3

93,5

99,6

107,0

137,2

158,5

166,2

170,9

77,3

24,1

2i,8

188,0

956457

1 :,З g< СЮ С,г l

Составитель Н. Антипова

Редактор 3. Бородкина Техред О. Павлова Корректор И. Осиповская

Заказ 873/678 Изд. № 214 Тираж 448 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»