Способ получения антистатиков

м,уравьев,о воДкилбгаютми филибенэнии о СССР1967.ИСТАТИчныхичных С:ВФф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ ИСАНИЕ ИЗОтонснОУ СВИФиъс(71) Всесоюзныйский институт си Калининский .гверситет-алкилкарбоксизтил,и ч а ю щ и й с я тем, чтомышленную фракцию И-(С 1 о- С,14) алнзолсульфонатов натрия Подвервэаимодействию с проьышленныакциями диметил(С,(о -С )-алкилиметил(С 7-С )алкилкарбоксиэтилламмоний хлоридами в соотноше,8-1,2:1,2-0,8Изобретение относится к способуполучения новых антистатиков, кото-рые могут быть использованы в произ..водстве растворных химических волокон, таких как полиакрилонитрильныеПАН),5Известно взаимодействие четвер,тичных аммониевых солей с сольюсульфокислоти 1 .Однако получаемые,четвертичныеаммониевые соединения не являются 10антистатиками.Известен способ получения антистатиков, представляющих собой четвертичные аммониевые солидис -диалкиламинометильных Производных полиэтиленгликолей, заключающийся втом, что полиэтиленгликоль, напримердиэтиленгликоль, обрабатывают диалкиламинометилалкиловым эфиром прииепрерывной отгонке .образующегосяспирта в процессе реакции или смесьювторичного амина и формальдегида с,последующим алкилированием полученного основания 1.21.Известные соединения сообщаютсинтетическим и ацетатным волокнамантистатическую способность.Недостатком известных антистатиков является их хорошая растворимость в воде, что не позволяет с ихпомощью придать антистатическиесвойства волокнам, сохраняющиеся впроцессе стирки,Цель изобретения - разработкаспособа получения антистатиков,которые придают синтетический волок.нам антистатические свойства, сохра"няющиеся в процессе. многократныхстирок,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получения 40антистатиков, производных длинноцепочечных тетраалкилзамещенных чет(вертичных аммониевых солей алкиларил.сульфонатов, общей Формулы 50где й - алкил-С,0+С,й - алкил-Сц+Сг или СС "-алкилкарбоксиэтил,промышленную Фракцию И - 1 С,б -С 14) алкилбензосульфонатов натрия подвергают взаимодействию с промышленнымиФракциями диметил (С 10 -С 2 а) -алкил-или диметилС -) алкилкарбоксиэтилбензиламмоний хлоридами в соотношении 0,8-1,2 ф 1,2-0,8. 60При обработке свежесформованноговолокна водной эмульсией предлагаемого антистатика устойчивые к многократным стиркам антистатическиесвойства и неэлектризуемость волок. на при трении приобретаются за счетпрочного закрепления антистатика вмикропорах, имеющихся на поверхности свежесформованного волокна.Способ получения антистатиковосуществляют следующим образом.50-ный раствор диметил 1 С 0 -Сгд)алкил-Т-01-816-75) или диметил С 1-С 9) алкилкарбоксиэтилбензиламмонийохлорид в воде нагревают до 90 С иприливают в нужном соотношении кнагретому до этой же температуры50-ному водному раствору натриевойсоли И -С 0 -С) алкилбензосульфокислоты ( ТУ-509-74), После охлаждения образуется эмульсия, разделяющаяся на органический и водный слой.Органический слой отделяют от вод=ного, сушат и готовят из него 8-иукэмульсию, которой обрабатывают свежесформованное волокно перед стадией сушки в статических. условиях в .ванне мягкой отделки в течение 30 с.П р и м е р 1 . Раствор 7,20 гдиметил 1 С -Со)алкилбензиламмонийхлорнда в 8 мл воды нагревают до.90 С, приливают к нагретому доэтой же температуры раствору 70 гнатриевой соли И -Сь -С) алкилбензолсульфокислоты в 26 мл воды, Органический слой отделяют и высушива-,ют в вакуум"эксикаторе над едким ка-ли. Получают 11,14 г однородногопастообразного светло-коричневоговещества, Температура размягчения77-81 С, температура начала разложения 230 С. Продукт мало растворимв воде, хорошо растворим в ацетоне,этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде, эФире и гексане, Поверхностное натяжение водного раствора б= 26 10 о Н/м, критическая концентрация мицеллообразования ККИ 8 10 кмоль/м о, Водныйслой упаривают. Остаток промываютацетоном и эфиром. Неорганическийостаток просушивают и анализируютпо фольгарту, Получено 0,55 г хлористого натрия,Из прлученного продукта готовят8-ную водную эмульсию, которой обрабатывают свежесфармованное ПАНволокно с влажностью 140 при модуле ванны 8 в статических условиях30 .с, Отжатое волокно сушат при100 фС до остаточной влажности 2,5.П р и м е р 2 . Раствор 14,22 гдиметил С у-С 9) алкилкарбок сиэтнлдиметилбензиламмоний хлорида в 8 млмодынагревают до 90 С, приливаютк нагретому до этой же температурыраствору 13,92 г натриевой.солиКСО -С 14,)алкилбензолсульфокислотыв 49,5 мл воды. Органический слойотделяют и высушивают в вакуум-эксикаторе над едким кали. Получают23,9 г однородного пастообразногосветло-коричневого вещества. Температура размягчения 72-76 ОС, темперао тура начала разложения250 С. Продукт мало растворим в воде, гексане, хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом.углероде и эфире, Поверхност ное натяжение водного раствораО = 2910 Н/м, ККМ = 2-10кмоль/м. Получено 2,21 г хлористого натрия.Из полученного продукта готовят 8-ную водную эмульсию, которой 10 обрабатывают свежесформованное НАН волокно с влажностью 140 при модуле ванны 8 в. статических условиях 30 с. Отжатое волокно сушат при 100 ф до остаточной влажности 2,5,П р и м е р 3. Раствор 8,48 г диметил С -С ). алкилбензиламмоннй хлорида в 45 мл воды нагревают до 90 ОС, приливают к. нагретому до этой же температуры раствору 6,96 г натриевой соли н -(С 1 р -С) алкилбен". 20 золсульфокислоты в 24,7 мл воды, Органический слой отделяют и высуши" вают в вакуум-эксикаторе над едким кали. Получают 13,64 г однородного пастообразного светло-коричневого 25 вещества. Температура размягчения 103- 106 ОС, температура начала разложения 235 фС. Продукт мало растворим в воде, хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четы реххлористом углероде, эфире и гек-, сане. Поверхноетвое натяжение водно гО раствора бо, 27 10 Н/м, ККМ2,510 кмоль/м , Получено 1,15 г хлористого натрия.35Из.полученного продукта готовят 8-ную водную эмульсию, которой обрабатывают 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 2,5.1П р и м е р 4. 50-ный водный раствор, содержащий 80 г диметилС- -(;9)алкилбензиламмоний хлорида нагревают до. 90 фС и приливают к нагретому до этой же: температуры 50-ному раствору, содержащему 120 г натриевой соли и -(Со -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 фС, 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 И/м,ККМ=8 10 кмоль/мИз полученного продукта готовят .8-ную водную эмульсию, которой обрабатывают свежесформованн 6 е ПАН волокно с влажностью 140 при модулеванны 8 в статических условиях30 с. Отжатое волокно сушат при100 фС до остаточной влажности 2,5.П р и м е .р 5. 50-ный водныйраствор, содержащий 100 г диметил-(Су -( )алкилбензиламмоний хлоридовнагревают до 90 РС и приливают к наг.ретому до этой же температуры50-ному водному раствору, содержащему 100 г натриевых солей И -(С- С 1 ) алкилбензолсульфокислоты.После охлаждения смеси образуетсяэмульсия, разделяющаяся на органическнй и водный слои. Органическийслой отделяют от водного и сушат ввакуум-эксикаторе над едким кали.Выход продукта 170 г. Получают однородное пастообразное светло-коричневое вещество, Температура размягчения 77-81 С, температура началаразложения 230 С, Продукт малорастворим:в воде, хорошо растворимв ацетоне, этаноле, хлороформе, бенэоле, четыреххлористом углероде,эфире и гексане, Поверхностное натя-.жение водного раствора б = 26 10 Н/м,ККМ = 8110кмоль/мь.Из полученного продукта готовят8-ную водную эмульсию, которой об-рабатывают свежесформованноеПАН волокно с влажностью 140 примодуле ванны 8 в статических условиях 30 с. Отжатое волокно сушатпри 100 С до остаточной влажности2,5,П р и м е,р б. 50-ный воднМйраствор, содержащий 120 г диметил-С )алкйлбензиламмоний хлоридов нагевают до 90 С и приливают к нагретому до этой же температуры 50-номуводному раствору, содержащему 80 гнатриевых солей И -(С -С,+)алкилбензолсульфокислоты, После охлаждениясмеси образуется эмульсия, разделяющаяся на органический и водный слои.Органический слой отделяют от водно"го и сушат в вакуум-эксикаторе надедким кали. Выход продукта 166 г.Получают однородное пастообразноесветло-коричневое вещество Температура размягчения 77-81 С, температура начала разложения 230 С. Продукт мало растворим в воде, хорошорастворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористомуглероде, эфире и гексане. Поверхностное натяжение водного раствора2610Н/м, ККМ =81 Р кмбли/мИз полученного продукта готовят8-ную водную эмульсию, которой обрабатывают свежесформованное ПАН волокно с влажностью 140 при модулеванны 8 в статических условиях 30 с. Отжатое волокно сушат при 100 С до остаточной влажности 2,5.П р и м е р 7, 50-ный водный раствор, содержащий 100 г диметил (С 7-С) алкилкарбоксиэтилбензиламмОний хлоридов нагревают до 90 С, приливают к нагретому до этой же температуры 50-ному водному раствору, содержащему 100 г натриевых солей 1 -(С -С 4) алкилбензолсульфо.О -44кислоты. После охлаждения смеси образуется эмульсия, разделяющаясяна органический и водный слои, Органический слой отделяютот водного и.сушат в вакуум-эксикаторе над едким кали, Выход вещества 180 г. Получают пастообразное светло-ко- ричневое вещество, Температура размягчения 72-76 С, температура разложения 250 ОС. Продукт мало растворим в воде, гексане,хорошо растворим в ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, четыреххлористом углероде и эфире. Поверхностное натяжео .ние водного раствора б = 29 10 Н/м, ККМ = 2 10 кмоль/м.Из 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, ПАН волокна приобретают одинаково хорошие антистатические свойства независимо от соотношения исходных веществ, взятых для синтеза антистатика. Этоговорит о том, что во всех случаяхполучается продукт реакции, обладающий поверхностно-активными и анти-статическими свойствами.Определение потенциала на волокне, возникающего при трении,проводят следующим образом.Пучок штапельного жгута весом200+20 мг и длиной 100 мм выдерживают не менее часа на воздухе. Одйниз концов пучка. завязывают узлом.Испытываемый образец помещают на деревянную дощечку с гладкой поверх ностью, Волокно прокатывают алюминиевым валиком 10 раз, после чегообразец берут пинцетом из непроводящего материала и касаются пучком волокна шарообразного конденсатора 2 р электрометра Брауна (с пределом измерений от О до 3650 В) Корпус электрометра заземлен. За потенциал, возникающий при трении на поверхностиволокна, принимают первое максималь ное отклонение стрелки электрометра.Сравнение антистатических свойствпроводят с препаратом "Триамоном",применяежм в промышленности в качестве антистатика для ПАН волокон.Из данных, приведенных в таблице,следует, что предлагаемый способпозволяет получать антистатики, имеющие пониженное электросопротивлениеи не электризующиеся при трении 5 даже после 10 стирок.Использование предлагаемого изобретения позволяет улучшить потребительские свойства химических воло"кон,1035022 Обьемное электросопротивление волокна, Ом отенциал, возникающийри трении, В Антистатик по примеруПосле 10стирок ачаль После 5 После 10ное стирок стирок Начальное После 5стирок 2,0109,400 600 100 200 ЗОО100 б 10 200 400 600%Нислитель - при трении алюминиевым валиком на.дереве; знаменатель - при трении о кожу руки человека. Составитель Ж. СергееваРедактор А, Гулько ТехредМ.Гергель КорректорО. Тигор,Заказ 5751/21 Тираж 419 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открьпий 113035, Москва, Ж, Рауыская наб., д, 4/5