Четвертичные аммониевые соли карбоновых кислот,обладающие поверхностно-активными свойствами и антистатическим действием
Четвертичные аммониевые соли карбоновых кислот общей формулы , где а) R ,,H .25 S , V . / б) ,, : остаток фракции синтетических жирных кислот , остаток фракции синтетических жирных . кислот С , обладающие поверхностно-активными свойствами и антистатическим дейст (Л вием.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU „„1142468
4(51) С 07 С 87/30 С 11 D 1/62
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
=.»т»-—
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР
АО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3537489!23-04 (22) 07. 12. 82 (46) .28.02.85. Бюл. N -8 (72) В.П.Кабанов., А.Т.Смирнова, С.Н.Харьков и Н.А.Лебедева (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических волокон (53) 547.233.4(088.8) (56) 1. Поверхностно-активные вещества. Справочник, Под ред.
А.Л. Абрамзон, Г.М.Гаевой, Л., "Химия" ) 1979, с. 190.
2. Поверхностно-активные вещества пля ипроизволства химических волокон.
Каталог. Мытищи, 1981 с. 26. (54) ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ АИМОНИЕВЫЕ СОЛИ
КАР БОНОВЫХ КИСЛОТ ОБЛАДАЮЩИЕ
ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ СВОЙСТВАИИ
И АНТИСТАТИЧЕСКИМ ДЕЙСТВИЕМ. (57) Четвертичные аммониевые соли карбоновых кислот общей формулы, де a) R -C И5, 2 Hgg, C Н, C Н,; б) R -C685CH, д 6 5
К -С„н, остаток фракции синтетических жирных кислот С -С остаток г р фракции синтетических жирных
KHcJlQT СР -С 6,,обладающие поверхностно-активными свойствами и антистатическим действием.
) 142468 2
Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к > четвертичным аммокиевым солям карбоновых кислот общей формулы, где a) R Ñ Н 5 9
В,- «H СИН2) 2 остаток фракции синтетических 10 жирных кислот С -С, остаток фракции синтетических жирных кислот С1 -С<6, проявляющим поверхностно-активные свойства и антистатическое действие, 15 и может использоваться в промышленности химических волокон и текстильной промышленности. Известны натриевые и калиевые соли карбоновых кислот, например лаурат калия, обладающие поверхностно-активными свойствами (11, Однако эти соли не проявляют антистатических свойств. В качестве антистатика в промышленности химических волокон используется "Лаурокс-9" (полиэтиленгликоль монолаураты) (2 . Цель изобретения — поиск новых соединений в ряду анионных поверх- 30 ностно-активных веществ, которые наряду с поверхностно-активными свойствами обладают антистатическим действием. Поставленная цель достигается четвертичными аммониевыми солями карбоновых кислот общей формулы (1), которые могут .быть получены взаимодействием калиевых или натриевых солей карбоновых кислот с тетраэтилам- 0 моний — или бензилтриэтиламмонийгалогенидами либо нейтрализацией карбоковых кислот соответствующими гидро окисями четвертичного аммония. Пример 1. 7,14 г (0,03 соль) ц лаурата калия. помещают в трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, мешалкой и капелькой воронкой, растворяют при нагревании (со= 78 С) в минималь-";> 0 ном количестве абсолютного этанола (75 мл) и по каплям при перемешивании в течении 15 мин добавляют раствор 4,965 r (0,03 моль) тетраэталаммонийхлорида в 20 мл абсолютного этано- 55 ла. Реакционную массу выдерживают при нагревании (t=80 C) и перемешио».о вакии 1 ч, затем после охлаждения отфильтровывают выпавший хлорид калия, отгоняют досуха этиловый спирт при пониженном давлении (15-20 мм рт.ат.,) и выделяют 9,42 г (96 ) мазеобразной тетраэтиламмониевой соли лауриновой кислоты (ia) белого цвета. Найдено, : С 72 75; Н 12 99, N 4,29. Вычислено, .: С 72, 90; Н 13, 07, N 4,26. Из полученного соединения готовят 6Х-ный водный раствор, который затем наносят с помощью аппиликатора на полиамидную нить 29 текс. Обработанную полиамидную нить (содержание антистатика на нити 0,1 вес. ) выдерживают в климате по ГОСТ 10681-63 в течение 24 ч, затем в тех же условиях определяют ее удельное сопротивление на приборе ИЭСН-1 по ГОСТ 19806-74 (10> Ом.см - минимальное сопротивление, замеряемое на приборе) . Пример 2. Аналогично примеру 1 из 0,03 моль тетраэтиламмонийхлорида и 0,03 моль каприната калия получают в растворе абсолютного этанола 8,1 г (90 ) прозрачной вязкой жидкости тетраэтилам;ниевой соли каприновой кислоты (1б). Найдено, : С 71,65; H 13,00; Н 4,55. Вычислено, Ж: С 72,76; Н 12,96; N 4,65. Полученным соединением обрабатывают полиамидную нить аналогично примеру 1. Пример 3. Аналогично из 0,03 моль тетраэтиламмонийхлорида и 0,03 моль пальмитата калия в растноре абсолютного этанола получают 10,8 r (выход 95 ) белой мазеобразной соли тетраэтиламмонийпальмитата (Тв). Найдеко, : С 74,40; Н 13,58; N 3„55. Вычислено, : С 74,73; Н 13,23; N 3,63. Полученным соединением обрабатывают полиамидную нить акалогично примеру Пример 4. В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и капельной воронкой, помещают 23,8 r (О, 1 моль) лаурата калия,.растворяют при нагревании (Р = 780С) в 120 мл абсолютного этанола. По! 1424 45 ñ ккМ ККМ каплям при температуре кипения растворителя (t = 78оС) добавляют 22,78 г бензилтриэтиламмонийхлорида, растворенного в 50 мл абсолютного этанола. Реакционную массу кипятят 1,5 ч. 5 После охлаждения отфильтровывают выпавший хлорид калия и отгоняют досуха этиловый спирт при пониженном давлении (15+5 мм рт.ст.). Выделяют 38, 1 г (97 ) бензилтри- - 10 этиламмониевой соли лауриновой кислоты (г). Найдено, %: С 76, 43; Н 11, 50; N 3,36. Вычислено, %: С 76,67; Н 11,60; N 3,58. Полу .енным соединением обрабатывают полиамидную нить аналогично примеру 1. Пример 5. 27,9 г (0,2 моль) 20 синтетических жирных кислот (СЖК) фракций С -С (молекулярную массу определяют по кислотному числу) помещают в трехгорлую колбу с мешалкой, обратным холодильником и капельной Z5 воронкой. По каплям в течение 40 мин добавляют 111 мл 1,8 н.раствора (0,2 моль) бензилтриэтиламмонийгидроксида в этаноле, что соответствует эквимольному содержанию карбоксилат- ЗО иых групп. При пониженном давлении (15+5 мм рт.ст.) отгоняют досуха этанол, после сушки в вакуумном шкафу при t = 50 С получают 61,1 г (92,4 ) о .беизилтриэтиламмониевой соли СЖК фрак-З5 + ции С -С9 формулы RC00 о-СН -И {С Н Я, где R-С Н 5-.С Н (Jg) Внешний вид светлая вязкая 4б жидкость е Полученным соединением обрабатывают полиамидную нить аналогично примеру 1. Пример 6. 43,63 r (0,2 моль). СЖК фракции С©-С!6 растворяют в 40 мл этанола при нагревании и по каплям при перемешивании добавляют 50 131, 6 мл 1, 52 н.(раствора О, 2 моль) бензилтриэтиламмонийгидроксида в этаноле. При пониженном давлении (!5+5 мм рт.ст.) отгоняют этанол. После сушки в вакуумном шкафу при to= 50 С получают 80 r (99 ) желеобразной коричневой бензилтриэтиламмониевой соли СЖК фракции С<, -С!8 фор68 ф мулы RCOO N -(С НУ) снЩ где, R-Cz-C< (l е) . Полученным соединением обрабатывают полиамидную нить аналогично примеру 1. Пример 7. 36,27 r (0,27 моль) СЖК фракции С -С в 20 мл этанола нейтрализуют 100 -ным раствором гидроксида калия по фенолфталеину. К по" лученной калиевой соли СЖК Фракции С -C> по каплям при перемешивании и нагревании (трехгорлая колба, снабженная холодильником с СаС1 трубкой, мешалкой и капелькой воронкой) добавляют 59, 23 г (0,26 моль) бензилтриэтнламмонийхлорида, растворенного в 85 мл этанола. После охлаждения реакционной массы отфильтровывают выделившийся хлорид калия и отгоняют досуха этанол при пониженном давлении (15%5 мм рт.ст.). Получают 85,7 (99X) бензилтриэтиламмониевой соли СЖК фракции С -С формулы КСОО (М— 9 - ( (С Н Ц, где R C7-С9 (?Л) !! Я Внешний вид — вязкая жидкость светло-коричневого цвета. Полученным соединением обрабатывают полиамидную нить аналогично примеру 1. Поверхностно-активные и антистатические свойства полученното соединения такие же как у соединения, полученного в примере 5. Поверхностно-активные и антнста:l тические свойства полученных с<- динений приведены в табл. Поверхностное натяжение водных растворов полученных соединений определяют по методу .наименьшего давления пузырьков на приборе Ребиндера, критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ) находят графически из изотермы поверхностного натяжения, поверхностную активность рассчитывают по формуле: где 6 и 6 „„ — поверхностное натяо жение чистой воды и раствора исследуемого вещества при ККИ соответственно. 1 t42468 i б 10 ККИ 10 ККМ, . б, И/м кмоль/M кг/м мм /кмоль Ом.см Соединение (1010 6, 5.8 2,26 2,0 27,7 Еа Еб ю (10 15,05 0,96 24 6 15, 20 0,25 0,96 34,4 Ев 3,30 1,0 10 <о. 1,25 4,89 31,2 Ег а1 О <о 25, 22 37, 44 33,3 (10 о 3,1 10 1,5? 5,85 2,50 Лаурат калия Таблица 2 Композиция Показатели 3 j 4 5 Состав, Х Н3М-40 28,0 34,0 25,0 23,6 40,0 28,0 40,0 44,0 ДС-4 28,0 25,5 - 25 0 22,0 23,6 25,5 ДС-10 25,5 22, О. 28,0 Rcooo (<с,н ) k сн Я 9,0 где R-С -C> Rcoo (с н ) н снн®1 Удельное сопротивление полиамидной нити определяют на приборе ИЭСН-1 по ГОСТ 19806-74 (10@ Ом.см — минимальное сопротивление, эамеряемое на приборе).. В табл. 2 представлены реэультатй определения электрического сопротивления стандартных замасливающих композиций на основе минерального масла НЗИ-40 и эмульгаторов ДС-4, 10 ДС-10, в которых в качестве антистатиков использованы лаурокс-9 и соли высших карбоновых кислот с четвертичными аммониевыми соединениями (T.а-le). Замасливающую композицию готовят в виде 10Х-ной водной эмульсии и наносят на полиамидную нить 29 текс с помощью аппиликатора так, что на обработанной полиамидной нити..содержится .0,1 вес.7. замасливателя. Как видно из представленных данных, соединения .(X) обладают высокими поверхностно-активными свойствами, проявляя при этом антистатическое действие, превышающее действие антистатика "Лаурокс-9". Таким образом, четвертичнще аммониевые соли карбоновых кислот общей Формулы (й.) обладают поверхностноактивными свойствами и антистатическим действием. Таблица 1 1142468 Композиция Показатели 5 6 25,0 9,0 Лаурокс-9 20,8 (10 10 4,8 ° 10 2,0. 10 (10 ), Ом.см Составитель В. Теренин Редактор Т, Веселова Техоед З.Палий Корректор И. Эрдейи Заказ 649/23 Тираж 384 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где R-CO -С16 | а10 ю Продолжение табл.2
