Сополимеры /мет/акриловой кислоты,акриламида и моноалкиловых эфиров малеиновой кислоты в качестве поверхностно-активных веществ

 

Сополимеры /мет/акриловой кислоты, акриламида и моноалкиловьк эфиров малеиновой кислоты общей формулы 1 I - -4Н2С- C-l lCHj-CH-tyiCH- CH toNH, COOHCOQR2 соон п« -н,-снз; где R-j- nk, -20 41 2-10:2-10:1; n 50-200, В качестве поверхностно-активных веществ.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИК

as> ®U <ю

С 08 F 220/06; С 08 F 220/10, 3(5В:C 08 F 220/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21).3438073/23-05 (22) 07.05.82 (46) 15 12 83. Вюл. Р 46 (72) В.A. Миньков, Т.С. Губанова, С.И. Ничиков, A.A. Васильченко и. E.Н. Тарасова (53) 678. 744.139(088.8) (56) 1. Патент CQlA 9 2816882, кл. 260 -86, 1, опублик. 1972.

2. Патент США Р 3658772, кл. 260-80.3, опублик. 1975. (54).COIIOJIHMEPII /МЕТ/AKPNIOBOA

КИСЛОТЫ АКРИЛАМИДА И МОНОАЛКИЛОВЫХ

ЭФИРОВ NAJIEHHOBOII КИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ (57 ) Сополимеры /мет/акриловой кислоты, акриламида и моноалкило:вых эФиров малеиновой кислоты общей формулы

pii

4 >с- с сн, сн cn — сн

c00H 10кнр, с00нсООк д где н„= н, сн ;

"О.то НггН Сго Нм > хну;. z = 2-10 : 2-10: 1; и = 50-200, в качестве поверхностно-активных веществ.

1060631

СИ ! сн;сн-ф„- н,с — с х

СНЗ (ннс-сн )-„-(сн -сн+-+сн, с, !

СО СОО(СН ) lqx

5Н2 ! 2 2

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к сополимерам

/мет/акриловой кислоты, акриламида и моноалкиловых эфиров малеиновой кислоты общей формулы

31

Н С вЂ” С-+ — СН -СН-) — (СН вЂ” СН (Х 2I 9,t

СООН C0NH(СООНС00 где R = -Н -СН

1 1

H -C1g Н2, -H С2„нл1 н

x:y:z = 2-10:2-10:1; и = 50-200, в качестве поверхностно-активных веществ (ПАВ), Сополимеры укаэанной структуры неизвестны, а способы их получения и свойства в литературе не описаны. где R „и R — алкильные радикалы, х: у: z = 3-9: 0-7: 1-2.

Недостатком сополимеров является низкая поверхностная активность (снижение поверхностного натяжения О).

Цель изобретения — создание полимерных поверхностно-активных веществ.

Поставленная цель достигается новой структурой соединения, общей формулы й1 !

+ с-r. -)-+сн-сн -и-нсн — сн

2 Х 2 / 1

СООН СОЙН COOP COO@ где R = -Н -СН, 1 1

Н вЂ” НС10 Н21-НС2ОН41 н х:у-. z = 2-10:2-10:1;

n = 50-200, в качестве поверхностно-активных веществ.

Сополимеры могут быть получены различными методами радикальной полимеризации ненасыщенных соединений, в частности методом осадительной полимериэациин когда все исходные мономеры растворимы в растворителе, а образующийся сополимер нерастворим и по завершении процесса выделяется в виде порошка.

Свойства сополимеров можно варьировать изменением соотношения элементарных звеньев в основной цепи макромолекулы в приведенных

Известны сополимеры акриламида и алкилметакрилатов (13 общей формулы собак, где Н =Н СЙ Н1 — С Н+З .

x:у = 8-9:1-2.

Недостатки сополимеров — низкие поверхностно-активные свойства, поверхностное натяжение растворов этих сополимеров составляет

47,2 дин/см при концентрации сополимера 0,0125 мас.Ъ.

Известны сополимеры акриловой .кислоты, акриламида и алкилметакрилатов Г2 3 общей формулы пределах, частичной или полной нейтрализацией свободных карбоксильных групп. щелочами (КОН, NaOH, нн4он) или аминами, а также регулированием длинь углеводородного радикала алкилового моноэфира малеиновой кислоты.

35 Пример 1. Зн26 r (0,0452 моль) акриловой кислоты, 16,00 г (0,2260 моль) акриламида, 6,26 г (0,0226 моль) моноэфира малеиновой кислоты на спиртах фр.

40 с 1О-с 1 (x;y-.z в соответствии с общей структурной формулой полимера

2:10:1 соответственно R 1 = -R, Р z = с10н н1 с1 Н11, и = 50-100) и 0,24 г (Oн0010 моль) перекиси

45 бензоила в 150 мл диоксана нагревают при перемешивании 2,5 ч при

90-95 С. Выпавший полимер отфильтровывают промывают толуолом и суI о шат в вакууме при 50 С до постоян50

Выход 23,90 г (98н0%) .

Данные элементного анализа полимера.

Вычислено, ti С 55 18; Н 7, 59, О 24, 71, > 12, 50.

Найдено, В: С 54,93; Н 7,47;

О. 24,66; М 12,94.

Кислотное число, мг КОН/r:, вычислено 150,0; найдено 143,8 °

Коэффициент поверхностного натяжения для 0,25% водного раствора

31,3 дин/см.

Определение проводят по известной методике на приборе фирмы

"Kruss методОм Дю-Нуи (метод отрыва кольца).

1060631

Пример 2. 16,27 r (0,2260 моль) акриловой кислоты, 3,20 r (0,0452 моль ; акриламида;

6,26 г {0,0226 моль) моноэфира малеиновой кислоты на спиртах фр. (х:y:z = 10:2:1; и 0,24 г (0,0010 моль) перекиси бензоила растворяют в 150 мл диоксана, и синтез выполняют аналогично описанному в примере 1.

Выход 16,54 r (64„5%).

Элементный состав полимера.

Вычислено, Ъ: С 55,32, Н 7,00;

0 35,20; N 2,48.

Найдено,. Ъ: С 55,08; Н 7,41;

0 35,31; N 2,20.

Кислотное число, мг КОН/r: вычислено 461,0; найдено 546,3. р г< 32,1 дин/см.

П риме р 3. 9,76 r (0,1356 моль) акриловой кислоты, 9,63 г (0,1356 моль) акриламида, 6,26 r (0,0226 моль) моноэфира малеиновой кислоты на спиртах фр.

С и-С (х:у:z = б:б:1; R < = Н„

"г = С, Н „- С„э Нгч, n = 80-120) и О, 24 r (О, 0010 моль) перекиси бензоила растворяют в 150 мл толуола, и синтез выполняют аналогично описанному в примере 1.

Выход 20,30 r (79,8Ъ).

Элементный состав полимера.

Вычислено, %: С 54,78, Н 7,23;

0 30,59; N 7,40.

Найдено, Ъ: С 54,80; Н 7;30;

0 29,36; N 8,54.

Кислотное число, мг КОН/г: вычислено 232,1; найдено 348,2. o,zs = 32,0 дин/см.

Пример 4. 5 04 г (0,0700 моль) акриловой кислоты, 5,00 г (0,0700 моль) акриламида, 8,96 r (0,0350 моль) децилового моноэфира малеиновой кислотй (х:у:z

2:2:1, R„H, Нг=С„Нг„, n=50 100) H.

0,10 г (0,0004 моль) перекиси бензоила растворяют в 100 мл диоксана, и синтез выполняют аналогично описанному в примере 1.

Выход 16,34 г (86,0Ъ).

Элементный состав полимера.

Вычислено, Ъ: С 57,57; Н 7,75, 0 29,51; И 5,17.

Найдено, %| С 57,50; Н 7,64;

0 29,56; N 5,30. бога 43,2 дин/см.

Пример 5. 4,06 r (0,0564 моль) акриловой кислоты, 4,00 r (0,0564 моль) акриламида, 1,59 r (0,0056 молы додецилового моноэфира малеиновой кислоты (х:у:z=

10 10 1р R н н г с гнг5, и = 50-100) и 0,10 г (0,0004 моль) перекиси бензоила растворяют в

100 мл диоксана, синтез выполняют аналогично описанному в примере 1.

Выход 7,80 r (80,8%)

Элементный состав полимера. .Вычислено, %: С 53,21; Н 6,88;

0 31,74; И 8,17.

Найдено, %: С 53,31; Н 6,80;

0 31,74; N 8,15.

45,6 дин/см.

II р и м е р б. 2,52 r (0,0314 моль) акриловой кислоты, 11,10 r (0,1570 моль) акриламида

10 и 5,00 r (0,0157 моль) моноэфира малеиновой кислоты на спиртах фр.

С„ -С„.,(х:у:z = 2:10:1, Н. = -Н, R

=С Н г - Сг, H з, и = 100-200) и

0,18 r (0,0007 моль) перекиси бен15 зоила растворяют в 150 мл бензола, и синтез выполняют аналогично описанному в примере 1.

Выход 17 80 r (97,0%).

Элементный состав полимера, 2О Вычислено, Ъ: С 56,28; Н 7,87;

0 24,12; и 11,73.

Найдено, %: С 56,81; Н 7,65, 0 22,94; N 12,60.

6pzg 44,б дий/см.

25 П р имер 7. 14,40 г (О, 2000 моль) акриловой кислоты, 8,52 r (0 1200 моль) акриламида, 10,00 r (0.,0200 моль) моноэфира малеиновой кислоты на спиртах фр.

С19-Сго (х:у: = 10:б:1; Н „= -Н.„ и 0,33 r (0,0014 моль) перекиси бензоила растворяют в 200 мл диоксана, и синтез выполняют аналогично описанному в примере 1.

Выход 29,73 г (90,3%).

Элементный состав полимера. . Вычислено, %: С 56,26; Н 6,75;

0 31,47; N 5,51.

Найдено, %: С 56,21; H 6,49;

40 0 30,44; М 6,86.

6n2g 41,7 дин/см.

Пример 8. 20 16 г (0,2340 моль) метакриловой кислоты, 3,32 г (0,0468 моля) акриламида, 45 6,00 r (0,0234 моль) децилового моноэфира малеиновой кчслоты (х:у:z

10:2:1i R = -СН Н = -С„онг, n = 50-100) и 0 30 r (0,0012 моля) перекиси бензоила растворяют в

150 мл диоксана, и синтез выполняют аналогично описанному в примере 1.

Выход 9,60 r (32,5%).

Элементный состав полимера.

Вычислено, Ъ: С 57 23, Н 7 47, 0 33,07; N 2,23.

Найдено, %: С 57,37; Н 7,44;

0 32,95; N 2,24.

6 gyp 48,3 дин/см (для раствора натриевой соли полимера) °

Предложенные полимеры обладают высокой поверхностной активностью.

В таблице приведены сравнительные данные поверхностного натяжения водных растворов в зависимости от

65,концентрации.

1060631

Поверхностное натяжение водных растворов полимеров

10З Н/м при концентрациях; мас. Ъ

0 5 0,1 0,05 0,025 0,0125 0,00625

Пример, Р

32i0 33к3 . 37r9 46ii2

58,2

33,5 37 1 42,2

51,3

59,4

36,0 38,1 46,3 55,4

66,3

43,.7 45,2 48,3 54,0

69,8

71,0

Составитель В. Чупов

Редактор T. Парфенова Техред М.Надь Корректор A. Ильин

Заказ 9963/26 Тираж 494 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

Таким образом, изобретение позволяет создавать полимерные поверхностно-активные вещества, обладаю-щие высокими поверхностно-активными свойствами, и может быть использовано и целях снижения поверхностного натяжения раство20 ров.