CS238546B1 - Kationaktivní tenzid - Google Patents

Abstract

Kationaktivní tenzid, určený převážně pro přípravu prostředků se změkčující, antistatickou a antimikrobiální účinností. Kationaktivní tenzid, připravený na bázi oxetylovaného alifatického alkoholu, epichlorhydrinu a terciálního alifatického aminu, je tvořen hmotnostně 20 až 60 % kvarterní amoniové soli obecného vzorce kde R značí alkyl se 4 až 22 atomy uhlíku v řetězci, „ značí 2 až 10, X je ze 60 až 95 % vodík a z 5 až 40 % skupina f CH2-CH-04mH CH2C1 kde značí 1 až J, 2 je alkyl s počtem uhlíků 1 až 4 a nebo hydroxyalkyl se 2 až 4 atomy uhlíku a 40 az 80 % vody. Kationaktivní tenzid ve formě 20 až 60 % vodných roztoků tvoří vodojasné až světležluté roztoky, neomezeně stálé.

Description

238 546

Vynález se týká kationaktivního tenzidu, určeného, převážněpro příprava prostředků se změkčující, antistatickou a antimi-krobiální účinností, připraveného na bázi oxety1^0váného ali-fatického alkcholu, epichlorhydrinu a terciárního alifatickéhoaminu.

Kvarterní amonicvé sloučeniny jsou ionogenní, katicnaktiv-ně disociující tenzidy a jsou velmi důležitou skupinou látek.Jejich hydrofobní část molekuly je součástí kationtu, jenž jeprakticky vždy amoniový, většinou kvarterní, výjimečně jiný oni-ový iont. Lze je znázornit obecným vzorcem:

kde R je hydrofobní část, které musí být výšemolekulární, mini-málně s 8 atomy uhlíku v přímém řetězci. Tento alkyl však můžebýt připojen i k aromatickému jádru, popřípadě aralkylové sku-pině. 2 3 Óe alkyl, ary1, respektive H, x“ je hydrofilní část,přičemž aniont může být následující povahy:

Cl®, Br®, J®, CH3OSO3®, C2H5OSO3®, CH^OcP, OlP.

Použití těchto sloučenin je značně rozšířené a rozmanité. Kation-Aktivní tenzidy snižují účinně povrchové napětí a vykazují smá-čecí, emulgační a dispergační vlastnosti. Používají se napříkladv textilním průmyslu jako egalizační prostředky, změkčovadla,dispergační činidla, při zušlechíování textilu. Některé typy těch-to látek vykazují výrazné antimikrobní vlastnosti, takže se pou-.žívají jako antiseptika, baktericidy, fungicidy a cesodorantyv koncentracích 0,03 až 1 %.

Hlavními surovinami pro výrobu kationaktivních tensidů jsoumastné aminy, etoxylované mastné aminy, petrochemické alkylaminy,C12 až G^g alkylhalogenidy, mastné kyseliny, alkanolaminy,nízkomole 238 548 kulární aminy, pyridin, etylendiamin, pólyalkylenaminy,akrylonitril,benzylchlorid, xylylchlorid. Převážné část kationaktivních tenzidů se dosud vyrábí z mast-ných aminů, které se připravují z mastných kyselin živočišných arostlinných tuků, hlavně loje a kokosového oleje, Výroba aminu tou-to cestou je vysoce náročná na zařízení. Z mastné kyseliny se nejprvemusí reakcí s amoniakem za tlaku a vysoké teploty při použití dehyd-ratačního katalyzátoru připravit nitril, který se dále v autoklávukatalytickou hydrogenací vodíkem převede na příslušný primární amin,který se metylací převede na terciární amin a potím se musí přečistitvakuovou destilací, čistý terciární amin lze teprve kvartfcrnizovatvhodným kvarternizačním činidlem, například benzylchloridem.

Jedním z nejvíce ve světě rozšířeným a vyráběným kationaktivnímtenzidem je distearyl-dimetyl-amoniumchlórid, který se používájako změkčující a antistatický přípravek pro textilní materiály.Vyrábí se z distearylaminu metylací a následnou kvarternizací me*tyIchloridem. V poslední době nabyla na významu příprava kation-aktivních tenzidů z petrochemických surovin, to je z petroche-mických aminů. Při výrobě petrochemických alkylaminů se nejčástějivychází z olefinů, které se převedou na alkylhalogenidy, kteréreakcí s amoniakei nebo sekundárními krátkými alifatickými aminyposkytnou příslušné alkylaminy nebo di-alkylaminy.

Velkým nedostatkem všech výše uvedených příprav kvarternícharaonicvých solí je jejich složitá, většinou vícestupňová a techno-logicky náročná příprava. Výše uvedené nevýhody odstraňuje kationaktivní tenzid podlevynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen 20 až 60 %,s výhodou 25 až 40 % kvarterní amoniov-é soli typu I obecnéhovzorce z*1 R0(CHoCHo0) CHOCHCHON - Ro2 2 n 2j 2x2 ox r3

Cl (I), kde R značí alkyl se 4 až 22 atomy uhlíku v řetězci, s výhodou 10 až 18 atomu uhlíku v řetězci, X je z 60 až 95 % vodík a z

5 až 40 % skupina 4CHo-CH-0-) H 2 , m í CH2C1 kde m - 1 až 3, n je 2 až 10 a R^,1 až 4 nebo hydroxyalkyl se 2 až 4 R2, Rj je alkyl s počtem uhlíkuatomy uhlíku a 40 až 80 % vody. Příklad 1 238 546 íUle dosud známého způsobu přípravy chlorhydrineterů bylza katalysy BF^ v dietyleteru nasazen ve 100% přebytku alifatic-ký alkohol C12 až Οχ^, oxetylovaný 4,5 moly etylenoxidu o průměr-né molekulové hmotnosti 400, ke kterému byl ořikaoán eoichlorhydrin,za vzniku monochlorhydrineteru, který po vyisolování byl podrobenkvarternizaci dimetylaminoetanolem ve vodném prostředí za vznikukvarterní amoniové soli I, kde X je prakticky ze 100 % vodík, sobsahem 30 % účinné látky (produkt označen A). Obdobně byl na bázialifatického alkoholu Cj_2 ^15> oxetylovaného 4,5 moly etylenoxi-du a 100% přebytku epichlorhydri nu připraven dichlorhydrineter smenším obsahem trichlorhydrineteru, z kterého byla připravena kvartérnizací dimetylaminoetanolem ve vodném prostředí kvarterní amoniovásůl I, kde X je prakticky ze ICO % skupina ·( CH2-CH-0-jH s obsahem 6η2οι 30 % účinné látky (produkt označen B). Z takto připravených pro-duktů byla připravena smísením 85 % produktu A a 15 % produktu Bkvarterní amoniová sůl I s obsahem 30 % účinných látek, odpovída-jící směsi kvarterních amoniových solí podle našeho vynálezu. Z tak-to uměle připravenou směsí kvarterních amoniových solí byla pro-vedena impregnace na materiálové vzorky materiálů z polyamidu (PAD),oolveSteru (PIS), polyakrylonitrilu (PAN) o rozměrech 30 krát 11 cm o koncentraci 0,4 g a 1,5 g účinné látky na 1 dm''' aplikační láz-O o ně při teplotě 30 C,odmačknuto na Foulardu s přítlakem 45 kg/cm ,rychlostí posunu 3 m za minutu a fixováno na fixačním rámu přiteplotě 120°C po dobu 3 minut. Z váhového přírůstku byl stanovenv % obsah účinné látky, zachycené na vlákně, který by se měl po-hybovat v rozmezí 0,1 až 0,2 %. Po 24 hodinách klimatizace (60%relativní vlhkost, 25°C) se změřil Terraohmetrem BM 283 ve spoje-ní s měřící sondou, povrchový odpor tkanin, udávaný v Ohmech.

Po změření antistatické účinnosti byla stanovena omakem změkčujícíúčinnost přípravku ve srovnání s neupraveném materiálem. Hodnocenízměkčující účinnosti bylo provedeno 10 pracovníky, kteří měli pra-ktické zkušenosti se stanovením stupně změkčením do následujících5 stupňů hodnocení:

Vynikající změkčující účinnost velice dobrá dobrá vyhovujícízměkčující změkčujícízměkčujícíúčinnost účinnost účinnost nevyhovujícízměkčujícíúčinnost(neupravený ma- teriál )

238 S4B

Za výše popsaných podmínek impregnace byl aplikován dosud pou-žívaný distearyldimetylamonium chlorid v koncentraci 0,4 g a1,5 g účinné látky na 1 dm1 aplikační lázně.

Baktericidní účinnost obou přípravků byla testována standartnísurpenzní metodou. Jako testovací mikroby byly použity Staphylo-coccus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas ůeruginosa, Candidaalbicans. Z výsledků uvedených v přiložené tabulce jednoznačněvyplývá, že kvartsrní amoniová sůljodle našeho vynálezu je srovna-telná s dosud používanými přípravky co do změkčující účinnosti,v antistatické a antimikrobiální účinnosti je kationaktivním dťí-oravkům tohoto druhu nadřazena. V tabulce I c značí koncentraci aktivní látky, y značí hmotnostní podíl účinné látky na tkanině v %R značí povrchový odpor tkanin U značí změkčující účinnost, stanovenou výše uve-deným způsobem. V tabulce II je uveden počet přežívajících jedinců. Počet jedincůje vyjádřen standardním způsobem počtem křížků. V našem případěje důležitá skutečnost, že již jeden křížek značí vysoký početpřežívajících jedinců a tedy nízkou baktericidní účinnost.

Tabulka I

Kvarterníamoniovásůl I PAD Materiál PES PAN c/g.dm 1 0,4 1,5 0,4 1,5 0,4 1,5 y 0,08 0,10 8 3,8.10 0,08 0,10 1.10? 0,10 0,12 R/Ohm 9 5,3.10 8 c6,2.10 5, 8 8,0.10 8 1,1.10 U 2 1-2 3 2-3 3 2-3 Distearyl-dimetylamo-nium chlorid PAD PES PAN c/g.dm 0,4 1,5 0,4 1,5 0,4 1,5 y 0,08 0,10 0,08 0,10 0,11 0,12 R/Ohm 12 3,0.10 2,0.1011 5,0.1011 8,5.101 0 8,2.1011 1,3.101 U ' 1-2 1 2 1-2 3 2-3 NeuDravený materiál PAD PES PAN. R/Ohm 1,0.1 013 6,5.1012 8,8 .1012 U 1 5 5 5 - r- 238 546

Ze vzájemného srovnání aplikačních výsledků vyplývá, že kvarter-ní amoniová sůl I vykazuje poněkud nižší změkčovací účinek, cožje však na druhé straně vyváženo jejím vynikajícím antistatickýmúčinkem již při nejnižší zkoušené koncentraci.

Tabulka II

Hodnocení antimikrobní účinnosti obou přípravků při koncentraci0,4 g účinné látky v 1 dm^ a době exposice b minut.

Zkoušený přípravek Testovaný mikrob aureus Escherichia coli Pseudomo-nas aure-ginosa Candida albicans Kvarterní amoniovásůl I 1 0 3 1 Distearyldimetyl-amonium chlorid +++ ++++ +++++ +++ Kontrolní vzorek +++++ +++++ +++++ +++++ Při použití kvarterní amoniové soli I o koncentraci 0,4 g účinnélátky v 1 dm jsou po 5 minutové exposici prakticky všechny testo-vaní mikroby usmrceny. U přípravku distearyldimetylamonium chloridu nebyla za stejnýchpodmínek baktericidní účinnost prokázána.

Claims (1)

1. 23B 546

   kň se změkčující, antistatickou a antimikrobiální účinností, při-oravený na bázi oxetylovaného alifatického alkoholu, epichlorhydri-nu a terciárního alifatického aminu, vyznačený tím, že je tvořenhmotnostně 20 až 60 %, s výhodou 25 a? 40 % kvarterní amoniové soliobecného^ vzorce I _ +

   Cl (I) kde R značí alkyl se 4 až 22, s výhodou 10 až 18 atomy uhlíku vřetězci, n je 2 až 10, X je z 60 až 95 % vodík a z 5 až 40 % sku-oina 4CH2-CH-09mH, kde m = 1 až 3, ^l>^2’^3 ja alkyl s počtem CH2G1 uhlíku 1 až 4 a nebo hydroxyalkyl se 2 až 4 atomy uhlíku a 40 až80 % vody. Vytiskly Moravské tiskařské závody, střed. 11 100, tř.Lidových milicí 3, Olomouc Cena: 2,40 Kčs