(2-N,N-ДИЭТИЛАМИНОЭТИЛ)-4′- ОКСИ -3′,5′ -ДИ-ТРЕТ-БУТИЛБЕНЗИЛСУЛЬФИД В КАЧЕСТВЕ КОАГУЛЯНТА ЭМУЛЬСИОННЫХ КАУЧУКОВ Российский патент 1995 года по МПК C07C319/26 C08C1/15 C08F6/22 

Изобретение относится к производству синтетических каучуков методом эмульсионной полимеризации.

Известно, что в настоящее время в производстве СК на стадии выделения каучуков из латексов расходуется 200-250 кг поваренной соли или 30-90 кг солей алюминия или кальция на 1 т каучука. Использование большого количества солей при выделении каучуков из латексов вызывает засоление ценнейших пресных водоемов, которое приводит к необратимым изменениям их биоценозов и нарушает экологическое равновесие окружающей среды.

Известен коагулянт метацид, позволяющий сократить или исключить засоление пресных водоемов.

Однако, во-первых, метацид обладает высоким бактерицидным и фунгицидным действием, поэтому его накопление в серуме и промывных водах приводит к нарушению биологической очистки сточных вод.

Во-вторых, коагуляция каучуков с помощью метацида проводится в условиях, отличных от промышленной технологии выделения каучуков с помощью известных коагулянтов - белков, NaCl и предлагаемого нового коагулянта ВМС-80.

Известен белковый коагулянт ВМС-100А.

При использовании белковых коагулянтов в промышленности СК обнаружились следующие недостатки:
белковые гидролизаты в жаркое время года и в теплых регионах страны подвергаются бактериальному заражению и в последствии загнивают, образуя продукты метаболизма с неприятным запахом;
для исключения заражения оборудования при получении, складировании, транспортировке и применении белковых гидролизатов необходима его тщательная промывка водой, длительная обработка острым паром и обработка дезинфицирующим раствором формалина;
белковые гидролизаты не являются самостоятельными стабилизаторами каучуков, они применяются только в присутствии дополнительных стабилизаторов, оказывая положительное воздействие на их эффективность.

Целью изобретения является получение продукта, обладающего одновременно способностью эффективного коагулянта и стабилизатора каучуков.

Поставленная цель достигается использованием (2-N,N-диэтиламиноэтил)-4¹-ок-си-3¹, 5¹-ди-трет-бутилбензилсульфида формулы (I) в качестве коагулянта каучуков
(I)
Соединение формулы (I) в литературе не описано. Оно обладает следующими преимуществами;
имеет простой способ получения;
является одновременно эффективным коагулянтом и стабилизатором каучуков;
предлагаемый продукт не подвергается бактериальному заражению и не требует необходимости применения консервантов;
предлагаемый продукт может использоваться как самостоятельно, так и в смеси с известными коагулянтами из ряда белков, синтетических аминов.

Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

П р и м е р 1. В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником и термометром, загружают 52,6 г (0,2 моль) основания Манниха (ТУ 38.103368-87) и 29,2 г (0,22 моль) 2-диэтиламиноэтантиола [Catalog Handbook of Fine Chemicals Aldrich Chemical Company. 1986-1987 г., р. 465; Sigma Price List, 1987 г., 508].

Реакционную смесь нагревают до температуры 120-130^оС в течение 5 ч и затем отгоняют избыток 2-диэтиламиноэтилмеркаптана при 2 мм рт.ст. В колбе остается готовый продукт, представляющий собой маслянистую легко подвижную прозрачную массу слабо-желтого цвета. Выход 98%.

Полученный продукт (2-N,N-диэтиламиноэтил)-4¹-окси-3¹, 5¹-ди-трет-бутилбензилсульфид) представляет собой прозрачную маслянистую жидкость с показателем преломления (n_D²⁰), равным 1,5100.

Найдено, %: С 72,1; Н 10,4; N 4,1; S 8,8.

Мол. масса 346.

Вычислено, %: С 71,8; Н 10,5; N 4,0; S 9,1.

Мол. масса 351.

ПМР-спектр, показанный на чертеже снят на спектрометре
ЕМ-390 "Vаrian"; рабочая частота 90 МГц.

Внутренний эталон тетраметилсилан (т.м.с.).

В дальнейшем для упрощения соединение - 2-N,N-диэтиламиноэтил-4¹-окси-3¹, 5¹-ди-трет-бутилбензилсульфид, будет представлено под шифром ВМС-80.

П р и м е р 2. В 100 мл бутадиенстирольного (α-метилстирольного) латекса, предварительно нагретого до 60^оС, при перемешивании сначала вводят коагулянт ВМС-80, а затем подают 1%-ный водный раствор H₂SO₄ до рН ≈ 3. Через 10 мин перемешивания происходит полная коагуляция латекса, серум прозрачный.

В контрольных опытах используют известный белковый коагулянт ВМС-100А и известный метацид. Коагуляция проводится в тех же условиях.

Выделенные каучуки промывают, сушат и подвергают испытаниям в условиях теплового старения при 140^оС в течение 30 мин с последующим измерением индекса сохранения пластичности (ИСП) на пластометре Уоллеса.

ИСП = · 100%.

Результаты по расходу коагулянтов и по их способности стабилизировать каучуки в условиях теплового старения приведены в табл. 1.

Результаты табл. 1 подтверждают, что продукт ВМС-80 является одновременно эффективным коагулянтом и стабилизатором каучуков.

П р и м е р 3. В 100 мл производственных бутадиенстирольных латексов каучуков СКС-30АРКП и СКС-30АРКМ-15 вводят разные дозировки предлагаемого продукта ВМС-80 и докоагуляцию проводят добавлением необходимого количества белкового коагулянта ВМС-100А с подкислением 1%-ным раствором Н₂SO₄ до рН3.

Полученный каучук промывают, сушат и подвергают испытаниям на устойчивость к тепловому старению (ИСП) и определяют содержание геля в полимере.

В табл. 2 приводятся результаты испытаний.

В табл. 2 показано, что предлагаемый продукт вызывает значительное сокращение коагулянта ВМС-100А, а в дозировке ВМС-80 3 кг/т каучука не требуется дополнительного введения белкового коагулянта. Устойчивость каучуков к тепловому старению при совместном применении продуктов ВМС-100А и ВМС-80 находится на высоком уровне.

П р и м е р 4. В 100 мл бутадиенстирольного латекса каучука марки СКС-30АРКП, полученного с разным содержанием диспергатора лейканола, вводят предлагаемый коагулянт ВМС-80. Латекс нагревают до 60^оС и выделяют дополнительным введением коагулянта ВМС-100А с подкислением 1%-ной Н₂SO₄ или без коагулянта ВМС-100А только с помощью 1%-ного раствора серной кислоты.

Контрольные опыты проводят с продуктом ВМС-100А и 1%-ной Н₂SO₄.

Результаты расхода коагулянтов приведены в табл. 3.

В табл. 3 показано, что с уменьшением диспергатора лейканола в латексе существенно снижается расход коагулянта ВМС-80 на выделение каучука как при его самостоятельном применении, так и в сочетании с коагулянтом ВМС-100А.

П р и м е р 5. В 100 мл бутадиеннитрильного и полибутадиенового латекса, синтезированных в присутствии эмульгатора калиевого мыла СЖК (фракции С₁₀-С₁₆) и диспеpгатора лейканола, сначала вводят необходимое количество продукта ВМС-80 и 1%-ной Н₂SO₄ до рН ≈ 3. Каучук выделялся полностью, серум прозрачный. Контрольные опыты проводят с коагулянтом ВМС-100А и метацидом.

Готовые каучуки подвергают испытаниям на стабильность к тепловому старению (ИСП).

Результаты по расходу коагулянтов и ИСП приведены в табл. 4.

П р и м е р 6. В подогретый до 60^оС латекс при перемешивании сначала подают 1% -ную водную Н₂SO₄ до рН 2, а затем вводят коагулянты ВМС-80 и метацид до полного выделения каучука.

Эти условия выделения являются оптимальными только для коагулянта метацида.

В табл. 5 приведены сравнительные данные по расходу коагулянтов - метацида и ВМС-80.

Представленные результаты подтверждают, что расход предлагаемого коагулянта ВМС-80, в отличие от метацида, не зависит от способа и места ввода его в латекс.

Изобретение касается замещенных бензилсульфидов, в частности (2-N,N-диэтиламиноэтил)-4′-окси -3′,5′- ди-трет-бутилбензилсульфида, обладающего коагулирующей активностью, что может быть использовано в производстве синтетических эмульсионных каучуков. Цель - создание нового более эффективного вещества указанного класса. Синтез ведут обработкой основания Манниха 2-диэтиламиноэтилмеркаптаном при 120 - 130°С и 2 мм рт.ст. с отгонкой избытка амина. Выход 98%; мол.м. 346. Новое вещество используют в процессе коагуляции латекса каучука СКС-30 АРКП при 60% с последующим подкислением водным раствором серной кислоты. Расход коагулянта снижается с 3,7 до 2,9 кг/т. 1 ил., 5 табл.

(2-N,N-ДИЭТИЛАМИНОЭТИЛ)-4'-ОКСИ-3',5'-ДИ-ТРЕТ-БУТИЛБЕНЗИЛСУЛЬФИД В КАЧЕСТВЕ КОАГУЛЯНТА ЭМУЛЬСИОННЫХ КАУЧУКОВ.

(2-N, N-диэтиламиноэтил)-4'-окси-3', 5'-ди-трет-бутилбензилсульфид формулы

в качестве коагулянта эмульсионных каучуков.