抗静电剂的研制

拄术开发 ·TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT 抗静电剂的研制 李文芳 郑国辟 薛冬美 上海工程技东大学 本文叙述抗静电剂C】lH,,CONH(CH,) ‘N(CH,),CH,CO0一的台成方 法 和工艺 条 件的选 择，并用IR、Ms，NMR确定它的结构。 感光腔点在制造、加工和使用过程中，由于摩 擦、接触和分离，极易产生静电荷。静电荷对胶片 危害很大，其中最重要的是静电荷的积累容易产生 静电火花，导致感光乳 层静电曝光，使胶片显影 加工后产生甜技状或光芒状的静电斑疲，造成产品 质量低劣，甚至报度。 为了消除静电，必须在片基的涂层中添加抗静 电剂，以增强片基或腔片面的导电度，使产生的 静电荷在极短时间内散逸。 抗静电帮的种类很多，有吸湿性无机盐 (如硝 酸钾 氯化锂等)和表面活性荆，还有高分子化台 物。现在几乎都是采用表面活性剂作为抗静电 ， 其中两性表菌活性 剂可 改 进明 胶溶液 (涂层)的 润盈性午口可涂性，还能克服彩 色 感光 材料生产审 使用阴离子型或阳离子型表面活性jf0时所存在的问 ⋯ 。 本文舟绍两性表面活性剂二甲基 一乙酸报 一 (3一月桂酰氨基)丙铵 (简称季铵乙酸内盐)的 台成方法，水工艺条件选择和结构论证。 1 原 瑶 月挂酸与N，N一二甲基丙=胺进行胺解反应生 成月桂酰胺，再与氯乙酸钠发生季铵化反应，生成 季铵盐或季铵 内盐。 Cl】H。jCOOH +HlN(CH1)lN(CH，)I— C ，H。 CONH(CH。)．N(CH，)·+HtO C 。H。。CONH(CHI) N(CH1)t+C1CHICOONa +C-一H,,CONH(CH。)。+N(CH。)-CH，CO0一 +NBC1 2 实验部分 2．1化掌萄昌 月桂 酸 (CP) N，N一二甲基丙二胺(AR) 氯乙酸钠(AR) 2．2合虞方洼 在三两瓶中加入月 桂 酸，搅 拌下 滴入 过量的 N，N一二甲基 丙二胺，于120~180 C下 加热 反应 数小时后，再加入一定量的 N，N--甲基丙二胺， 继续加热反应数小时，同时将反应生成的水蒸出， 以促使反应趋于完成。反应结柬后，减压燕馏除去 过量的 N，N一=甲基丙二胺，冷却后得到淡黄色固 体。羟重结晶处理即得到白色中间体N一 一二甲 氨基)丙基月桂酰胺固体 (简称酰胺)。 称取上述反应得到的中 间 体1O克和4．5克氯乙 酸钠及31克水加入 100毫升三 颈 瓶中，漓加 氧氧 化钠承溶液，维持反应体系呈弱碱性， 在100 C条 件下搅拌 反应 5小时以上。反应结柬后。减压蒸 馏除去水，得到散黄色固体，经重结晶处理得到白 色固体季铵内盐。 5 结果与讨论 我们就台成工艺条件的选择和产品结构论证进 行讨论。其中含氮量系以克氏定氮法稠定。 ·1O · 化学工程师》i／i991(总第l9期) 维普资讯 http://www.cqvip.com §．1坎解反应条件对中间体台氮量的嚣响 我 J罘用正交浸计方法，就配料比、胺解温度 和硅解列间对中阔体台氮量的影响进行试验 (见表 1) 。 从表 1数据可见．在我们实验条件范围内，胺 解温度稻胺解对闭对巾阅体的含氯量均有影响，其 中胺解匣应温度的影响最大。提高反应温度和延长 反应时问均有刊于提高中间体的含氮量，而提高反 应温度比延长反应 问更有利，说明高温短对间比 低温长时阅更有利。但是，反虚温度过高，中阅 体 颤色较深，而且能量消耗走，升温困难，因此必额 选择遣宜的膀解反应温度。 表 1 配料比、歧解韫度和胺解州间对中间体 含氯量的影啊 N，N·二甲基 反应温直 应对问 含氟量 备 注 丙二胺 ·月 挂 (^ ) ( ， 酸 (too1) ( C) A 13， C J 9．68 A >A ^￡ 目L C 9．54 B >B A1 Bt Ct 6．S0 C >C Al B C L f．66 配 料 比 反应温度 厦应时间 A1 AI B1 日t C L C‘ §_担赶( ) 7．99 8． 0 9．缸 6． 8．s7 ．92 — — 投 差 O．6l 2．63 I O．％ ．2 荤镀化反应条件对产品音氯量的影晌 我们就酰梭纯度，季铵化试 和碱的种类以及 反应介质对产品含氛量的影响进行 了试 验 (觅 表 2)。从差 2可见，在上述条件下进行季铵化反 应所 表 2 季聩化反应条件对产品含氯量的影响 l 粗制品 氯乙酸 I甲醇钠 甲 醇 7．24 2 精制品 煎乙醒{早醇铀0甲 醇 7．23 8 1精制品 氯乙醯 氢氧化钠 甲 酵 7．O3 4 j精制品 氯乙酸钠 一 甲 醇 7．09 5 I粗制品 鬟c乙酸钠1氢氧化衲j 水 7．29 e l精制品 氯乙酸钠I 一 [ 永 7．38 得到的产品含氮量基本上相接近 其中以氯乙酸钠 为季铵化剂和承作反应介质时，产品呈白色，又由 干永经磷便宜，因此季铵化 匣 应 宣 选用该工艺条 件。另外，寸’l匈体 精 制 与否对产品含氮量影响甚 徽，这是因为中间体中的杂质在产品精制过程也能 化学工程师 1／】99】(臆第】9期) 被去豫，由此可见中间 体 晃 需精 制 亦 可直接使 用。 5．5 结构论证 我们需合成的抗静电剂结掏 为c． H 。CONH (CH )， N(CH，)。CH．COO’。 为了论证谈 产 品 的结构，应厨红外光谱仪，质潜议和棱磁共振仪分 别鳓得谱圈 (甩囤l～3)，洳定结果列^表3。 表8 产品的红外光，质谱和核磁共振谱 0 lI 红外光谱露中有C-NH和CO0 基 匿 的特 征 蜂I质谱测定结果分子量={台342，谊与C， Ht sCON H(ell，)a N(CHs) CHtCOO一的分子量相符}棱 磁共撮铡定结果有符台上式结橱的各种峰出现。因 此我们认 为合成的产品 为上述结构。 图 i 季铰乙酸内趁的棱碰共振谱图 件·FX一90QNMR6~CDHCh曲洁 f6．~$ppm TMS：0，温度3 · 1l 维普资讯 http://www.cqvip.com ‘。00em-· j00● 1●曲 t伸 图 2 季铵乙酸内盐的红外光谱图 240 284 298 ——丁 ——T ——广 C,IHt。CONH (CHI)。--N+(CH。)。-- CH 。二 COO· M．W ．=342 ；! ! ! 图8 季铵乙酸内盐的质谱图 ● 考 盘 ■ 庄温尧．丽性袁面话性．盛光材料，1996lg，33 C．A．9~／10475gm．1983 lpn．Koksl Tokkyo hollo 81．114944，1991 B．E．II“ ∞，A．E．~nHeMeAa． Brit．Patent 1O~ gd5．1986 C·A·g4／P17499si-1991 STUDY ON ANTISTATIC AGENT ． m yp丑aⅡ，1981l 1S(S}i 29~S0 工l 口 ，4 ，z ^ Dq工nI， q‘Don n‘ (Shah ai E Ehm r E and Technology Unive~slty} Abstrat Synthesls sad Choice of pfoees,s eond~ion for lnt虹taHc agent CI：HI．CONH(CH I hN (CHI)-CHtC00一have been described a structure has been estabelshed by means of IR、MS、NMR．The results show that structure of也e p~duet synthesized is in agreement with above-meationed fofmtlI鼻． · 12 · 《化学工程师 1／1991(总第l口期) 维普资讯 http://www.cqvip.com