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Reinigungs-, Emulgier-, Dispergier-, Netz- und Schaummittel Nach der
britischen Patentschrift 437 285 werden Weichmachungs- und Reinigungsmittel erhalten,
wenn man 2-Alkylmerkaptobenzthiazol mit niedermolekularen Alkylestern anorganischer
Säuren, z. B. Dimethylsulfat, umsetzt, wobei die in den Merkaptanrest eingeführte
Alkylgruppe aus wenigstens 8 C-Atomen bestehen soll. Als Beispiel wird hierbei die
Umsetzung von Octadecyl-, Dodecyl- und Octadecenylmerkaptobenzthiazol mit Dimethylsulfat
angeführt. Das dabei erhaltene Kondensationsprodukt soll sich klar in heißem Wasser
lösen und stark schäumende, in der Kälte zu seifenähnlichen Massen erstarrende Lösungen
bilden.
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Im Gegensatz zu den anionaktiven Waschmitteln besitzen jedoch diese
kationaktiven Waschmittel, zu denen auch die in der genannten britischen Patentschrift
erwähnten Kondensationsprodukte gehören, kaum irgendwelche praktische Bedeutung,
da sie nur in stark sauren Flotten (z. B. pH < 3) eine genügende Waschwirkung
zeigen; unter gewöhnlichen Bedingungen fehlt ihnen jedes Waschvermögen.
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Es wurde nun gefunden, daß man die Kondensationsprodukte von 2-Merkaptoarylensulfosäuren
oder -carbonsäuren mit aliphatischen, hydroaromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen
Halogenverbindungen, deren Kohlenwasserstoffkette wenigstens 5 CAtome umfaßt, sich
mit vorzüglicher Wirkung als Reinigungs-, Emulgier-, Dispergier-, Netz- und Schaummittel
verwenden kann.
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Diese erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe kann man dadurch gewinnen,
daß man 2-Merkaptoarylenthiazolsulfosäuren oder -carbonsäuren in neutraler oder
schwach alkalischer Lösung, gegebenenfalls unter Zusatz von geeigneten Lösungsmitteln,
mit aliphatischen, hydroaromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen Halogenverbindungen
kondensiert,
deren Kohlenwasserstoffkette wenigstens 5 C-Atome umfaßt.
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Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe kann ferner
dadurch geschehen, daß man zu der vorerwähnten Kondensation Halogenverbindungen
mit verzweigter Kohlenwasserstoffkette verwendet, deren Kohlenwasserstoffkette aus
wenigstens 5 C-Atomen besteht. Ferner ist auch die Möglichkeit gegeben, daß man
an Stelle der 2-Merkaptoarylenthiazolsulfosäuren zunächst Alkalisalze der 2-Merkaptoarylenthiazole
kondensiert und die erhaltenen Kondensationsprodukte nachträglich sulfiert.
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So erhält man beispielsweise durch Umsetzen von n-Octylchlorid oder
aber von 2-Chloroctan mit dem Dinatriumsalz der 2-Merkaptobenzthiazol-6-sulfosäure
in wäßrig-alkoholischer Lösung, zweckmäßig in der Wärme, die entsprechenden 2-Octylmerkaptobenzthiazolsulfosäurederivate
2-Octylmerkaptobenzthiazol-6-sulfosaures Na bzw.
2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfosaures Na. Verwendet man statt dessen 2-Äthyl-i-Chlorhexan
zur Kondensation, so erhält man auf dem gleichen Wege das 2-(2'-Äthyl-i'-hexyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfonat
Auf die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe wird im Rahmen des
vorliegenden Schutzbegehrens kein Anspruch erhoben.
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Die überraschend günstigen kolloidchemischen und waschtechnischen
Eigenschaften der erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen sind offenbar dem
Zusammentreffen der verschiedenen Heteroatome im Thiazolkomplex, insbesondere aber
der Schwefelbrücke zu verdanken, da ein Ersatz der letzteren durch andere Atome
oder Atomgruppen, z. B. durch die Sulfongruppe, die waschtechnischen Eigenschaften
verschlechtert.
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An den folgenden Beispielen seien einige der wichtigsten Eigenschaften
der erfindungsgemäß zu verwendenden Stoffe näher erläutert. i. Schaumvolumen- und
Schaumbeständigkeit In einem graduierten Glaszylinder von iooo cm3 Inhalt werden
25o cm3 einer wäßrigen Lösung der zu prüfenden Substanz durch gleichmäßige, senkrechte
Stöße mit einer durchlochten, dem Durchmesser des Zylinders angepaßten Metallscheibe
zum Schäumen gebracht. Die 'Metallscheibe ist genau in der Mitte an einem dünnen
senkrechten Metallstab befestigt, der in einem ringförmigen Handgriff endigt und
mit Hilfe einer Führung, die zugleich als DRckel den- Zylinder abschließt, eine
gleichförmige Hubweite ermöglicht. Das Schaumvolumen wird nach jeweils 6o gleichmäßigen
Stößen, wozu etwa i Minute erforderlich ist, abgelesen. Übersteigt das Schaumvolumen
iooo cm3, so werden zur Prüfung statt 250 cm3 nur die Hälfte oder ein Viertel
genommen und die Schaumhöhe mit 2 bzw. 4 multipliziert (worunter natürlich die Genauigkeit
der Beobachtung in geringem Maße leidet). Man beobachtet nun die Schaumhöhe bei
verschiedenen Konzentrationen, und zwar von Lösungen in destilliertem Wasser und
in einer anderen Versuchsreihe unter Zusatz von jeweils o,10/0 Soda.
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Die bei der Prüfung einiger dieser Verbindungen erhaltene Schaumhöhe
in Kubikzentimeter zeigt folgende Tabelle:
| Substanz ohne Alkalizusatz |
| o,ooi 0/0 00o5 0/0l o,oi % 0,05 % j 0J 0/0 0,5 0/0
1.0 0/0 |
| 2-n-Octylmerkaptoberlzthiazol-6-sulfonat . .. 320 48o
- 88o - 1440 168o |
| 2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfonat 320 420
530 89o 1260 146o 180o |
| 2-(2'-Äthyl-i'-hexyl)-merkaptobenzthiazol |
| 6-sulfonat ........ . ................. 330 46o
530 1100 1750 2200 3200 |
| Substanz mit Alkalizusatz |
| 0,001 0/0'0,005 0/0l o,oi % 0,05% 0@i o/o
!@ 0,5 0/0 |
| 2-n-Octylmerkaptobenzthiazol-6-sulfonat ... 480 500 56o
750 j - 1000 1100 |
| 2-(2 -Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfonat 36o 500 60o 110o
160o 1900 1800 |
| 2-(2'-Äthyl-i'-hexyl)-merkaptobenzthiazol- |
| 6-sulfonat ............................ 37o 52o 62o 1300 1
1800 220o j 3200 |
Mit Lösungen von Sulfonaten höherer Kohlenwasserstoffe (erhalten z. B. durch Sulfochlorierung
geeigfieter Fraktionen aus der Fischcr-Trop@ch-Sy::-these, die unter dem gesetzlich
geschützten Warennamen Mersolate im Handel und als synthetisches Waschmittel vielfach
verv^rr.ct si;@'), bei denen ;'ie
salzbildende Sulfonsäuregruppe
direkt mit einem C-Atom der Paraffinkohlenwasserstoffkette verbunden ist, werden
unter den gleichen Bedingungen bei Konzentrationen von 0,o5°/° vergleichsweise Schaumvolumen
von 98o cm3 ohne Alkalizusatz und von 100o cm3 mit Alkalizusatz erhalten.
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Bei der Prüfung auf Schaumbeständigkeit von o,o5°/oigen Lösungen dieser
Stoffe wurde der Abfall der Schaumhöhe nach 5 Minuten abgelesen und ferner die Zeit
in Sekunden bestimmt, in welcher die Schaumsäule bis zu einer bei ioo cm3 angebrachten
Marke aufrahmte. Mit Rücksicht auf das außerordentlich starke Schaumvermögen der
3. Verbindung mußte hierbei nur eine o,o3°/oige Lösung verwendet werden. Die einer
o,o5°/oigen Lösung entsprechenden Werte würden in diesem Falle also wesentlich höher
liegen.
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Näheres hierüber ergibt die folgende Zusammenstellung:
| Schaumvolumen Aufrahmung bis zur |
| Substanz vor und nach 5 Minuten ioo-cm3-Marke in Sek. |
| ohne Alkali I mit Alkali ohne Alkali l mit Alkali |
| 2-n-Octylmerkaptobenzthiazol- |
| 6-sulfonat..................... 88o bis 630 75o
bis 570 92,3 64,9 |
| 2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol- |
| 6-sulfonat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89o bis
85o iioo bis io5o 95,7 185,7 |
| 2-(2'-Äthyl-i'-hexyl)-merkapto- |
| benzthiazol-6-sulfonat (0,o3°/°ige |
| Lösung) . .... . . .. ... ........ .. iioo bis 98o 92o bis
91o 122,9 122,2 |
| Sulfonat höherer Kohlenwasserstoffe, |
| wie es unter dem gesetzlichen ge- |
| schützten Warennamen Mersolat |
| im Handel ist, zum Vergleich |
| (o,o5o/oige Lösung) . . . . . . . . . . . . 98o bis
950 iooo bis 98o 118,4 142,5 |
z. Bestimmung der Grenzflächenaktivität Die Bestimmung erfolgte in der Weise, daß
die Tropfenzahl von i cm3 Paraffinöl beim Austreten aus einer Kapillare in eine
o,o5°/oige Lösung der zu prüfenden Substanz gemessen wurde. Als Vergleich diente
hierbei eine o,o5°/oige Mersolatlösung. 2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-srilfonat
8o Tropfen, Mersolat 7o Tropfen. 3. Verhalten einiger der erfindungsgemäß zu verwendenden
Stoffe in der Weißwäsche Die in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Zahlen geben
den Weißgehalt in Prozenten von künstlich angeschmutztem Baumwollgewebe (Schmutztrübe
ungewaschen = 43 bis 44°/o) wieder. Gewaschen wurde mit einer o,04°/° der aktiven
Substanz enthaltenden Waschflotte bei 15' der Härte und mit enthärtetem Wasser
(3,5' d. H.) bei einem Flottenverhältnis von i : 30. Der Weißgehalt wurde
mittels Selenzelle auf photoelektrischem Wege bestimmt.
| Substanz 15' d' H' 3,5' d. H. |
| i x gew. j 3 x gew. |
| 1 x gew. |
| 2-n-Octylmerkaptobenzthiazol-6-sulfonat ... 520/0 |
| 590/0 56,60/0 |
| 2-(2'-Octyl)-merkaptobenzthiazol-6-sulfonat 55 °/o 59% 59,5% |
| 2-(2'Äthyl-i'-hexyl)-merkaptobenzthiazol- |
| 6-sulfonat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 5o °/o 55% 58 bis 60 % |
| Sulfonat höherer Kohlenwasserstoffe, wie es |
| unter dem gesetzlich geschützten Waren- |
| narren Mersolat im Handel ist . . . . . . . . 53% 55 °/o
5801/, |