RU1753700C

RU1753700C - 3-хлориндантрон-4,4′-дисульфокислота как основа для формирования сверхтонких термостабильных поляроидных пленок, селективных в области 620 - 680 нм

Info

Publication number: RU1753700C
Application number: SU4851998/04A
Authority: RU
Inventors: И.Г. Хан; Е.Ю. Шишкина; С.И. Попов; Н.А. Родина; Ю.Ю. Эль; Г.Н. Ворожцов; В.А. Быков; Л.Я. Игнатов; Е.И. Корнюшина; Ю.А. Бобров
Original assignee: Московское научно-производственное объединение "НИОПИК"
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1994-04-30

Abstract

Использование: в качестве основы для формирования сверхтонких термостабильных поляроидных пленок, селективных в области 620 - 680 нм. Сущность: продукт 3-хлориндантрон-4,4′-дисульфокислота формулы (см. рис) C₄₄H₃₅ClN₆O₁₀S₄ выход 68,8% . Реагент 1: индантрон. Реагент 2: сульфирующий агент - моногидрат, олеум и хлорсульфоновая кислота. Условия: температура 80-90С, перемешивание. 1 ил. , 1 табл.

Description

Изобретение относится к водорастворимым красителям, а именно к 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоте формулы

используемым для формирования сверхтонких селективных в области 620-680 нм поляроидных пленок для поляризационных светофильтров.

Аналогом по строению и применению является дисульфокислота индантрона, на основе которой могут быть получены сверхтонкие (1-3 мкм) селективные в области 620-680 нм поляроидные пленки с высокой термостабильностью (до 350^оС).

К числу недостатков вышеуказанных поляроидных пленок следует отнести относительно низкий параметр порядка (0,86) и слабый контраст (51,4).

Целью изобретения является изыскание новой 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты, использование которой дает возможность получить сверхтонкие поляроидные пленки, селективные в области 620-680 нм, которые обладают более высоким параметром порядка и контрастом.

Синтез 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты может быть осуществлен сульфированием индантрона с использованием в качестве сульфирующих агентов моногидрата, олеума и хлорсульфоновой кислоты.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. В 500 мл моногидрата при 20-25^оС растворяют 50 г индантрона, добавляют 18,7 мл хлорсульфоновой кислоты, нагревают до 80^оС и перемешивают при 80-90^оС в течение 11-12 ч. После охлаждения реакционную смесь разбавляют 400 мл воды, осадок отфильтровывают, промывают соляной кислотой до отсутствия в пробе сульфат-анионов и сушат при 80-85^оС. Получают 55 г (68,6% ) 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты. Электронный спектр (в воде), λ_макс 650 нм. ИК-спектр (прибор UR-20, таблетки с KCl, см^-1): 1020, 1260, (SO₃H), 1637 (C= 0). S= Бензилтиурониевая соль.

Найдено, % : С 54,27; 54,44; Н 3,33; 3,50; Cl 4,01; 4,27; N 8,23; 8,30; S 13,74; 13,63.

C₄₄H₃₃ClN₆O₁₀S₄.

Вычислено, % : C 54,51; H 3,43; Cl 3,66; N 8,67; S 13,23.

П р и м е р 2. Аналогичным образом получают 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоту, используя взамен 500 мл моногидрата 200 мл 20% -ного олеума. Выход 83% .

П р и м е р 3. К 75 мл хлорсульфоновой кислоты при 20-25^оС добавляют 59 г индантрона, затем 70 мл 20% -ного олеума, после чего реакционную массу нагревают до 85^оС и перемешивают при 85-90^оС в течение 11-12 ч. По окончании реакции смесь охлаждают и разбавляют 110 мл воды. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают соляной кислотой до отсутствия в пробе сульфатанионов и сушат при 80-85^оС. Получают 65,5 г (82% ) 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты.

П р и м е р 4. В 200 мл хлорсульфоновой кислоты растворяют 50 г индантрона и размешивают при 80-90^оС в течение 11-12 ч. После охлаждения реакционную смесь разбавляют 200 мл воды, осадок отфильтровывают. Полученную пасту кипятят в концентрированной соляной кислоте в течение 1 ч. Осадок фильтруют, промывают соляной кислотой и сушат.

Получают 39,6 г (49,4 % ) 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты. Данные ИК- и электронных спектров и элементного анализа в примерах 2-4 совпадают с данными, приведенными в примере 1.

Методика получения поляроидных пленок.

2 г очищенного от неорганических примесей красителя в виде свободной сульфокислоты растворяют в 200 мл дистиллированной воды. pH раствора доводят добавлением 5% -ного водного аммиака до 6,0, фильтруют через фильтр "Миллипор" с размером пор 0,1 мкм и постепенно упаривают на роторном испарителе до концентрации красителя 15% . При этом образуется лиотропная жидкокристаллическая фаза красителя. Каплю полученной пасты красителя наносят на стеклянную подложку, сверху кладут вторую пластинку и круговым движением растирают пасту в тонкую пленку, после чего верхнюю пластинку резко сбрасывают с нижней. Образовавшаяся тонкая ориентированная пленка после высыхания при скрещивании с нейтральным поляроидом имеет интенсивный голубой цвет. Толщина поляризационной пленки составляет 0,2 мкм. Толщину поляризованной пленки измеряют на интерференционном микроскопе "МИ-6".

Поляроидные характеристики полученной пленки определяют по поляризационным спектрам поглощения (см. чертеж), которые измеряют в диапазоне 370-720 нм на спектрофотометре "Shimadzu". В качестве поляроидного анализатора используют призму "Николь" с апертурой 20 мм.

Получены следующие сравнительные результаты:
1) по параметру порядка (S);
2) дихроичному отношению (N),
3) контрасту (К),
4) степени поляризации (V).

Данные для расчета взяты из поляризационного спектра поглощения (см. чертеж).

Расчеты произведены при λ_макс = 650 нм.

1) Параметр порядка.

S =

= 0.9, где D_⊥ и D

- оптические плотности при ориентации электрического вектора световой волны параллельно и перпендикулярно оси текстуры (направления сдвига).

Ошибка для значения параметра порядка, рассчитанная по формуле
ΔS =

равна 0,0075, параметр порядка S= 0,900±0,0075.

2) Дихроичное отношение
N= D_⊥/D

= 27,7.

3) Контраст
К= T

/T_⊥ = 54,5. где T

и T_⊥ - пропускание при ориентации электрического вектора световой волны

и ⊥ оси текстуры.

T_⊥= 1,58% ;
T

= 86,0% .

4) Степень поляризации
V = 100

= 96.2 % .

Для сравнения характеристик предлагаемых поляроидных пленок с известными взята поляроидная пленка на основе дисульфоиндантрона с оптической плотностью, совпадающей с этим параметром для поляроидных пленок, согласно данного изобретения. Остальные параметры имеют следующие значения:
T_⊥= 1,58% ; D_⊥= 1,8; ΔD_⊥= 0,05.

T

= 81,3% ; D

= 0,09; ΔD

= 0,005.

Ошибка измерения параметра порядка ΔS= 0,008, параметр порядка
S= 0,86±0,008, дихроичное отношение
N= D_⊥/D

= 20, контраст
К= 51,4, степень поляризации
V= 96,1% .

Испытания термостойкости поляроидных пленок на стеклянной подложке проведены в кварцевом реакторе с косвенным обогревом и одновременным контролем температуры кварцевым термометром "Hewlett-Packard 2801A Quartz Thermometer". Измерения проведены на воздухе и в вакууме с откачкой форвакуумным насосом до остаточного давления 10^-2 мм рт. ст. Контроль термостабильности осуществлен по анализу поляроидных характеристик. Результаты приведены в таблице.

Поляродиные пленки, полученные на основе заявляемой 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты, сверхтонкие - 0,2 мкм, термостойкие до 370^оС, селективные в области 620-680 нм и обладают более высоким контрастом 54,5 (вместо 51,4 для аналога) при параметре порядка 0,900 (вместо 0,86 для аналога), степени поляризации 96,2, дихроичном отношении 27,7 (вместо 20 для аналога).

Claims

3-Хлориндантрон-4,4¹-дисульфокислота формулы
как основа для формирования сверхтонких термостабильных поляроидных пленок, селективных в области 620 - 680 нм.