RU2456293C1 - Алкоксисиланы с гидрофильными n-(1,2-дигидроксипропил) аминоалкилсодержащими и n-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами и способ их получения - Google Patents
Алкоксисиланы с гидрофильными n-(1,2-дигидроксипропил) аминоалкилсодержащими и n-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами и способ их получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2456293C1 RU2456293C1 RU2010154056/04A RU2010154056A RU2456293C1 RU 2456293 C1 RU2456293 C1 RU 2456293C1 RU 2010154056/04 A RU2010154056/04 A RU 2010154056/04A RU 2010154056 A RU2010154056 A RU 2010154056A RU 2456293 C1 RU2456293 C1 RU 2456293C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dihydroxypropyl
- groups
- hydrophilic
- alkoxysilanes
- aminoalkyl
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к новым кремнийорганическим соединениям и способу их получения. Предложены алкоксисиланы с гидрофильными N-(1,2-дигидроксипропил)аминоалкилсодержащими и N-триалкоксисилилалкил-уретансодержащими группами и способ их получения конденсацией алкоксисиланов с N-(1,2-дигидроксипропил)аминоалкильными группами с изоцианатоалкилтриалкоксисиланом в токе азота при температуре 75°С в среде диметилформамида. Технический результат - предложенные соединения являются химически активными соединениями, хорошо растворимы в воде и могут быть использованы для химической модификации волокнистых материалов с целью придания им гидрофильных свойств. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к новым химическим соединениям, конкретно к кремнийорганическим соединениям - алкоксисиланам общей формулы:
х, у, n - число групп, х=1, 3, 4; у=2-6; n=0, 1, 2; R'-CH3, C2H5.
и способу их получения.
Указанные соединения, их свойства и способ получения в литературе не описаны.
Известна смесь полиорганосилоксана и полидиорганосилоксана, обладающая гидрофильными свойствами [Патент №3932276. ФРГ. Состав для обработки текстиля и способ обработки]. Используемый полиорганосилоксан обладает гидрофильными свойствами, но является водонерастворимым соединением. Для увеличения его эмульгирующей способности при обработке волокнистых материалов добавляется другой полидиорганосилоксан, выполняющий функцию поверхностно-активного вещества. Недостатком указанной смеси полиорганосилоксанов является нестабильность эмульсии, ее способность к коагуляции, обусловленная свойствами применяемого полиорганосилоксана.
Наиболее близкими, принятыми за прототип, являются водорастворимые оксиалкиленорганосилоксаны [Соболевский М.В., Музовская О.А., Попелева Г.С. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов. Под общей ред. проф. М.В.Соболевского. М.: Химия, 1975 г. - 96 с.] общей формулы:
где х=-СН2-, -СН2С(O)-, -O-;
l, р, m, k, n - число групп и число молекул в группах соответственно;
l=14-4; р=4-14; m=15-24; k=1-4; n=1-5;
R'=СН3, С2Н5.
Наличие в оксиалкиленорганосилоксанах оксиэтиленовых звеньев обуславливает их растворимость в воде. Эти вещества гидрофильны среди полиорганосилоксанов, обладающих обычно гидрофобными свойствами.
Недостатком данных оксиалкиленорганосилоксанов является то, что в настоящее время они являются труднодоступными и дорогими продуктами. Кроме того, данные оксиалкиленорганосилоксаны обладают недостаточно эффективными гидрофилизирующими свойствами [Патент РФ №2370583. Способ придания волокнистым материалам гидрофильных свойств].
Целью изобретения являлся синтез алкоксисиланов с гидрофильными N-(1,2-дигидроксипропил)аминоалкилсодержащими и N-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами, которые могли бы быть использованы для гидрофильной отделки волокнистых материалов.
Алкоксисиланы с гидрофильными N-(1,2-дигидроксипропил)аминоалкилсодержащими и N-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами указанной общей формулы получают конденсацией соответствующих аминоалкилалкоксисиланов с N-(1,2-дигидроксипропил)аминоалкильными группами общей формулы:
R'=CH3, C2H5;
x=1, 3, 4; Y=2-6; n=0, 1, 2.
с изоцианатоалкилтриалкоксисиланом в токе азота при температуре 75°С в среде диметилформамида (ДМФА).
Указанные соединения являются химически активными и могут применяться для гидрофильной отделки волокнистых материалов.
Для лучшего понимания изобретения приводятся примеры получения алкоксисиланов с гидрофильными N-(1,2-дигидроксипропил)-аминоалкилсодержащими и N-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами.
Пример 1. Получение N-(1,2-дигидроксипропил)-N-(триэтоксисилилметилуретано-2-гидроксипропил)аминометилтриэтоксисилана (I). Смесь из 3,4 г (1·10-2 моль) N,N-бис(1,2-дигидроксипропил)аминометилтриэтоксисилана и 2,2 г (1·10-2 моль) изоцианатометилтриэтоксисилана в 25 г диметилформамида (ДМФА) выдерживают в токе азота при температуре 75°С в течение 30 мин, охлаждают, отделяют на роторном испарителе ДМФЛ и в остатке получают 5,13 г (99%) соединения (I).
Найдено, %: С 44,01; Н 8,33; N 5,69; Si 11,25.
C21H48N2O11Si2
Вычислено, %: С 43,93; Н 8,48; N 5,12; Si 10,27; M 546,741.
Пример 2. Получение N-(1,2-дигидроксипропил)-N-(триметоксисилилпропилуретано-2-гидроксипропил)аминопропилтриэтоксисилана (II). Аналогично примеру 1 из 3,7 г (1·10-2 моль) N,N-бис(1,2-дигидроксипропил)аминопропилтриэтоксисилана и 2,1 г (1·10-2 моль) изоцианатопропилтриэтоксисилана получают 5,26 г (99%) соединения (II).
Найдено, %: С 46,04; Н 9,01; N 4,51; Si 9,99.
C22H50N2O11Si2
Вычислено, %: С 45,96; Н 8,76; N 4,87; Si 9,77; M 574,792.
Пример 3. Получение N-(1,2-дигидроксипропил)-N-(триметоксиси-лилбутилуретано-2-гидроксипропил)аминобутилтриметоксисилана (III). Аналогично примеру 1 из 3,83 г (1·10-2 моль) N,N-бис(1,2-дигидроксипропил)аминобутилтриэтоксисилана и 2,2 г (1·10-2 моль) 4-изоцианатобутилтриметоксисилана получают 5,5 г (99%) соединения (III).
Найдено, %: С 45,07; Н 9,0; N 4,53; Si 10,12.
C21H48N2O11Si2
Вычислено, %: С 44,97; Н 8,63; N 4,99: Si 10,01; M 560,766.
Пример 4. Получение N-(1,2-дигидроксипропил)-N-(триметоксисилил-пропилуретано-2-гидроксипропил)аминометил(метил)диметоксисилана (IV). Аналогично примеру 1 из 2,85 г (1·10-2 моль) N,N-бис(1,2-дигидроксипропил)аминометил(метил)диметоксисилана и 2,1 г (1·10-2 моль) 3-изоцианатопропилтриметоксисилана получают 4,57 г (99%) соединения (IV).
Найдено, %: С 41,56; Н 8,70; N 5,23; Si 11,92.
C17H40N2O10Si2
Вычислено, %: С 41,78; Н 8,25; N 5,73; Si 11,49; M 488,662.
Пример 5. Получение N-(1,2-дигидроксипропил)-N-(триэтоксисилилбутилуретано-2-гидроксипропил)аминопропилди(метил)этоксисилана (V). Аналогично примеру 1 из 3,1 г (1·10-2 моль) N,N-бис(1,2-дигидроксипропил)аминопропилди(метил)этоксисилана и 2,25 г (1·10-2 моль) 4-изоцианатобутилтриэтоксисилана получают 5,22 г (99%) соединения (V).
Найдено, %: С 50,89; Н 9,22; N 4,33; Si 9,97.
C24H54N2O9Si2
Вычислено, %: С 50,49; Н 9,53; N 4,90; Si 9,84; М 570,844.
Пример 6. Получение N-(1,2-дигидроксипропил)-N-(триэтоксисилилметилуретано-2-гидроксипропил)аминогексаметиленаминометилтриэтоксисилана (VI). Аналогично примеру 1 из 4,4 г (1·10-2 моль) N,N-бис(1,2-дигидроксипропил)аминогексаметиленаминометилтриэтоксисилана и 2,2 г (1·10-2 моль) 3-изоцианатометилтриэтоксисилана получают 6,1 г (99%) соединения (VI).
Найдено, %: С 48,89; Н 9,11; N 6,27; Si 8,73.
C27H61N3O11Si2
Вычислено, %: С 49,13; Н 9,31; N 6,36; Si 8,51; М 659,930.
Пример 7. Получение N-(1,2-дигидроксипропил)-N-(триметоксисилил-метилуретано-2-гидроксипропил)аминоэтиламинопропил(метил)-диметоксисилана (VII). Аналогично примеру 1 из 3,7 г (1·10-2 моль) N,N-бис(1,2-дигидроксипропил)аминоэтиламинопропил(метил)диметоксисилана и 1,77 г (1·10-2 моль) изоцианатометилтриметоксисилана получают 5,15 г (99%) соединения (VII).
Найдено, %: С 42,73; H 8,77; N 7,22; Si 10,85.
C19H45N3O10Si2
Вычислено, %: С 42,91; Н 8,53: N 7,89; Si 10,56; М 531,722.
При нанесении водного или спиртового раствора соединения (I-VII) на волокнистый материал на поверхности волокон образуется органосилоксановое полимерное покрытие, у атомов кремния которого имеются ковалентно связанные с ними гидрофильные N-(1,2-дигидроксипропил)аминоалкилсодержащие и N-триалкоксисилилалкилуретансодержащие радикалы, располагающиеся перпендикулярно поверхности волокна (рис.1) - "щеточная геометрия" полимерного покрытия.
Механизм образования таких органосилоксановых полимерных покрытий на волокне основан на взаимодействии реакционноспособных гидрофильных алкоксисилильных Si-OR' (R'=СН3, С2Н5) и силанольных Si-ОН групп, которые образуются при гидролизе данных алкоксисиланов (I -VII) в водных растворах, с гидроксильными, карбоксильными, амино- и другими реакционноспособными группами волокнистого материала. N-(1,2-дигидроксипро-пил)аминоалкилсодержащие и N-триалкоксисилилалкилуретансодержащие группы, находящиеся на поверхности органосилоксанового покрытия, обуславливают повышение гидрофильных свойств волокон.
Взаимодействие с кератином шерсти. Концевые карбоксильные СООН группы аминокислот шерсти реагируют с алкоксисилильными Si-OR' группами алкоксисилана с выделением этилового или метилового спирта (а) и с силанольными Si-OH группами с выделением воды (б). Подобный механизм наблюдается для шелка и капрона.
Взаимодействие с целлюлозой хлопка. Гидроксильные ОН группы хлопка реагируют с алкоксисилильными Si-OR' группами алкоксисилана с выделением этилового или метилового спирта (а), а с силанольными Si-OH группами с выделением воды (б).
Взаимодействие с полиэтилентерефталатом (лавсаном). Концевые карбоксильные СООН и гидроксильные ОН группы лавсана реагируют с алкоксисилильными Si-OR' группами алкоксисилана с выделением этилового или метилового спирта (а), а с силанольными Si-OH группами с выделением воды (б).
Этиловый или метиловый спирт, а также вода удаляются при термообработке волокнистого материала, которая необходима для образования ковалентных связей между функциональными группами алкоксисилана и полимера волокнистого материала.
Данные ИК-спектров, снятые с модифицированных образцов волокнистых материалов, содержат полосы валентных колебаний Si-OC связей в области 880-810 см-1, Si-C связей в области 1260-800 см-1, С-ОН связей в области 3400-3600 см-1, С-Н связей в области 2960-2850 см-1, NH связей в области 3350-3310 см-1.
Общая методика обработки волокнистых материалов заключалась в следующем [Патент РФ №2370583. Способ придания волокнистым материалам гидрофильных свойств].
1. Для повышения гидрофильности текстильных волокон готовится 1%-ный раствор соединения (I-VII).
2. Волокнистый материал пропитывается раствором и вылеживается при комнатной температуре с целью его равномерной по всему объему пропитки. Операция повторяется до тех пор, пока привес волокнистого материала не достигнет 0,07-0,4% массы.
3. Модифицированный волокнистый материал подвергается термообработке при 110°С в течение 10 мин с целью фиксации алкоксисилана на волокне.
Пример 1. Обработка волокнистого материала 0,07% раствором алкоксисилана (I). В качестве волокнистого материала были взяты образцы ткани: саржа (2×2): хлопок - 100%; саржа (2×2): хлопок - 70% и вискоза - 30%. Повышение гидрофильных свойств оценивалось по влагосодержанию (таблица 1).
Пример 2. Обработка волокнистого материала 0,4% раствором алкоксисилана (VII). В качестве волокнистого материала были взяты образцы полушерстяной гребенной ленты. Повышение гидрофильных свойств оценивалось по влагосодержанию (таблица 2).
Анализ результатов обработки показал, что обработка водным раствором алкоксисилана (I-VII) придает волокнистым материалам из волокон различной природы гидрофильные свойства, влагосодержание образцов волокнистых материалов повышается в 1,8 раза при затрате алкоксисилана 0,07-0,4 мас.%.
Использование предлагаемых алкоксисиланов с N-(1,2-дигидроксипропил)аминоалкилсодержащими и N-триалкоксисилилуретансодержащими группами (I-VII) для гидрофильной отделки волокнистых материалов обеспечивает по сравнению с существующими гидрофилизирующими продуктами следующие преимущества: возможность придавать волокнистым материалам эффективные гидрофильные свойства при малой затрате алкоксисилана.
| Таблица 1 | ||||||
| Примеры изменения влагосодержания ткани, обработанной 0,07 раствором алкоксисилана (I). | ||||||
| Образец | Количество поглощенной влаги при температуре 27°С и 100%-ной влажности воздуха, через сутки, % | Количество поглощенной влаги при температуре 27°С и 100%-ной влажности воздуха, через 3 суток, % | ||||
| До обработки | После обработки | Изменение влагосодержания, % | До обработки | После обработки | Изменение влагосодержания, % | |
| Саржа (2×2) хлопок 100% | 16,89 | 18,22 | 7,85 | 20,71 | 22,75 | 9,85 |
| Саржа (2×2), хлопок - 70%о, вискоза - 30% | 18,92 | 20,85 | 10,20 | 22,95 | 25,58 | 11,46 |
| Таблица 2 | ||||
| Пример изменения влагосодержания ленты, обработанной 0,4 раствором алкоксисилана (VII). | ||||
| Полушерстяная гребенная лента (70% - шерсть, 30% - лавсан) | Влагосодержание, % | Изменение влагосодержания, % | Влагосодержание после 30 мин сушки при 100°С,% | Изменение влагосодержания, % |
| До обработки | 7,03 | 2,21 | ||
| После обработки | 10,21 | 44,23 | 4,06 | 83,71 |
Claims (2)
1. Алкоксисиланы с гидрофильными N-(1,2-дигидроксипропил) аминоалкилсодержащими и N-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами общей формулы
где
х, у, n - число групп; х=1, 3, 4; у=2-6; n=0, 1, 2; R'=СН3, С2Н5.
где
х, у, n - число групп; х=1, 3, 4; у=2-6; n=0, 1, 2; R'=СН3, С2Н5.
2. Способ получения соединений по п.1, отличающийся тем, что алкоксисиланы с N-(1,2-дигидроксипропил)аминоалкильными группами общей формулы
где
х=1, 3, 4; у=2-6; n=0, 1, 2; R'=СН3, С2Н5,
конденсируют с изоцианатоалкилтриалкоксисиланом в токе азота при температуре 75°С в среде диметилформамида.
где
х=1, 3, 4; у=2-6; n=0, 1, 2; R'=СН3, С2Н5,
конденсируют с изоцианатоалкилтриалкоксисиланом в токе азота при температуре 75°С в среде диметилформамида.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010154056/04A RU2456293C1 (ru) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | Алкоксисиланы с гидрофильными n-(1,2-дигидроксипропил) аминоалкилсодержащими и n-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами и способ их получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010154056/04A RU2456293C1 (ru) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | Алкоксисиланы с гидрофильными n-(1,2-дигидроксипропил) аминоалкилсодержащими и n-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами и способ их получения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2456293C1 true RU2456293C1 (ru) | 2012-07-20 |
Family
ID=46847382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010154056/04A RU2456293C1 (ru) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | Алкоксисиланы с гидрофильными n-(1,2-дигидроксипропил) аминоалкилсодержащими и n-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами и способ их получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2456293C1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2084456C1 (ru) * | 1994-03-31 | 1997-07-20 | Владимир Александрович Ковязин | Способ получения 3-[n,n-бис (2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)амино] пропил(триэтокси)силана |
| US20090012322A1 (en) * | 2003-11-06 | 2009-01-08 | Consortium Fur Elektrochemische Industrie Gmbh | Alkoxysilanes and Use Thereof In Alkoxysilane Terminated Prepolymers |
-
2010
- 2010-12-29 RU RU2010154056/04A patent/RU2456293C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2084456C1 (ru) * | 1994-03-31 | 1997-07-20 | Владимир Александрович Ковязин | Способ получения 3-[n,n-бис (2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)амино] пропил(триэтокси)силана |
| US20090012322A1 (en) * | 2003-11-06 | 2009-01-08 | Consortium Fur Elektrochemische Industrie Gmbh | Alkoxysilanes and Use Thereof In Alkoxysilane Terminated Prepolymers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2663427C2 (ru) | Способ и композиция для получения текстильных изделий с водоотталкивающими и/или грязеотталкивающими по отношению к растворимым в воде загрязнениям свойствами | |
| WO2010111908A1 (zh) | 具有耐洗性的超亲水毛织物及制备该超亲水毛织物的纳米整理方法 | |
| CN108385375A (zh) | 一种超疏水抗菌织物的制备方法 | |
| JP2011503059A5 (ru) | ||
| Liu et al. | Multifunctional antibacterial and hydrophobic cotton fabrics treated with cyclic polysiloxane quaternary ammonium salt | |
| FR2984343A1 (fr) | Procede d'obtention par voie sol-gel d'un revetement fonctionnel durable pour supports, notamment textiles, et revetement ainsi obtenu | |
| Shen et al. | Development of durable shrink-resist coating of wool with sol-gel polymer processing | |
| Schramm et al. | Non-formaldehyde, crease-resistant modification of cellulosic material by means of an organotrialkoxysilane and metal alkoxides | |
| RU2370583C2 (ru) | Способ придания волокнистым материалам гидрофильных свойств | |
| KR101125163B1 (ko) | 나노 실리카 입자와 발수제를 이용한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 직물의 발수가공방법 | |
| RU2456293C1 (ru) | Алкоксисиланы с гидрофильными n-(1,2-дигидроксипропил) аминоалкилсодержащими и n-триалкоксисилилалкилуретансодержащими группами и способ их получения | |
| JP2012188787A (ja) | 再生蛋白繊維の処理方法及びそれから得られる頭髪素材 | |
| EP1954868B1 (en) | Fiber-treating agent | |
| EP2617892B1 (en) | Textiles treated with copolymers of epoxy compounds and amino silanes | |
| CN1210457C (zh) | 用聚有机硅氧烷处理纺织材料 | |
| JP2002363867A (ja) | アミノ官能性有機ケイ素化合物を含有する水性組成物で有機繊維を処理する方法 | |
| JP4262513B2 (ja) | 繊維製品処理用消臭抗菌剤及び消臭抗菌性繊維製品 | |
| RU2448128C1 (ru) | Олигоэтоксисилоксаны с гидрофильными n,n-бис(1,2-дигидроксипропил)аминоалкильными группами и способ их получения | |
| Schramm et al. | Chemical modification of cellulosic material using alkoxysilane/boric acid and alkoxysilane/pyrogenic silica matrices | |
| CN108797105B (zh) | 一种赋予织物多功能的整理剂的制备方法及整理方法 | |
| CN108484918B (zh) | 一种新型硅聚合物体系及其制备方法 | |
| JP4762715B2 (ja) | 繊維の改質方法 | |
| CN107459653B (zh) | 一种双烷基封端氨基硅油及其制备方法 | |
| CN110016108A (zh) | 一种抗菌聚合物乳液及抗菌防细菌黏附纤维素基纤维和面料 | |
| RU2471907C2 (ru) | Способ получения нетканых текстильных материалов с антимикробными свойствами |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161230 |