DE1028527B

DE1028527B - Verfahren zur Verbesserung von auf synthetischem Wege gewonnenen, Carbonamidgruppen enthaltenden geformten Gebilden

Info

Publication number: DE1028527B
Application number: DEB41403A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Goldann
Original assignee: Boehme Fettchemie GmbH
Current assignee: Boehme Fettchemie GmbH
Priority date: 1956-08-16
Filing date: 1956-08-16
Publication date: 1958-04-24
Also published as: US2989364A; GB839891A

Description

DEUTSCHES

Es wurde gefunden, daß man die Eigenschaften von auf synthetischem Wege gewonnenen geformten Gebilden, die im Molekül Carbonamidgruppen enthalten, verbessern kann, wenn man diese Gebilde unter völliger Erhaltung ihrer Struktur mit geringen Mengen alkylierend wirkender cyclischer Säureester oder Säureamide umsetzt.

Unter Carbonamidgruppen enthaltenden geformten Gebilden werden die bekannten Kondensationsprodukte aus Dicarbonsäuren und Diamiden oder aus Caprolactam, ferner Kondensationsprodukte aus Diisocyanaten und Diamiden oder Diolen verstanden.

Für die Durchführung der Alkylierungsreaktion sind in erster Linie Propiolacton, Butyrolactone, Propansulton und Butansultone geeignet. Daneben kommen als Alkylierungsmittel auch andere Lactone und Sultone in Betracht, wie z. B. Oxyäthoxyessigsäurelacton, Caprolactam, Tolylsulton, Naphthsulton u. dgl., wobei die Kohlenwasserstoffreste dieser Alkylierungsmittel auch noch Substituenten, wie z. B. Halogen, enthalten können.

Durch die Alkylierung wird eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften der geformten Gebilde erreicht. Insbesondere werden die Gebilde infolge der Einführung einer Carbonsäure- oder Sulfonsäuregruppe in das Molekül hydrophil, erhalten eine verbesserte Anfärbbarkeit, insbesondere für basische Farbstoffe, und sind den unbehandelten Gebilden in bezug auf antistatische Eigenschaften erheblich überlegen. Der saure Charakter sowie der Umsetzungsgrad der oberflächlich alkylierten Produkte lassen sich durch acidimetrische Gehaltsbestimmung ermitteln.

Durch die vorgenommene Alkylierung erfahren die mechanischen bzw. strukturellen Grundeigenschaften dieser Produkte, wie z. B. Reißfestigkeit, Dehnung, Bersteigenschaften, Schmelzpunkt u. dgl., keine wesentliche Veränderung. Die geformten Gebilde können bei der Behandlung in allen bekannten Formen vorliegen, also in Gestalt von Fasern, Fäden, Flocken, Filmen, Schläuchen, Röhren, Blöcken, oder auch in Gestalt entsprechender Verarbeitungsprodukte, wie z. B. Gespinsten, Gewirken, Geweben, Ummantelungen, Überzügen, Anstrichen u. dgl. Die Gebilde können auch Zusatzstoffe enthalten, wie z. B. andere verformbare Substrate, Füllstoffe, Farbstoffe usw. Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Weise ausgeführt, daß man die geformten Gebilde bei Temperaturen unter 100⁰C in Gegenwart von basischen Mitteln mit den genannten Alkylierungsmitteln behandelt, wobei man in Gegenwart von Lösungs- oder Dispergiermitteln arbeitet.

Die geformten Gebilde, wie z. B. Polyamidfasern oder -gewebe, werden zunächst mit Natronlauge getränkt, abgequetscht und dann in eine Lösung oder Suspension des Alkylierungsmittels eingelegt.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, die geformten Gebilde zunächst mit der Lösung Verfahren zur Verbesserung von auf

synthetischem Wege gewonnenen,

Carbonamidgruppen enthaltenden

geformten Gebilden

Anmelder:

Böhme Fettchemie G.m.b.H.,
Düsseldorf, Henkelstr. 67

Dr. Karl Goldann, Düsseldorf,
ist als Erfinder genannt worden

oder Suspension des Alkylierungsmittels zu tränken, abzuquetschen und anschließend mit basischen Mitteln zu behandeln.
Die Reaktion erfolgt mit positiver Wärmetönung, so daß ein Erwärmen in manchen Fällen entbehrlich ist. Als Lösungsmittel kommen für die Durchführung des Verfahrens aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol, Toluol, Xylol, oder aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzin, in Betracht, ferner Dioxan, Tetrahydronaphthalin, Dekahydronaphthalin, Äther, Wasser u. dgl. Als basische Mittel kann man neben Alkalihydroxyden auch andere bekannte, die Aufspaltung von Lactonen, Sultonen oder Lactamen beschleunigende Verbindungen verwenden, wie z. B. Alkoholate, Erdalkalihydroxyde, organische Basen, quaternäre Ammoniumverbindungen u. dgl.

Die bei dem Verfahren zur Umsetzung kommenden Mengen an Alkylierungsmittel sind gering. Man erhält bereits einen guten Imprägnierungseffekt mit Mengen an Alkylierungsmittel in der Größenordnung von 0,1 bis 0,5 %, auf das Gewicht der Carbonamidgruppen enthaltenden geformten Gebilde berechnet. Man kann jedoch auch größere Mengen anwenden.
Nach der Behandlung wird z. B. das Polyamidfaser-

So material vom Überschuß des Reaktionsmittels und vom anhaftenden Lösungs- oder Dispergiermittel befreit, gewaschen und getrocknet. Das Material weist keine wesentlichen Strukturänderungen auf und zeigt die üblichen mechanischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials nahe-

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zu unverändert. Ferner zeigt es auch keine wesentlichen Zur Bestimmung des Umsetzungsgrades wurden 5 g des

Farbänderungen, so daß es praktisch vom verwendeten so behandelten Fasermaterials nach mehrmaliger Wäsche

Ausganesmaterial kaum zu unterscheiden ist. Das von . . . ., « _XT

der Faser aufgenommene Alkylierungsmittel ist mit üb- ^{m waßn}S^er Suspension mit —-Natronlauge titriert, wo-

hchen Verfahren, z. B mehrfacher Wäsche, nicht ent- 5 bei sich ein Verbrauch von 1,05 ml ^-NaOH ergab. Die fernbar, sondern befindet sich m chemischer Bindung. 10

_ . . , . entsprechende Titration des unbehandelten Fasermate-

Beispiel 1

_ „ . , . . ., -r, , ., , « , , ·,,, _n rials zeigte einen Verbrauch von 0,3 ml ^--NaOH.

5 Gewichtstelle Polyamidstapelfaser, hergestellt aus Ca- ^b 10

prolactam, werden mit 20°/₀iger Natronlauge getränkt, io Beispiel 6

abgequetscht, 30 Minuten liegengelassen und dann in eine

Lösung von 30 Gewichtsteilen Propansulton in 70 Volum- 5 Gewichtsteile Polyamidstapelfaser, hergestellt aus

teilen Toluol eingelegt; dabei steigt die Temperatur auf Caprolactam, werden mit 20%iger Natronlauge getränkt, 43° C. Die Probe wird 90 Minuten in der Lösung belassen abgequetscht, 30 Minuten liegengelassen und anschlie- ' und dabei öfters bewegt. 15 ßend in eine Mischung von 30 Gewichtsteilen Butansulton

Die mehrfach gewaschene trockene Faser zeigt prak- (technisches Gemisch) und 70 Volumteilen Wasser eingetisch keine Gewichtsveränderung. Die Faser ist hellfarbig legt und während einer I¹Z₂ Stunden dauernden Behand- und hydrophil. Der elektrische Widerstand des Materials lung in dem Bad mechanisch bewegt, beträgt vor der Behandlung 10 000 · 10⁹ Ohm, nach der Die gewaschene Faser zeigt einen elektrischen WiderBehandlung 39 · 10⁹ Ohm; das Material ist also antista- 20 stand von 90 · 10⁹ Ohm. tisch. Nach viermaliger Wäsche mit einem handelsüblichen . .

Fettalkoholsulfat zeigt die Stapelfaser noch einen elek- Beispiel 7

irischen Widerstand von 130 · 10⁹ Ohm, woraus sich er- 5 Gewichtsteile Polyamidstapelfaser, hergestellt aus

gibt, daß die Imprägnierung waschbeständig ist. Caprolactam, werden nach Vorbehandlung mit Natron-

. 25 lauge in eine Lösung von 30 Gewichtsteilen Butyrolacton

Beispiel Z ^₇₀ _Volumteilen Toluol gegeben und bei 50⁰C I¹/,, Stun-

5 Gewichtsteile Polyamidgewebebahn, hergestellt aus den lang in dem Bad bewegt.

Caprolactam, werden mit 5O°/_Oiger Natronlauge vorbe- Die gewaschene Faser zeigt einen elektrischen Widerhandelt und unter den im Beispiel 1 angegebenen Bedin- stand von 200 · 10⁹ Ohm. gungen in eine Lösung von 30 Gewichtsteilen Propan- 30

sulton in 70 Volumteilen Wasser eingelegt, welche außer- Beispiel ö

dem noch 3 °/₀ eines geeigneten Netzmittels auf Basis von 5 Gewichtsteile Polyamidgarn, hergestellt aus Capro-

Fettalkoholsulfat enthält. lactam, werden nach Vorbehandlung mit Natronlauge,

Die Eigenschaften des alkylierten Gewebes nach der wie im Beispiel 1 angegeben, in eine Lösung von 30 Ge-Wäsche entsprechen etwa denen der Stapelfaser gemäß 35 wichtsteilen Propiolacton in 70 Volumteilen Wasser ein- Beispiel 1. Der elektrische Widerstand des behandelten gelegt. Die exotherme Reaktion wird zunächst durch Gewebes Hegt bei 390 · 10⁹ Ohm, während das Ausgangs- Kühlung gemäßigt und anschließend 1¹Z₂ Stunden lang material 10 000 ■ 10⁹ Ohm aufweist. Nach viermaliger bei 30⁰C ablaufen gelassen.

Wäsche zeigt das Gewebe noch einen elektrischen Wider- Das gewaschene Garn zeigt einen elektrischen Widerstand von 390 · 10⁹ Ohm. 40 stand von 190 · 10⁹ Ohm.

. -ίο Zum Nachweis der verbesserten Färbeeigenschaften

Beispiel ό wurde je ein behandelter sowie ein nicht behandelter,

5 Gewichtsteile Polyamidstapelfaser; hergestellt aus lediglich vorgewaschener Polyamidstrang mit je 3⁰Zo der Adipinsäure und Hexamethylendiamin, werden, wie im basischen Farbstoffe Methylenblau-BB-Extra und Dia-Beispiel 1 angegeben, behandelt. Der elektrische Wider- 45 mantgrün-B (bezogen auf das Warengewicht) angefärbt, stand nach der Behandlung beträgt 20 · 10⁹ Ohm gegen- Dabei zeigte es sich, daß durch die Behandlung der PoIyüber einem elektrischen Widerstand von 10 000 · 10⁹ Ohm amidstränge mit Propiolacton deren Anfärbevermögen des unbehandelten Ausgangsmaterials. mit basischen Farbstoffen zum Teil stark erhöht wird,

_ . . , . während sich die unbehandelten Stränge nur sehr schlecht

^BelsP^{lel 4} 50 anfärben.

10 Gewichtsteile Polyamidgarn, hergestellt aus Capro- Beispiel 9

lactam, werden wie im Beispiel 2 vorbehandelt und in

eine Dispersion von 60 Gewichtsteilen Propansulton in 5 Gewichtsteile Polyamidstapelfaser, hergestellt aus

140 Volumteilen Wasser eingelegt. Die Weiterbehandlung Caprolactam, werden mit 20°/₀iger Natronlauge getränkt, geschieht, wie bei Beispiel 1 angegeben. 55 abgequetscht, 30 Minuten liegengelassen und dann in eine

Nach viermaliger Wäsche zeigt das Reaktionsgut einen Lösung von 50 Gewichtsteilen Caprolactam in 50 Volumelektrischen Widerstand von 34 · 10⁹ Ohm. Die Netzge- teilen Wasser gelegt. Die Lösung wird 90 Minuten auf schwindigkeit gegen destilliertes Wasser und damit die 90⁰C erwärmt, anschließend wird die Faser von anhaf-Hydrophilie des behandelten Gewebes ist im Vergleich tendem Lösungsmittel und Caprolactamüberschuß durch zum unbehandelten Garn erheblich gestiegen. 60 Waschen befreit. Schließlich wird das Fasergut noch ge-

_ . -ic waschen und fünfmal mit destilliertem Wasser gespült,

ispie Die so behandelte Faser zeigt einen auf fallend weichen

5 Gewichtsteile Polyamidstapelfaser, hergestellt aus Griff. Sie besitzt einen elektrischen Widerstand von Caprolactam, werden nach Vorbehandlung mit Natron- 350 · 10⁹ Ohm. Man kann die verwendete Lösung für die lauge in eine Dispersion von 10 Gewichtsteilen Propan- 65 Alkylierung weiterer Fasermengen wiederholt in Gesulton in 90 Volumteilen Wasser eingelegt und unter Be- brauch nehmen, wegen 90 Minuten in dem Behandlungsbad belassen. B ' t>i 1 10

Nach Aufarbeitung unter den in Beispiel 1 angegebenen ί

Bedingungen zeigt die Stapelfaser einen elektrischen 5 Gewichtsteile Polyamidstapelfaser, hergestellt aus *

Widerstand von 180 · 10⁹ Ohm. 70 Caprolactam, werden mit 2O°Zoiger Kalilauge getränkt, Jf

abgequetscht, 30 Minuten liegengelassen und dann in eine Mischung von 30 Gewichtsteilen Propiolacton und 70 Volumteilen Wasser eingelegt. Die Lösung wird 90 Minuten bei 30⁰C gehalten.

Die gewaschene Faser zeigt einen elektrischen Widerstand von 190 · 10⁹ Ohm.

Zur Bestimmung des Umsetzungsgrades wurden 5 g der so behandelten Polyamidstapelfaser nach mehrmaliger

Wäsche mit ". -NaOH titriert.

Verbrauch: 0,70 ml, ---NaOH.

Ein entsprechender Blindversuch mit unbehandeltem Fasermaterial ergab einen Verbrauch von 0,25 ml,

-NaOH.

Beispiel 11

20 Gewichtsteile Polyamidstapelfaser, hergestellt aus Caprolactam, werden mit 20%iger Natronlauge getränkt, abgequetscht, 30 Minuten liegengelassen und anschließend in einer Lösung von 120 Gewichtsteilen /J-Propiolactan und 280 Teilen Wasser 90 Minuten auf 65° C erwärmt. Nach mehrmaligem Spülen mit destilliertem Wasser wird die Faser mit 2 g/l eines handelsüblichen Feinwaschmittels, das unter anderem Fettalkoholsulfat, Alkylbenzolsulfonat und Natriumsulfat enthält, 30 Minuten bei 40⁰C gewaschen und getrocknet. Die so behandelte Faser zeigt einen elektrischen Widerstand von · 10⁹ Ohm. Vor der Behandlung besaß die Faser einen elektrischen Widerstand von 10 000 · 10⁹ Ohm.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung von auf synthetischem Wege gewonnenen, Carbonamidgruppen enthaltenden geformten Gebilden, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Gebilde in Gegenwart oder unter Vor- oder Nachbehandlung mit basischen Mitteln mit Lösungen bzw. Dispersionen alkylierend wirkender cyclischer Säureester oder Säureamide bei Temperaturen unter 100⁰C umsetzt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit Lactonen durchführt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit Sultonen durchführt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit Lactamen, insbesondere mit Caprolactam, durchführt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Carbonamidgruppen enthaltenden Gebilde nach der Einwirkung der Alkylierungsmittel mit basischen Mitteln behandelt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 944 079;
USA.-Patentschrift Nr. 2 717 194.