СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОФОРА КД-2
METHOD OF PRODUCING BELOPHOR KD-2

Изобретение относится к получению оптически отбеливающих веществ, а именно получению белофора КД-2 (динатриевая соль 4,4-бис-(2-анилино-4-морфолино-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2-дисульфокислоты), предназначенных для оптического отбеливания целлюлозных текстильных материалов и бумаги.
Из уровня техники известны способы получения оптических отбеливателей. Так, из описания к патенту GB №1093507 (МПК C07D 251/68, опубликован 06.12.1967) известен способ получения 4,4'-бис(4-анилино-6-морфолино-с-триазин-2-иламино)-2,2'-стильбендисульфокислоты динатриевой соли, заключающийся в нагреве аморфного компонента при температуре 90-200°С с анилином или морфолином или их смесью в водной среде, имеющей pH 8-12.
Как показали проведенные исследования, температура проведения процесса, при которой образуется термостабильная β-форма белого цвета, должна быть не ниже 200°С. При этом время получения отбеливателя составляет более четырех часов.
Кроме этого, из статьи авторов А.Н.Утробина, А.П.Кочетова «Влияние способа получения оптического отбеливателя Белофора КД-2 на его колористические характеристики». Труды ТГТУ, Тамбов, 2002 г. известен способ получения оптического отбеливателя, заключающийся в последовательном взаимодействии цианурхлорида в присутствии поверхностно-активных веществ (полиэтиленглюколиевых эфиров моноэтаноламидов) с динатриевой солью 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты (ДС-кислота) при температуре 2-4°С при pH 7,3-7,8, полученное монохлорпроизводное цианурхлорида при температуре 16-18°С и pH 6,3-6,8 взаимодействует с анилином с образованием дихлорпроизводного цианурхлорида для повышения отбеливающей способности, которое происходит за счет повышения выхода на стадии третьего взаимодействия в реакционную массу, вводится HCl в количестве 13-16% массовых и выдерживается в течении 30 мин, третье замещение проводят при температуре 100°С при pH 10-11 морфолином. Известный способ является наиболее близким аналогом к патентуемому.
Недостатками этого способа являются нестационарность температурного диапазона проведения реакций замещения (от 2 до 100°С). Обеспечение низких температур на первой стадии замещения осуществляется путем введения в реактор чешуированного льда, что приводит к местным переохлаждениям и образованию в дальнейшем побочных триазиновых примесей. Проведение третьей стадии замещения при температурах порядка 100°С приводит к дополнительным энергозатратам. Суммарное время процесса по представленной технологии составляет от 6 до 8 часов.
Введение натриевой соли по окончании стадии второго замещения позволяет повысить отбеливающую способность на 2-3%, но при этом происходит увеличение времени процесса на 30-45 мин и требуется дополнительный ввод большого количества HCl.
Технический результат патентуемого изобретения заключается в увеличении прироста белизны более 80%, стабилизации температуры проведения процессов замещения в пределах 18-20°С и сокращении времени процесса до 3,5 часов.
Данный технический результат достигается за счет осуществления способа получения белофора КД-2, заключающегося в том, что последовательно проводят первую стадию, которую осуществляют взаимодействием натриевой соли ДС-кислоты с цианурхлоридом, в результате которого получают динатриевую соль 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты, которую на второй стадии подвергают замещению анилином с получением динатриевой соли 4,4'бис(2-анилино-4-хлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты, которую на третьей стадии подвергают взаимодействию с морфолином с получением динатриевой соли 4,4'-бис-(2-анилино-4-морфолино-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты, которую затем направляют на фильтрацию и последующую сушку с получением порошкообразного белофора КД-2, при этом на первой, второй и третьей стадиях вводят наноматериалы.
n
4
В качестве наноматериалов, добавляемых на первой стадии, может быть использован, например, углерод высокой реакционной способности, мицеллярный раствор цинка 10-20% в химически чистом изооктановом растворителе с размером частиц 3-12 нм и мицеллярного раствора серебра в химически чистом изооктановом растворителе с размером частиц 3-12 нм. Углерод высокой реакционной способности может быть получен в результате химической обработки исходного графитсодержащего сырья, которую осуществляют, по крайней мере, одним галогенкислородным соединением, имеющим формулу MXO, где М - одно из химических веществ ряда Н, NN, Na, K; Х - одно из химических веществ ряда Cl, Br, J; n=1-4, с последующим взрывным разложением соединений, инициированным путем фотохимического, или электрохимического, или механического, или термохимического, или сонохимического, или прямого химического воздействия. Кроме этого, углерод высокой реакционной способности может быть получен обработкой смеси графитового порошка и кислоты путем пропускания через нее постоянного электрического тока, при этом отношение массы графитового порошка к массе кислоты выбирают 1:0,2-1:0,5. Углерод высокой реакционной способности характеризуется увеличенной степенью расширения графита. В качестве наноматериалов, добавляемых при втором взаимодействии, могут быть использованы, например, углерод высокой реакционной способности и порошок наночастиц меди с размером частиц 15-50 нм, а в качестве наноматериалов, добавляемых при третьем взаимодействии, - смесь порошка наночастиц железа с размером частиц 15-50 нм и порошок наночастиц сплава никеля с хромом с размером частиц 15-50 нм.
Далее приведено подробное описание каждой из стадий
На первой стадии осуществляют первое взаимодействие натриевой соли ДС-кислоты с цианурхлоридом.
В реактор с водой добавляют наноматериалы и крупнодисперсный цианурхлорид и перемешивают в течение 5 минут до полного смачивания цианурхлорида, после этого в смесь капельно вводят (например, с помощью капельной воронки) раствор натриевой соли ДС-кислоты в течение 20 минут и pH 7,3-7,8. В качестве поверхностно-активных веществ и компонентов, снижающих скорость процесса гидратации цианурхлорида, в смесь также добавляют композицию, состоящую из трепела, синтамида-5, полиэтиленгликоля, раствора щелочи (например, гидроксид натрия) и динатрийфосфата. Весь процесс проводят при температуре 18-20°С (на сегодняшний день в промышленности аналогичный процесс осуществляют при температуре 0°С). В результате реакции происходит замещение атомов водорода аминогрупп на цианурхлоридные группировки. По реакции образуется динатриевая соль 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты.
Мольное соотношение цианурхлорида и натриевой соли ДС-кислоты предпочтительно должно быть выбрано из соотношения 2:1-2:1,2. Это позволит проводить процесс взаимодействия цианурхлорида с небольшим избытком ДС-кислоты и гарантирует отсутствие свободного цианурхлорида по окончании процесса первого взаимодействия и, как следствие, продуктов побочных реакций цианурхлорида с анилином на второй стадии взаимодействия.
В качестве наноматериалов при первом взаимодействии используют углерод высокой реакционной способности, мицеллярного раствора цинка 10-20% в химически чистом изооктановом растворителе с размером частиц цинка 3-12 нм и мицеллярного раствора серебра 10-20% в химически чистом изооктановом растворителе с размером частиц серебра 3-12 нм.
Применение наноматериалов на первой стадии процесса позволит использовать крупнодисперсный цианурхлорид и исключить стадию его дробления, повысить температуру реакции взаимодействия с 0°С до 18-20°С, сократить время реакции взаимодействия до 30 мин. Согласно патентуемому способу в отличие от известных в реакционную массу не добавляют воду. В известных способах добавление воды способствует увеличению подвижности реакционной массы (снижения ее вязкости). При проведении способа согласно предложенной технологии процесс второго взаимодействия проводят при высокой вязкости реакционной массы. При этом достигается сокращение общего объема реакционной массы, времени проведения процесса, увеличение выхода целевого продукта, снижение количества сточных вод и вспомогательных материалов.
На второй стадии осуществляют второе взаимодействие - молекула полученной на первой стадии динатриевой соли 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты взаимодействует с двумя молекулами анилина:
Вторую стадию осуществляют следующим образом: в полученный на первой стадии объем динатриевой соли 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты вводят наноматериалы и для обеспечения требуемого качества перемешивания при высокой вязкости реакционной массы разделяют полученную смесь на две равные порции, которые помещают в две емкости. К реакционной массе, помещенной в две емкости, добавляют анилин. При этом анилин вводят в несколько приемов: сначала в течение 7 минут вводят половину порции анилина, выдерживают при перемешивании в течение 7 минут, затем в течение последующих 7 минут вводят остальную порцию, выдерживают реакционную массу при перемешивании в течение 7 минут, pH при этом поддерживают на уровне 6,3-6,8. После чего реакционную массу нагревают до 24°С на паровой бане. Добавляя раствор щелочи (например, гидроксид натрия) в течение 10-15 минут, доводят и pH до 7,4-7,8 и поддерживают на этом уровне.
Мольное соотношение монохлорзамещенного соединения и анилина предпочтительно должно быть в пределах 1:2-1:2,2. Это позволит исключить возможность получения побочных продуктов.
В качестве наноматериалов на второй стадии используют смесь углерода высокой реакционной способности и порошка наночастиц меди с размером частиц 15-50 нм.
6
5
В результате реакции атомы хлора замещаются группами CHNH и образуется динатриевая соль 4,4'бис(2-анилино-4-хлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты.
Температура осуществления второй стадии 18-20°С.
Применение наноматериалов на этой стадии позволяет повысить температуру реакции взаимодействия до 20-24°С, сократить время реакции до 40 минут.
На третьей стадии проводят третье взаимодействие, которое заключается во
2
2
2
2
взаимодействии молекулы полученной на второй стадии динатриевой соли 4,4'бис(2-анилино-4-хлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты с двумя молекулами морфолина, замещаются атомы хлора группой NCHCHOCHCH.
Реакционную массу нагревают до 42°С, вводят композицию наноматериалов, добавляя раствор щелочи (например, гидроксид натрия), доводят pH до 8,5-9,5, загружают морфолин в течение 10 минут, поддерживая pH на заданном уровне. Выдерживают реакционную массу при температуре 42°С в течение 20 минут, и нагревают до температуры 70°С в течение 7-10 минут, и выдерживают еще 40-45 минут.
В качестве наноматериалов используют смесь порошка наночастиц железа с размером частиц 15-50 нм и порошка наночастиц сплава никеля с хромом с размером частиц 15-50 нм.
Мольное соотношение дихлорзамещенного соединения и морфолина должно быть выбрано из соотношения 1:2-1:2,2.
Применение наноматериалов на стадии третьего взаимодействия позволяет снизить температуру выдержки реакционной массы после загрузки морфолина с 93-97°С до 60-70°С, сократить время второго взаимодействия с 4 часов до 1 часа 10 мин.
На четвертой стадии осуществляют фильтрацию с последующей сушкой полученной на третьей стадии суспензии динатриевой соли 4,4'-бис-(2-анилино-4-морфолино-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты (белофора КД-2). Процесс фильтрации можно проводить на камерном фильтр-прессе типа ФПАКМ. Время фильтрации 20 минут. Полученный продукт имеет следующие качественные показатели:
Концентрация 96,8%
Чистота 95,4%
Влажность 3,85%
ААМТ 0,4 (показатель, характеризующий наличие триазиновой примеси анилин анилин морфолин триазин).
АММТ 0,36 (показатель, характеризующий наличие триазиновой примеси анилин морфолин морфолин триазин).
0,91 (показатель, характеризующий суммарное содержание триазиновых примесей).
Далее способ поясняется примерами.
Пример 1.
1. Первое взаимодействие проводили смешением раствора натриевой соли ДС-кислоты с цианурхлоридом. В реактор с водой добавляли наноматериалы и цианурхлорид и перемешивали в течение 5 минут до полного смачивания цианурхлорида, после этого в смесь капельно вводят (например, с помощью капельной воронки) раствор натриевой соли ДС-кислоты в течение 20 минут и pH 7,6. В смесь также добавляли трепел, синтамид-5, полиэтиленгликоль, раствор щелочи (например, гидроксид натрия) и динатрийфосфат. Весь процесс проводили при температуре 18-20°С. В результате реакции первого взаимодействия образовывалась динатриевая соль 4,4'бис(2,2-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты. Мольное соотношение цианурхлорида и натриевой соли ДС-кислоты было выбрано из соотношения 2:1,05.
Размер частиц используемого недробленого цианурхлорида в среднем составлял 350 мкм. Время проведения реакции взаимодействия 30 мин. Качественный и количественный состав компонентов первой стадии приведен в таблице ниже:
№
Наименование
Ед. изм.
Количество
1
Вода
мл
140
2
Наноматериалы
Углерод высокой реакционной
мг
0,15
способности
мицеллярный раствор цинка
(Zn) 10-20%, растворитель
мг
0,1
изооктан Х.Ч. с размером
частиц 3-12 нм
мицилярный раствор серебра (Ag) 10-20%, растворитель изооктан Х.Ч. с размером частиц 3-12 нм
мг
0,07
3
Трепел
г
0,45
4
Синтамид-5
мл
0,6
5
Полиэтиленгликоль
мл
0,6
6
Цианурхлорид
г
16,6
7
Раствор натриевой соли ДС-кислоты
г, (100%)
17,5
8
Раствор щелочи (NaOH)
3,6
9
Динатрийфосфат
г
4,25
2. Далее осуществляли второе взаимодействие динатриевой соли 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты с анилином. Полученный на первой стадии объем динатриевой соли 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты разделяли на две равные порции и помещали в две емкости одинакового объема. Непосредственно перед разделением реакционной массы на две порции в нее вводили наноматериалы. В обе емкости с реакционной массой добавляли анилин. При этом сначала в течение 7 минут вводили половину порции анилина, выдерживали при перемешивании в течение 7 минут, затем в течение последующих 7 минут вводили остальную порцию, выдерживали реакционную массу при перемешивании в течение 7 минут, pH при этом поддерживали на уровне 6,3. После чего реакционную массу нагревали до 24°С на паровой бане. Добавляя раствор гидроксида натрия в течение 10-15 минут, доводили и pH до 7,6 и поддерживали на этом уровне.
Мольное соотношение монохлорзамещенного соединения и анилина предпочтительно должно быть в пределах 1:2,02.
В качестве наноматериалов на второй стадии вводили углерод высокой реакционной способности и порошок наночастиц меди с размером частиц 15-50 нм.
Температура осуществления второй стадии 18-24°С. Время реакции 40 минут. Качественный и количественный состав компонентов, участвовавших во втором взаимодействии, приведен в таблице ниже:
№
Наименование
Ед. изм.
Кол-во
1
Суспензия монохлорзамещенного
мл
253
Углерод высокой реакционной способности
мг
0,11
Наноматериалы
порошок наночастиц меди (Cu) с
размером частиц 15-50 нм
мг
0,12
3
Анилин
г
9,0
2
2
2
2
3. Третье взаимодействие заключается во взаимодействии молекулы полученной на второй стадии динатриевой соли 4,4'бис(2-анилино-4-хлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты с двумя молекулами морфолина, замещаются атомы хлора группой NCHCHOCHCH.
Реакционную массу нагревали до 42°С, вводили композицию наноматериалов, добавляя раствор гидроксид натрия (17%), доводили pH до 9,0, загружали морфолин в течение 10 минут, поддерживая pH на заданном уровне. Выдерживали реакционную массу при температуре 42°С в течении 20 минут, и нагревали до температуры 70°С в течение 7 минут, и выдерживали еще 40 минут.
В качестве наноматериалов использовали смесь порошка наночастиц железа с размером частиц 15-50 нм и порошка наночастиц сплава никеля с хромом с размером частиц 15-50 нм. Мольное соотношение дихлорзамещенного соединения и морфолина было выбрано из соотношения 1:2,1.
Время проведения третьего взаимодействия составило 70 минут. Качественный и количественный состав компонентов, участвовавших в реакции третьего взаимодействия, приведен в таблице ниже:
№
Наименование
Ед. изм.
Количество
1
Суспензия дихлорзамещенного
мл
262
порошок наночастиц железа
мг
0,11
(Fe) c размером частиц 15-50
2
Наноматериалы
порошок наночастиц сплава
никеля с хромом (Ni, Cr) c
мг
0,12
размером частиц 15-50 нм
3
Морфолин
г
8,7
4. Фильтрация и сушка полученной суспензии
Фильтрацию проводили на лабораторной модели камерного фильтр-пресса в течение 10-20 мин до влажности пасты 55%. После чего отфильтрованную массу направляли на сушку в вакуумный сушильный шкаф, сушку проводили при температуре 75-80°С в течение 3-6 часов до конечной влажности 2-4%.
Полученный белофор КД-2 анализировали с помощью спектрофотометра «СФ-2000» (определяли концентрацию и чистоту), анализатора влажности «Metier Toledo» (определяли влажность) и хромотографа «Цвет 800» (определяли показатели ААНТ, АММТ и общую сумму триазиновых примесей).
Полученный белофор имел следующие характеристики:
Концентрация 96,8%
Чистота 95,4%
Влажность 3,85%
ААНТ 0,4%
АММТ 0,36%
Σ 0,76%.
Пример 2.
1. Первое взаимодействие проводили смешением натриевой соли ДС-кислоты с цианурхлоридом. В реактор с водой добавляли наноматериалы и цианурхлорид и перемешивали в течение 5 минут до полного смачивания цианурхлорида, после этого в смесь капельно вводят (например, с помощью капельной воронки) раствор натриевой соли ДС-кислоты в течение 20 минут и pH 7,3-7,8. В смесь также добавляли трепел, синтамид-5, полиэтиленгликоль, раствор щелочи (например, гидроксид натрия) и динатрийфосфат. Весь процесс проводили при температуре 18-20°С. В результате реакции первого взаимодействия образовывалась динатриевая соль 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты.
Мольное соотношение цианурхлорида и натриевой соли ДС-кислоты предпочтительно было выбрано из соотношения 2:1,05.
Размер частиц используемого недробленого цианурхлорида в среднем составлял 350 мкм.
Время проведения реакции взаимодействия 30 мин. Качественный и количественный состав компонентов первой стадии приведен в таблице:
№
Наименование
Ед. изм.
Количество
1
Вода
мл
150
2
Наноматериалы
Углерод высокой реакционной способности
мг
0,01
мицилярный раствор цинка (Zn) 10-20%, растворитель изооктан Х.Ч. с размером частиц 3-12 нм
мг
0,01
мицилярный раствор серебра (Ag) 10-20%, растворитель изооктан Х.Ч. с размером частиц 3-12 нм
мг
0,01
3
Трепел
г
0,1
4
Синтамид-5
мл
0,1
5
Полиэтиленгликоль
мл
0,1
6
Цианурхлорид
г
16,6
7
Раствор натриевой соли ДС-кислоты
г, (100%)
16,69
8
Раствор щелочи (NaOH)
2
9
Динатрийфосфат
г
3
2. Далее осуществляли взаимодействие динатриевой соли 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты с анилином. В полученный на первой стадии объем динатриевой соли 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты вводили наноматериалы и разделяли полученную смесь на две равные порции, которые помещали в две емкости одинакового объема. В обе емкости с реакционной массой добавляли анилин. При этом сначала в течение 7 минут вводили половину порции анилина, выдерживали при перемешивании в течение 7 минут, затем в течение последующих 7 минут вводили остальную порцию, выдерживали реакционную массу при перемешивании в течение 7 минут, pH при этом поддерживали на уровне 6,3-6,8. После чего реакционную массу нагревали до 24°С на паровой бане. Добавляя раствор гидроксида натрия в течение 10-15 минут, доводили и pH до 7,6 и поддерживали на этом уровне.
Мольное соотношение монохлорзамещенного соединения и анилина предпочтительно должно быть в пределах 1:2,02.
В качестве наноматериалов на второй стадии вводили углерод высокой реакционной способности и порошка наночастиц меди с размером частиц 15-50 нм.
Температура осуществления второй стадии 18-24°С. Время реакции 40 минут.
Качественный и количественный состав компонентов, участвовавших во втором взаимодействии, приведен в таблице ниже:
№
Наименование
Ед. изм.
Количество
1
Суспензия монохлорзамещенного
мл
253
Углерод высокой реакционной
мг
0,01
2
Наноматериалы
способности
порошок наночастиц меди (Cu) с
размером частиц 15-50 нм
мг
0,01
3
Анилин
г
8,5
2
2
2
2
3. Третье взаимодействие заключается во взаимодействии молекулы полученной на второй стадии динатриевой соли 4,4'бис(2-анилино-4-хлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты с двумя молекулами морфолина, замещаются атомы хлора группой NCHCHOCHCH.
Реакционную массу нагревали до 42°С, вводили композицию наноматериалов, добавляя раствор гидроксида натрия (17%), доводили pH до 8,5-9,5, загружали морфолин в течение 10 минут, поддерживая pH на заданном уровне. Выдерживали реакционную массу при температуре 42°С в течение 20 минут, и нагревали до температуры 70°С в течение 7-10 минут, и выдерживали еще 40-45 минут.
В качестве наноматериалов использовали смесь порошка наночастиц железа с размером частиц 15-50 нм и порошка наночастиц сплава никеля с хромом с размером частиц 15-50 нм.
Мольное соотношение дихлорзамещенного соединения и морфолина было выбрано из соотношения 1:2,1.
Время проведения третьего взаимодействия составило 70 минут. Качественный и количественный состав компонентов, участвовавших в реакции третьего взаимодействия, приведен в таблице ниже:
№
Наименование
Ед. изм.
Количество
1
Суспензия дихлорзамещенного
мл
262
2
Наноматериалы
порошок наночастиц железа (Fe) c размером частиц 15-50 нм
мг
0,01
порошок наночастиц сплава никеля с хромом (Ni, Cr) c размером частиц 15-50 нм
мг
0,01
3
Морфолин
г
7,95
Фильтрацию проводили на лабораторной модели камерного фильтр-пресса в течение 10-20 мин до влажности пасты 55%. После чего отфильтрованную массу направляли на сушку в вакуумный сушильный шкаф, сушку проводили при температуре 75-80°С в течение 3-6 часов до конечной влажности 2-4%.
Полученный белофор КД-2 имел следующие характеристики:
Концентрация 96,8%
Чистота 95,4%
Влажность 3,85%
ААНТ 0,4%
АММТ 0,36%
Σ 0,76%.
Пример 3.
1. Первое взаимодействие проводили смешением раствора натриевой соли ДС-кислоты с цианурхлоридом. В реактор с водой добавляли наноматериалы и цианурхлорид и перемешивали в течение 5 минут до полного смачивания цианурхлорида, после этого в смесь капельно вводят (например, с помощью капельной воронки) раствор натриевой соли ДС-кислоты в течение 20 минут и pH 7,3-7,8. В смесь также добавляли трепел, синтамид-5, полиэтиленгликоль, раствор щелочи (например, гидроксид натрия) и динатрийфосфат. Весь процесс проводили при температуре 18-20°С. В результате реакции первого взаимодействия образовывалась динатриевая соль 4,4'бис(2,2-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты. Мольное соотношение цианурхлорида и натриевой соли ДС-кислоты предпочтительно было выбрано из соотношения 2:1,05.
Размер частиц используемого недробленого цианурхлорида в среднем составлял 350. Время проведения реакции взаимодействия 30 мин. Качественный и количественный состав компонентов первой стадии приведен в таблице:
№
Наименование
Ед. изм.
Количество
1
Вода
мл
300
Углерод высокой реакционной
мг
0,5
способности
мицелярный раствор цинка
(Zn) 10-20%, растворитель
мг
0,5
изооктан Х.Ч. с размером
2
Наноматериалы
частиц 3-12 нм
мицилярный раствор серебра
(Ag) 10-20%, растворитель
изооктан Х.Ч. с размером
мг
0,5
частиц 3-12 нм
3
Трепел
г
1,0
4
Синтамид-5
мл
1,0
5
Полиэтиленгликоль
мл
1,0
6
Цианурхлорид
г
16,6
7
Раствор натриевой соли ДС-кислоты
г, (100%)
18,5
8
Раствор щелочи (NaOH)
4,0
9
Динатрийфосфат
5,0
2. Далее проводили взаимодействие динатриевой соли 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты с анилином. В полученный на первой стадии объем динатриевой соли 4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты добавляли наноматериалы и разделяли полученную смесь на две равные порции, которые помещали в две емкости одинакового объема. В обе емкости с реакционной массой добавляли анилин. При этом сначала в течение 7 минут вводили половину порции анилина, выдерживали при перемешивании в течение 7 минут, затем в течение последующих 7 минут вводили остальную порцию, выдерживали реакционную массу при перемешивании в течение 7 минут, pH при этом поддерживали на уровне 6,3-6,8. После чего реакционную массу нагревали до 24°С на паровой бане. Добавляя раствор гидроксида натрия в течение 10-15 минут, доводили и pH до 7,6 и поддерживали на этом уровне.
Мольное соотношение монохлорзамещенного соединения и анилина предпочтительно должно быть в пределах 1:2,02.
В качестве наноматериалов на второй стадии вводили углерод высокой реакционной способности и порошка наночастиц меди с размером частиц 15-50 нм.
Температура осуществления второй стадии 18-24°С. Время реакции 40 минут. Качественный и количественный состав компонентов, участвовавших во втором взаимодействии, приведен в таблице ниже:
№
Наименование
Ед. изм.
Количество
1
Суспензия монохлорзамещенного
мл
253
Углерод высокой реакционной
мг
0,5
2
Наноматериалы
способности
порошок наночастиц меди (Cu) с размером частиц 15-50 нм
мг
0,5
3
Анилин
г
9,5
2
2
2
2
3. Третье взаимодействие заключается во взаимодействии молекулы полученной на второй стадии динатриевой соли 4,4'бис(2-анилино-4-хлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2'-дисульфокислоты с двумя молекулами морфолина, замещаются атомы хлора группой NCHCHOCHCH.
Реакционную массу нагревали до 42°С, вводили композицию наноматериалов, добавляя раствор гидроксид натрия (17%), доводили pH до 8,5-9,5, загружали морфолин в течение 10 минут, поддерживая pH на заданном уровне. Выдерживали реакционную массу при температуре 42°С в течение 20 минут, и нагревали до температуры 70°С в течение 7-10 минут, и выдерживали еще 40-45 минут.
В качестве наноматериалов использовали смесь порошка наночастиц железа с размером частиц 15-50 нм и порошка наночастиц сплава никеля с хромом с размером частиц 15-50 нм.
Мольное соотношение дихлорзамещенного соединения и морфолина было выбрано из соотношения 1:2-1:2,2.
Время проведения третьего взаимодействия составило 70 минут. Качественный и количественный состав компонентов, участвовавших в реакции третьего взаимодействия, приведен в таблице ниже:
№
Наименование
Ед. изм.
Количество
1
Суспензия дихлорзамещенного
мл
262
порошок наночастиц железа
мг
0,5
(Fe) c размером частиц 15-50
2
Наноматериалы
порошок наночастиц сплава
никеля с хромом (Ni, Cr) c
мг
0,5
размером частиц 15-50 нм
3
Морфолин
г
9
4. Фильтрация и сушка полученной суспензии
Фильтрацию проводили на лабораторной модели камерного фильтр-пресса в течение 10-20 мин до влажности пасты 55%. После чего отфильтрованную массу направляли на сушку в вакуумный сушильный шкаф, сушку проводили при температуре 75-80°С в течение 3-6 часов до конечной влажности 2-4%.
Полученный белофор КД-2 имел следующие характеристики:
Концентрация 96,8%
Чистота 95,4%
Влажность 3,85%
ААНТ 0,4%
АММТ 0,36%
Σ 0,91%