Хлорпарафин (мое знакомство с хлорпарафином). Chlorinated paraffins

Зачем тут хлорпарафин? Вникать не стал - работы было и без этого полно, вспомнил только, что здесь занимались присадками к нефти и газовым конденсатом. А еще - ингибиторами коррозии, кстати, к синтезу ингибиторов я тоже подключился.

Но для себя отметил, что в лаборатории есть хлорпарафин. Решил, что это - техническая смесь высших парафинов, в цепи которых, "то тут, то там" водород замещен атомами хлора. Про количество хлора я не задумался, а на надпись "52%" внимания не обратил (мало чего там может быть "52%"...)

Более тесное знакомство произошло, когда начальник попросил провести взаимодействие хлорапарафина с аминами: диэтаноламином и триэтаноламином.

- Но такие продукты недопустимы для ПАВ, которые будут контактировать с человеком!

- Это не для ПАВ, а для ингибиторов солеотложения. Представьте себе добычу газа на морском дне. Труба может тянуться многие километры, и если внутри трубы отложатся соли - это создаст проблему. Возможно, эти продукты проявят активность (как ингибиторы).

Начальник написал на доске соотношения: 1:1 и 1:2. Лишних вопросов задавать не стал: ясно, что он имел в виду: на 1 молекулу амина должно быть 1 или 2 атома хлора в цепи.

Амины взаимодействуют с галогенпроизводными углеводородов с присоединением радикала к азоту (реакция алкилирования):

R-NH₂ + R'-Cl -> [RR'NH₂]⁺Cl^-

Это уравнение показывает, как реагируют первичные амины. Вторичные и третичные амины ведут себя аналогично (первичные амины переходят во вторичные, вторичные - в третичные, третичные - в четвертичные).

В нашем случае амин вторичный (диэтаноламин) или третичный (триэтаноламин) и присоединяться он будет к длинной углеводородной цепи в местах, где находятся атомы хлора.

А сколько хлора в этом хлорпарафине? Серьезные источники смотреть было лень, просто загуглил, выдало:

"Хлорпарафины - нерастворимы в воде; жидкие хлорпарафины хорошо растворимы в минеральных и смазочных маслах, хлорных растворителях, эфирах, кетонах и др., ограниченно растворимы в спиртах, совмещаются с каучуками, полиэфирными и различными алкидными смолами; твердый хлорпарафин ограниченно растворимы в ацетоне и бензоле. При температуре выше 150°С или при кипячении со спиртовыми растворами щелочей хлорпарафины дегидрохлорируются с образованием высших хлоролефинов. В присутствии воды гидролизуются.

Жидкие хлорпарафины получают по периодической схеме хлорированием расплавленного парафина при 90-120°С; после охлаждения до 60-70°С и отдувки растворенных Сl₂ и НСl добавляют стабилизатор, как правило, на основе эпоксидных соединений. Твердые получают хлорированием 20%-ной смеси парафина с ССl₄ при 70-75 °С в присутствии инициатора порофора; после отгонки части ССl₄ в 50%-ный раствор хлорпарафина добавляют стабилизатор и выделяют продукт осаждением из воды, либо в пленочном испарителе.

Жидкие хлорпарафины используют в качестве пластификаторов в полимерных композициях (ПВХ и др.), для изготовления смазок, для пропитки тканей, бумаги, полимерных пленок с целью придания огнебезопасных и гидрофобных свойств, для произ-ва химически стойких, водостойких и огнезащитных красок и т. д. Твердые (антипирены) применяют для повышения огнестойкости пластмасс (полистирола, полиэтилена, полиакрилатов и др.) и каучуков.

Хлорпарафины - трудногорючие вещества, невзрывоопасны и нетоксичны.

Хлорпарафин ХП-52 производится из парафина, содержащегося в сырой нефти. Различают жидкие хлоропарафины (при массовой доле хлора 50%) и твердые парафины (массовая доля хлора 70-72%). Свойства этого материала обусловливают его значительную популярность и применение в химической промышленности."

Но в интернете может быть написано что угодно. Или по недосмотру авторов, или по злому умыслу в сети можно встретить много недостоверных сведений. Например, нетоксичность хлорпарафинов (особенно - примесей в них) вызвала серьезные сомнения. Для очистки совести посмотрел еще энциклопедию технической химии Ульмана [1]. Узнал, что:

Хлорированные парафины (Chlorinated paraffins - CPs) представляют собой сложные смеси полихлорированных н-алканов. Степень хлорирования хлорпарафинов может варьироваться от 20 до 70 мас.% (в коммерческих продуктах). Хлорированные парафины подразделяются в зависимости от длины углеродной цепи на: хлорпарафины с короткой цепью (SCCP, C_10-13), хлорпарафины со средней длиной цепи (MCCP, C_14-17) и длинноцепочечные хлорпарафины (LCCP, C_>17). В зависимости от длины цепи и содержания хлора хлорпарафины представляют собой бесцветные или желтоватые жидкости или твердые вещества.

Значит "52%" - это СОДЕРЖАНИЕ ХЛОРА в продукте. Ничего себе: я думал, что хлора там чуть, а получается, что вся углеродная цепь утыкана атомами хлора! Нечто вроде такого:

Переспросил у начальника - да.

- Если так, то нельзя давать соотношение 1 к 1 - не прореагирует!

- Нельзя.

Сошлись на 1 к 30, 1 к 10 и 1 к 3 (т.е., амина дается в 30, 10 и 3 раза меньше, чем нужно для взаимодействия со всеми хлорами).

Техника эксперимента проста: в коническую колбу со шлифом помещал навеску хлорпарафина, навеску амина и якорь магнитной мешалки. Накрывал колбу елочным дефлегматором и ставил на магнитную мешалку с нагревом. Грел сутки (с перерывом на ночь). Образовалась желтая реакционная смесь, визуально - однородная. Перелил ее в бутылочки и занялся другой работой. Полученная жидкость долгое время сохраняла однородность, но со временем она расслоилась: сверху - более темная, снизу - более светлая.

Отдадут ли эти образцы на испытания - пока неизвестно.

__________________________________________________
¹ Rossberg, M.; Lendle, W.; Pfleiderer, G.; Tögel, A.; Dreher, E. L.; Langer, E.; Rassaerts, H.; Kleinschmidt, P.; Strack - "Chlorinated Hydrocarbons". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry [ссылка]