DE2829616A1 - FLUORINE SURFACE-ACTIVE AGENTS, THEIR MANUFACTURING AND USE IN FOAMABLE AQUATIC COMPOSITIONS THAT CAN BE USED IN FIRE FIGHTING - Google Patents
FLUORINE SURFACE-ACTIVE AGENTS, THEIR MANUFACTURING AND USE IN FOAMABLE AQUATIC COMPOSITIONS THAT CAN BE USED IN FIRE FIGHTINGInfo
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Description
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Fluorhaitige oberflächenaktive Mittel, ihre Herstellung und ihre Verwendung in schäumbaren wäßrigen Zusammensetzungen, die bei der Brandbekämpfung verwendet werden könnenFluorinated surfactants, their preparation and their use in foamable aqueous compositions, the Can be used in fire fighting
809886/0677809886/0677
'- . · .Beschreibung '-. ·. description
Die Erfindung bezieht sich auf fiuorhaltige oberflächenaktive Mittel und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung, insbesondere auf fluorhaitige oberflächenaktive I-Iittel, die eine Perfluorckohlenstoffgruppe enthalten und die sich- für die Verwendung als Schäummittel in wäßrigen" Ksdier. eigner» und die sich besonders in schäumbaren F.euerbekär:pfungszusanr.c"setzvir.geni die mit Süßwasser odsr Eee-'.-asser geschäumt v.'erder., eignen.The invention relates to fluorine-containing surface-active agents and to a process for their preparation, in particular to fluorine-containing surface-active agents which contain a perfluorocarbon group and which are suitable for use as foaming agents in aqueous "Ksdier." F.euerbekär: pfungszusanr.c "setzvir.gen i which with fresh water or odsr Eee -'.- water foamed v.'erder., Are suitable.
Es ist bekannt, daß einige fluorhaitige oberflächenaktive Mittel als Schäummittel in Feuercekämpfung^zusammGnsetzungsn, die mit Wasser geschäumt werden, geeignet sind. So ist beispielsweise in der G3-PS 1 270 56-1 eine schäumbare wäßrige Zusammensetzung beschrieben, die mindestens ein oberflächenaktives Mittel enthält, das sich von einem verzweigten Tetrafluoräthylenoligomer derIt is known that some fluorine-containing surfactants can be used as foaming agents in fire fighting compositions which are used with Water to be foamed, are suitable. For example, G3-PS 1 270 56-1 describes a foamable aqueous composition, which contains at least one surfactant derived from a branched tetrafluoroethylene oligomer of the
Formel C2nF4n-1~0C6H4C0~R cder C2nF4n-1 ~0C6H4S02"R S·"01®1·1^» worin Pl für eine hydrophile Gruppe steht und η für 4, 5 oder 6 steht. "rveiterhin ist in der GB-PS 1 349 509 eine schäumbare Zusammensetzung zur Feuerbekämpfung beschrieben, die ein Schäummittel, ¥asser, eine flammheimende Verbindung mit einem Gehalt an Brom oder Jod und ein oberflächenaktives Mittel mit einem Gehalt an einer endständigen aliphatischen Perfluorokohlenstoffketta mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen enthält, wobei die Zusammensetzung gegebenenfalls ein Protein oder ein hydrolysiertes Protein enthält. Außerdem ist in der GE-PS 1 070 259 ein w&ßrigsr Schaum beschrieben, der sich zum Feuerlöschen eignet und der aus einer wäßrigen Lösung eines fluorhaltigen oberflächenaktiven Kittels, das eine Ferfluoroalkylgruppe mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen enthält, als Schäummittel hergestellt wird.Formula C 2n F 4n-1 ~ 0C 6 H 4 C0 ~ R cder C 2n F 4n-1 ~ 0C 6 H 4 S0 2 " R S ·" 01 ® 1 · 1 ^ »where Pl stands for a hydrophilic group and η stands for 4, 5 or 6. "Furthermore, in GB-PS 1 349 509 a foamable composition for fire fighting is described, which a foaming agent, ¥ water, a flame-retardant compound with a content of bromine or iodine and a surface-active agent with a content of a terminal aliphatic perfluorocarbon chain with at least 3 Contains carbon atoms, the composition optionally containing a protein or a hydrolyzed protein. In addition, GE-PS 1 070 259 describes an aqueous foam which is suitable for fire extinguishing and which is made from an aqueous solution of a fluorine-containing surface-active agent which has a ferfluoroalkyl group Contains at least 3 carbon atoms, is produced as a foaming agent.
Es muß jedoch festgestellt werden, daß Feuerlöschzusamnensetzungen, die vcn Tetrafluoroäthylenoligomeren abgeleitete fluorhaitige oberflächenaktive Mittel enthalten, zwar beim Aufschäumen mit Leitungswasser einen stabilen Schaum ergeben, aber beim AufschäumenHowever, it must be stated that fire extinguishing compositions, which contain fluorine-containing surface-active agents derived from tetrafluoroethylene oligomers, although with foaming Tap water will produce a stable foam, but when it foams
809886/0677809886/0677
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
- JSf .- JSf .
mit Seewasser einen Schaum erzeugen, der sich nicht ausdehnt und keine Stabilität besitzt. Es wurden nunmehr neue fluorhaltige oberflächenaktive Mittel gefunden, die bei Verwendung als Schäumungsnittel oder als eines der Schäumungsmittel einen Schaum mit einer verbesserten Expansion und Stabilität ergeben.using seawater to create a foam that does not expand and has no stability. There have now been new fluorine-containing surfactants Found means that when used as a foaming agent or as one of the foaming agents, a foam with a result in improved expansion and stability.
Gemäß der Erfindung werden also fluorhaltige oberflächenaktive Mittel der Formel:Thus, according to the invention, there are fluorine-containing surface active agents the formula:
vorgeschlagen, worin R~ für eine Perfluorokohlenstoffgruppe der Formel C2nF4n-1~ 8^5*1** wobei η mindestens 4 bedeutet, m für eine Ganzzahl von 1 bis 5 steht, X für Alkalimetall, Ammonium odsr substituiertes Ammonium steht und R für ¥asserstoff, Alkyl, Hydroxyalkyl oder eine Gruppe der Formel-(CH2^OSO-*".X+ steht.proposed, where R ~ is a perfluorocarbon group of the formula C 2n F 4n-1 ~ 8 ^ 5 * 1 ** where η is at least 4, m is an integer from 1 to 5, X is alkali metal, ammonium or substituted ammonium and R is hydrogen, alkyl, hydroxyalkyl or a group of the formula (CH 2 ^ OSO - * ". X + .
Das oberflächenaktive Mittel ist ein Monoeulfatsalz oder ein Disulfatsalz. The surfactant is a mono sulfate salt or a disulfate salt.
Die neuen Verbindungen sind in wäßrigen Medien außergewöhnlich oberflächenaktiv. Wenn sie in nur sehr geringen Konzentrationen, wie z.B. 500 ppm, anwesend sind, dann ergeben sie wäßrige Systene mit einer sehr niedrigen Oberflächenspannung. Beispielsweise besitzt eine 0,1/oige Leitungswasserlösung des oberflächenaktiven Mittels, worin Rf für C3F15- steht, η für 2 steht und X für Triäthanolamino steht, d.i . die Verbindung der Formel:The new compounds are exceptionally surface-active in aqueous media. If they are present in only very low concentrations, such as 500 ppm, then they result in aqueous systems with a very low surface tension. For example, a 0.1% tap water solution of the surfactant in which R f is C 3 F 15 -, η is 2 and X is triethanolamino, ie. the compound of the formula:
eine Oberflächenspannung von nur 23 dyn/cm bei 25°C Deshalb sind diese oberflächenaktiven Mittel bei solchen Anwendungen brauchbar, wo ein wäßriges System mit niedriger Oberflächenspannung erwünscht ist. Eine Anwendung, bei der die oben beschriebenen oberflächenaktiven Mittel besonders geeignet sind, sind schäumbare wäßrige Zusammensetzungen für die Feuerbekämpfung, die unter Verwendung vonTherefore, a surface tension of only 23 dynes / cm at 25 ° C these surfactants are useful in applications where an aqueous system with low surface tension is desired is. One application in which the surfactants described above are particularly useful is in foamable aqueous compositions for fire fighting using
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Seewasser aufgeschäumt werden. Demgemäß betrifft die Erfindung in einer weiteren Erscheinungsform eine schäuabare wäßrige Zusammensetzung, die mindestens ein fluorhaltiges oberflächenaktives Mittel enthält, wie es im unmittelbar vorstehenden Absatz beschrieben worden ist.Frothed seawater. Accordingly, in a further aspect, the invention relates to a scoopable aqueous composition, the at least one fluorine-containing surfactant as described in the immediately preceding paragraph.
Die Perfluorokohlenstoffgruppe R- besitzt die Formel C0 F/ o-»The perfluorocarbon group R- has the formula C 0 F / o - »
χ 2n H-n—2 *χ 2n H-n — 2 *
worin η mindestens 4 ist und vorzugsweise 4, 5 oder 6 beträgt. Es handelt sich um eine verzweigte Perfluorοalkenylgruppe, die ein Rest eir.es Oligomers von Tetrafluoroäthylen oder Kexafluoropropen sein kann. Gli^oinere von Tetrafiuoroäthylen sind äthylenisch ungesättigte7 verzweigtkettige Perfluoroolefine, wie- es in der GB-PS 1 032 127 beschrieben ist, worin auch ein Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben ist. Verbesserte Verfahren zur Herstellung von solchen Oligomeren sind in den GB-PSen 1 296 676 und 1 302 350 beschrieben. Oligomere von Tetrafluoroäthylen der Formel C-F»-, worin η für 4, 5 oder 6 steht, d.h. das Tetrainer, Pentamer oder Hexamer von Tetrafluoroäthylen, besitzen die Formeln:where η is at least 4 and is preferably 4, 5 or 6. It is a branched perfluoroalkenyl group, which can be a residue of an oligomer of tetrafluoroethylene or kexafluoropropene. Gli ^ oinere of Tetrafiuoroäthylen are ethylenically unsaturated 7 branched chain perfluoroolefins, as it is described in GB-PS 1 032 127, which also describes a process for their preparation. Improved processes for the preparation of such oligomers are described in British Patents 1,296,676 and 1,230,350. Oligomers of tetrafluoroethylene of the formula CF »-, where η is 4, 5 or 6, ie the tetrafluoroethylene, pentamer or hexamer of tetrafluoroethylene, have the formulas:
CF3
CF3CF2 -C=C- CF2CF3 . TetramerCF 3
CF 3 CF 2 -C = C- CF 2 CF 3 . Tetramer
I 3CF-.
I 3
Lt3CF
Lt 3
C = I.
C =
rCF
r
C "—CF ?
C "-
CF3 I.
CF 3
C CF 3
C.
CF«3
CF
CFCF 3
CF
j CF
j
Pan tamerPan tamer
I· examerI · examer
'(ΙΪ)'(ΙΪ)
Kexamer, das durch die in den obigen GB-PSen beschriebenen Verfahren erhalten wird,' besteht nahezu ausschließlich aus dem Isoner (I) r.it nur Spuren des Isoners (II). Oligomare von Eexafluoropropen sind ebenfalls verzweigtksttige, innerlich ungesättigte Perfluoroolefine der empirischen Formel (C^F^)^, worin η für 2 oder 5 steht. Diese Oligomere können beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß man Hexafluoropropen mit einen ionischen Katalysator , wie z.B. einem Metallhalogenid, in einen polaren organischen Lösungsr.ittel, wie z.B. Di~ethylforr.e.niG, erhitzt.Kexamer, which is obtained by the process described in the above GB-PSs, consists almost exclusively of the isoner (I) with only traces of the isoner (II). Eexafluoropropene oligomers are also branched, internally unsaturated perfluoroolefins of the empirical formula (C ^ F ^) ^, where η is 2 or 5 . These oligomers can be prepared, for example, by heating hexafluoropropene with an ionic catalyst such as a metal halide in a polar organic solvent such as diethyl form.
Die fluorhaltigen oberflächenaktiven Mittel können dadurch hergestellt werden, daß man die entsprechende Sulfonylchloridverbindung der Formel Rf-OCgH4SO2Cl mit einem Konoalkanolamin oder einem Dialkanolamin der Formel NH(R)(ROH) oder NK(R1OH)2, worin R' für eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen steht und R für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe steht, umsetzt, wobei der AlkoholThe fluorine-containing surface-active agents can be prepared by mixing the corresponding sulfonyl chloride compound of the formula Rf-OCgH 4 SO 2 Cl with a conoalkanolamine or a dialkanolamine of the formula NH (R) (ROH) or NK (R 1 OH) 2 , where R ' represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and R represents hydrogen or an alkyl group, wherein the alcohol
R--OC^Hz1SO9N(R) (R1OH) oder IU-OCsHf1SO0N(R1OH)0 R - OC ^ Hz 1 SO 9 N (R) (R 1 OH) or IU-OCsHf 1 SO 0 N (R 1 OH) 0
erhalten wird, und daß man hierauf den Alkohol mit Chlorosulfonsäure oder Schwefeltrioxid sulfatiert. Dementsprechend hängt der Wert von m in endgültigen oberflächenaktiven Mitteln von der Alkylgruppe des verwendeten Mono- oder Dialkanolamins ab und kann 1 bis 6 betragen. Wenn beispielsweise Diäthanolamin JJH(CH2CH2OH)2 als Reaktionsteilnehmer verwendet wird, dann ist der ¥ert von m im oberflächenaktiven Mittel 2.is obtained, and that the alcohol is then sulfated with chlorosulfonic acid or sulfur trioxide. Accordingly, the value of m in final surfactants depends on the alkyl group of the mono- or dialkanolamine used and can range from 1 to 6. For example, if diethanolamine JJH (CH 2 CH 2 OH) 2 is used as the reactant, then the ¥ ert of m in the surfactant is 2.
Demgemäß betrifft die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von fluorhaltigen oberflächenaktiven Mitteln, welches dadurch ausgeführt wird, daß man einen Alkohol der Formel Rf-OCgH4SO2N(R)(CH2)m0H oder Rf-OCgK4-SO2Nf(CH2)m0H]2, worin Rf, R und m die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, mit Chlorosulfonsäure oder Schwefeltrioxid bei einer Temperatur unterhalb 600C umsetzt.Accordingly, the invention further relates to a process for the preparation of fluorine-containing surface-active agents, which is carried out by adding an alcohol of the formula Rf-OCgH 4 SO 2 N (R) (CH 2 ) m OH or Rf-OCgK 4 -SO 2 Nf (CH 2) m 0H] 2 wherein R f, R and m are as defined hereinbefore, is reacted with chlorosulfonic acid or sulfur trioxide at a temperature below 60 0 C.
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-ν-ν
Die Umsetzung des Alkohols mit Chlorosulfonsäure verläuft exotherm,
weshalb die Geschwindigkeit der Zugabe der Säure, dia zwackmäßigerweise
durch Eintropfen in das gerührte Reaktionsgemisch erfolgt, so gesteuert wird, daß die Temperatur des Reaktionsgemische 60°C
und vorzugsweise 250C nicht übersteigt. Es können Kühlmaßnahmen
zum Abkühlen des Reaktionsgemische während der Zugabe der Säure
und der anschließenden Reaktion getroffen werden. Vorzugsweise wird der Alkohol vorgekühlt, beispielsweise auf 100C, bevor
die Säure zugegeben wird. Es wird bevorzugt, daß die Temperatur durchgehend unter. 200C gehalten wird. Die Reaktion des Alkohols
-•it Schwefeldioxid kann unter Bedingungen eines mäßigen Rückflusses
Dder bei niedrig
geführt werden.The reaction of the alcohol with chlorosulfonic acid is exothermic, so the rate of addition of the acid, dia zwackmäßigerweise done by dropwise addition to the stirred reaction mixture is controlled so that the temperature of the reaction mixture to 60 ° C and preferably from 25 0 C is not exceeded. Cooling measures can be taken to cool the reaction mixture during the addition of the acid and the subsequent reaction. The alcohol is preferably precooled, for example to 10 ° C., before the acid is added. It is preferred that the temperature be consistently below. 20 0 C is held. The reaction of the alcohol - • it sulfur dioxide can under conditions of moderate reflux Dder at low
be guided.
oder bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei etwa -O0C, aus-or at low temperatures, for example at about -O 0 C, from-
liormalerweise wird die Reaktion in einem Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel für den Alkohol, der eine viskose Flüssigkeit sein kann, ausgeführt. Geeignete Lösungsmittel/Verdünnungsmittel sind aproti-"sehe organische Lösungsmittel, wie z.B. Diglym, Triglya, Tetrahydrofuran oder Dioxan. Der Alkohol wird zweckmäßig als. Lösung in dem Lösungsmittel, beispielsweise als 50 gew.-^ige Lösung, verwendet.Usually the reaction is carried out in a solvent or diluent for the alcohol, which can be a viscous liquid, executed. Suitable solvents / diluents are aprotic "see organic solvents such as diglyme, triglya, tetrahydrofuran or dioxane. The alcohol is conveniently called. Solution in the solvent, for example as a 50 wt .- ^ ige solution, used.
ITach Beendigung der Umsetzung kann das Gemisch in Wasser abgeschreckt werden, das geeigneterweise Raumtemperatur aufweist, um eine wäßrige Lösung des Produkts herzustellen. Der pH des wäßrigen r.ediums sollte während der Abschreckung über 7,0 gehalten werden, im einen"übermäßigen Abbau durch Hydrolyse des oberflächenaktiven I-^ttels, die in einem sauren I-Iadium eintreten würde, zu vermeiden. Es ist deshalb erwünscht, eine Base dem wäßrigen Medium zuzugeben, um einen· pH von mehr als 7,0 sicherzustellen. Sine Base wird vorzugsweise in das-Wasser eingebracht, in welchem das Reaktionsproduktgemisch abgeschreckt wird. Geeignete Basen sind Alkalimetallhydroxide und Amine,'wie z.B. Triäthanolamin,When the reaction is complete, the mixture can be quenched in water suitably at room temperature to prepare an aqueous solution of the product. The pH of the aqueous r.ediums should be kept above 7.0 during the deterrent, im an "excessive degradation by hydrolysis of the surface-active I- ^ ttels, which would occur in an acidic I-Iadium, should be avoided. It is therefore desirable to add a base to the aqueous medium in order to ensure a pH greater than 7.0. Sine base is preferred introduced into the water in which the reaction product mixture is deterred. Suitable bases are alkali metal hydroxides and amines, such as triethanolamine,
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* OF^GINAI; INSPECTION* OF ^ GINAI; INSPECTION
"venn die Temperatur des Reaktionsgemischs durchgehend unter 200C gehalten wird und wenn sichergestellt wird, daß der pH eines wäßrigen Abschreckmediums größer als 7,0 ist, dann kann die Reaktion mit einer Ausbeute von 1OCvo an gewünschtem Produkt ausgeführt werden. If the temperature of the reaction mixture is kept below 20 ° C. throughout and if it is ensured that the pH of an aqueous quenching medium is greater than 7.0, then the reaction can be carried out with a yield of 10% of the desired product.
Die Reaktion erfordert 1 I-Iol Chlorosulfonsäure für jede Hydroxylgruppe des Alkohols. In der Praxis wird normalerweise ein leichter Überschuß der Säure verwendet.The reaction requires 1 liter of chlorosulfonic acid for each hydroxyl group of alcohol. In practice, a slight excess of the acid will normally be used.
Der als Ausgaiigsmaterial verwendete Alkohol kann dadurch hergestellt werden, daß man die entsprechende Sulfonylchloridverbindung der Formel Rf-OC^H/-SQpCl mit einem Mono- eder Dialkanolamin,, ' wie oben festgestellt, umsetzt. Dis Reaktion wird nornalerweis^-xzi einem Lösungsmittel oder Lö ;ungsnittelgemisch für die Reaktionsteilnehmer ausgeführt. Eine zweckmäßige Technik besteht darin, daß man eine Lösung der SulfonylChloridverbindung, beispielsweise eine 50 gew.-/cige Lösung in Zethylenchlcrid, zu einer gerührten Lesung desThe alcohol used as the starting material can be prepared by reacting the corresponding sulfonyl chloride compound of the formula R f —OC ^ H / —SQpCl with a monohedral dialkanolamine ,, 'as stated above. The reaction is normally carried out in a solvent or solvent mixture for the reaction participants. A convenient technique consists in adding a solution of the sulfonyl chloride compound, for example a 50% by weight solution in methylene chloride, to a stirred reading of the
Alkanolamins, beispielsweise zu einer 50 ge?»% ~?oigen Lösung in Aceton, zugibt. Die Reaktion verläuft exotherm. Die exothere T,7armetönung wird durch die Geschwindigkeit der Zugabe der Sulfcrr/lchloridverbindung geregelt, so daß ein mäßiger Rückfluß aufrechterhalten wird, beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 400C. irach beendeter Umsetzung kann das Alkoholprodukt mit verdünnter Salzsäure und Nasser gewaschen werden, um Aninhydrcchlorid zu entfernen. Der Alkohol kann als untere Schicht abgetrennt, getrocknet vr.c. filtriert werden, und das Lösungsmittel kann unter vermindertem Druck entfernt werden.Alkanolamine, for example to a 50% solution in acetone, is added. The reaction is exothermic. The exothere T, 7armetönung is controlled by the rate of addition of Sulfcrr / lchloridverbindung, so that a moderate reflux is maintained for example at a temperature of about 40 0 C. Irach completion of the reaction the alcohol product with dilute hydrochloric acid and Nasser can be washed to To remove anine hydrochloride. The alcohol can be separated as a lower layer, dried vr.c. filtered and the solvent removed under reduced pressure.
Lösungsmittel, die bei der Reaktion der SulfonylChloridverbindung mit dem Aikanolamin verwendet werden können, sind z.B. chlorierte organische Lösungsmittel, wie z.3. Kethylenchlorid und 1,1,2-Trichloro-1,2,2-trifluoroäthan, und polare organische Lösungsmittel, wie z.B. Aceton, Methanol und Isopropylalkohol. Gemische von Lösungsmitteln können ebenfalls verwendet werden, wie z.B. Gemische von rlethylenchlorid oder 1,1,2-Trichloro-i,2,2-trifluoroäthan mit Aceton und/oder Methanol.Solvents involved in the reaction of the sulfonyl chloride compound with which alkanolamine can be used are e.g. chlorinated organic solvents such as 3. Kethylene chloride and 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane, and polar organic solvents such as acetone, methanol and isopropyl alcohol. Mixtures of Solvents can also be used, such as mixtures of ethylene chloride or 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane with Acetone and / or methanol.
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Die Sulfonylchloridverbindung für die Herstellung des Alkohols kann dadurch erzeugt werden, daß man Chlorsulfonsäure mit einem oligomeren Phenyläther der Formel R^-OCgH1- umsetzt.The sulfonyl chloride compound for the preparation of the alcohol can be produced by reacting chlorosulfonic acid with an oligomeric phenyl ether of the formula R ^ -OCgH 1 -.
Beispielsweise kann der Fnenyläther langsam der gerührten Chlorosulfonsäure bei Raumtemperatur zugegeben werden, wobei das resultierende Produktgemisch dann in Viasser oder in einsn Wasser/Eis-Gs-Tiocla abgeschreckt wird, welches auf einer Temperatur unterhalb 3O0C gehalten wird, ur: eine übermäßige K3Tdrolyse des Produkts zu vermeiden. Das Produkt ist ein weißer wachsartiger Feststoff, der nach Extraktion mit I-Iethylenchlorid abgetrennt, getrocknet und filtriert werden kann. Die Herstellung der Sulfonylchloridverbindungen aus den oligomeren Phenyläthern ist in der C-3-PS 1 366 691 beschrieben. For example, the Fnenyläther can slowly to the stirred chlorosulfonic acid are added at room temperature, the resulting product mixture is then quenched in Viasser or in einsn water / ice Gs-Tiocla, which is maintained at a temperature below 3O 0 C, ur: excessive K3 T to avoid drolysis of the product. The product is a white, waxy solid which, after extraction with 1-ethylene chloride, can be separated off, dried and filtered. The preparation of the sulfonyl chloride compounds from the oligomeric phenyl ethers is described in C-3 PS 1,366,691.
Oligomers Phenyläther können leicht dadurch hergestellt werden, daß man ein Oiigomer mit Phenol in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels und eines Amins, wie z.B. Triethylamin, umsetzt, beir cpielsweise durch langsame Zugabe des Oligomers zu* einer gerührten Lösung des Phenols und Amins in einem Lösungsmittel, wie z.B. Dimethylformamid, bei ungefähr 750C Das Produkt kann mit verdünnter Salzsäure und Wasser gewaschen, abgetrennt und getrocknet werden. Die Reaktionsbedingungen für diese Reaktion, bei der IHoI Phenol Ce Hol Oligomer verwendet werden, sind beispielsweise in der GBPS 1 366 691 beschrieben. Eina alternative Reaktion für die Herstellung des Phenyläthers ist in der GB-PS 1 371 054 beschrieber, und besteht darin, daß man ein Oligomer mit Phenol in Gegenwart eines Alkalimetallsalzes einer Säure umsetzt, wobei das Salz ein solches ist, in der. das Alkalimetall ein schwach saures Wasserstoffatom der Säure ersetzt hat, wie dies beispielsweise "bsi Natriumcarbonat der Fall ist.Phenyl ether oligomers can easily be prepared by reacting an oligomer with phenol in the presence of an organic solvent and an amine such as triethylamine, for example by slowly adding the oligomer to a stirred solution of the phenol and amine in a solvent such as eg dimethylformamide, at about 75 ° C. The product can be washed with dilute hydrochloric acid and water, separated off and dried. The reaction conditions for this reaction, in which IHoI phenol Ce Hol oligomers are used, are described in GBPS 1,366,691, for example. An alternative reaction for the preparation of the phenyl ether is described in GB-PS 1,371,054 and consists in reacting an oligomer with phenol in the presence of an alkali metal salt of an acid, the salt being one in which. the alkali metal has replaced a weakly acidic hydrogen atom of the acid, as is the case, for example, with sodium carbonate.
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T,vie oben bereits beschrieben, eignen sich die erfindungsgeaäßen fluorhaltigen oberflächenaktiven Mittel bei den verschiedensten Anwendungen, wobei eine besondere Anwendung in schäumbaren wäßrigen Zusammensetzungen fur die Feuerbekämpfung liegt. Für diese Anwendung werden diese wäßrigen Zusammensetzungen üblicherweise 0,01 bis 5,CGew.-?o des oberflächenaktiven Kittels enthalten. Die Zusammensetzungen können zusätzlich beliebige Bestandteile enthalten, die normalerweise in Feuerlöschzusammensetzungen einverleibt werden, wie z.B. Protein oder hydrolysiertes Protein, zusätzliche oberflächenaktive Mittel, bei denen es sich um oberflächenaktive Kohlenwasserstoffe handeln kann, oder andere fluorhaltige oberflächenaktive Mittel, Harnstoffe oder Thioharnstoffe, thixotrope Mittel und flammliemmende Kittel, die Brom oder Chlor enthalten. As already described above, the fluorine-containing surface-active agents according to the invention are suitable for a wide variety of applications, a particular application being in foamable aqueous compositions for fire-fighting. For this application, these aqueous compositions will typically contain from 0.01 to 5% by weight of the surfactant. The compositions can additionally contain any ingredients that are normally incorporated into fire extinguishing compositions, such as protein or hydrolyzed protein, additional surfactants, which can be hydrocarbon surfactants, or other fluorine-containing surfactants, ureas or thioureas, thixotropic agents and flame retardants Gowns that contain bromine or chlorine.
Die oberflächenaktiven Mittel emulgieren Öl in Wasser nicht und eignen sich deshalb bei der Gewinnung von Öl und beim Koaleszieren von Öl. Ihre wäßrigen Zusammensetzungen besitzen eine hohe Brennstofftoleranz im heißen und kalten Zustand.The surfactants do not emulsify oil in water and are therefore useful in oil recovery and coalescing of oil. Their aqueous compositions have a high fuel tolerance in the hot and cold state.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Beispiel 1 The invention is illustrated in more detail by the following examples. example 1
400 g Tetrafluoroäthylente tramer, CgF-ig, wurden langsam zu einer gerührten Lösung von 94 g Phenol und 101 g Triäthylamin in 200 g Dimethylformamid in einem Reaktor zugegeben, wobei die Geschwindigkeit der Zugabe des Tetramers derart gesteuert wurde, daß die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 45 bis 500C blieb. Das gerührte Gemisch wurde nach beendeter Zugabe des Tetramers weitere 2 h auf 45 bis 500C gehalten und dann ungerührt auf Raumtemperatur (200C) abkühlen gelassen. Die erhaltene untere Schicht wurde abgetrennt und aufeinanderfolgend mit verdünnter Salzsäure und dann mit Wasser gewaschen, bis das gesamte nicht-umgesetzte Phenol und Triäthylamin entfernt worden waren. Annähernd 430 g einer blaßgelben Flüssigkeit wurden erhalten. Dieses Produkt wurde als Tetramer-(phenyläther) der Formel C3F15-OCgH5 identifiziert.400 g of tetrafluoroäthylente tramer, CgF-ig, were slowly added to a stirred solution of 94 g of phenol and 101 g of triethylamine in 200 g of dimethylformamide in a reactor, the rate of addition of the tetramer being controlled such that the temperature of the reaction mixture was 45 until 50 0 C remained. After the addition of the tetramer had ended, the stirred mixture was kept at 45 to 50 ° C. for a further 2 h and then allowed to cool to room temperature (20 ° C.) without stirring. The resulting lower layer was separated and washed successively with dilute hydrochloric acid and then with water until all of the unreacted phenol and triethylamine were removed. Approximately 430 g of a pale yellow liquid was obtained. This product was identified as a tetramer (phenyl ether) of the formula C 3 F 15 -OCgH 5 .
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474.g Tetramerphenyläther wurden langsam unter Rühren zu einem vieraolaren Überschuß von 580 g Chlorosulfonsäure bei Raumtemperatur zugegeben, und das resultierende Gemisch wurde nach beendeter Zugabe des Plienyläthers noch 2 st gerührt. Das Gemisch wurde dann durch Einschütten in Eis/Was3er abgeschreckt, wobei die Temperatur des resultierenden Gemischs unter 300C gehalten wurde. Es wurde ein weißer wachsartiger Feststoff erhalten, dor in Methylenchlorid extrahiert wurde. Annähernd 50 g Isopropylalkohol wurden dem Extrakt zugegeben, vcn. die Methylenchlorid/Wasssr-Eniulsion zu brechen,-worauf "die !■'•ethylenchlcr-dlc-sung ab=reti-snr.t, getrocknet und filtriert "wurde. Ihre Konzentration wurde auf 50 Gew.-% eingestellt. Das Produkt wurde als die Sulfonylchloridverbindung der Formel C3F15-OCgH^SO2Cl identifiziert.474 g of tetramer phenyl ether were slowly added with stirring to a four-molar excess of 580 g of chlorosulfonic acid at room temperature, and the resulting mixture was stirred for a further 2 hours after the addition of the plienyl ether had ended. The mixture was then quenched by pouring into ice / Was3er, wherein the temperature of the resulting mixture was kept below 30 0 C. A white waxy solid was obtained which was extracted into methylene chloride. Approximately 50 g of isopropyl alcohol were added to the extract, vcn. to break the methylene chloride / water emulsion, whereupon "the! ■ '• ethylenechlcr-dlc-solution off = reti-snr.t, dried and filtered". Their concentration was adjusted to 50 percent - adjusted%.. The product was identified as the sulfonyl chloride compound of the formula C 3 F 15 -OCgH ^ SO 2 Cl.
572" g-der 50 gew.-%igen Lösung der Sulfonylchloridverbindung in Methylenchlorid wurden langsam zu 210 g einer gerührten 50 gew.-?oigen Lösung von Diethanolamin in Aceton zugegeben, wobei die Zugabegeschwindigkeit derart v/ar, daß ein mäßiger Rückfluß (ungefähr 400C) aufrechterhalten wurde. Das Gemisch wurde nach beendeter Zugabe der Sulfonylchloridverbindung noch weitere 2 st gerührt, und die resultierende untere Schicht wurde abgetrennt, aufeinanderfolgend mit verdünnter Salzsäure und Wasser gewaschen, bis alles nicht-umgesetztes Diäthanolamin entfernt worden war, getrocknet und filtriert. Das Produkt wurde als Alkohol der Formel C8F15-OCgH^SO2N(CH2CH2OH)2 identifiziert.572 "g of the 50% by weight solution of the sulfonyl chloride compound in methylene chloride was slowly added to 210 g of a stirred 50% by weight solution of diethanolamine in acetone, the rate of addition being such that moderate reflux (approx 40 ° C. After the addition of the sulfonyl chloride compound had ended, the mixture was stirred for a further 2 hours, and the resulting lower layer was separated off, washed successively with dilute hydrochloric acid and water until all of the unreacted diethanolamine had been removed, dried and filtered The product was identified as an alcohol of the formula C 8 F 15 -OCgH ^ SO 2 N (CH 2 CH 2 OH) 2 .
641 g einer 50 gew.-%igen Lösung des Alkohols in Diglym wurden unter 100C abgekühlt und gerührt, worauf 61 g Chlorosulfonsäure tropfenweise mit einer solchen Geschwindigkeit zugegeben wurden, daß die Temperatur des Gemischs unter 200C blieb. Eine Kühlschlange im Reaktor unterstützte die Aufrechterhaltung der Temperatur des Gemischs. Nach beendeter Zugabe der Chlorosulfonsäure wurde das Gemisch 15 min unterhalb 200C gerührt und dann in einer Lesung von 100 g Triäthanolamin in 1500 g Wasser abgeschreckt. Der pH der Lösung wurde während des Abschreckens durch Zusatz weiterer Mengen Triäthanolamin über 7 gehalten. Nach dem Abschrecken wurde die641 g of a 50 wt .-% solution of the alcohol in diglyme were cooled below 10 0 C and stirred, after which 61 g of chlorosulfonic acid were added dropwise at such a rate that the temperature of the mixture remained below 20 0C. A cooling coil in the reactor helped to maintain the temperature of the mixture. After completion of the addition of the chlorosulfonic acid, the mixture was stirred for 15 min below 20 0 C and then quenched in a reading of 100 g of triethanolamine in 1500 g water. The pH of the solution was kept above 7 by adding additional amounts of triethanolamine during the quenching. After quenching, the
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resultierende Lösung mit wasser verdünnt, so daß eine 20 gew.-%ige Lösung des fluorhaltigen oberflächenaktiven Mittels entstand.resulting solution diluted with water, so that a 20 wt .-% A solution of the fluorine-containing surfactant resulted.
Das Produkt wurde durch Titration alsThe product was identified by titration as
.CH2CH2OSO3^N H(CH2CH2OH)3 .CH 2 CH 2 OSO 3 ^ NH (CH 2 CH 2 OH) 3
- OCfiH.SO~N- OC fi H.SO ~ N
b 4 Δ ^c^Q^oso^^pHtCH2CE2CH)3 b 4 Δ ^ c ^ Q ^ oso ^^ pHtCH 2 CE 2 CH) 3
identifiziert.identified.
Wäßrige Lösungen der oberflächenaktiven Mittel mit Konzentrationen von 1 und 0,1 Gew.-;o wurder hergestellt, und ihre Oberflächenspannungen wurden bei 250C gemessen. Die 1/iige Lösung besaß eine berflächenspannung von 24,4 dyn/cm und die O,1?oige Lösung besaß eine Oberflächenspannung von 23 dyn/cm.Aqueous solutions of the surfactants at concentrations of 1 and 0.1 wt .- o wurder prepared and their surface tensions were measured at 25 0 C. The 1 / i solution had a surface tension of 24.4 dynes / cm and the 0.1 o solution had a surface tension of 23 dynes / cm.
Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, außer, daß 500 g Tetrafluoroäthylenpentamer der Formel C^qF^q anstelle des Tetramers zur Herstellung des Pentamerphenyläthers der Formel CjQF^gOCgHc verwendet wurden.The procedure described in Example 1 was repeated except that 500 g of tetrafluoroethylene pentamer of the formula C ^ qF ^ q instead of the tetramer for the preparation of the pentamer phenyl ether of the formula CjQF ^ gOCgHc were used.
574 g des Pentanerphenyläthers warden wie im Beispiel 1 mit einem großen molaren Überschuß von 580 g Chlorosulfonsäurs ungesetet, und die 672 g der erhaltenen 50 gew.-S&Lgen Lösung des Sulfonylchlorids der Formel C^F^gOCVH- SOpCl in I-Iethylenchlorid ^mrden mit 210 g Diäthanolamin nach der Vorschrift von Beispiel 1 umgesetzt, wobei das Diol der Formel C10F19OCgH^SO2N(CEpCK2OH)2 erhalten wurde. 741 g des Diols wurden wiederum wie im Beispiel 1 mit 61 g Chlorosulfonsäure umgesetzt. Das Produkt wurde als C1QF1g-0C6H4S02-N[CH2CH2OSO3 -N+K(CH2CH2OK)5]2 identifiziert.As in Example 1, 574 g of the pentanerphenyl ether were unset with a large molar excess of 580 g of chlorosulfonic acid, and the 672 g of the resulting 50% by weight solution of the sulfonyl chloride of the formula C ^ F ^ gOCVH-SOpCl in I-ethylene chloride ^ mrden with 210 g of diethanolamine reacted according to the procedure of Example 1, the diol of the formula C 10 F 19 OCgH ^ SO 2 N (CEpCK 2 OH) 2 being obtained. 741 g of the diol were again reacted as in Example 1 with 61 g of chlorosulfonic acid. The product was identified as C 1 QF 1g -0C 6 H 4 S0 2 -N [CH 2 CH 2 OSO 3 - N + K (CH 2 CH 2 OK) 5] identified. 2
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Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholtP atißer, daß 150 g N-Hethyläthanola.min der Formel NH(CH3)(CH2CH2OH) anstelle von Diäthanolamin zur Herstellung des Alkohols der FormelThe procedure described in Example 1 was repeated P atisser that 150 g of N-Hethyläthanola.min of the formula NH (CH 3 ) (CH 2 CH 2 OH) instead of diethanolamine for the preparation of the alcohol of the formula
OH3
CgF1C-OC6HrSO2-N-CH2CH2OH verwendet wurden.OH 3
CgF 1 C-OC 6 HrSO 2 -N-CH 2 CH 2 OH were used.
in g der 50 gew,-böigen Lösung dieses Alkohols in Diglym ergaben bei Umsetzung mit 61 g Chlorsulfonsäure ein Endprodukt, das wie folgt identifiziert wurde:in g of the 50% by weight solution of this alcohol in diglyme when reacted with 61 g of chlorosulfonic acid, an end product which was identified as follows:
C3F1C-C6H4SO2-N-CH2CH2OSO3".N+H(CH2CH2OH)3. Beispiel 4 C 3 F 1 CC 6 H 4 SO 2 -N-CH 2 CH 2 OSO 3 ". N + H (CH 2 CH 2 OH) 3. Example 4
Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde wiederholt,, außer, daß 15O g N-Methyläthanolamin anstelle von Diäthanolamin verwendet und mit 627 g Chlorsulfonsäure zur Herstellung des Alkohols derThe procedure described in Example 2 was repeated, except that 150 g of N-methylethanolamine used instead of diethanolamine and with 627 g of chlorosulfonic acid to produce the alcohol of
Formel C10F1Q-C6H-SO2-N-CH2CH2OH ungesetzt wurden.Formula C 10 F 1 QC 6 H-SO 2 -N-CH 2 CH 2 OH.
711 g der 50 gew.-^igen Lösung dieses Alkohols wurden mit 61 g Chlorsulfonsäure umgesetzt.711 g of the 50 wt .- ^ igen solution of this alcohol were with 61 g Chlorosulfonic acid implemented.
Das Endprodukt, das in Wasser nur schwach löslich war, wurde wie folgt identifiziert:The end product, which was only slightly soluble in water, was identified as follows:
CH,
1Q-OC6H4SO2-N-CH2CH2OSO3".N+H(CH2CH2OH)CH,
1 Q-OC 6 H 4 SO 2 -N-CH 2 CH 2 OSO 3 ".N + H (CH 2 CH 2 OH)
Dieses Beispiel erläutert die Wirkung der Einverleibung der erfindungsgemäßen oberflächenaktiven Mittel in schäumbare Zusammensetzungen auf die Expansion eines Schaums.This example illustrates the effect of incorporating the invention surfactants in foamable compositions upon the expansion of a foam.
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Es wurden schäumbare Zusammensetzungen gemäß dem folgenden Ansatz hergestellt:Foamable compositions were made according to the following approach:
Bestandteil Gewichtsanteil in % Ingredient weight percentage in %
Gelatine 0,45Gelatin 0.45
oberflächenaktives Mittel (I) 0,03surfactant (I) 0.03
Monolan P100 0,7Monolan P100 0.7
Enpicol TCR 0,03Enpicol TCR 0.03
Isopropylalkohol 1,00Isopropyl alcohol 1.00
I Jams to ff 2,0I Jams to ff 2.0
oberflächenaktives Kittel (II) siehe untensurface-active gown (II) see below
künstliches Seewasser auf 100artificial lake water to 100
Das oberflächenaktive Mittel (I) war ein Derivat des Monophenyläthers von Tetrafluoroätrylentetramer.The surfactant (I) was a derivative of monophenyl ether of tetrafluoroetrylene tetramer.
Monolan P 100 ist ein handelsübliches Äthylenoxid/Propylenoxid-Mischpolymer. Monolan P 100 is a commercially available ethylene oxide / propylene oxide copolymer.
Enpicol TCR ist ein handelsübliches Laurylsulfat-triäthanolaminsalz mit einem zugesetzten Amidstabilisator.Enpicol TCR is a commercially available lauryl sulfate triethanolamine salt with an added amide stabilizer.
Das künstliche Seewasser war eine wäßrige Lösung von 2,7% Natriumchlorid und 1,0.0O Magnesiumsulfat. Das oberflächenaktive Mittel (II) war wie folgt:The artificial sea water was an aqueous solution of 2.7% sodium chloride and 1.0. 0 O magnesium sulfate. The surfactant (II) was as follows:
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Schaum Oberflächenaktives Mittel KonzentrationFoam Surfactant Concentration
Nr. {% Gewicht/No. {% weight /
Volumen)Volume)
CH2CH2OHCH 2 CH 2 OH
f3 f 3
[CH2CH2OH)3 0,076[CH 2 CH 2 OH) 3 0.076
C8F15OC6H4SO^N-CH2CH2OSO3 i3.IsFk( CH2CH2OH)3 0,078C 8 F 15 OC 6 H 4 SO ^ N-CH 2 CH 2 OSO 3 i3 .IsFk (CH 2 CH 2 OH) 3 0.078
CflF,q0CfiH .SO9N[CH9CK9OSOf5*.N3H(CH0CH0OH) J 2 0,1C fl F, q 0C fi H. SO 9 N [CH 9 CK 9 OSOf 5 * .N 3 H (CH 0 CH 0 OH) J 2 0.1
^.Ά( CH2CH2OH)3] 2 0,2 ^ .Ά ( CH 2 CH 2 OH) 3 ] 2 0.2
C10F19OC6H4SO2NIJZH2Ch2OSO3 3^H(CH2CH2OH)3I 2 0,2C 10 F 19 OC 6 H 4 SO 2 NIJZH 2 Ch 2 OSO 3 3 ^ H (CH 2 CH 2 OH) 3 I 2 0.2
Die Zusammensetzungen wurden gesondert durch ein verzweigtes Standard-Schauinherstellungsrohr (Abgabe 5 l/ain Zusammensetzung) geschäumt. Die Expansion der resultierenden Schäume wurde festgehalten. The compositions were separated by a branched Standard production pipe (delivery 5 l / ain composition) foamed. The expansion of the resulting foams was recorded.
Schaum Nr. SchaumexpansionFoam No. foam expansion
1 6,521 6.52
2 6,902 6.90
3 7,473 7.47
4 · 7,654 x 7.65
5 6,775 6.77
6 6,436 6.43
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Claims (11)
der entsprechenden SulfonylChloridverbindung der Formel7. The method according to any one of claims 35 Ms 6 T, characterized in that the alcohol by reaction
the corresponding sulfonyl chloride compound of the formula
einem hydrolysierten Protein in einer wäßrigen Zusammensetzung zur Feuerbekämpfung.10. Use of a fluorine-containing surface-active agent according to one of claims 1 or 2 together with a protein or
a hydrolyzed protein in an aqueous composition for fire fighting.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB2811477 | 1977-07-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2829616A1 true DE2829616A1 (en) | 1979-02-08 |
Family
ID=10270500
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782829616 Withdrawn DE2829616A1 (en) | 1977-07-05 | 1978-07-05 | FLUORINE SURFACE-ACTIVE AGENTS, THEIR MANUFACTURING AND USE IN FOAMABLE AQUATIC COMPOSITIONS THAT CAN BE USED IN FIRE FIGHTING |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5414385A (en) |
| AU (1) | AU3711378A (en) |
| DE (1) | DE2829616A1 (en) |
| FR (1) | FR2396746A1 (en) |
| IT (1) | IT1098349B (en) |
| NL (1) | NL7806878A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8268186B2 (en) | 2009-10-15 | 2012-09-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fluorinated amphoteric surfactants |
-
1978
- 1978-06-14 AU AU37113/78A patent/AU3711378A/en active Pending
- 1978-06-27 NL NL7806878A patent/NL7806878A/en not_active Application Discontinuation
- 1978-07-03 IT IT25281/78A patent/IT1098349B/en active
- 1978-07-04 FR FR7819851A patent/FR2396746A1/en not_active Withdrawn
- 1978-07-05 DE DE19782829616 patent/DE2829616A1/en not_active Withdrawn
- 1978-07-05 JP JP8103878A patent/JPS5414385A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8268186B2 (en) | 2009-10-15 | 2012-09-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fluorinated amphoteric surfactants |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3711378A (en) | 1979-12-20 |
| JPS5414385A (en) | 1979-02-02 |
| NL7806878A (en) | 1979-01-09 |
| FR2396746A1 (en) | 1979-02-02 |
| IT7825281A0 (en) | 1978-07-03 |
| IT1098349B (en) | 1985-09-07 |
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