Поли- -оксикарбонилоксиэтилен- -метилметакрилаты для изготовления органических стекол с высокой лазерной прочностью

 

Изобретение относится к новым полимерам - гомополимерам ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов и может быть использовано для создания полимерных материалов, обладающих повышенной лазерной прочностью и предназначенных для изготовления элементов лазерной техники. Поли-ω-карбонилоксиэтилен-α-метакрилаты с молекулярной массой 10⁴-10 ⁶ общей формулы

где R - -СН₃, -C₂H ₅, -н-С₄Н₉, -трет-С₄Н ₉,

,

Изобретение позволяет получить материалы на основе вышеуказанных гомополимеров, обладающие повышенной лазерной прочностью. 1 табл., 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к новым полимерам - гомополимерам -ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилоилов и может быть использовано для создания полимерных материалов, обладающих повышенной лазерной прочностью и предназначенных для изготовления элементов лазерной техники. Указанные полимеры, так же как и исходные мономеры, замещенные ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилаты, на которые одновременно отправляется заявка, в патентной и научной литературе не описаны.

Известны оптические прозрачные полимеры метакрилового ряда, например полиметилметакрилат [Энциклопедия полимеров. - М., 1977 г, т.2]. Однако лазерная прочность таких полимеров невысока [j. Appl. Phys., 1969, 40, 3954], что делает их непригодными для использования в лазерных приборах. Гомополимеры ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов (ПМОК) общей формулы

где R - -CH₃ (ПМОК-1)

-С ₂H₅ (ПМОК-2)

-н-C₄H₉ (ПМОК-4)

трет-C₄H₉ (ПМОК-4т)

(ПМОК-6Ф)

(ПМОК-6ц),

получают блочной радикальной полимеризацией исходных мономеров ω-замещенных ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов (МОК) при 40-80°С.

Инициатор полимеризации - перекись бензоила или динитрил азоизомасляной кислоты, 0,1-1,0% к мономеру. Продолжительность полимеризации 5-10 час.

ПМОК - оптически прозрачные, твердые или эластичные полимеры с 10⁴-10⁶, обладают высокой лазерной прочностью как при однократном, так и при многократном воздействии мощных импульсов светового излучения наносекундной длительности, что делает их весьма перспективными для применения в лазерной технике.

Для лучшего понимания сущности данного изобретения приводятся следующие примеры получения ПМОК.

Пример 1.

Гомополимер метил-ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилоила (ПМОК-1) получают блочной радикальной полимеризацией соответствующего мономера (94 г, 0,5 моль), инициируемой 0,1 г динитрила азоизомасляной кислоты при 70°С в течение 7 час.

Полученный продукт представляет собой твердый оптически прозрачный, бесцветный полимер (электронный спектр поглощения приведен на чертеже) с высокой лазерной прочностью.

Характеристики полимера и данные о его лазерной прочности приведены в таблице.

Примеры 2-6.

Гомополимеры ω-этил, ω-бутил, ω-трет-бутил, ω-гексил, ω-фенилоксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов (ПМОК-2, ПМОК-4, ПМОК-4т, ПМОК-6ц, ПМОК-6ф соответственно) получают в условиях, аналогичных приведенным в примере 1.

Характеристики полимеров и данные об их лазерной прочности приведены в таблице.

  Характеристики гомополимеров монозамещенных ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов (ПМОК) и данные об их лазерной прочности № ПолимерЭлементный состав,%** Т стекл., °С d²⁰ Лазерная прочность* CH OId, отн. ед.N 1ПММА --- 10510⁵ 1,1412 2ПММ ЭГ*** --- 11010⁵ -1,22 3ПММА +20% ТАЦ --- 5510⁵ -1,510 4ПМОК-1 4010 ⁵1,182,0 2005 ПМОК-2 2210 ⁶1,282,0 1506 ПМОК-4 210 ⁴1,322,0 1507 ПМОК-4т 3610 ⁵1,302,0 258 ПМОК-6ц 3810 ⁶1,362,0 259 ПМОК-6ф 4010 ⁶1,422,0 25 * Лазерная прочность при однократном воздействии излучения определялась величиной интенсивности светового потока, приводящего к появлению видимого разрушения в образце с одной вспышки (Id). Лазерная прочность при многократном воздействии импульсов излучения определялась количеством лазерных вспышек (N) с интенсивностью I=0,8 Id, которые выдерживает образец до появления в нем видимого разрушения. ** Знаменатель - вычислено, числитель - определено. *** ПММЭГ - полимер на основе монометакрилового эфира этиленгликоля.

Как видно из данных, приведенных в таблице, гомополимеры МОК по лазерной прочности значительно превосходят все известные аналоги. Высокая лазерная прочность гомополимеров в сочетании с их хорошими термомеханическими характеристиками делает весьма перспективным их применение в элементах лазерной техники.

Формула изобретения

Поли - ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилаты общей формулы

,

где R - -CH₃, -C₂H ₅, -н-C₄H₉, -трет-C₄H ₉,

c молекулярной массой 10⁴-10 ⁶ для изготовления органических стекол с высокой лазерной прочностью.

РИСУНКИ