Способ получения фосфорсодержащих сополимеров

 

Способ получения фосфорсодержащих сополимеров сополимеризацией стирола или метилметакрилата с фосфорсодержащими мономерами в блоке или среде органического растворителя при температуре 50-80°C в присутствии радикальных инициаторов, отличающийся тем, что, с целью получения негорючих сополимеров с улучшенными свойствами, применяют фосфорсодержащие мономеры общей формулы

где R - гидроксил, фенил, фенокси- или алкоксигруппа.

Применение в качестве таких мономеров метакрилоилэтиленгликолевых эфиров различных метилфосфоновых кислот позволяет получать негорючие сополимеры, имеющих линейную структуру в отличие от сшитой структуры у известных сополимеров. Это приводит к улучшению свойств сополимеров, в частности к увеличению их растворимости в органических растворителях. 1 табл.

Настоящее изобретение относится к способу улучшения физико-механических свойств промышленных полимеров путем сополимеризации в блоке и растворителе стирола и метилметакрилата с осваиваемыми в промышленности метакриловыми эфирами, производными метилфосфоновой кислоты общей формулы

,

где R=-OH; -OC₆H₅; -OC ₂H₅; -OCH₃, -C₆H₅ .

Известен способ получения фосфорсодержащих полимеров путем сополимеризации стирола с моно-β- или бис-β - β-метакроилоксиэтиловыми эфирами кислот фосфора, позволяющий получать полимеры трехмерной и разветвленной структуры, нерастворимые в органических растворителях [А.А.Муслинкин, Н.И.Ризположенский. Авт. св. СССР № 168438. Бюлл. изобр. №4, 1965].

Целью предлагаемого изобретения является получение негорючих полимеров с линейной структурой на основе промышленного сырья.

Поставленная цель достигнута путем сополимеризации стирола и метилметакрилата с метакроилэтиленгликолевыми эфирами окси-(алкокси-, фенокси-)метилфосфоновой кислоты. Процесс сополимеризации протекает в блоке и в растворителях (бензол, диметилформамид) в присутствии азо-бис-изобутиронитрила (ДНАК) и перекиси бензоила (ПБ) при температурах от 50 до 80°С. Время протекания сополимеризации определяется содержанием фосфорсодержащего сомономера в исходной смеси.

Продукты, полученные блочной сополимеризацией, представляют собой твердые прозрачные стеклообразные полимеры, растворимые в диметилсульфоксиде. Полимеры, полученные сополимеризацией стирола и метилметакрилата с 0,2 мол.% метакроилэтиленгликолевыми эфирами окси-(фенокси-)метилфосфоновой кислоты, затухают при вынесении из пламени горелки. Сополимеры с содержанием фосфора 5 вес.% и выше не горят.

Предлагаемый способ опробирован в лабораторных условиях. Ниже приводятся результаты этих исследований.

Пример 1. Сополимеризация стирола и метилметакрилата с метакроилэтиленгликолевым эфиром оксиметилфосфоновой кислоты (ФЭМ) в массе.

Сополимеризацию проводят в запаянных ампулах емкостью 8-10 мл. В ампулу помещают рассчитанное количество мономеров и ДМАК. После многократного попеременного ваккуумирования и заполнения аргоном ампулы помещают в термостат, поддерживающий заданную температуру. По истечении определенного времени ампулы вскрывают и содержимое переносят в охлажденный диметилформамид. Из раствора сополимеры выделяют переосаждением метиловым спиртом, а затем сушат до постоянного веса. Определяют выход сополимеров и анализируют на содержание фосфора.

Свойства полученных сополимеров представлены в таблице.

№№Сополимер Содержание ФЭМ, мольные долиПлотность, г/см³Характеристическая вязкостьТемпература начала термодеструкции, °С1 Стирол-0,21,103 0,730220 2ФЭМ 0,41,1480,625 2253  0,61,172 0,521230 4  0,81,2010,405 2451 Метилмет-0,21,048 0,540210 2акрилат- 0,41,0940,427 2203 ФЭМ0,61,106 0,298230 4 0,8 1,1420,202240

Пример 2. Сополимеризация стирола и метилметакрилата с ФЭМ в растворителе.

В ампулы емкостью 20 мл помещают рассчитанное количество мономеров, перекиси бензоила и растворителя в количестве мономеры растворитель =1:1, заполняют аргоном, запаивают и помещают в термостат, поддерживающий температуру 80°С. Через 3-5 часов ампулы вскрывают. Полимер выделяют обычными методами.

Осуществление предлагаемого способа и приведенные данные подтверждают возможность получения фосфорсодержащих полимеров с линейной структурой, растворимых в органических растворителях, обладающих свойством самозатухаемости и термоустойчивостью до 210-245°C.

Формула изобретения

Способ получения фосфорсодержащих сополимеров сополимеризацией стирола или метилметакрилата с фосфорсодержащими мономерами в блоке или среде органического растворителя при температуре 50-80°C в присутствии радикальных инициаторов, отличающийся тем, что, с целью получения негорючих сополимеров с улучшенными свойствами, применяет фосфорсодержащие мономеры общей формулы

где R - гидроксил, фенил, фенокси- или алкоксигруппа.