Реакционная среда для получения полиимидов

 

Изобретение относится к полимерной химии, в частности к реакционным органическим средам для получения растворимых термостойких, устойчивых к воздействию агрессивных сред полиимидов. Изобретение позволяет придать реакционной среде возможность многократного применения без очистки и регенерации за счет того, что реакционная среда, содержащая, мас. воду 10 30; уксусную или пропионовую кислоту 10 15; в качестве органического растворителя диоксан или тетрагидрофуран 55 80. Предлагаемая реакционная среда может многократно использоваться для одностадийного получения полиимидов на основе диангидрида трициклодецентетракарбоновой кислоты и 4,4ʹ. Получаемые полиимиды имеют мол.м. 200000 220000, степень имидизации 93 98% прочность и удлинение при разрыве 125 140 МПа и 12 25% соответственно. 4 табл.

Изобретение относится к полимерной химии, в частности к органическим средам для получения растворимых термостойких, устойчивых к воздействию агрессивных сред полиимидов.

Целью изобретения является придание реакционной среде возможности многократного применения без очистки и регенерации.

П р и м е р 1. Готовят растворитель, содержащий 80 мас. тетрагидрофурана, 10 мас. воды и 10 мас. уксусной кислоты. 18 г полученного растворителя заливают в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, в которую предварительно загружено 0,10 моль (2,74 г) диангидрида трициклодецентетракарбоновой кислоты и 0,01 моль (2,00 г) 4,4'-диаминодифенилоксида. Полученную реакционную смесь нагревают при перемешивании до 50^оС. Через 0,3 ч реакционная смесь сгущается и начинает опалесцировать, после этого перемешивание прекращают. Синтез ведут 2,5 ч, после чего полимер выделяется на дно реакционной колбы в виде твердого блока, который можно перерабатывать механически. Характеристическая вязкость конечного полиимида η1,4 дл/г, молекулярная масса 220000. Выход полимера 98% степень имидизации 93% Растворитель сливают из реакционной колбы и используют для дальнейшего проведения поликонденсации без очистки и регенерации. Потеря растворителя в ходе одного синтеза не более 5% При пятикратном проведении реакции в данном растворителе вязкостные характеристики и степень имидизации полученных полиимидов практически не изменяются.

Степень имидизации полимеров определяют методом ИК-спектроскопии на спектрофотометре "Specord 751R" путем сопоставления оптических плотностей полосы 1380 см^-1 имидных циклов в ИК-спектре полученных полимеров с оптической плотностью этой полосы в образцах, прогретых в вакууме при ступенчатом подъеме температуры до 300^оС.

Молекулярную массу полимеров определяют по концентрации концевых аминогрупп методом УФ-спектроскопии на спектрофотометре "Specord UV-Vis".

Прочность и удлинение при разрыве определяют на образцах, непосредственно вырезанных из полученных блоков, на испытательных машинах РМ-30-1 и РМТ-250 по ГОСТ 11262-80.

П р и м е р ы 2-4. Синтез полиимидов осуществляют по методике примера 1 в растворителе, содержащем тетрагидрофуран, 10 мас. воды и уксусную кислоту, при 50^оС. Свойства полиимидов представлены в табл. 1. (После пятикратного использования растворителя свойства полимеров не изменяются).

П р и м е р ы 5-7. Синтез полиимидов осуществляют по методике примера 1 в растворителе, содержащем тетрагидрофуран, 10 мас. уксусной кислоты и воду, при 50^оС. Свойства полиимидов представлены в табл. 2 (после пятикратного использования растворителя свойства полимеров не изменяются).

П р и м е р 8. Готовят растворитель, содержащий 65 мас. диоксана, 25 мас. воды и 10 мас. пропионовой кислоты. 18 г полученного растворителя заливают в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, в которую предварительно загружают 0,01 моля (2,74 г) диангидрида трициклодецентетракарбоновой кислоты и 0,01 моля (2,00 г) 4,4'-диаминодифенилоксида. Полученную реакционную смесь нагревают при перемешивании до 50^оС. Через 0,5 ч реакционная смесь сгущается и начинает опалесцировать, после этого перемешивание прекращают. Синтез ведут 3 ч, после чего полимер выделяется на дно реакционной колбы в виде твердого блока, который можно перерабатывать механически. Характеристическая вязкость конечного полиимида 1,32 дл/г, молекулярная масса 200000. Выход полимера 97% степень имидизации 95% Растворитель сливают из реакционной колбы и используют для дальнейшего проведения поликонденсации без очистки и регенерации. Потеря растворителя в ходе одного синтеза не более 5% При пятикратном проведении реакции в данном растворителе вязкостные характеристики и степень имидизации полученных полимидов практически не изменяются.

П р и м е р ы 9-11. Синтез полиимидов осуществляют по методике примера 8 в растворителе, содержащем диоксан, 25 мас. воды и пропионовую кислоту, при 50^оС. Свойства полиимидов представлены в табл. 3. После пятикратного использования растворителя свойства полимеров не изменяются.

П р и м е р ы 12-15. Синтез полиимидов осуществляют по методике примера 8 в растворителе, содержащем диоксан, 10 мас. пропионовой кислоты и воду, при 50^о.

Свойства полиимидов представлены в табл. 4. После пятикратного использования растворителя свойства полимеров не изменяются.

Формула изобретения

РЕАКЦИОННАЯ СРЕДА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИИМИДОВ на основе диангидрида трициклодецентетракарбоновой кислоты и 4,4'-диаминодифенилоксида, содержащая органический растворитель, воду и уксусную или пропионовую кислоту, отличающаяся тем, что, с целью многократного применения ее без очистки и регенерации, в качестве органического растворителя она содержит диоксан или тетрагидрофуран при следующем соотношении компонентов, мас.

Диоксан или тетрагидрофуран 55 80 Вода 10 30 Уксусная или пропионовая кислота 10 15

РИСУНКИ

Рисунок 1