4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенил, проявляющий свойства светотермостабилизатора поливинилхлорида

4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенил проявляет свойства светотермостабилизатора в полимерной поливинилхлоридной композиции, что позволяет исключить использование в полимерной композиции солей органических кислот, а также получить неокрашенный полимерный материал. 2 табл.

 

Введение

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению эпоксисодержащих азобензолов, в частности 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенила, который может быть использован в качестве светотермостабилизатора поливинилхлорида (ПВХ).

Уровень техники

Известно, что эпоксисоединения, содержащие в молекуле трехчленное гетероциклическое оксирановое кольцо, применяют как светостабилизаторы ПВХ [И.Фойгт. Стабилизация синтетических полимеров против действия света и тепла. Л.: Химия, 1972. 544 с.]. Это могут быть эпоксидированные углеводороды, простые и сложные эпоксиэфиры, эпоксидные смолы.

Наиболее близким структурным аналогом заявленного соединения является эпоксидная смола ЭД-20 [Химикаты для полимерных материалов. Справочник. Под ред. проф. Б.Н.Горбунова. М.: Химия, 1984. 320 с.]. Это достаточно эффективный светостабилизатор. Однако он не проявляет термостабилизирующего действия и используется в смеси с солями органических кислот (стеаратом кальция, бария или кадмия), что усложняет и удорожает материал, повышает его токсичность при использовании соединений кадмия. Эпоксидная смола ЭД-20 окрашивает полимерный материал в светло-коричневый цвет, что делает невозможным ее использование для неокрашенных материалов.

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в поиске нового химического соединения, содержащего эпоксидную группу, проявляющего одновременно свойства и свето-, и термостабилизатора поливинилхлорида, не требующего для проявления этих свойств присутствия в полимерной композиции солей органических кислот и позволяющего использовать его для получения неокрашенных материалов. Поставленная задача решена соединением 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенил формулы:

Структура заявляемого соединения доказана методами элементного анализа и спектроскопии ЯМР 1Н и 13С.

В спектре ЯМР 1Н 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенила в пиридине-Д5 наблюдаются резонансные сигналы ароматических протонов (приведены химические сдвиги в м.д. относительно ТМС) 7,67 м (4Н); 7,05д (2Н) и 7,51д (2Н); эпоксигруппы 2,8 т (1Н); 2,94т (1Н); 3,39 с (1Н); 4,01 т (1Н); 4,29 (1Н).

В ИК спектре 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенила наблюдается сигнал нитрильной группы (2219,12 см-1) и валентные колебания связей С-Н 1,4-замещенных бензолов (800-1300 см-1).

Использование заявленного соединения в качестве светотермостабилизатора ПВХ позволяет обеспечить более высокие характеристики полимерных пленок как по прочностным свойствам, так и по эластичности, исключить использование солей органических кислот в полимерной композиции, а также получить неокрашенный полимерный материал.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения

Для синтеза 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенила использовали следующие вещества:

1. 4-гидрокси-4'-бифенилкарбонитрил ТУ 6-09-15-815-86

2. Эпихлоргидрин ГОСТ 12844-74

3. Гидроокись натрия ГОСТ 11078-78

4. Этанол ГОСТ 10749.3-80

Заявленное соединение получали следующим образом. Смесь 1,95 г (0,01 моль) 4-гидрокси-4'-бифенилкарбонитрила, 18,5 г (0,2 моль) эпихлоргидрина и 0,8 г (0,02 моль) гидроокиси натрия в виде 40% водного раствора нагревают при перемешивании на водяной бане при 90°С 3 часа. Затем добавляют такое же количество раствора щелочи и нагревают еще 2 часа. Реакционную смесь отфильтровывают от непрореагировавшего 4-гидрокси-4'-бифенилкарбонитрила и механических примесей. Фильтрат выливают в 250 мл холодной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из этанола. Получают целевой продукт 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенил. Выход 1,56 г (62%). Тпл=113,2°С. Найдено (%): С 75,50; Н 5,45; N 5,60. Вычислено (%): С 76,49; Н 5,18; N 5,58.

Пример 1. Использование заявленного соединения в качестве светотермостабилизатора ПВХ.

ПВХ смешивают с пластификатором диоктилфталатом (ДОФ) и заявленным соединением в качестве стабилизатора, помещают в емкость и оставляют смесь набухать в термошкафу при 120°С в течение 30 мин. Затем смесь загружают на лабораторные вальцы, вальцуют при 150°С. Из развальцованной смеси вырезают пластины и прессуют при 160°С и давлении 5 МПа в течение 4 мин с последующим охлаждением в прессе. Полученный образец помещают под лампы ДРТ-375 мощностью 375 Вт на расстояние 20 см. Светотепловое старение проводят при 70°С в течение 72 часов.

Из исходных (до старения) и подвергнутых старению пленок полимера вырезают образцы размером 100х10 мм, зажимают в зажимы разрывной машины РМ-30-1 и определяют нагрузку, при которой происходит разрыв образца Fi и приращение длины рабочего участка образца, измеренное в момент его разрыва Δli по ГОСТ 14236-86.

Прочность при разрыве (разрушающее напряжение при растяжении) рассчитывают по формуле:

, где Fi - разрывная нагрузка, Аi - сечение образца.

Определяют среднее из 30 результатов.

Относительное удлинение (εр, %) при разрыве определяют по формуле:

, где li - начальный размер i-го образца.

Определяют среднее из 30 результатов.

Устойчивость к светотепловому старению определяют как процент сохранения свойства (σ и εр) после светотеплового старения.

Образцы сравнения с использованием в качестве стабилизаторов стеарата кальция и эпоксидной смолы ЭД-20 готовят и испытывают согласно тому же ГОСТ 8979-85, как и для заявленного соединения.

В таблице 1 приведены примеры композиций на основе ПВХ.

В таблице 2 приведены результаты испытания образцов на свето- и термостойкость.

Данные таблицы 2 с очевидностью подтверждают, что заявленное соединение проявляет одновременно высокие светостабилизирующую и термостабилизирующую способности, не требуя при этом присутствия солей органических кислот. Заявленное соединение представляет собой порошок белого цвета, что делает возможным его использование при получении неокрашенного полимерного материала.

Таблица 1
Рецептуры композиций на основе поливинилхлорида
Наименование ингредиентовСодержание ингридиентов, мас.ч.
12
1. ПВХ100100
2. ДОФ4040
3. Стеарат кальция2-
4. ЭД-200,2-
5. 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенил-0,2

Таблица 2
Результаты испытаний образцов на свето- и термостойкость
Показатель12
Разрушающее напряжение при
растяжении, МПа
- при нормальных условиях21,621,8
- после светотеплового старения19,923,1
Устойчивость к старению, %92,0106,0
Относительное удлинение при
разрыве, %
- при нормальных условиях232190
- после светотеплового старения212210
Устойчивость к старению, %91,4110,5

4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-цианобифенил, проявляющий свойства светотермостабилизатора поливинилхлорида.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к промышленности пластмасс, в частности к разработке способа получения слоистого материала с поливинилхлоридным покрытием. .
Изобретение относится к наполненным ПВХ-композициям, предназначенным для использования в производстве линолеума, применяемого в качестве покрытия полов в промышленном и гражданском строительстве.
Изобретение относится к химической технологии, в частности к переработке пластмасс, и может быть использовано при изготовлении пластифицированных жестких поливинилхлоридных (ПВХ) материалов различного назначения, а именно для изготовления обуви, изоляции, защитных оболочек проводов, труб, нетоксичного упаковочного материала и других изделий технического и бытового назначения.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а в частности к составу полимерной композиции, которая используется в качестве основного слоя рулонного бытового и полукоммерческого напольного покрытия.

Изобретение относится к акрил-силиконовым гибридным модификаторам ударной вязкости, способу их получения и композициям на основе винилхлоридных смол, содержащим вышеназванные материалы.

Изобретение относится к переработке полимерных композиций на основе поливинилхлорида для получения пленочных материалов и искусственной кожи. .

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-пропилоксиазобензола, проявляющего свойства светотермостабилизатора поливинилхлорида.

Изобретение относится к способу обработки изделий из полимерной композиции, включающей полимер на основе винилхлорида, подвергшихся естественному старению на поверхности во время их использования, который включает стадию (Е), согласно которой обрабатывают в окружающей атмосфере поверхность изделий с помощью органического раствора, содержащего органический пероксид и органический растворитель (раствор (S)).

Изобретение относится к способу изготовления гладкого равнотолщинного эластичного микропористого ПВХ-материала, состоящего из связанных между собой единой системой сквозных пор дозирующего и резервуарного слоев.
Изобретение относится к наполненным пластифицированным поливинилхлоридным композициям, предназначенным для производства линолеума, применяемого в промышленности и гражданском строительстве.

Изобретение относится к переработке полимерных композиций на основе поливинилхлорида для получения пленочных материалов и искусственной кожи. .

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-пропилоксиазобензола, проявляющего свойства светотермостабилизатора поливинилхлорида.

Изобретение относится к производному сложного -гидроксиэфира и способу его получения, к способу получения -галогидринового промежуточного соединения и к способу получения из него эпоксидной смолы, а также к композиции на основе эпоксидной смолы.

Изобретение относится к новым производным эпотилона формулы I, где связь, обозначенная волнистой линией, обозначает, что связь “а” находится либо в цис-, либо в транс-форме; (I) R2 отсутствует или обозначает кислород; “а” обозначает простую или двойную связь; “b” либо отсутствует, либо обозначает простую связь; и “с” либо отсутствует, либо обозначает простую связь при условии, что если R2 обозначает кислород, то “b” и “с” оба обозначают простую связь и “а” обозначает простую связь; если R2 отсутствует, то “b” и “с” оба отсутствуют и “а” обозначает двойную связь; и если “а” обозначает двойную связь, то R2, “b” и “с” отсутствуют; R3 обозначает радикал, выбранный из группы, включающей водород; (низш.)алкил, прежде всего метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, н-пентил, н-гексил; -CH2F; -CH2-OH; R4 и R5 независимо друг от друга обозначают водород; R1 обозначает радикал строения (a-d); (II) если R3 обозначает (низш.)алкил, прежде всего метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, н-пентил, н-гексил; -CH2F; -СН2-ОН; и другие символы за исключением R1 имеют значения, указанные выше в (I), то R1 также может обозначать радикал строения (e-i); (III) и если R3 обозначает -СН2-ОН; и другие символы за исключением R1 имеют указанные выше значения, то R1 также может обозначать фрагмент формулы (j); или соль соединения формулы I, если присутствует солеобразующая группа.

Изобретение относится к способу эпоксидирования прохирального олефина, который включает взаимодействие прохирального олефина с источником кислорода в присутствии солевого катализатора.

Изобретение относится к новым оксирановым соединениям и к способу их получения. .

Изобретение относится к моющим составам, в частности к получению основы синтетических моющих средств. .
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению 4-( -гидроксиалкилокси)-4'-цианобифенилов, которые используются для синтеза жидкокристаллических полимеров, а также в качестве компонентов жидкокристаллических композиций, применяемых для изготовления средств отображения информации.
Наверх