Блок-сополиэфирформали
Владельцы патента RU 2520566:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Беркова (КБГУ) (RU)
Настоящее изобретение относится к блок-сополиэфирформалям. Описаны блок-сополиэфирформали формулы:
где n=1-20; m=2-50; z=2-30. Технический результат - получение блок-сополиэфирформалей, обладающих высокой тепло- и термостойкостью, а также высокими механическими характеристиками. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, в частности к блок-сополиэфирформалям, которые могут найти применение в качестве тепло- и термостойких высокопрочных пленочных материалов.
Известны блок-сополимеры на основе различных олигомеров, а именно на основе олигоформалей со степенью конденсации 5 и 10, которые имеют невысокую тепло- и термостойкость и молекулярную массу [1]. Имеются полиформали различной структуры [2-7]. Основными недостатками этих полимеров являются низкая тепло- и термостойкость. Более близкими к предлагаемым по структуре и свойствам являются полиформали на основе диана [8], которые получаются высокотемпературной поликонденсацией (150-180°С) и содержат блоки олигосульфона и полиформаля.
Однако данные сополиэфирсульфонформали отличаются своей структурой и обладают невысокими физико-химическими свойствами, низкой тепло- и термостойкостью.
Задачей изобретения является создание полиэфирформалей блочного строения с повышенными показателями термических и механических характеристик.
Задача решается получением блок-сополиэфирформалей следующей структуры:
где n=1-20; m=2-50; z=2-30
взаимодействием эквимольных количеств диановых олигосульфонов со степенями конденсации n=1-20 и диановых олигоформалей с n=1-20 с эквимольной смесью хлорангидридов изо- и терефталевой кислот.
Предлагаемые блок-сополиэфирформали характеризуются высокими показателями тепло- и термостойкости, а также механических характеристик и получаются следующим образом.
Пример 1
В двугорлую коническую колбу емкостью 200 мл, снабженную механической мешалкой, загружают 0,67 г (0,001 моль) олигосульфона с n=1 (мол. масса=670,90), 0,469 г (0,001 моль) олигоформаля с n=1 (мол. масса=468,59), 70 мл хлористого метилена, 0,57 мл (0,004 моль) триэтиламина и перемешивают. После растворения олигомеров к смеси добавляют 0,41 г (0,002 моль) смеси (50:50) дихлорангидридов изо- и терефталевой кислот. Реакцию проводят 1 час, затем реакционную смесь разбавляют хлористым метиленом и осаждают полимер в изопропиловом спирте. Выпавший полимер отфильтровывают и промывают водой до полного исчезновения ионов хлора. Приведенная вязкость 0,5%-ного раствора полимера в хлороформе 1,41 дл/г. Выход=95%. Некоторые свойства полимеров даны в таблице.
Пример 2
В двугорлую коническую колбу емкостью 200 мл., снабженную механической мешалкой, загружают 4,65 г (0,001 моль) олигосульфона с n=10 (мол. масса=4653,80), 2,63 г (0,001 моль) олигоформаля с n=10 (мол. масса=2631,30), 70 мл. хлористого метилена, 0,57 мл. (0,004 моль) триэтиламина и перемешивают. После растворения олигомеров к смеси добавляют 0,41 г (0,002 моль) смеси (50:50) дихлорангидридов изо- и терефталевой кислот. Реакцию проводят 1 час, затем реакционную смесь разбавляют хлористым метиленом и осаждают полимер в изопропиловом спирте. Выпавший полимер отфильтровывают и промывают водой до полного исчезновения ионов хлора. Приведенная вязкость раствора полимера в хлороформе 1,17 дл/г. Выход=95%.
Пример 3
В двугорлую коническую колбу емкостью 200 мл, снабженную
механической мешалкой, загружают 9,08 г (0,001 моль) олигосульфона с n=20 (мол. масса=9078,15), 5,03 г (0,001 моль) олигоформаля с n=20 (мол. масса=5034,31), 70 мл хлористого метилена, 0,57 мл (0,004 моль) триэтиламина и перемешивают. После растворения олигомеров к смеси добавляют 0,41 г (0,002 моль) смеси (50:50) дихлорангидридов изо- и терефталевой кислот. Реакцию проводят 1 час, затем реакционную смесь разбавляют хлористым метиленом и осаждают полимер в изопропиловом спирте. Выпавший полимер отфильтровывают и промывают водой до полного исчезновения ионов хлора. Приведенная вязкость 0,5%-ного раствора полимера в хлороформе 0,94 дл/г. Выход=96%.
| Таблица | ||||||||
| Свойства блок-сополиэфирформалей | ||||||||
| Блок-сополиэфирфор- мали на основе олигоэфиров | Тс, °C | Ттек, °C | σр, МПа | εp, % | Термостойкость, °С | |||
| 2% | 10% | 50% | ||||||
| ОФ-1Д | ОС-1Д | 147 | 210 | 70,4 | 17,7 | 369 | 411 | 427 |
| ОФ-10Д | ОС-1 ОД | 134 | 202 | 69,1 | 20,2 | 381 | 433 | 446 |
| ОФ-20Д | ОС-20Д | 129 | 190 | 71,8 | 23,3 | 384 | 447 | 489 |
Структура полимеров подтверждена ИК-спектроскопией и турбидиметрическим титрованием. Наличие по одному максимуму на дифференциальных кривых турбидиметрического титрования, а также полос поглощения для сложноэфирных групп и отсутствие полос для ОН-групп в спектрах подтверждает структуру полимеров.
Технический результат изобретения заключается в получении блок-сополиэфиров, обладающих высокой тепло- и термостойкостью, а также высокими механическими характеристиками.
Литература
1. Темираев К.Б., Шустов Г.Б., Часыгова А.Г., Скрипко О.И. Однородные ароматические блок - сополиэфирформали. Тез. докл. научно-практ. конф. Новые полимерные композиционные материалы. М. 2000. С.57.
2. Шустов Г.Б., Темираев К.Б., Микитаев А.К., Часыгова А.Г. Ароматические олигоформали, 7-я Междун. конф. по химии, физико-химии олигомеров. "Олигомеры-2000". Тез. Докл. Москва-Пермь-Черноголовка. 2000. С.111.
3. Camahan J.C. Polyethersulfoneformals. Пат. 4310654 (США) опубл. В РЖХ.1982 20С467П.
4. Williams F.I., Hay A.S., Relies H.M. и др. The synthesis of aromatic polyformals. РЖХ 1984. 23 C451.
5. Hay A.S., Williams F.I., Relies H.M., Bonlette B.M., Donahne P.E., Sohnson D.S. / J. Polymer sci. Polymer letters. 1983. V.21. №6. P. 449.
6. Хасбулатова З.С., Асуева Л.А., Насурова М.А., Шустов Г.Б., Микитаев А.К. Ароматические полиформали. Пласт. Массы. 2008. №8. С31-34.
7. Пат. США 3069386 - РЖХ. 18С209П. 1964.
8. Темираев К.Б., Шустов Г.Б., Микитаев А.К. Синтез и свойства сополиэфирсульфонформалей. Высокомолек. Соед. Б, 1988. Т. 30. №6. С.412-415.
Блок-сополиэфирформали формулы:
где n=1-20; m=2-50; z=2-30.
