Огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон

Изобретение относится к полиэфиркетонам. Предложен огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон формулы:

где z=21-100. Технический результат - огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон, обладающий высокими значениями кислородного индекса, высокими механическими и термическими свойствами. 1 пр.

 

Изобретение относится к ароматическим простым полиэфирам, в частности к полиэфиркетонам. Полиэфиркетоны (ПЭК) являются перспективными полимерными материалами для различных отраслей техники. Они обладают комплексом таких ценных свойств, как термическая, окислительная, радиационная, химическая устойчивость, что позволяет их использовать как суперконструкционные и электроизоляционные материалы в производстве масло- и бензостойких изделий, в электро- и радиотехнике, в авто- и самолетостроении. Широкое применение данных полимерных материалов ограничивает высокая себестоимость и горючесть.

Известны полиэфиркетоны на основе 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана, 3,3-ди(4-оксифенил)фталида и других ароматических диоксисоединений и способы их получения.

Заявка 61-176627 (Япония). Ароматические простые полиэфиркетоны и способ их получения.

Заявка 3901072 (ФРГ). Способ получения полиариленэфиркетонов.

Закономерности реакции 4,4'-дифторбензофенона с калиевым дифенолятом 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана. Шапошникова В.В., Салазкин С.Н., Сергеев В.А. и др. //Изв. АН. Сер. Химическая, 1996, №10. С.2526-2530.

Заявка 3700808 (ФРГ). Способ получения полиариленэфиркетонов.

Недостатками данных полиэфиркетонов являются продолжительность синтеза (до 36 часов), низкие показатели огне-, тепло-, термо- и химстойкостей.

В качестве наиболее близкого аналога является полиэфиркетон на основе 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана и способ его получения:

Шарапов Д.С., Шапошникова В.В., Салазкин С.Н. Синтез полиариленэфиркетонов в высококипящих амидных растворителях.

Высокомолек. соед. Т.36, №4. С.639-643.

Недостатками данных полиэфиркетонов являются низкие показатели огнестойкости, термических и деформационно-прочностных показателей, стойкости к агрессивным средам.

Задачей изобретения является получение высокопрочных, негорючих, тепло-, термо- и химстойких полимеров.

Задача решается получением нового полиэфиркетона следующей

формулы:

где z=21-100.

В качестве исходных мономеров используются 4,4'-дифторбензофенон и 1,1 -дихлор-2,2-ди(3,5-дибром-4-оксифенил)этилен.

Полимеры с приведенной вязкостью η_пр=0,7-0,8 дл/г получают в течение 6 часов синтеза при 150°С в среде N,N-диметилацетамида. Использование других органических растворителей требует увеличения продолжительности синтеза. Реакция проводится при одновременной загрузке всех исходных компонентов. Для превращения бисфенола в дифенолят используется смесь К₂СО₃ и Nа₂СО₃ в соотношении 1,0:0,3. Избыток карбонатов по отношению к бисфенолу составляет 30% моль. Концентрация раствора по бисфенолу - 0,5-0,6 моль/л.

Пример.

В трехгорлую колбу емкостью 250 мл, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, обратным холодильником, барботером для инертного газа, загружают 19,1 г (0,032 моль) 1,1-дихлор-2,2-ди(3,5-дибром-4-оксифенил)этилена, 6,9819 (0,032 моль) 4,4'-дифтордифенилкетона, 50 мл диметилацетамида, 50 мл хлорбензола, 4,42 г (0,032 моль) К₂СО₃ и 1,13 г (0,011 моль) Na₂CO₃. Реакционную массу нагревают до 140°С и под током азота отгоняют воду в виде азеотропной смеси с хлорбензолом и проводят синтез при 150°С в течение 6 часов. Полученный полимер высаждают в дистиллированную воду, подкисленную щавелевой кислотой для разрушения фенолятных групп, и отмывают от низкомолекулярных продуктов. Полимеры сушат при температуре 100-120°С в течение 24 часов и при 150°С в течение 24 часов. Выход продукта составляет 95-98% от теоретического, приведенная вязкость - 0,7-0,8 дл/г.

Состав и строение полиэфиркетона подтверждены данными ИК-спектроскопии и элементного анализа. На ИК-спектрах имеются полосы поглощения, соответствующие простой эфирной связи, и отсутствуют полосы, соответствующие НО-группе.

Из раствора в хлороформе методом полива получены прозрачные пленки с желтовато-коричневым оттенком. Ниже даны некоторые характеристики полиэфиркетона:

Тc, °C	229-233
Ттек, °С	347-350
σразр, МПа	110-120
εр, %	3,0-4,0
ТГА, %
при: 410°С	2
470°С	10
530°С	50
КИ, %	54 (огнестойкость)
Водопоглощение	не более 0,1% в сутки

Полиэфир устойчив в 30%-ном растворе H₂SО₄, а также в разбавленных растворах щелочей, набухает в концентрированной НСl и не теряет в массе. Рентгеноструктурный анализ показал, что ПЭК имеет аморфную структуру.

Технический результат изобретения заключается в получении ароматических полиэфиркетонов, обладающих высокими значениями кислородного индекса (высокой огнестойкостью), высокими механическими и термическими свойствами, за счет использования бисфенола 1,1-дихлор-2,2-ди(3,5-дибром-4-оксифенил)этилена.

Огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон формулы:

где z=21-100.