Ароматические полиэфирсульфонкетоны
Владельцы патента RU 2556233:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Настоящее изобретение относится к ароматическим полиэфирсульфонкетонам конструкционного и пленочного назначения. Описаны ароматические полиэфирсульфонкетоны формулы
где n=1-20; z=2-100;
R=
. Технический результат - получение ароматических полиэфиров с высокими показателями огне-, тепло-, термостойкости и механических характеристик. 6 пр.
Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, а именно к ароматическим полиэфирсульфонкетонам конструкционного и пленочного назначения.
Известны ароматические полиэфирсульфонкетоны на основе различных мономеров и олигомеров.
1. Osano Keiichi, Das Sudipto, Turner Richard S. Синтез и свойства полиэфиркетонсульфонов, содержащих циклогексил. Synthesis and characterization of cyclohexyl-containing poly(ether ketone sulfone)s. Polymer. 2009. 50, N5, c.1144-1149.
2. Huang Zhen-Zhong, Yu La-Mei, Sheng Shou-Ri, Ge Wei-Wei, Liu Xiao-Ling, Song Cai-Sheng. Синтез и свойства растворимых полиэфиркетонсульфонов, содержащих простые эфирные связи и имеющих боковые группы, содержащие несколько атомов хлора. Synthesis and characterization of novel soluble poly(ether ketone sulfone)s with pendant polychloro groups. J. Appl. Polym. Sci., 2008. 108, N2, c.1049-1054.
3. Sheng Shou-Ri, Luo Qiu-Yan, Yi-Huo, Luo Zhuo, Liu Xiao-Ling, Song Cai-Sheng. Синтез и свойства растворимых в органических растворителях ароматических полиэфиркетонов, содержащих боковые метальные группы и сульфоновые связи. Synthesis and properties of novel organosoluble aromatic poly(ether ketone)s containing pendant methyl groups and sulfone linkages. J. Appl. Polym. Sci., 2008. 107, N1, c.683-687.
4. Патент РФ №2477292. Ароматические блок-сополиэфирсульфоны. Опубл. 10.03.13. Бюл. №7.
Основным недостатком этих полиэфиров являются их низкие физико-химические характеристики.
По структуре и свойствам наиболее близким к предлагаемому изобретению являются полиэфиры на основе различных диановых олигоэфиров по патенту РФ №2436762. Ароматические сополиэфир-сульфонкетоны и способ их получения.
Однако последние характеризуются невысокими механическими и термическими характеристиками, а также низкими значениями кислородного индекса.
Задачей изобретения является получение полиэфиров с повышенными характеристиками тепло-, термо-, огнестойкости, деформационно-прочностных свойств.
Задача решается получением ароматических полиэфирсульфонкетонов следующей формулы:
где n=1-20; z=2-100;
R=
взаимодействием олигосульфонкетонов формулы:
со степенями конденсации n=1-20 [Патент РФ №2373179. Опубл. 20.11.2009 г. Бюл.32) с 4,4'-дифтордифенилкетоном или 4,4'-дихлордифенилсульфоном в диметилсульфоксиде].
Предлагаемые полиэфиры характеризуются повышенными показателями огне-, тепло-, термостойкости и прочностных свойств.
Синтез ароматических полиэфирсульфонкетонов иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. В трехгорлую коническую колбу, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, обратным холодильником, барбатером для подачи инертного газа, загружают 10,7730 г. (0,01 моль) олигосульфонкетона с n=1 (молекулярная масса = 1077,30), 50 мл диметилсульфоксида, 50 мл толуола и 2,04 мл 9,8 н. раствора NaOH. Температуру реакционной массы поднимают до 140°C и синтез проводят под током инертного газа (азота или аргона) до полного удаления следов воды. После отгонки азеотропной смеси толуол : вода реакционную массу охлаждают до 70-80°C, добавляют 2,18203 (0,01 моль) 4,4'-дифторбензофенона (молекулярная масса = 218,203). Реакцию проводят при температуре 170-180°C в течение 6 часов. Реакционную массу разбавляют 150 мл диметилсульфоксида и осаждают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной водой до полного удаления ионов хлора и сушат до постоянной массы. Выход - 98%. z=40-50.
Пример 2. Синтез проводится по примеру 1, а в качестве олигомера берется олигосульфонкетон с n=10 с молекулярной массой 8718,44. Выход - 96%, z=4-7.
Пример 3. Синтез проводится по примеру 1, а в качестве олигомера берется олигосульфонкетон с n=20 с молекулярной массой 17208,58. Выход - 96%, z=3-4.
Пример 4-6. Синтезы проводят по примерам 1-3, а в качестве дигалогенида берутся соответствующие количества 4,4'-дихлордифенилсульфона (молекулярная масса = 285,8636).
Выходы - 95-96%; z=40-50, 4-7, 3-4 соответственно.
Ниже даны некоторые свойства ароматических полиэфирсульфонкетонов.
| Таблица | |||||
| Свойства полиэфирсульфонкетонов | |||||
| Полимеры по примеру: | Tc., °C | ТГА, °C (2% потеря массы) | КИ, % | σp., МПА | ε, % |
| 1 | 172 | 395 | 31,5 | 77,1 | 31,0 |
| 2 | 177 | 406 | 32,0 | 81,0 | 30,0 |
| 3 | 178 | 410 | 31,0 | 82,4 | 29,6 |
| 4 | 188 | 397 | 30,0 | 76,9 | 29,0 |
| 5 | 191 | 411 | 30,0 | 75,5 | 26,9 |
| 6 | 193 | 414 | 31,5 | 78,8 | 27,3 |
Строение ароматических полиэфирсульфонкетонов подтверждено ИК-спектроскопией. На ИК-спектрах имеются полосы поглощения, соответствующие простым эфирным связям, сульфо- и кето-группам и отсутствуют полосы для гидроксильных групп. Результаты турбидиметрического титрования также подтверждают предлагаемую структуру.
Технический результат изобретения состоит в получении ароматических полиэфиров с высокими показателями огне-, тепло-, термостойкости и механических характеристик.
Ароматические полиэфирсульфонкетоны формулы
где n=1-20; z=2-100;
R=
