Полиевропийфенилсилоксан в качестве фоторедуцента для светопрозрачных полимерных материалов и способ его получения

 

Использование: фоторедуцент для светопрозрачных полимерных материалов. Сущность: полиевропийфенилсилоксан формулы [(C₆H₅SiO_1,5)₁₂(EuO_1,5)₄] _n с молекулярной массой (0,3-15) · 10⁴, где n = 2-60, получают обменным разложением натриевых солей фенилсиланола хлоридом европия в среде толуола и/или алифатического спирта С₁-C₄ при температуре не ниже +20^oC.

Изобретение относится к новым химическим соединениям в области органической химии, а именно, к полиевропийфенилсилоксану общей формулы: с молекулярной массой (0,3-15)·10⁴, где n 2-60, и к способу его получения.

Указанный полиевропийфенилсилоксан может быть использован для получения пленок на основе термопластичных полимеров, активированных европием и способных поглощать УФ-излучение солнечного спектра и трансформировать его в излучение видимого света с длиной волны порядка 600-630 нм, которое способствует интенсификации процесса фотоморфогенеза в зеленом листе.

Известны полиорганосилоксаны, которые получают обменным разложением натриевых солей алкил или арилсилантроилов, а также соединений формулы NaO(SiR'R''O)_nNa, где R' и R'' органический радикал, органогалоидсиланами, например, органохлорсиланами общей формулы RnSiCl_4-n, где R органический радикал, n 0,1 или 2, при температуре не выше 30^oC. Однако, такие полимеры не обладают фоторедуцирующими свойствами.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является получение нового соединения вышеуказанной общей формулы новым способом, обладающего фоторедуцирующими свойствами.

Полиевропийфенилсилоксан получают реакцией обменного разложения фенилсиланолята натрия с хлоридом европия в среде толуола и/или алифатического спирта С₁-C₄, например, бутанола. Реакцию проводят при температуре не ниже +20^oC.

Полученный полимер представляет собой белый порошок, растворимый в органических растворителях. Полимер может быть использован для модификации пленок на основе поливинилхлорида, полиэтилена, полиметилметакрилата и других светопрозрачных полимеров.

Структура полимера подтверждается методом ИК-спектроскопии. В ИК-спектрах полиевропийфенилсилоксана наблюдается широкая полоса поглощения в области 1050-1080 см^-1, соответствующая валентным колебаниям группы Si-O, полоса в области 1100 см^-1, соответствующая связи Eu-O-Si и в области 1460 см^-1, соответствующая группировке Si-C₆H₅.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 12.48 г (0,078 моля) фенилсиланолята натрия растворяют в 200 мл бутанола и к нагретому до кипения раствору приливают раствор 6,73 г (0,026 моля) хлорида европия в 250 мл бутанола. После выдержки при температуре не ниже +20^oC в течение 2 ч смесь кипятят 1 ч, отфильтровывают выпавший хлорид натрия, отгоняют растворитель и остаток сушат в вакууме при температуре +100^oC и давлении 10 мм рт.столба.

Получают 16 г (98,2% от теоретического выхода) полиевропийфенилсилоксана в виде белого порошка, растворимого в толуоле с добавлением бутанола.

Для формулы [(C₆H₅SiO_1,5)₁₂(EuO_1,5)₄]_n; n=6.

Найдено: С 41,56% Н 4,57% Si 12,26% Eu 20,86% Вычислено: C 38,86% Н 2,68% Si 14,95% Eu 26,97% Пример 2. 12,48 г (0,078 моля) фенилсиланолята натрия растворяют в 250 мл смеси бутанола и толуола (1:1). К раствору, нагретому до температуры 50-70^oC, добавляют раствор 6,73 г (0,026 моля) хлорида европия в смеси бутанола с толуолом (1:1). После выдержки при температуре не ниже +20^oC в течение 2 ч смесь кипятят в течение 1 ч, охлаждают до комнатной температуры и далее обрабатывают так, как описано в примере 1. Получают 15,7 г (97,8% от теоретического выхода) полиевропийферилсилоксана.

Для формулы: [(C₆H₅SiO_1,5)₁₂(EuO_1,5)₄]_n; n 10.

Найдено: C 42,41% Н 4,58% Si 12,36% Eu 20,55% Вычислено: C 38,36% Н 2,68% Si 14,95% Eu 26,97% На основе поливинилхлорида, полиэтилена, полиметилметакрилата были приготовлены светопрозрачные пленки с различным содержанием полиевропийфенилсилоксана (ПЕФС).

Фоторедуцирующую способность пленок оценивают путем снятия спектров люминесценции (азотный N₂ лазер, λ_возб.=337 нм 337 нм).

На чертеже приведены спектры люминесценции для поливинилхлоридной пленки с различным содержанием ПЕФС в пленке, люминесценция в области 600 нм и 617 нм пропорционально возрастает. Следовательно с увеличением содержания ПЕФС в пленке наблюдается четкое возрастание ее фоторедуцирующих свойств. Таким образом ПЕФС, полученный путем обменного разложения фенилсиланолята натрия [C₆H₅Si(O)ONa] _n с хлоридом европия EuCl₃ может быть использован в качестве фоторедуцента для светопрозрачных полимерных материалов.

Формула изобретения

1. Полиевропийфенилсилоксан общей формулы с мол.м. (0,3 15)·10⁴,
где n 2 60,
в качестве фоторедуцента для светопрозрачных полимерных материалов.

2. Способ получения полиевропийфенилсилоксана, заключающийся в том, что осуществляют обменное разложение натриевых солей фенилсиланола хлоридом европия в среде толуола и/или алифатического спирта С₁-С₄ при температуре не ниже 20^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1