Способ получения пленочных материалов на основе цианэтиловых эфиров поливинилового спирта

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к пленочным материалам. Способ включает растворение цианэтилового эфира поливинилового спирта в растворителе, формирование пленки поливом раствора на антиадгезионную подложку и высушивание. В качестве растворителя используют смесь диметилформамида с монометиловым эфиром этиленгликоля, взятых в соотношении (40-60):(60-40). Полученную пленку облучают ускоренными электронами при энергии 700 кэВ до получения дозы (50-200) кГр. Технический результат - пленочные материалы сочетают высокие значения диэлектрической проницаемости с оптической прозрачностью. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Заявляемое изобретение относится к химии полимеров, а именно к пленочным материалам на основе цианэтиловых эфиров поливинилового спирта, которые могут использоваться в качестве функциональных слоев в многослойных конструкциях изделий электротехнического и радиоэлектронного назначения, например электролюминесцентных источниках света, конденсаторах и т.д. К таким пленочным материалам предъявляется требование высоких значений диэлектрической проницаемости (ε) в сочетании с оптической прозрачностью.

Известен способ получения пленок из цианэтилового эфира поливинилового спирта (ЦЭПС) [SU №802.294, МКИ³ C08F 16/06, C08F 6/12, опубл. 07.02.81], согласно которому ЦЭПС растворяли в ацетоне и формировали пленку методом полива на ан-тиадгезионную поверхность с последующей сушкой от растворителя до постоянного веса. Высушенная пленка имела значение ε, равное 3,1 [Е.Б. Удлер, Э.С. Шульгина, А.Ф. Николаев, Синтез и свойства цианэтилового эфира поливинилового спирта. - Пласт. массы, 1979, №7, с.60.], что для современных технических задач, связанных с производством электролюминесцентных источников света, является неприемлемым из-за крайне низкого уровня диэлектрической проницаемости. Кроме того, оптическая прозрачность пленки очень низкая - коэффициент пропускания при длине волны 450 нм находится в пределах значений 25-30.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу является способ получения пленочных материалов из цианэтилового эфира поливинилового спирта, включающий растворение ЦЭПС, содержащего не менее 12,1 мас.% связанного азота, в растворителе, формирование пленки поливом на антиадгезионную поверхность и последующую сушку от растворителя [US №3067141. НКИ 252-63.2, 1962]. В качестве растворителя использовали ацетонитрил. Высушенная пленка имела диэлектрическую проницаемость ε=12,6, что недостаточно велико для целого ряда современных технических задач. Оптическая прозрачность пленки низкая - коэффициент пропускания при длине волны 450 нм не превышает значения 35, что негативно сказывается на эффективности электролюминесцентных источников света.

Технический результат, достигаемый в заявляемом изобретении, заключается в получении пленочного материала на основе ЦЭПС, сочетающего высокую диэлектрическую проницаемость с улучшенной оптической прозрачностью.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения пленочного материала на основе цианэтилового эфира поливинилового спирта, включающем растворение полимера в растворителе, формирование пленки поливом раствора на антиадгезионную поверхность и высушивание от растворителя, в качестве растворителя используют смесь диметилформамида с монометиловым эфиром этиленгликоля в массовом соотношении, равном (40-60):(60-40), и сформированную пленку дополнительно облучают ускоренными электронами при энергии 700 кэВ до дозы поглощения (50-200) кГр.

Концентрация раствора ЦЭПС в смеси растворителей может составлять 20-35%.

Цианэтиловый эфир поливинилового спирта может быть получен так, как это описано в нашей заявке RU №2010104072/04.

Используемые растворители - диметилформамид (ДМФА) и монометиловый эфир этиленгликоля (ММЭЭГ) выпускаются промышленностью.

Заявляемое изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами, но не ограничено ими.

Пример 1.

В круглодонную колбу объемом 500 мл при включенной мешалке загружали 80 г ДМФА и 80 г ММЭЭГ (соотношение 50: 50) и перемешивали 10 минут. Затем в смесь растворителей загружали 40 г ЦЭПС и проводили растворение полимера при комнатной температуре и перемешивании в течение 60 минут.

Из полученного 20%-ного раствора ЦЭПС в смеси растворителей методом полива на антиадгезионную подложку изготавливали пленки толщиной (50-80) мкм. В качестве антиадгезионной подложки использовали пластины из политетрафторэтилена. Пленки сушили на воздухе в течение двух суток, а затем в сушильном шкафу при температуре 80°С и давлении 1 кПа в течение 5 часов.

Электронно-лучевую обработку пленок ЦЭПС проводили с использованием ускорителя электронов РТЭ-1 В при энергии электронов 700 кэВ, токе 1 мА и значении поглощенной дозы 50 кГр. Плотность потока электронов составляла 3,2·10¹³ эл·см^-2·с^-1.

Выбор величины энергии электронов определялся необходимостью равномерного облучения образцов по толщине.

Диэлектрическую проницаемость пленок определяли с использованием моста переменного тока Р5010 в соответствии с ГОСТ 6433.4-71 на частоте 1 кГц при напряженности поля (10³-10⁵) В/м.

Светопропускание пленочных материалов на основе ЦЭПС в УФ-видимой области спектра измеряли на спектрофотометре СФ-2000. Для сопоставления оптических характеристик использовали светопропускание при длине волны 450 нм, типичной для электролюминофоров синего свечения.

Условия получения пленочного материала и его свойства представлены в таблице.

Пример 2.

Процесс формирования пленочного материала осуществлялся по примеру 1, но с использованием раствора с соотношением ДМФА:ММЭЭГ=60:40 и с концентрацией ЦЭПС 25 мас.%. Значение поглощенной дозы 100 кГр.

Условия получения пленочного материала и его свойства представлены в таблице.

Пример 3.

Процесс формирования пленочного материала осуществлялся по примеру 1, но с использованием раствора с соотношением ДМФА:ММЭЭГ=40:60 и с концентрацией ЦЭПС 30 мас.%. Значение поглощенной дозы 150 кГр.

Условия получения пленочного материала и его свойства представлены в таблице.

Пример 4.

Процесс формирования пленочного материала осуществлялся по примеру 1, но с использованием раствора с концентрацией ЦЭПС 35 мас.%. Значение поглощенной дозы 200 кГр.

Условия получения пленочного материала и его свойства представлены в таблице.

Пример 5 (контрольный).

Процесс формирования пленочного материала осуществлялся по примеру 3, но без облучения пленки ускоренными электронами.

Условия получения пленочного материала и его свойства представлены в таблице.

Пример 6 (контрольный).

Процесс формирования пленочного материала осуществлялся по примеру 1, но с использованием в качестве растворителя ацетона.

Условия получения пленочного материала и его свойства представлены в таблице.

Пример 7 (контрольный).

Процесс формирования пленочного материала осуществлялся по примеру 1, но с использованием в качестве растворителя ацетонитрила.

Условия получения пленочного материала и его свойства представлены в таблице.

Пример 8 (контрольный).

Процесс формирования пленочного материала осуществлялся по примеру 1, но с использованием в качестве растворителя диметилформамида.

Условия получения пленочного материала и его свойства представлены в таблице.

Пример 9 (контрольный).

Процесс формирования пленочного материала осуществлялся по примеру 1, но с использованием в качестве растворителя монометилового эфира диэтиленгликоля.

Условия получения пленочного материала и его свойства представлены в таблице.

Как видно из представленных данных, получение пленочных материалов по заявляемому способу позволяет существенно увеличить значение их диэлектрической проницаемости и почти в полтора раза улучшить оптическую прозрачность.

1. Способ получения пленочного материала на основе цианэтилового эфира поливинилового спирта, включающий растворение полимера в растворителе, формирование пленки поливом раствора на антиадгезионную поверхность и высушивание от растворителя, отличающийся тем, что в качестве растворителя использовали смесь диметилформамида с монометиловым эфиром этиленгликоля в массовом соотношении (40-60):(60-40) и дополнительно проводили облучение пленки ускоренными электронами при энергии 700 кэВ так, чтобы поглощенная доза составляла (50-200) кГр.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пленку получали из раствора, содержащего 20-35 мас.% цианэтилового эфира поливинилового спирта.