Ненасыщенные блок-сополиэфиркетоны

Настоящее изобретение относится к блок-сополиэфиркетонам, которые могут быть использованы в качестве конструкционных и пленочных материалов. Указанные блок-сополиэфиркетоны представляют собой соединения формулы: где R обозначает , , или , n=1-20, а z=5-100. Полученные соединения обладают повышенными значениями огне- и химстойкости, а также улучшенными термическими и механическими характеристиками. 1 табл., 12 пр.

 

Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, в частности к ароматическим полиэфирам блочного строения, которые можно использовать в качестве конструкционных и пленочных материалов.

Известны ароматические блок-сополиэфиры на основе различных олигокетонов: Ароматические полиэфиркетоны и полиэфирэфиркетоны. А.Х. Шаов, А.М. Хараев, А.К. Микитаев и др. // Пластические массы, 1990, 11, с.14-17.

Synthesis of blok copolyetherether ketones and investigations of their properties. Ozden S., Charaev A.M., Shaov A.H. // J. Appl. Polym. Sci. - 2002. - Vol.85. - Is.3. - P.485-490.

Основным недостатком таких полимеров является низкая огнестойкость.

Более близкими к предполагаемым по структуре и свойствам являются ароматические блок-сополиэфиры на основе диановых олигокетонов и дихлорангидридов фталевых кислот: The synthesis of Polyetheretherketones and investigations of their properties. Ozden S., Charaev A.M., Shaov A.H. // J. Mater. Sci. - 1999. - vol.34. - P.2741-2744.

Однако полимеры на их основе обладают недостаточно высокими физико-химическими свойствами, низкими значениями кислородного индекса.

Задачей изобретения является создание блок-сополиэфиров с повышенными значениями огне- и химстойкости, термическими и механическими характеристиками.

Задача решается получением блок-сополимеров следующей структуры:

; ;

n=1-20, z=5-100

взаимодействием олигокетонов на основе 1,1-дихлор-2,2-ди(4-оксифенил)этилена и 4,4'-дихлорбензофенона с степенями конденсации n=1-20 с эквимольной смесью дихлорангидридов изо- и терефталевых кислот, дихлорангидридом 1,1-дихлор-2,2ди(4-карбоксифенил)этилена или 4,4'-дихлорбензофеноном. Предлагаемые полиэфиры характеризуются повышенными показателями тепло- и термостойкости, разрывной прочности и огнестойкости.

Пример 1. Синтез блок-сополиэфира на основе эквимольной смеси дихлорангидридов изо- и терефталевой кислот.

В двухгорлую коническую колбу емкостью 250 мл., снабженную механической мешалкой, загружают 7,4046 г (0,01 моль) олигокетона с молекулярной массой 740,46 и степенью конденсации n=1 и 100 мл 1,2-дихлорэтана. После образования гомогенного раствора приливают 2,82 мл (0,02 моль) триэтиламина и при перемешивании в реакционную колбу вносят эквимольную смесь дихлорангидридов изо- и терефталевой кислот в количестве 2,0325 г (0,01 моль). Реакцию проводят при комнатной температуре в течение 1 часа. Затем реакционную массу разбавляют 100 мл 1,2-дихлорэтана и осаждают полимер в изопропаноле. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной водой до полного удаления ионов хлора. Некоторые свойства полученного блок-сополиэфира приведены в таблице.

Примеры 2-4. Синтезы проводят как по примеру 1, только в качестве исходных олигомеров берутся олигокетоны со степенями конденсации n=5 (мол. масса =2578 - пример 2), n=10 (мол. масса =4874 - пример 3), n=20 (мол. масса =9468 - пример 4). Во всех трех примерах берутся олигокетоны в количестве 0,01 моль, а все остальные реактивы и растворители по примеру 1.

Примеры 5-8. Синтез блок-сополиэфира на основе дихлорангидрида 1,1-дихлор-2,2-ди(4-карбоксифенил)этилена

Синтезы проводят по примерам 1-4, вместо эквимольной смеси дихлорангидридов изо- и терефталевой кислот берутся соответствующие количества дихлорангидрида 1,1-дихлор-2,2ди(4-карбоксифенил)этилена с мол. массой 374,05.

Пример 9. Синтез блок-сополиэфира на основе 4,4'-дифторбензофенона.

В трехгорлую колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, обратным холодильником, барбатером для инертного газа, загружают 7,4 г (0,01 моль) олигокетона со степенью конденсации n=1,50 мл диметилацетамида, 50 мл хлорбензола, 2,18203 г (0,01 моль) 4,4'-дифторбензофенона, 1,79 г (0,013 моль) K₂CO₃. Температуру реакционной массы поднимают до 170°C, и синтез проводят под током инертного газа (азота или аргона) при 170-180°C в течение 3 часов. Реакционную массу разбавляют 50 мл диметилацетамида и высаждают в дистиллированную воду. Полимер промывают дистиллированной водой и сушат до постоянной массы.

Примеры 10-12. Синтезы проводят по примеру 9, только в качестве диоксисоединений берутся олигокетоны со степенями конденсации n=5 (пример 10), n=10 (пример 11) и n=20 (пример 12) в тех же мольных количествах, что и по примеру 9.

С целью улучшения некоторых эксплуатационных характеристик, полученные по примерам 1-12, блок-сополимеры подвергнуты термообработке при 300°C в течение 30 минут. Некоторые результаты даны в таблице.

Таблица
Некоторые свойства блок-сополиэфиров*
БСП по примерам	ηприв. дл/г	Тс, °C	Ттек., °C	ТГА, °C	КИ, %	σр., МПа	εр., %
2%	50%
1	1,3	200/220	327/400	410/430	560	42,5	83,0/89,0	9,4
2	1,2	196/220	320/410	340/437	580	41,5	87,4/92,4	9,2
3	1,0	190/225	318/-	427/440	597	41,0	88,8/99,9	8,7
4	0,99	188/230	315/-	430/448	603	41,0	98,7/117,1	8,4
5	1,7	210/330	330/-	394/420	541	51,0	80,2/94,4	7,7
6	1,6	204/336	317/-	407/426	544	52,0	82,3/95,0	7,6
7	1,3	200/340	315/-	420/445	560	54,0	84,7/95,9	7,1
8	1,2	194/340	315/-	430/457	556	54,5	85,0/96,1	5,4
9	0,84	180/205	322/390	403/441	559	41,5	74,4/89,5	18,8
10	0,80	180/200	320/390	410/440	548	41,5	79,9/97,7	18,7
11	0,77	176/207	310/375	416/446	550	41,0	84,6/97,6	17,1
12	0,71	174/205	307/370	419/440	557	41,5	86,1/98,2	16,3
*В знаменателе даны характеристики структурированных образцов блок-сополиэфиров. Режим термообработки - 0,5 ч при Т=300°C. Для некоторых образцов Ттек не обнаружены до температур деструкции.

Технический результат изобретения заключается в получении полиэфиров, обладающих высокой термостойкостью, повышенными значениями кислородного индекса (высокой огнестойкостью), высокими механическими свойствами.

Ненасыщенные блок-сополиэфиркетоны формулы:

где R=; ;

n=1-20, z=5-100.