Способ получения ароматических полиамидов



Способ получения ароматических полиамидов
Способ получения ароматических полиамидов
Способ получения ароматических полиамидов
Способ получения ароматических полиамидов
Способ получения ароматических полиамидов
Способ получения ароматических полиамидов
Способ получения ароматических полиамидов
Способ получения ароматических полиамидов
Способ получения ароматических полиамидов

 


Владельцы патента RU 2544990:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) (RU)

Изобретение относится к способу получения ароматических полиамидов, которые могут быть использованы в различных областях техники в качестве высокопрочных и высокотермостойких связующих для пластмасс, стеклопластиков, клеев и пленок. Способ получения ароматических полиамидов заключается в том, что ароматические динитрилы подвергают взаимодействию с бисфенолами в ионной жидкости при 150-180°C в течение 10-12 часов. Ионная жидкость представляет собой 1-бутил-3-метилимидазолий гептахлордиалюминат ([bmim]Al2Cl7). Изобретение позволяет сократить температуру и продолжительность синтеза, увеличить молекулярную массу полимера, а также улучшить физико-механические показатели материалов на их основе. 2 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности к способу получения термостойких гетероцепных полимеров, которые могут быть использованы в промышленности полимерных изделий как связующие для пластмасс и стеклопластиков, а также клеев, покрытий и пленочных материалов.

Известны (пат. США №3418275, опубл. 1968 г., пат. США №3624033, опубл. 1971 г., Федотова О.Я. и др. Высокомол. соед.. - 1960. - Т.2. - с.899-903, Hesegawa H. Bull. Chem. Soc. Japan. - 1954. - V.27. - p.227-235) классические в химии полимеров способы получения ароматических полиамидов (АПА), заключающиеся в поликонденсации диаминов с галогенангидридами ароматических дикарбоновых кислот. Однако каждый отдельный дихлорангидрид необходимо синтезировать и доводить до требуемой кондиции, что связано с дополнительными затратами. Высокая гидролитическая неустойчивость дихлорангидридов помимо гибели функциональных групп приводит к выделению хлористого водорода. Последний также выделяется и в процессе получения полимера, что вызывает коррозию аппаратуры и образование солей с диаминами или с растущими полимерными цепями, которые, как правило, нереакционноспособны. Поэтому процесс получения АПА требует довольно сложного аппаратурного оформления из коррозионно-стойких материалов и/или присутствия акцептора хлороводорода.

Предлагаемый метод заключается в использовании стабильных мономеров, что исключает указанные трудности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения АПА (Патент №2306347 РФ / Могнонов Д.М., Бурдуковский В.Ф., Стельмах С.А.; Заявл. 11.12.2006; Опубл. 10.04.2008. - Бюл. №10),принятый за прототип, основанный на взаимодействии ароматических динитрилов с бис-фенолами в присутствии каталитических количеств хлорида сурьмы(III), хлорида и бромида алюминия при 170-220°C в течение 21-30 ч. Приведенная вязкость АПА, полученных таким способом,составляет 0.23-0.55 дл/г (H2SO4, 25°C).

Техническим результатом изобретения является увеличение молекулярной массы полимера, улучшение физико-механических характеристик материалов, сокращение продолжительности и температуры реакции.

Для достижения технического результата предложено получение АПА сополимеризацией динитрилов с бис-фенолами в ионной жидкости - 1-бутил-3-метилимидазолий гептахлордиалюминат ([bmim]Al2Cl7) при 150-180°C в течение 10-12 ч по следующей схеме:

Характеристическая вязкость составляет 0.43-0.87 дл/г (H2SO4, 20°C). Полимеры полностью растворимы в амидных растворителях при умеренном нагревании в концентрированных серной и муравьиной кислотах.

Термостойкость (по данным ТГА (5°C/мин, воздух), 10%-ная потеря массы) и теплостойкость полимеров (Тст.) составляет 440-490°C и 250-320°C соответственно.

Строение АПА подтверждено данными ИК, ЯМР 1H и 13C-спектроскопией. Так, по данным ИК-спектроскопии (KBr, см-1) присутствуют характеристические полосы поглощения при 1650-1660 (C=O) и 3390-3380 (N-H). Наиболее доказательными являются данные ЯМР 13C-спектроскопии (ДМСО-d6, δ, м.д.): сигнал при 164.83, свидетельствующий о наличии карбонильного атома углерода и ЯМР 1H-спектроскопии (ДМСО-d6, δ, м.д.): сигнал при 10.3, свидетельствующий о наличии атома водорода амидной связи.

Пленочные материалы получали поливом 18-20% раствора полимера в диметилформамиде на стеклянную подложку. Физико-механические свойства пленок представлены в таблице 1.

Таблица 1.
Физико-механические свойства пленок на основе АПА
АПА σраст., МПа εразр., %
Ar R
56.4 4.6
60.5 4.0
71.2 3.2
59.5 4.1

Прессованием порошков ароматических полиамидов при давлении 70-75 МПа и 250-350°C получены пресс-материалы, свойства которых приведены в Таблице 2.

Таблица 2
Физико-механические свойства пресс-материалов.
АПА Удельная ударная вязкость, МПА ГОСТ 4647-80 Разрушающее напряжение при растяжении, МПа ГОСТ 4648-71
Ar R
72-75 110
75-78 113
70-73 117
83-86 98

Предлагаемый способ подтверждается следующими нижеприведенными примерами.

Пример 1. В колбу загружали 3.4875 г [bmim]Cl (19.9857 ммоль) и при 20°C и интенсивном перемешивании небольшими порциями добавляли 5.3361 г хлорида алюминия (39.9714 ммоль). После полной гомогенизации небольшими порциями в полученную [bmim]Al2Cl7 (плотность 1.334 г/мл, 25°C) добавляли смесь 0.507 г 1,3-дицианобензола (5.292 ммоль) и 0.4356 г резорцина (5.292 ммоль). Реакционную массу интенсивно перемешивали 10 ч при 200°C. Затем высаживали в 1%-ный раствор гидроксида натрия, отфильтровывали и многократно промывали водой. Сушили в вакууме при 60-70°C до постоянной массы. Выход полимера количественный, характеристическая вязкость 0.87 дл/г (H2SO4, 20°C).

Пример 2. В колбу загружали 3.4875 г [bmim]Cl (19.9857 ммоль) и при 20°C и интенсивном перемешивании небольшими порциями добавляли 5.3361 г хлорида алюминия (39.9714 ммоль). После полной гомогенизации небольшими порциями в полученную [bmim]Al2Cl7 (плотность 1.334 г/мл, 25°C) добавляли смесь 0.507 г 1,3-дицианобензола (5.292 ммоль) и 1.2066 г 4,4'-дифенилолпропанола (5.292 ммоль). Реакционную массу интенсивно перемешивали 12 ч при 200°С. Затем высаживали в 1%-ный раствор гидроксида натрия, отфильтровывали и многократно промывали водой. Сушили в вакууме при 60-70°С до постоянной массы. Выход полимера количественный, характеристическая вязкость 0.81 дл/г (H2SO4, 20°С).

Пример 3. В колбу загружали 3.4875 г [bmim]Сд (19.9857 ммоль) и при 20°С и интенсивном перемешивании небольшими порциями добавляли 5.3361 г хлорида алюминия (39.9714 ммоль). После полной гомогенизации небольшими порциями в полученную [bmim]Al2Cl7 (плотность 1.334 г/мл, 25°C) добавляли смесь 1.1642 г 4,4'-дицианодифенилоксида (5.292 ммоль) и 1.2066 г 4,4'-дифенилолпропанола (5.292 ммоль). Реакционную массу интенсивно перемешивали 12 ч при 200°С. Затем высаживали в 1%-ный раствор гидроксида натрия, отфильтровывали и многократно промывали водой. Сушили в вакууме при 60-70°С до постоянной массы. Выход полимера количественный, характеристическая вязкость 0.75 дл/г (H2SO4, 20°С).

Пример 4. В колбу загружали 3.4875 г [bmim]Cl (19.9857 ммоль) и при 20°C и интенсивном перемешивании небольшими порциями добавляли 5.3361 г хлорида алюминия (39.9714 ммоль). После полной гомогенизации небольшими порциями в полученную [bmim]Al2Cl7 (плотность 1.334 г/мл, 25°C) добавляли смесь 0.507 г 1,4-дицианобензола (5.292 ммоль) и 1.503 г фенолфталеина (5.292 ммоль). Реакционную массу интенсивно перемешивали 10 ч при 200°C. Затем высаживали в 1%-ный раствор гидроксида натрия, отфильтровывали и многократно промывали водой. Сушили в вакууме при 60-70°C до постоянной массы. Выход полимера количественный, характеристическая вязкость 0.87 дл/г (H2SO4, 20°C).

Как видно из приведенных данных Таблиц 1, 2,Ю предлагаемый способ получения АПА выгодно отличается тем, что прост, получаются полимеры с высокими значениями молекулярной массы, сравнительно хорошей растворимостью и способностью к переработке в материалы современными методами, а также высокими значениями физико-механических свойств их материалов и высокой стойкостью к термоокислительной деструкции.

Вышеперечисленный комплекс практически полезных свойств полученных АПА определяет положительный эффект изобретения. Полученные полиамиды могут быть использованы в различных областях техники в качестве высокопрочных и высокотермостойких покрытий, связующих для пластмасс, стеклопластиков, пленок и клеев.

Способ получения ароматических полиамидов, отличающийся тем, что полиамиды образуются при взаимодействии ароматических динитрилов с бисфенолами в ионной жидкости - 1-бутил-3-метилимидазолий гептахлордиалюминат ([bmim]Al2Cl7) при 150-180°C в течение 10-12 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к композиции полиамидной смолы, которая имеет превосходные свойства, такие как термостойкость, стойкость к химическому воздействию, прочность, износостойкость и формуемость, и поэтому широко применяется для получения формованных изделий в качестве технической пластмассы.
Изобретение относится к сополиамиду, способу его получения, к композиции, содержащей сополиамид, применению сополиамида и фосфорноватистой кислоты или, по меньшей мере, одной из ее солей.
Изобретение относится к сополиамиду, способу его получения, композиции, содержащей сополиамид, а также к применению сополиамида и композиции. Сополиамид содержит, по меньшей мере, два разных звена, отвечающий следующей общей формуле: А/Х.Т.
Изобретение относится к способам получения композиции в форме крошки, включающей ароматический полиамид из ароматического диамина и хлорангидрида ароматической дикарбоновой кислоты.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения раствора соли двухосновных кислот и по меньшей мере одного диамина для получения полиамида. .
Изобретение относится к способу получения полиамида. .

Изобретение относится к области катализа реакций поликонденсации. .

Изобретение относится к композиции полиамидной смолы, содержащей полиамид (х), имеющий диаминовое звено, которое, главным образом, состоит из m-ксилилендиаминового звена, и звено дикарбоновой кислоты, которое, главным образом, состоит из звена адипиновой кислоты; и специфические количества антиоксиданта фосфорной кислоты и щелочного компонента.

Изобретение относится к новым улучшенным полиамидам из мета-ксилилендиамина и адипиновой кислоты. .

Изобретение относится к способу получения полиамида, применяемого в производстве формованных материалов - бутылок, листов, пленок, волокон. Способ получения полиамида заключается в том, что проводят прямую полимеризацию в расплаве диаминового компонента, содержащего 70 или более мол.% пара-ксилилендиамина с дикарбоновой кислотой, содержащей 70 или более мол.% С6-С18 алифатической дикарбоновой кислоты. Полимеризацию проводят при давлении от 0,2 до 0,5 МПа в отсутствие растворителя в реакторе периодического действия. Реактор оснащен перемешивающей лопастью без структурной основной части в горизонтальном направлении или перемешивающей лопастью, обладающей структурной основной частью в горизонтальном направлении, где основная часть в ходе перемешивания не контактирует с границей раздела между реакционной смесью и секцией газовой фазы. В ходе реакции температуру в секции газовой фазы реакционного резервуара реактора поддерживают равной 200°С или выше. Перемешивание содержимого реакционного резервуара от начала введения диаминового компонента до прекращения введения и до начала падения давления осуществляют так, что характеризующее перемешивание число Фруда составляет от 0,0002 до 0,15. Изобретение позволяет повысить производительность полиамида и получить полиамид высокого качества с низким содержанием нерасплавленного вещества в продукте. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 10 пр. .
Изобретение описывает способ получения полиамида поликонденсацией диаминного компонента и компонента дикарбоновой кислоты в реакционном резервуаре периодического действия, оснащенном парциальным конденсатором, в отсутствие растворителя, причем диаминный компонент включает 70 мольных процентов или более ксилолдиамина, который включает 20 мольных процентов или более пара-ксилолдиамина, и компонент дикарбоновой кислоты содержит алифатическую дикарбоновую кислоту, выбранную из янтарной кислоты, глутаровой кислоты, адипиновой кислоты, пимелиновой кислоты, пробковой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, ундекандиовой кислоты и додекандиовой кислоты, при этом способ включает следующие стадии (1)-(3): (1) стадию, в которой загружают компонент дикарбоновой кислоты в реакционный резервуар и повышают внутреннее давление в реакционном резервуаре до 0,2 МПа (манометрических) или выше; (2) стадию, в которой непрерывно или периодически добавляют диаминный компонент к компоненту дикарбоновой кислоты, пока молярное отношение (В/А) диаминного компонента (В) к загруженному компоненту (А) дикарбоновой кислоты не достигнет 0,60, в то же время поддерживают внутреннее давление в реакционном резервуаре при 0,2 МПа (манометрических) или выше и поддерживают всю реакционную систему в жидком состоянии; и (3) стадию, в которой снижают внутреннее давление в реакционном резервуаре до уровня менее 0,2 МПа (манометрических) в то время, пока молярное отношение (В/А) диаминного компонента (В) к загруженному компоненту (А) дикарбоновой кислоты находится в пределах диапазона от 0,60 до 0, 95, в то же время поддерживают всю систему в жидком состоянии и непрерывно или периодически добавляют диаминный компонент к компоненту дикарбоновой кислоты. Технический результат заключается в получении полиамида с высокими качественными показателями. 6 з.п. ф-лы, 8 пр.

Изобретение относится к композиции полиамидной смолы, содержащей полиамид (X), включающий диаминовое звено, в том числе 70 мол.% или более метаксилилендиаминового звена, и звено дикарбоновой кислоты, включая 70 мол.% или более звена адипиновой кислоты или звена себациновой кислоты, и щелочное соединение (A), которое представляет собой, по меньшей мере, одно, выбранное из карбонатов, гидрокарбонатов или карбоксилатов щелочных или щелочноземельных металлов, где удовлетворяются следующие уравнения (1)-(3): 0,03≤P≤0,32 (1) 2,2≤M≤26,1 (2) 9,3<M/P≤186, (3) где P обозначает мольную концентрацию, выраженную в мкмоль/г, атомов фосфора, содержащихся в г в композиции полиамидной смолы, M обозначает сумму, выраженную в мкмоль/г, величин, получаемых умножением мольной концентрации атома щелочного металла и мольной концентрации атома щелочноземельного металла, содержащихся в г в композиции полиамидной смолы на его валентность соответственно. Описаны также способ получения композиции полиамидной смолы, полиамидная маточная смесь и многослойное формованное изделие. Технический результат - хороший цветовой тон композиции полиамидной смолы, продуцирование меньшего количества геля и обожженного остатка при производстве изделий из композиции, таких как пленки, листы, волокна, многослойные изделия. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 табл., 91 пр.
Наверх