Способ получения ароматических ациклических полиимидов



Владельцы патента RU 2552523:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Бурятский государственный университет" (БГУ) (RU)

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности к способу получения ароматических ациклических полиимидов, которые могут быть использованы в различных областях техники в качестве высокопрочных и высокотермостойких связующих для пластмасс, стеклопластиков, клеев и пленок. Способ получения ароматических ациклических полиимидов заключается в том, что проводят взаимодействие ароматических динитрилов с ароматическими дикарбоновыми кислотами при температуре 190-200°C в течение 8-14 часов. Реакцию проводят в ионных жидкостях вида 1-Bu-3-MeImCl/AlCl3, 1-Et-3-MeImCl/AlCl3, 1-Bu-2,3-Me2ImCl/AlCl3, 1-Bu-3-MeImBr, 1-Bu-3-MeImBF4. Изобретение позволяет получить полиимиды с высокой молекулярной массой, хорошей растворимостью и высокой термостойкостью. 5 пр.

 

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

Известен (Коршак В.В., Виноградова С.В., Васнев В.А. и др. // Изв. АН СССР. - 1969. - Т.4 - С.177) способ получения ароматических ациклических полиимидов (АПИ), заключающийся в поликонденсации дихлорангидридов дикарбоновых кислот с их диамидами. Такой подход имеет существенные недостатки, связанные с тем, что в качестве исходных мономеров используются дихлорангидриды дикарбоновых кислот, которые являются гидролитически неустойчивыми соединениями, кроме того, в результате образуются низкомолекулярные полимеры, непригодные для изготовления пленочных и пресс-материалов, а в процессе поликонденсации происходит выделение побочного продукта - хлороводорода, который может вызывать коррозию аппаратуры.

Также известен (Cefelin P., Sebenda J., Wichterle О. Formation of polyimides by -COOH and -CN reactions // J. of Polym. Sci. - 1971. - V.9. - P.192-197) способ получения алифатических АПИ на основе алифатических динитрилов и алифатических дикарбоновых кислот. Важными недостатками указанного метода являются сравнительно жесткие условия синтеза и низкомолекулярность получаемых АПИ, что не позволяет изготавливать полимерные материалы на их основе с удовлетворительными эксплуатационными характеристиками.

Техническим результатом изобретения является возможность получения АПИ в более мягких условиях на основе стабильных нетоксичных и доступных мономеров, а также значительное увеличение молекулярной массы образующихся полимеров.

Для достижения технического результата предложено синтезировать АПИ перегруппировкой in situ поликарбоксиимидатов, полученных взаимодействием динитрилов с дикарбоновыми кислотами в ионных жидкостях (1-Bu-3-MeImCl/AlCl3, 1-Et-3-MeImCl/AlCl3, 1-Bu-2,3-Me2ImCl/AlCl3, 1-Bu-3-MeImBr, 1-Bu-3-MeImBF4) при температуре 190-200°C в течение 8-14 часов. Схему синтеза можно представить следующим образом:

Реакцию получения АПИ осуществляли в трехгорлой колбе, снабженной механической мешалкой, вводом и выводом для аргона (скорость продувания 10-30 мл/мин.). Характеристическая вязкость составляла 0.34-0.96 дл/г (H2SO4, 20°C).

Полученные полимеры в зависимости от строения элементарного звена растворимы в серной кислоте, ДМСО и в амидных растворителях при нагревании.

По данным ТГА (5°C/мин, воздух), 10%-ная потеря массы наблюдалась при 350-400°C.

Строение АПИ подтверждено данными ИК, ЯМР 1Н и 13С-спектроскопии. Так, в ИК-спектрах полимеров присутствуют полосы поглощения групп N-H при 3440 см-1, C=O при 1793 см-1 и отсутствуют сигналы, характерные для поликарбоксиимидатов (C=N при 1630 см-1, C-О при 1200 см-1). В спектре ЯМР С присутствуют химические сдвиги карбонильных атомов углерода при 167-168 м.д. и атомов углерода ароматических колец в области 128-133 м.д. На спектре ЯМР Н1 присутствует синглет амидного атома водорода при 8.5 м.д. В области 7.5-8.0 м.д. резонируют ароматические атомы водорода.

Предлагаемый способ подтверждается следующими нижеприведенными примерами.

Пример 1. АПИ получали в трехгорлой колбе (25 мл), снабженной мешалкой, вводом и выводом для аргона. В колбу приливали 3 мл 1-Bu-3-MeImCl/AlCl3 (1:2 мол.) и при перемешивании небольшими порциями добавляли смесь 1,3-дицианобензола (0.2304 г) и изофталевой кислоты (0.2988 г). После тщательного перемешивания, по достижению гомогенного раствора, реакционную смесь погружали в сплав Вуда. Затем температуру повышали до 190-200°C и вели синтез в течение 8 часов. По завершению реакции продукт высаживали в слабощелочной раствор, отфильтровывали, промывали водой и сушили в вакууме при 80°C до постоянной массы. Выход полимера количественный, характеристическая вязкость составляла 0.41 дл/г (H2SO4, 20°C).

Пример 2. Реакцию между 4,4′-дикарбоксидифенилоксидом и 4,4′-дицианодифенилоксидом в 1-Bu-3-MeImCl/AlCl3 (1:2 мол.) осуществляли аналогично примеру 1. Выход полимера количественный, характеристическая вязкость составляла 0.96 дл/г (H2SO4, 20°C).

Пример 3. Реакцию между изофталевой кислотой и 1,3-дицианобензолом в 1-Et-3-MeImCl/AlCl3 (1:2 мол.) осуществляли аналогично примеру 1. Выход полимера количественный, характеристическая вязкость составляла 0.40 дл/г (H2SO4, 20°C).

Пример 4. Реакцию между изофталевой кислотой и 1,3-дицианобензолом в 1-Bu-2,3-Me2ImCl/AlCl3 (1:2 мол.) осуществляли аналогично примеру 1. Выход полимера количественный, характеристическая вязкость составляла 0.36 дл/г (H2SO4, 20°C).

Пример 5. Реакцию между 4,4′-дикарбоксидифенилоксидом и 1,4-дицианобензолом в 1-Bu-3-MeImCl/AlCl3 (1:2 мол.) осуществляли аналогично примеру 1. Выход полимера количественный, характеристическая вязкость составляла 0.48 дл/г (H2SO4, 20°C).

Как видно из приведенных примеров, способ получения ароматических АПИ выгодно отличается тем, что прост, получаются полимеры с высокими значениями молекулярной массы, хорошей растворимостью и сравнительно высокой термостойкостью.

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

Способ получения ароматических ациклических полиимидов, заключающийся в том, что полиимиды образуются при взаимодействии ароматических динитрилов с ароматическими дикарбоновыми кислотами при температуре 190-200°C в течение 8-14 часов в ионных жидкостях вида 1-Bu-3-MeImCl/AlCl3, 1-Et-3-MeImCl/AlCl3, 1-Bu-2,3-Me2ImCl/AlCl3, 1-Bu-3-MeImBr, 1-Bu-3-MeImBF4.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области синтеза ароматических полиамидокислот - промежуточного продукта в синтезе полиимидов. Описан способ получения полиамидокислот с заданной степенью полимеризации поликонденсацией высокоактивных мономеров, заключающийся в добавлении к раствору диамина твердого диангидрида тетракарбоновой кислоты и монофункционального соединения, при этом синтез проводят в три стадии: поликонденсация диамина с диангидридом тетракарбоновой кислоты, взятом в количестве от 0,84 до 0,98 моля на 1 моль диамина, затем конденсация с монофункциональным соединением, в качестве которого используют ангидрид фталевой кислоты, и далее поликонденсация с диангидридом тетракарбоновой кислоты.
Изобретение относится к термостойким адгезивам для соединения кристаллов и металлов с полиимидным основанием. Адгезивы (составы) содержат в качестве полимерного связующего новый преполимер - поли(о-гидроксиамид) - продукт реакции поликонденсации 3,3′-дигидрокси-4,4′-диаминодифенилметана и 1,3-бис-(аминопропил)-тетраметилдисилоксана с изофталоилхлоридом.

Изобретение относится к производству композиционных материалов. Изобретение включает связующее, его использование в препрегах, способ получения связующего.

Изобретение относится к области химии, а именно к электрореологическим суспензиям, получаемым на основе наноразмерных частиц полимеров. Способ заключается в выборе моделированием дисперсной фазы электрореологической суспензии на основе наноразмерных частиц полиимидов.

Изобретение относится к новым полимерам и способам их получения. .

Изобретение относится к способу получения N-фенилзамещенных ациклических полиимидов, которые могут быть использованы в различных областях техники в качестве высокопрочных и высокотермостойких связующих для пластмасс, стеклопластиков, клеев и пленок.
Изобретение относится к области нефтехимического синтеза, в частности к способу получения полиэтиленсукцинимида, используемого, например, в качестве моющей и диспергирующей присадки в составе моторных масел.

В изобретении раскрыт новый тип полиимидных мембран с высокими проницаемостями и высокими селективностями в отношении разделения газов, а конкретно, и в отношении вариантов разделения CO2/CH4 и H2/CH4. В отношении разделения CO2/CH4 полиимидные мембраны имеют пропускающую способность по CO2, равную 50 Баррер или выше, и селективность CO2/CH4 моногаза, равную 15 или выше, при 50°С и 791 кПа. Полиимидные мембраны содержат поперечно сшиваемые при воздействии УФ-лучей функциональные группы и могут быть использованы для изготовления поперечно сшитых под действием УФ-лучей полиимидных мембран, имеющих пропускающую способность по CO2, равную 20 Баррер или выше, и селективность CO2/CH4 моногаза, равную 35 или выше, при 50°С и 791 кПа в отношении разделения CO2/CH4. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 табл., 15 пр.
Изобретение относится к химической промышленности и касается способа получения добавки на основе экологически чистой полиамидокислоты в виде твердых волокон, устойчивой при хранении, которая при переводе в солевое состояние может найти применение для получения композиционных материалов и покрытий по металлу. Способ получения раствора соли полиамидокислоты, используемой в качестве добавки, включает формирование кокона из волокон полиамидокислоты путем введения 13,0-13,5 мас.% раствора полиамидокислоты в диметилформамиде в дистиллированную воду при перемешивании со скоростью 50 об/мин. Далее осуществляют промывку кокона волокон дистиллированной водой, разделение его на отдельные волокна, естественную сушку их сначала на воздухе и последующую ступенчатую сушку их сначала при 120-130°С в течение около 60 мин в сушильном шкафу, затем в вакуумном термостате с выдержкой их при 79-81°С и давлении около 1 атм до снижения содержания в волокнах растворителя диметилформамида до 3,68 мас.% с последующим получением соли полиамидокислоты из полученных волокон путем растворения их в смеси, содержащей N-метилпирролидон, моноэтаноламин и воду. Описан также способ получения покрытий на основе фторопласта с добавкой соли полиамидокислоты или лака соли полиамидокислоты. Технический результат - повышение устойчивости полиамидокислоты в виде волокон при хранении, повышение санитарно-экологических свойств полиамидокислоты и композиционных материалов на основе фторопласта с добавкой полиамидокислоты, улучшение антипригарных и антифрикционных свойств. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к диспергаторам парафинов и топливным композициям на основе дизельных топлив. Предложен диспергатор парафинов, содержащий в качестве активного компонента производные алкиловых эфиров β-аминопропионовой кислоты общей формулы где a=0-2, b=0-1, c=0-1, n≥1, x=0-1; y=0-1; z=0-1; x+y+z=a+nb+c≤n+3, R - алкильный радикал нормального строения C12-C28. Предложены также способ получения заявленного диспергатора парафинов, депрессорно-диспергирующий пакет присадок, содержащий заявленный диспергатор, и соответствующая топливная композиция. Технический результат - повышение седиментационной устойчивости топливной композиции при холодном хранении при температурах ниже температуры помутнения. 4 н.п. ф-лы, 4 табл., 6 пр., 1 ил.

Изобретение относится к полиимидным мембранам, которые могут быть либо плоскими мембранами, либо мембранами из полых волокон. Полиимидные мембраны могут являться пористыми мембранами в виде микро-, ультра- или нанофильтрационных мембран или непористыми мембранами, применяемыми для разделения газов. Способ изготовления полиимидных мембран включает стадии получения полиимида путем поликонденсации ароматического диангидрида тетракарбоновой кислоты с ароматическим диизоцианатом в апротонном диполярном растворителе, приготовления содержащего полиимид литьевого раствора и изготовления полиимидной мембраны из литьевого раствора, причем полиимид не выделяют между первыми двумя стадиями в виде твердого вещества и не растворяют вновь, и причем изготовление мембраны осуществляют методом фазовой инверсии. Изобретение позволяет получить мембраны, обладающие хорошими механическими свойствами, стойкостью к воздействию давления в процессе эксплуатации и селективностью к различным газам. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 табл., 22 пр.

Изобретение относится к области синтеза ароматических полиамидокислот - промежуточного продукта в синтезе полиимидов. Синтез проводится в три стадии: поликонденсация диамина с диангидридом тетракарбоновой кислоты, взятом в расчетном молярном недостатке по отношению к диамину, затем конденсация с расчетным количеством ангидрида дикарбоновой кислоты, содержащего реакционноспособную группу, и далее поликонденсация с диангидридом тетракарбоновой кислоты, взятом в дополняющем до эквимолярного к диамину количестве. Технический результат - получение полиамидокислот с концевыми реакционноспособными группами и с заданной степенью полимеризации в случае применения высокоактивных мономеров. 5 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к термозакрепляющему компоненту фьюзера для использования в электрофотографических аппаратах, в том числе и в цифровых принтерах, а также к способу получения изображений на носителе с использованием термозакрепляющего компонента фьюзера. Термозакрепляющий компонент содержит основную (несущую) часть и слой внешнего покрытия на ее поверхности, содержащего сшитый фторированный полиимид с отверждающим агентом. Причем фторированный полиимид содержит: где Ar1 и Ar2 представляют собой ароматические группы, содержащие от примерно 6 до примерно 60 атомов углерода; и Ar1 и/или Ar2 содержит также боковую фторгруппу. Фторированный полиимид содержит активный центр, способный вступать в реакцию с отверждающим агентом. Изобретение позволяет получить полноцветное изображение по технологии «image-on-image». Изобретение позволяет получить материал с улучшенной износостойкостью и разделительными свойствами и не требует использования разделительной смазки, а также позволяет выполнить фьюзер из меньшего количества частей и уменьшить время его изготовления. 3 н.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

Изобретение относится к области нефтехимического синтеза, в частности к способу получения алкенилсукцинимидов 1,2-дизамещенных имидазолина путем взаимодействия малеинового ангидрида олефинами при повышенной температуре с последующим взаимодействием алкенилянтарного ангидрида с аминами в присутствии растворителя, отличающийся тем, что в качестве олефинов используют полиальфаолефин с молекулярной массой 800-950, или полиизобутилен с молекулярной массой 750-1050, или олигомер этилена с молекулярной массой 950-1150, или сополимер этилена и пропилена, содержащий 55-60% звеньев пропилена с молекулярной массой 850-950, процесс ведут в присутствии инициатора сначала при температуре 75-85°C в течение 1-1,5 ч, затем при 170-180°C в течение 3,5-4 ч при мольном соотношении полиальфаолефин, или полиизобутилен, или олигомер этилена, или сополимер этилена и пропилена: малеиновый ангидрид=1:1,0-1,05 с последующей конденсацией полученного алкенилянтарного ангидрида в масле с 1,2-дизамещенными имидазолинами формулы: где R=(СН3)2СН, СН3(СН2)2, С17Н33, n=1-2, при мольном соотношении алкенилянтарный ангидрид:1,2-дизамещенный имидазолин, равном 1:1, сначала при 50-80°C в течение 1-1,5 ч, затем при 145-155°C в течение 4,5-5 ч. Технический результат: разработан способ получения алкенилсукцинимидов 1,2-дизамещенных производных имидазолина, которые могут быть использованы в качестве антикоррозийных, моющих и диспергирующих присадок в составе смазочных масел для уменьшения образования углеродистых отложений на деталях двигателей внутреннего сгорания. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается нитей из полностью ароматических полиимидов с высоким уровнем равномерности физико-механических показателей. Способ получения нитей включает синтез исходной полиамидокислоты (ПАК) методом поликонденсации ароматических диаминов и диангидрида пиромеллитовой кислоты в среде диметилацетамида, формование ПАК нитей по мокрому методу с последующей пластификационной вытяжкой, промывкой, совмещенной с нанесением катализатора имидизации, сушкой, а также стадию термической имидизации. Изобретение обеспечивает процесс получения комплексных полиимидных нитей с удельной разрывной нагрузкой не менее 60 сН/текс, модулем упругости не менее 12000 МПа, удлинением при разрыве 12,0-15,0%, термостойкостью не менее 85,0%, кислородным индексом не менее 55,0% и коэффициентом вариации механических показателей не более 5,0%. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

Изобретение относится к новым термостойким растворимым полиимидным покрытиям волоконных световодов и способу их изготовления. Полученные покрытия характеризуются удовлетворительной адгезией к волокну как в присутствии аппрета, так и без него. В предлагаемом способе покрытие формируется из раствора готового гомо- или сополиимида определенной структурной формулы. Способ изготовления покрытия включает вытягивание световода из заготовки, протягивание его через фильеру, содержащую раствор полиимида, и удаление растворителя при нагревании, при этом используют полиимид в виде раствора с вязкостью 2400-18000 мПа×с, а растворитель удаляют нагреванием в печи при 50-350°C. В качестве растворителей для полиимидов используют апротонные растворители. Предложенный способ, в котором используют полиимид, а не его предшественник (соответствующую полиамидокислоту), позволяет исключить стадию высокотемпературной циклизации полиамидокислоты до полиимида и необходимость многократного нанесения соответствующего раствора полимера на световод, что обеспечивает сокращение времени и энергозатрат на изготовление растворимого термостойкого покрытия. Покрытие может быть легко удалено при помощи соответствующего растворителя. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил., 15 пр.

Изобретение относится к области основного органического и нефтехимического синтеза, в частности к способу получения полиолефинсукцинимида, используемого для предотвращения образования углеродистых отложений на деталях двигателей внутреннего сгорания. Способ включает стадию синтеза алкенилянтарного ангидрида в реакторе с перемешивающим устройством с предварительным разогревом компонентов реакционной массы, стадию синтеза полиолефинсукцинимида. На стадии синтеза полиолефинсукцинимида в качестве олефина используют олигомеры непредельных углеводородов С2-С4 с молекулярной массой 260-1500 и раствор полиэтиленполиамина с гетероорганическим соединением с брутто-формулой CxHyOnNm. Технический результат – упрощение технологического процесса, сокращение энергозатрат и уменьшение продолжительности процесса, а также исключение образования гомополимеров малеинового ангидрида и маслонерастворимых полимеров и увеличение выхода готового продукта. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-06-10 2015-06-10T01:33:47
Наверх