Ароматические полиэфирсульфонкетоны
Владельцы патента RU 2556229:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет имени Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Настоящее изобретение относится к ароматическим полиэфирсульфонкетонам. Описаны ароматические полиэфирсульфонкетоны формулы:
где n=1-20; z=2-100;
R=
. Технический результат - получение ароматических полиэфиров с высокими показателями огне-, тепло-, термостойкости и механических характеристик. 1 табл., 6 пр.
Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, а именно к ароматическим полиэфирсульфонкетонам конструкционного и пленочного назначения.
Известны различные ароматические полиэфирсульфонкетоны.
1. Osano Keiichi, Das Sudipto, Turner Richard S. Синтез и свойства полиэфиркетонсульфонов, содержащих циклогексил. Synthesis and characterization of cyclohexyl-containing poly (ether ketone sulfone)s. Polymer. 2009. 50, N5, c.1144-1149.
2. Huang Zhen-Zhong, Yu La-Mei, Sheng Shou-Ri, Ge Wei-Wei, Liu Xiao-Ling, Song Cai-Sheng. Синтез и свойства растворимых полиэфиркетонсульфонов, содержащих простые эфирные связи и имеющих боковые группы, содержащие несколько атомов хлора. Synthesis and characterization of novel soluble poly(ether ketone sulfone)s with pendant polychloro groups. J. Appl. Polym. Sci.. 2008. 108, N 2, c.1049-1054.
3. Sheng Shou-Ri, Luo Qiu-Yan, Yi-Huo, Luo Zhuo, Liu Xiao-Ling, Song Cai-Sheng. Синтез и свойства растворимых в органических растворителях ароматических полиэфиркетонов, содержащих боковые метальные группы и сульфоновые связи. Synthesis and properties of novel organosoluble aromatic poly(ether ketone)s containing pendant methyl groups and sulfone linkages. J. Appl. Polym. Sci.. 2008. 107, N 1, c.683-687.
4. Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Хасбулатова 3.C., Бегиева М.Б., Истепанова О.Л., Истепанов М.И. Синтез и свойства термостойких ароматических блок-сополиэфиров. Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, 2007. №3. С.50-53.
Основным недостатком этих полиэфиров являются их низкие физико-механические свойства. По структуре и свойствам более близкими к предлагаемым изобретениям являются полиэфиры на основе фенолфталеиновых олигосульфонкетонов и дихлорангидрида терефталоил-ди(n-оксибензойной) кислоты. [Патент РФ №2436762. Ароматические сополиэфирсульфонкетоны и способ их получения. Опубл. 20.12.11 г.] Однако последние характеризуются невысокими механическими и термическими характеристиками, а также низкими значениями кислородного индекса.
Задачей изобретения является создание полиэфиров с повышенными характеристиками огне-, тепло-, термостойкости, а также прочностных свойств.
Задача решается получением ароматических полиэфирсульфонкетонов следующей формулы:
где n=1-20; z=2-100;
R=
взаимодействием олигосульфонкетонов формулы:
со степенями конденсации n=1-20 [Патент №2394822. Опубл. 20.07.2010 г.] с 4,4'-дифтордифенилкетоном или 4,4'-дихлордифенилсульфоном в диметилсульфоксиде. Предлагаемые полиэфиры характеризуются повышенными показателями огне-, тепло-, термостойкости и прочностных свойств.
Синтез ароматических полиэфирсульфонкетонов проводится по следующим примерам.
Пример 1. В трехгорлую коническую колбу, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, обратным холодильником, барбатером для подачи инертного газа, загружают 13,4743 г (0,01 моль) олигосульфонкетона с n=1 (молекулярная масса = 1347,43), 50 мл диметилсульфоксида, 50 мл толуола и 2,04 мл 9,8н раствора NaOH. Температуру реакционной массой поднимают до 140°C и синтез проводят под током инертного газа (азота или аргона) до полного удаления следов воды. После отгонки азеотропной смеси толуол : вода реакционную массу охлаждают до 70-80°C, добавляют 2,18203 (0,01 моль) 4,4'-дифторбензофенона (молекулярная масса = 218,203). Реакцию проводят при температуре 170-180°C в течение 6 часов. Реакционную массу разбавляют 150 мл диметилсульфоксида и осаждают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной водой до полного удаления ионов хлора и сушат до постоянной массы. Выход - 95%. Z=30-50.
Пример 2. Синтез проводится по примеру 1, а в качестве олигомера берется олигосульфонкетон с n=10 с молекулярной массой 10609,36. Выход - 94%, z=4-7.
Пример 3. Синтез проводится по примеру 1, а в качестве олигомера берется олигосульфонкетон с n=20 с молекулярной массой 20900,39. Выход - 96%, z=2-4.
Пример 4-6. Синтезы проводят по примерам 1-3, а в качестве дигалогенида берутся соответствующие количества 4,4'-дихлордифенилсульфона (молекулярная масса = 285,8636). Выходы - 95-96%; z=30-50, 4-7, 2-4 соответственно.
Ниже даны некоторые свойства ароматических полиэфирсульфонкетонов.
Свойства полиэфирсульфонкетонов
| Полимеры по примеру: | Тс., °C | ТГА, °C (2% потеря массы) | КИ, % | σр., МПА | % |
| 1 | 189 | 377 | 31,0 | 79,4 | 30,0 |
| 2 | 194 | 396 | 31,0 | 82,6 | 30,4 |
| 3 | 195 | 400 | 31,5 | 82,9 | 29,0 |
| 4 | 193 | 388 | 30,0 | 78,7 | 29,1 |
| 5 | 197 | 401 | 30,5 | 79,8 | 27,7 |
| 6 | 198 | 406 | 31,0 | 81,6 | 28,0 |
Строение ароматических полиэфирсульфонкетонов подтверждено ИК-спектроскопией. На ИК-спектрах имеются полосы поглощения, соответствующие простым эфирным связям, и отсутствуют полосы для гидроксильных групп. Результаты турбидиметрического титрования также подтверждают предлагаемую структуру.
Технический результат изобретения состоит в получении ароматических полиэфиров с высокими показателями огне-, тепло-, термостойкости и механических характеристик.
Ароматические полиэфирсульфонкетоны формулы:
где n=1-20; z=2-100;
R=
