Способ получения растворимых электроактивных монозамещенных полианилинов

Авторы патента:

Мустафин Ахат Газизьянович (RU)

Абдрахманов Ильдус Бариевич (RU)

Шарафутдинов Вакиль Мулькаманович (RU)

Биглова Юлия Николаевна (RU)

Андриянова Анастасия Николаевна (RU)

Садыков Тимур Тагирович (RU)

H01B1/12 - Кабели; проводники; изоляторы; выбор материалов для получения требуемых характеристик электрической проводимости, изоляции и диэлектрической постоянной (выбор материалов для получения магнитных свойств H01F 1/00; волноводы H01P; прокладка кабелей и проводка линий электропередачи или объединенных электрических и оптических кабелей или линий электропередачи H02G)

C08G73/02 - полиамины (содержащие менее одиннадцати мономерных единиц C07C)

Владельцы патента RU 2760263:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" (RU)

Изобретение может быть использовано для получения компонентов антикоррозионного покрытия. Предложен способ получения производных полианилина на основе смеси двух мономеров, имеющих общую формулу

Смесь мономеров получают путем добавления 2-хлор-3-пентена к раствору анилина с последующим нагреванием. Затем проводят полимеризацию в реакционной смеси, содержащей солянокислый раствор мономеров и персульфата аммония. После завершения полимеризации выпавший осадок фильтруют и сушат. Изобретение обеспечивает упрощение процессов получения растворимых орто-замещенных производных полианилина. 5 пр.

Изобретение относится к способу получения полимерных материалов на основе орто-замещенных анилинов. Поскольку сфера применения этих соединений постоянно расширяется, открывая возможность для создания новых технологий в области оптически активных систем, каталитических систем, оптоэлектронных устройств, химических сенсоров, антикоррозионных покрытий и т.д., внимание к ним постоянно растет.

Известны электроактивные полимеры, в композицию которых входит большое число сопряженных полимеров [Handbook of Conducting Polymers, 3^rd Ed., Ed. By T.A. Skotheim, J.R. Reynolds. N.Y. 2007], таких, как полиацетилен, полианилин, полифениленвинилены, политиофен и полипиррол и их замещенные производные и др. Перечисленные полимеры обладают жесткой структурой, а следовательно, имеют низкую растворимость практически во всех растворителях. Это обстоятельство создает трудности в их исследовании и практическом применении. В связи с этим на практике более востребованы производные полианилина [Заявка на патент №2019145756, от 31.12.2019]. Для улучшения растворимости вышеуказанных полимеров в них вводят солюбилизирующие заместители, чаще всего алифатические или оксиалкиленовые группы, однако, это значительно усложняет и удорожает их многоступенчатый синтез.

Также известны растворимые электроактивные полимеры на основе орто-замещенных производных анилина [Andriianova A., Shigapova A., Biglova Y., Salikhov R., Abdrakhmanov I., MustaHn A. Synthesis and physico-chemical properties of (со) polymers of 2-[(2E)-1-methyl-2-buten-1-yl] aniline and aniline // Chinese Journal of Polymer Science. - 2019. - T. 37. - №. 8. - C. 774-782, A.H. Андриянова, Л.P. Латыпова, Ш.M. Салихов, А.Г. Мустафин, Синтез и свойства производных полианилина, Вестник Башкирского университета - 2020 - Т. 25. - №2.]. Процесс получения данных полимеров представляет собой многоступенчатый синтез. На первом этапе к раствору анилина в соотношении 4:1 медленно приливают 2-хлор-3-пентен, в результате чего формируется N-алкениланилин. Затем полученную реакционную смесь нагревают до 140°С в течение 3 часов, в результате чего протекает перегруппировка Кляйзена и образуются орто-алкениламины. Полученную реакционную смесь обрабатывают 1 М раствором щелочи для нейтрализации кислоты, затем промывают дистиллированной водой и сушат над сульфатом магния. Далее, обработанную реакционную массу перегоняют под вакуумом и отбирают фракцию при температуре 110°С - 2-[(2Е)-1-метил-2-бутен-1-ил]анилин. Далее готовят солянокислый раствор мономера (0.2 М) и к нему медленно приливают солянокислый раствор персульфата аммония (0.25 М). Реакционную смесь при постоянном перемешивании оставляют на 24 часа. После завершения процесса полимеризации, выпавший полимерный осадок фильтруют и сушат при температуре 40°С.

Недостатком данного способа получения является осуществление большого количества стадий, что усложнит процесс масштабирования данного процесса. Поскольку для получения полимерных растворимых материалов требуется выделение исходного мономера, то необходимо проведение работ с едкими щелочами, а также специальные реакторы для проведения вакуумной перегонки. Данные этапы представляют собой трудоемкие и опасные процессы, с высокой продолжительностью. Для устранения упомянутых недостатков необходимо разработать альтернативный способ получения полимерных растворимых материалов на основе орто-замещенных анилинов, менее продолжительный и трудоемкий, и пригодный для последующего масштабирования. Среди известных способов отсутствует способ получения полимерных материалов на основе производных анилина без выделения исходного мономера.

Задачей изобретения является упрощение процессов получения производных полианилина, которые могут использоваться в качестве компонента антикоррозионного покрытия.

Поставленная задача решается заявляемым способом получения производных полианилина на основе смеси двух мономеров, имеющих общую формулу

На первом этапе к раствору анилина медленно приливают 2-хлор-3-пентен, в результате чего формируется N-алкениланилин. Затем полученную реакционную смесь нагревают до 140°С в течение 3 часов, в результате чего протекает перегруппировка Кляйзена и образуются орто-алкениламины. Готовят солянокислый раствор мономеров (0.2 М), и к нему медленно приливают солянокислый раствор персульфата аммония (0.25 М). Реакционную смесь при постоянном перемешивании оставляют на 24 часа. После завершения процесса полимеризации, выпавший полимерный осадок фильтруют и сушат при температуре 40°С. В результате получают орто-замещенные растворимые производные полианилина с выходами 92-98%.

Преимуществом данного процесса получения орто-замещенных растворимых производных полианилина является сокращение промежуточных стадий, что важно для крупномасштабного производства данного ряда соединений. Изменение условий синтеза не оказывает существенного влияния на антикоррозионные свойства полученных орто-замещенных растворимых производных полианилина.

Суть изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. На первом этапе к анилину (2.5 г) медленно приливают 2-хлор-3-пентен (0.3 г), в результате чего формируется N-алкиланилин. Затем полученную реакционную смесь нагревают до 140°С в течение 3 часов, в результате чего протекает перегруппировка Кляйзена и образуются орто-алкениламины. Соотношение анилина и орто-алкениламина в реакционной смеси составляет 10:1. Готовят солянокислый раствор мономеров (0.2 М), и к нему медленно приливают солянокислый раствор персульфата аммония (0.25 М). Реакционную смесь при постоянном перемешивании оставляют на 24 часа. После завершения процесса полимеризации, выпавший полимерный осадок фильтруют и сушат при температуре 40°С. В результате получают монозамещенные растворимые производные полианилина с выходами 92-98%.

Пример 2. Синтез осуществляют по методике получения примера 1, но с тем отличием, что к анилину (5 г) медленно приливают 2-хлор-3-пентен (0.78 г). Соотношение анилина и орто-алкениламина в реакционной смеси после перегруппировки Кляйзена составляет 8:1.

Пример 3. Синтез осуществляют по методике получения примера 1, но с тем отличием, что к анилину (5 г) медленно приливают 2-хлор-3-пентен (1.04 г). Соотношение анилина и орто-алкениламина в реакционной смеси после перегруппировки Кляйзена составляет 6:1.

Пример 4. Синтез осуществляют по методике получения примера 1, но с тем отличием, что к анилину (5 г) медленно приливают 2-хлор-3-пентен (2.09 г). Соотношение анилина и орто-алкениламина в реакционной смеси после перегруппировки Кляйзена составляет 3:1.

Пример 5. Синтез осуществляют по методике получения примера 1, но с тем отличием, что к анилину (5 г) медленно приливают 2-хлор-3-пентен (2.09 г). Соотношение анилина и орто-алкениламина в реакционной смеси после перегруппировки Кляйзена составляет 2:1.

Способ получения производных полианилина на основе смеси двух мономеров, имеющих общую формулу

отличающийся тем, что для получения указанной смеси мономеров к раствору анилина медленно приливают 2-хлор-3-пентен с последующим нагреванием реакционной смеси до 140°С в течение 3 часов, далее готовят солянокислый раствор мономеров с концентрацией 0.2 М и к нему медленно приливают солянокислый раствор персульфата аммония с концентрацией 0.25 М, далее реакционную смесь при постоянном перемешивании выдерживают 24 часа и после завершения процесса полимеризации выпавший полимерный осадок фильтруют и сушат при температуре 40°С.

Группа изобретений относится к кабельной технике, а именно к способу изготовления и конструкциям кабелей силовых с экструдированными токопроводящими жилами, покрытыми слоем изоляции, и оболочкой, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении до 1000 В и частотой до 100 Гц.

Способ получения электропроводящего полиуретанового композиционного материала и материал // 2756754

Настоящее изобретение относится к электропроводящему полиуретановому композиционному материалу и к способу его получения и может быть использовано при изготовлении изделий и покрытий из полиуретановых композиционных материалов с требуемой электропроводностью. Способ получения электропроводящего полиуретанового композиционного материала путем взаимодействия органических полиизоцианатов (А) с одним или несколькими соединениями, содержащими реакционноспособные по NCO группы, (В) включает в себя стадию смешения концентрата углеродных нанотрубок с соединениями (B) или с полиизоцианатами (A) или со смесью, содержащей органические полиизоцианаты (А) и соединения (В), при вложенной энергии менее 0,5 кВт⋅ч на 1 кг смеси, при содержании углеродных нанотрубок в расчете на сумму масс (А) и (В) менее 0,1 масс.%.

Способ изготовления свечей зажигания с иридиевыми контактами бокового электрода // 2752015

Способ изготовления свечей зажигания с цилиндрическими иридиевыми контактами бокового электрода заключается в том, что в кольцевом боковом электроде в зоне рабочего торца свечи выполняют радиальные отверстия, устанавливают в них соответствующего диаметра цилиндрические иридиевые контакты с выступанием за пределы кольцевого бокового электрода в направлении центрального электрода, припоем закрепляют цилиндрические иридиевые контакты в радиальных отверстиях и заполняют им образованные в радиальных отверстиях полости, до пайки внутренние поверхности радиальных отверстий и торцы цилиндрических иридиевых контактов, расположенные внутри радиальных отверстий, покрывают никелевым порошком дисперсностью не более 50 мкм, а после пайки внутренний торец бокового электрода свечи выполняют конической формы, при этом запрессованную часть цилиндрических иридиевых контактов механически обрабатывают заподлицо с конической поверхностью внутреннего торца бокового электрода на глубину, не превышающую половину диаметра цилиндрических иридиевых контактов.

Антенна со связанными между собой ферромагнитными стержнями с катушками // 2746718

Объектом изобретения является ферритовая антенна, содержащая по меньшей мере один главный контур, содержащий по меньшей мере одну первую катушку, называемую главной катушкой (1), по меньшей мере один первый ферромагнитный стержень, называемый главным ферромагнитным стержнем (4), и систему (3) настройки, при этом каждая главная катушка (1) намотана вокруг главного ферромагнитного стержня (4) и соединена с системой (3) настройки, содержащей конденсатор, параллельно соединенный с главной катушкой (1).

Полимерная токопроводящая паста для солнечных элементов с гетеропереходами // 2746270

Изобретение относится к толстопленочной микроэлектронике. Полимерная токопроводящая паста для солнечных элементов с гетеропереходами включает порошок серебра, органическое связующее, содержащее в составе растворителя структурообразующий компонент, и функциональную добавку, причем в составе в качестве структурообразующего компонента используется галогенсодержащий полимер с температурой размягчения ниже 200°С, а в качестве функциональной добавки используется полимерное кремнийорганическое соединение с числом силоксановых звеньев менее 3000, при следующем соотношении компонентов, в мас.%: порошок серебра - 80-95; органическое связующее - 4-18; функциональная добавка - 0,1-2,0.

Электропроводящий материал для нанесения под непроводящим гидроизоляционным слоем // 2743083

Изобретение относится к электропроводящим материалам, применяемым для обнаружения течи. Для проверки водонепроницаемости крыш и других не допускающих течи конструкций особенно подходят проводящие многослойные материалы.

Алюминиевые проводники // 2742951

Изобретение относится к воздушной высоковольтной линии, включающей проводник на основе алюминиевого сплава. Алюминиевый сплав содержит один или несколько элементов 3, 4 или 5 группы и необязательно лантанид, каждый из них с концентрацией в диапазоне от 0,006 до 0,030% (по массе), предпочтительно в диапазоне от 0,006 до 0,027% (по массе), например, в диапазоне от 0,008 до 0,025% (по массе), и при этом проводник подвергнут термической обработке в диапазоне температур 185-315°C в течение времени в диапазоне 12-24 часа, так что проводник имеет проводимость около 61% IACS или более.

Способ изготовления электроконтактного провода из термоупрочняемого сплава на основе меди (варианты) // 2741873

Изобретение относится к способам получения провода контактного для электрифицированных железных дорог из термоупрочняемых медных сплавов. Способ изготовления провода контактного из термоупрочняемого сплава на основе меди включает подачу сплава в кристаллизатор, кристаллизацию сплава в виде непрерывнолитой заготовки, деформацию упомянутой заготовки на катанку, закалку, формирование провода контактного с фасонным профилем при последовательном комбинировании в одной операции равноканального углового прессования по схеме Конформ и прессования профиля провода при температуре не выше 500°С, старение при 400-500°С, при этом деформацию на катанку проводят в непрерывном цикле сначала прокаткой со снижением температуры до 300°С и последующим многостадийным знакопеременным изгибом в роликах при температуре 300-400°С с суммарной накопленной степенью деформации поверхностных слоев катанки е≥2.

Электропроводящая смазка для комплексной защиты резьбы в заземлителях (варианты) // 2738108

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, касается электропроводящей смазки, применяемой для комплексной защиты резьбы в заземлителях. Электропроводящая смазка включает масляную основу, органическое связующее в виде высокомолекулярного органического мыла и наполнитель, в качестве которого используется графит или графит и дисперсный порошок металла.

Метаматериал, производство и применение // 2736617

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении смазок, защитных экранов, электрических токоподводов. Сначала подготавливают поверхность для захвата графена путём распределения смеси N,N-диметилформамида и тетрагидрофурана в объёмном соотношении от 1:1 до 3:1 по внутренней поверхности контейнера, нагрева в течение 7-9 ч до 400-500°С и последующего охлаждения до 25-30°С.

Способ получения молекулярно-импринтированного полимера // 2753850

Изобретение относится к области аналитической химии и молекулярной биологии и может быть использовано для получения полимера, содержащего отпечатки (импринтинг) молекул, с последующим его применением для анализа и разделения молекулярного материала. Способ получения молекулярно-импринтированного полимера на основе полианилина на подложке заключается в очистке подложки и проведении её модификации путём окислительной полимеризации анилина либо его производных в присутствии окислителя до образования на подложке электропроводной пленки полианилина, удалении остатков окислителя и анилина либо его производных, проведении дальнейшего синтеза в смеси, состоящей из анилина, либо его производных и окислителя в кислой среде.