Способ получения металлополимеров

 

L,,ì1 -и Ан

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. санд-sy (22) Эаввлено 030577(21) 2481756/23-05 с присоединением заявки Ио (23) Прнорнтет—

С 08 F 112/08

С 08 F 120/14

С 08 F 2/44

Государственный аомнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй )пу лнкоаано 050 1.80 ° Бц ллетен но (53) УДК 678.744. .68-13(088.8) Дата оаублнкоеаннн описание 050180. (72) Авторы изобретения

Ю.Д.Семчиков, Н.Л.Хватова„В.Г.Эльсон, В.Т.Бычков и С.Н.Титова (7)) ЗаЯВИтЕЛЬ Научно-исследовательский институт химии при Горьковском государственном университете им. Н.И.Лобачевского (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРОВ

Предлагаемое изобретение относится к областк получения металлополимеров и может быть использовано для создания полимерных материалов, обладающих повышенной термостабильностью и антистатическими свойствами.

Известен термический способ получения металлополимеров на основе терюопластов, обеспечивающий высокую дисперсность и равномерность частиц металла в объеме полимера (1). Сущность его состоит в том, что неорганические соединения металлов, диспергированные механическим путем, вводят в концентрированные растворы соответ- 15 ствующих полимеров, а затем смесь выдерживают при температуре разложения неорганического соединения металла.

Недостатком известного способа 20 является сравнительно высока температура разложения применяемых неорганических соединений, которая превышает температуру термической деструкции виниловых полимеров, и образо- 25 ванне окислов и карбидов в процессе термического разложения металлосодержащих соединений.

Температура разложения металлосодержашего соединения значительно g() снижается в случае использования металлоорганических соединений (NOC) при получении металлополимера, в частности полистирола, заполненного кадмием, осуществляют путем смешения полистирола с дибензилкадмием в тетрагидрофуране с последующим испаречием растворителя при температуре 60 С и разложением дибензилкадмия при нагревании до 130 С (2).

Недостатком указанного известного способа является многостадийность процесса, заключающаяся в следующем;

-получение гомополимера;

-приготовление раствора гомополимера и металлоорганического соединения;.

-удаление растворителя;

-разложение металлоорганического соединения в гомополимере при нагревании до 130оС.

Известен способ получения металлололимеров путем радикальной полимеривации в блоке винилово".î мономера (стирола) в присутствии металлоорГаническаго соединения общей формулы:

Ме(С6Нв)д, Где Ме — свинец, ртуть, олово, мышьяк и др. при нагревании до 120-200 С (3).

707929

Т а блица 1

Термостабильность полиметилметакрилата (ПММА) и полистирола, полученных в присутствии бис-(триэтилгермил)кадмия

02,53,05,016,0 полисти- концент-начальная рол рация темпераМСС, тура развес.Ъ ложения; С

260 300 308 320 278

Как видно из таблицы, что меры практически устойчивы при при содержании Сй в полимерах 250 С в условиях термоокисли2,5-16 вес.% и выше, металлополи- 65 тельной деструкции.

Недостаток способа заключается в том, что процесс протекает при высоких температурах до 200 С,. Все без исключения МОС применяемые для получения металлополимеров, выделяют при распаде летучие продукты, которые

5 необходимо удалять из полимера, что усложняет технологию процесса.

Цель данного изобретения — упрощение технологии процесса. Эта цель дос игаетс тем,что виниловые мономе- (() ры подвергают радикальной полимеризации в блоке при нагревании в присутствии МОС, 2,5-16Ъ от веса мономера бис-(триэтилгермил)кадмия.

Бис-(триэтилгермил)кадмий является жидкостью с низкой температурой разложения. Он распадается с заметной скоростью при температуре 2030 С, что позволяет получать смеси мономеров и металлоорганического соединения простым смешением жидкос- 20 тей и далее полимериэовать их. При этом разложение металлоорганического соединения происходит в процессе полимеризации до затвердевания смесей что позволяет получать металлоР наполненные композиции без внутренних напряжений. Бис-(триэтилгермил) кадмий распадается с образованием металлического кадмия и бис-триэтилгермила. 30

Процесс полимериз ации осуществляют следующим образом.B емкость при отсутствии влаги и кислорода воздуха в мономер, содержащий в качестве катализатора полимеризации диазонитрил изомасляной кислоты (ДАК) дозируют бйс-(триэтйлгермил)кадмий. Полимеризацию проводят в ампулах — дилатометрах или стеклянных формах при нагревании до температуры 70 С.

По окончании полимеризации образцы выдерживают в течение трех часов при температуре 100 С, В качестве мономеров используют метилметакрилат., стирол. Количество вводимого металлоорганического соеди-. нения варьирует в пределах 2,5-6 вес.Ъ (в пересчете на Cd).

Пример 1. К 2,434 г (2,6 мл) метилметакрилата добавляют 0,24 г (2,5 мп) бис-(триэтилгермил)кадмия что в пересчете íà Cd составляет

2,5 вес.Ъ от веса ММА, и 0,0105 г (0,4 вес.Ъ) ДАК. Смесь полимеризуют в ампуле при температуре 70 С, а затем выдерживают 3 часа при 100 С.

Полученный полимер является гетерогенным, имеет серый цвет, обладает металлическим блеском.

Аналогичным образом получают металлополимеры с содержанием МОС в пересчете на СЙ 3,0; 5,0; 10,0; 12,0;

16,0; и 30,0 вес.%.

Термостабильности и антистатические свойства полученных металлополимеров представлены в таблицах 1 и 2.

Пример 2. К 2 265 r (2 5 мл) стирола добавляют 0,2169 г (0,155 мл) бис-(триэтилгермил)кадмия и 0,0096 r (0,4 вес.Ъ) ДАК. Концентрация МОС составляет в пересчете на стирол

2,5 вес.Ъ. Смесь полимеризуют в ампуле при температуре 70 С и выдерживают

3 часа при 100 С. Полученный полимер является светло-серого цвета и обладает металлическим блеском. Аналогичным образом получают металлополимеры.с содержанием МОС в пересчете ча Cd 3,0; 5,0; 10,0 и 16 вес.Ъ, Термостабильность и антистатические свойства полученных металлополимеров представлены в таблицах 1 и 2.

707929

Та блица 2

Электрические характеристики мет аллополимеров

Концентрация Cd вес ° %

16

Удельное сопротивление

j) (Ом.см) 1

1,2 ° 10 8 10 5,9 ° 10

Удельная электропроводность 5 (Ом.см) 8,3.10 1,25. 10 1,7 "10

Формула изобретения

Составитель В.Полякова

Техред Э.Чужик Корректор H,Ãîðâàò

Редактор И.Вечтомова

Тираж 549 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8431/21

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ таблицы, металлополимер обладает антистатическими свойст- 1 вами . Чистый ПИМА (концентрация СЙ =

О) имеет удельное сопротивление р

=1,2 10 Ом.см. и является чистым статиком. Металлополимер, наполненный Cd имеет значительно меньше удельное сопротивление и, в частности при концентрации Сд 16 вес.%

=5,9 10, что характеризует металло2 полимер как антистатик. Наличие в

ПММА металла доказано в работе методом эмиссионного спектрального анализа. Дисперсность металла в полимере определена методом электронной микроскопии.

В спектре образца ПММА с 2,5% 30

Cd полученного с использованием прибора ПСП-28, обнаружены аналитические линии Ge и Cd:

Ge(Qe 1-2651; 3039; 2691; 2709 А ) 35

Cd (Cd 1-3261; 2288; 2677,6; 3133 А" ) Электронномикроскопические снимки, сделанные при прямом увеличении 2200 в среде полимера обнаружили агрегаты металла правильной гексагональной формы.

В табл.3 представлена дисперсность

Cd в полимере в зависимости от его концентрации.

Таблица 3

Размеры агрегатов Cd в зависимости от его концентрации в ПММА

% Cd в ПММА 2,5% 5 0% 10,0% размер частиц/ ммк бк5 5г1 Ос36

Таким образом, изобретение позволяет получить металлополимеры по упрощенной технологии.

Способ получения металлополимеров путем радикальной полимеризации в блоке виниловых .мономеров в присутствии металлоорганического соединени при нагревании, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью, упрощения технологии процесса, в качестве металлоорганического соединения используют 2,5-16% от веса мономера бис-(триэтилгермил)кадмий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Натансон Э;М. и др. Металлополимеры Успехи химии, М., 1972, т.41, вып.8, стр.1465-1493.

2. Авторское свидетельство СССР

95390 46, кл. С 08 К 3/10, 1976

3 ° Авторское свидетельство СССР

9115458, кл. С 08 F 112/08 1958 (прототип).