Сополимеры пара-н-алкилстиролов с алкилакрилатами в качестве термои морозостойкого прозрачного материала

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1L10.79 (21) 2866309/23-05 («)876650

Р11 М. Кл.

С 08 F 212/12

С 08 F 220/16//

С 09 J 3/14 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1081, Бюллетень NQ 40

Дата опубликования описания 30.1081 (53) УДК 678.746. .2-136.443 (088.8) Д.Н.Андреев, Н.A.Ñîëîâñêàÿ, IO.Н.Сазанов

i-

u В. A. Лукь яшина (72) Авторы изобретения

Институт высокомолекулярных соединений,Академин: Науа CCCP

"««а (71) Заявитель (54) СОПОЛИМЕРЫ ПАРА-Н вЂ” АЛКИЛСТИРОЛОВ

С AJIKHJIAKPHJIATAMH В КАЧЕСТВЕ

TEPMO-И МОРОЗОСТОЙКОГО ПРОЗРАЧНОГО

МАТЕРИАЛА

f cí- сн — (сн-сн -), «» С=0

0

R B

-сн-сн 1, „-сн

С=О

1

Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, точнее к сополимерам пара-н-алкилстиролов с алкилакрилатами общей формулы

5 где n:m = 30-80 : 20-70, при R-С вЂ” С„о -алифатический, Р -С4 — Ст-алифатический, t,g ) = 0,75-2, 10 дл/г. 15

Такие сополимеры могут найти широкое применение в качестве термомороэойстойкого проэрачного материала для покрытий, пропиточных и эаливочных веществ и т.д.

Известно большое число бинарных сополимеров стирола с различными алкилакрилатами, которые рекомендованы в качестве разнообразных покрытий, в том числе водоотталкивающих, 25 полимерных материалов для отливки изделий, пропиточных материалов и т.д. (1).

Недостатком известных сополимеров является то, что вследствие высокой 30 температуры размягчения полистирола (93-95 С) получать на основе сополимеров стирола с алкилакрилатами полимерные материалы, обладающие низкими температурами размягчения, невозможно.

Бель изобретения — получение прозрачного термо-и морозойстойкого растворимого материала, применимого в качестве клеящего агента для многослойных силикатных изделий остекленения транспортных средств, особенно пригодного для применения в условиях Арктики и Антарктики.

Указанная цель достигается новой структурой сополимеров пара-н-алкилстиролов с алкилакрилатами общей формулы где п:m = 30-80 : 20-70 при R = С вЂ” С о -алифатический, R = С y — С >- алифатнческий и (g)=0 75-2, 10 дл/г.

876650

Все полученные сополимеры хорошо растворяются при комнатной температуре в бенэоле, толуоле, хлорированных углеводородах, тетрагидрофуране.

Для их выделения в чистом виде они растворяются в бензоле и высаживаются добавлением семикратного объема метанола. Для всех дважды переосажденных сополимеров элементным и функциональным анализами определены составы: процентное содержание С,Н,О, а для сополимеров бутилакрилата— процентное содержание в сополимерах

ОС, Нс -групп.

Начало термической деструкции и .5Ъ-ные, 10Ъ-ные потери в весе сополимеров определяются методом ТГА на 15 дериватографе в среде гелия при сткорости нагревания бо С/мин. Температуры размягчения сополимеров определяются из термомеханических кривых, снятых по методике, описанной в (.2). 20

Пример 1. Получение сополимера формулы

Найдено,%: С 77,3; Н 9,2;

ОС Н9 29,7, По данным анализа сополимер содержит 45 мол. % звеньев полипараэтилстирола и 55 мол. % звеньев полибутилакрилата.

Пример 3 ° В условиях примера 1 получают сополимер формулы

СК- СН СН- СН

C=0

1 0

СгН5 Сам из 0,8 r И-ЭСт, R = С Н 2,2 г н-гептилакрилата (ГпА), В = С7Н и

0,006 Цпк. Выход 78% (1= lфl дл/г (в толуоле); температура размягчения -43ОС температура начала потери

"o в весе 295 С; 5Ъ-ная потеря в весе

370 С; 10%-ная потеря в весе 380 С.

Найдено,%: С 75,6; Н 10,2.

По данным анализа сополимер содержит 30 мол.Ъ звеньев полипараэтилстирола и 70 мол.Ъ звеньев полигеп-- тилакрилата. Я Пример 4. В условиях примера 1 получают сополимер формулы

СЯ- СН, Н-СН, 8С С=о го с.

I

СН СН СН СНг

" во Лав

СН- СН СН - СНг о С= О

0

С7Н15

СН-СН Сн-Снг

qs C=- 0

0

СгК аз À йз l 6rИ-ГсСт, R=C H4, 14 г

ГпА, R = С7Н. и 0,06 r n.á. Выход

93%у()=0,75 дл/г (в толуоле) у температура размягчения — 51 С, температура начала потери в весе около 300 С, 5%-ная потеря в весе 365 C,10%-ная потеря в весе 380 С.

Найдено,Ъ: С 79,7; Н 10,5.

По данным анализа (по углероду) сополимер содержит 50 мол.Ъ звеньев полипарагексилстирола и 50 мол.Ъ звеньев полигептилакрилата. из 1,35 г и-ЭСт, R = С2Ндр1 65 г БА, В = С Н и О 006 r циклогексилперок4 9 сидикарбоната (Цпк). Выход 95% 60 ()) =1,2 дл/г (в толуоле); температура раэмягчениЪ -6 С; температура начала потери в весе 280 С; 5%-ная потеря в весе 330 Cä 10%-ная потеря в весе 345 С. И

0

С )

4 r И -этилстирола (ЭСт) R = СгН, !

° О, 95 г н-бутилакрилата (БА), R =

= САНо и. 0,01 r перекиси бензоила (и. б. ) нагревают в запаянной ампуле в среде инертного газа ступенчатым о подъемом температуры от 70 до 180 С в течение 70 ч. Полученный сополимер переосаждают иэ бенэола. Выход 90Ъ, ()) = 2,1 дл/г (в толуоле).. Температура размягчения 44 С, температура начала о потери в весе 300 С; 5Ъ-ная потеря в весе 360 С; 10Ъ-ная потеря в весе

380 С.

Найдено,Ъ: С 85,20; Н 9,23;

ОС4Н 9 11,9.

По данным анализа сополимер содержит 80 мол.Ъ звеньев полипараэтилстирола и 20 мол.Ъ звеньев полибутил-; акрилата. Сополимер растворим во всех перечисленных выше растворителях.

Пример 2. В условиях примера l получают сополимер формулы

С6Н С4Н9 из 4, 3 r g -гексилстирола (ГсСт), к = Н4, 0,7 г БА, Н = С4Н и

0,01 г й.б. Выход 80%у (g 1 = 1,2 дл/г

Ф Р (в толуоле); температура размягчения

-29 С; температура начала потери в весе,2800 С; 5Ъ-ная потеря в весе

330 С; 10Ъ-ная потеря в весе 360 С.

Найдено,%: С 85,0; Н, 10,5;

ОС Н у 9, О.

По данным анализа сополимер содержит 80 мол.Ъ звеньев полипарагексилстирола и 20 мол.Ъ звеньев полибутилакрилата.

Пример 5. В условиях примера 1 получают сополимер формулы

876650

-47,5"С; температура начала потери в весе 260 С; 5%-ная потеря в весе о

355 С; 10%-ная потеря в весе 370 С.

Найдено,%: С 85,0; Н 10,5;

0C4H> 7,0 °

По данным анализа сополимер содержит 80 мол.% звеньев полипарадецилстирола и 20 мол.% звеньев полибутилакрилата.

В таблице приведены.сравнительные

)Q данные о термо-и мороэостойкости и других свойствах предлаГаемых и известных полимерных материалов.

СН- СН СН- СН

С=О

О

С<Не

Температура размягчения (Т ) к С

Температура хрупкости (Т ),ОС

Светопрозр ачность

Примечание

Полимер

88-100

Полистирол

85-90 365

Полиметилметакрилат

100-120

88-91 327

Полиметилакрилат

3-4

Прозрачен 328

11оли-О -метилстирол

284

160

-68

110-125

Полиэтилен

Прозрачен в тонкой пленке

405

Морозостоек

-40-70 С

Полипропилен

Мороэостоек -20 С о

380

145

-10

Сополимеры:

20% SA +

+ 80% ЭСт

При циклических охлаждениях при -78 С о (по 12-15 ч) никаких изменений в сополимерах не обнаружено

90-92 425

55% BA +

+ 45% ЭСт

То же 385

30% BA +

+ 70% ГпА

380

-43

80% ГсСт +

+ 20% BA

400

-29

50% ГсСт +

+ 50% ГпА

410

-51

80% ДцСт +

+ 20% BA

415

-47

При охлаждении до -78 С эластичност о

Изучение свойств полученных сопо- d0 лимеров выявило, что все они обладают бесцветностью и высокой оптической прозрачностью. Поэтому в таб-. лице приведены только данные о прозрачных растворимых материалах, 65 ь сохраняется.

Пример 6. В условиях примера 1 получают.сополимер формулы

С1ОН21 иэ 4,3 г И-децилстирола (Дцст), R =

С с Нг, 0,7 г БА R = =C4Hg и 0,01 г п. б, Выход 82%;(g ) = 1, 4 3 дл/г (в толуоле}; температура размягчения

Термостабильность (50%-ная потеря в весе по ТГА), ОС обладаю(цих высокой термо-и морозостабильностью.В качестве критерия термостабильности приведены данные о

50%-ной потере в весе полимеров, определенных методом ТГА, которым была определена и термостабильность

876650

33

Составитель Моисеенко

Редактор Л. Филь Техред Т.Маточка Корректор Н. Швыдкая

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9497/29

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 предлагаемых сополимеров пара-н-алкилстиролов с алкилакрилатами.

Под морозостойкостью понимают способность полимерных материалов сохранять свои эксплуатационные свойства при низких температурах.

Критериями морозостойкости могут служить: для стеклообразных полиMepos — температуры хрупкости ТТур)р для эластомеров — температуры стеклования.

Сопоставление данных таблицы, показывает, что единственным материалом, сочетающим растворимость, высокую термостабильность и морозостойкость является полиэтилен. Но этот IIoAHMBp прозрачен только в тонких пленках, обладает кристаллической структурой и растворим только при температурах )70ОС в то время как предлагаемые сополимеры хорошо растворимы при комнатной температуре во многих растворителях. Определение их светопрозрачности проведено на спектрофотометре типа ФЭК-М в слоях толщиной 3-4 мм. Высокая прозрачность предлагаемых сополимео ров сохраняется в интервале от -78 С до 200 С и выше. Их высокая морозостойкость доказана циклическими охлаждениями бт 20 С до -78 С (по 1215 ч), после которых не было обна ружено появления в сополимерах трещин, утраты прозрачности (в результате кристаллизации) или других изменений, Пленки сополимера даже о о с T. 44 С при -78 С сохраняют достаточную эластичность.

Таким образом, предлагаемые сополимеры характеризуются высокой проэрачностью и хорошей растворимостью во многих растворителях, относящихся к различным классам органических соединений. При этом термостабильность всех их достаточно высока о

СЗ= 330-370 С, что значительно превы- . шает показатели для известных сополимеров стирола с алкилакрилатами.

Дополнительным существенным преимуществом предлагаемых полимерных p,веществ является широкий диапазон их температур размягчения от +44 С до -51ОС, что позволяет использовать отдельные иэ них в соответствии с конкретными техническими требованиями.

Формула изобретения

Сополимеры пара-н-алкилстиролов с алкилакрилатами общей формулы где п:m = 30-80 : 20-70 при В = С < — C -алифатический, R = C4 — С -алифатический с())) = 0,75-2,10 дл/г в качестве термо-и морозостойкого прозрачного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Николаев A.Ô. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. М-. Л., 1966, с. 157.

2. Захаров С.К., Кувшинский Е.В.

Заводская лаборатория, 1964, т.30, с. 1399.