АРОМАТИЧЕСКИЙ ПОЛИЭФИРСУЛЬФОН Российский патент 2018 года по МПК C08G65/40 C08G75/23 C08G81/00 

Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, в частности к ненасыщенным галогенсодержащим ароматическим полиэфирсульфонам, которые могут быть использованы в качестве конструкционных и пленочных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Известны ароматические полиэфиры на основе различных мономеров, содержащих дихлорэтиленовую группу в качестве основного или кислотного компонента [1. Микитаев А.К., Шустов Г, Б., Хараев A.M. Синтез и некоторые свойства блок-сополисульфонарилатов. // Высокомол. соед., 1984, 1А, Т. 26. - С. 75-78.

2. А.K. Mikitaev, A.M. Charaev, G.B. Sustov. Ungesattigte aromatische Polyester auf der Basis von Chloralderivaten als Konstruktions- und Folienwerkstoff. // Acta Polymerica. 39(1988) Nr.5. S. 228-236.

3. Патент РФ 2496802. Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Хочуев И.Ю. Ароматические блок-сополиэфирсульфоны. Опубл. 27.10. 2013. Бюл. №30.

4. Патент РФ 2497841, Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Хараева Р.А. Ненасыщенные блок-сополиэфирсульфоны. Опубл. 06.04.2012. Бюл. №31.

5. Патент РФ 2610540. Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Бажев А.З., Сахтуева Л.М. Блок-сополиэфирсульфоны с дихлорэтиленовыми группами в основной цепи. Опубл. 13.02.2017. Бюл. №5].

По структуре и свойствам более близкими к предлагаемому полиэфиру являются ароматические полиэфиры на основе ненасыщенных олигоэфиров с дихлорэтиленовой группой и 4,4'-дихлордифенилсульфона (или 4,4'-дихлордифенилкетона) [Патент РФ 2556231. Ароматические полиэфиры. Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Хараева Р.А. Опубл. 10.07. 2015. Бюл. №19].

Однако данные полиэфиры обладают невысокими показателями эксплуатационных характеристик.

Задачей изобретения является создание полиэфира с повышенными термическими и механическими характеристиками, а также огнестойкостью, стойкого к воздействиям различных внешних условий.

Задача решается получением нового галогенсодержащего ненасыщенного ароматического полиэфирсульфона формулы:

где z=30-100,

взаимодействием мономера 2,2-ди-[4,4'{1'1'-дихлор-2'-(4''-оксифенил)этиленил}фенилкарбонат]пропана структуры [Патент 2605554 (РФ) Бажева Р.Ч., Бажев А.З., Хараев A.M. и др. Мономер для поликонденсации. Опубл. 20.12.2016. Бюл. №35.]

с 4,4'-дихлордифенилсульфоном. Предлагаемый полиэфир характеризуется повышенными показателями тепло-, термо-, огнестойкости, а также механических характеристик.

Пример 1. Синтез полиэфирсульфона в диметилсульфоксиде

В трехгорлую коническую колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, обратным холодильником, загружают 8,4254 г (0,01 моль) 2,2-ди-[4,4'{1'1'-дихлор-2'-(4''-оксифенил)этиленил}-фенилкарбонат]пропана, 50 мл диметилсульфоксида, 30 мл толуола и при перемешивании и пропускании инертного газа поднимают температуру реакционной массы до 80°С. После полного растворения мономера добавляют 2,05 мл 9,77 н раствора NaOH, поднимают температуру до 140°С и отгоняют азеотропную смесь вода:толуол. Реакционную массу охлаждают до 80°С, добавляют 2,8586 г (0,01 моль) 4,4'-дихлордифенилсульфона и реакцию проводят при 170°С в течение 6 часов. Раствор полимера высаждают в дистиллированную воду, полимер отфильтровывают, многократно промывают водой до отрицательной реакции на ионы хлора. Полимер сушат при температуре 120°С под вакуумом в течение 24 часов. Выход полиэфирсульфона составляет 96-98%. Приведенная вязкость 0,5%-ного раствора в 1,2-дихлорэтане равна 0,7-0,9 дл/г. Термоокислительная стойкость: 2% потери - 400-405°С; 10% потери - 591-593°С. Прочность на разрыв - 85-87 МПа. Относительное удлинение -25-28%. Огнестойкость: КИ=37,0-37,5%. Температура стеклования -197-198°С. Температура текучести - 360-365°С.

Пример 2. Синтез полиэфирсульфона в N,N-диметилацетамиде

В трехгорлую коническую колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, обратным холодильником, загружают 8,4254 г (0,01 моль) 2,2-ди-[4,4'{1'1'-дихлор-2'-(4''-оксифенил)этиленил}-фенилкарбонат]пропана, 50 мл N,N-диметилацетамида, 50 мл хлорбензола, 2,8586 г (0,01 моль) 4,4'-дихлордифенилсульфона, 17,968 г К₂СO₃. При перемешивании и пропускании инертного газа поднимают температуру реакционной массы до 150-160°С и отгоняют азеотропную смесь хлорбензол:вода. Реакцию проводят при 170-180°С в кипящем N,N-диметилацетамиде в течение 6 часов. Раствор полимера высаждают в дистиллированную воду, полимер отфильтровывают, многократно промывают водой до отрицательной реакции на ионы хлора. Полимер сушат при 120°С под вакуумом в течение 24 часов. Выход полиэфирсульфона составляет 96-98%. Приведенная вязкость 0,5%-ного раствора в дихлорэтане равна 0,8-0,9 дл/г. Термоокислительная стойкость: 2% потери - 405-407°С; 50% потери - 596-598°С. Прочность на разрыв - 86-87 МПа. Относительное удлинение - 24-25%. Огнестойкость: КИ=37,0%. Температура стеклования -197-198°С. Температура текучести -363-366°С.

Ароматический полиэфир устойчив в разбавленных растворах минеральных кислот и щелочей. Строение ароматического полиэфира подтверждено ИК-спектроскопией и методом турбидиметрического титрования.

Технический результат изобретения состоит в расширении ассортимента огнестойких ароматических полиэфиров, обладающих повышенной тепло- и термостойкостью, а также высокими показателями механических характеристик.

Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, в частности к ароматическим полиэфирсульфонам, которые могут быть использованы в качестве конструкционных и пленочных материалов. Ароматический полиэфирсульфон имеет нижеуказанную формулу, в которой z=30-100. Изобретение позволяет получить ароматический полиэфирсульфон с повышенной тепло-, термо- и огнестойкостью, а также с высокими показателями механических характеристик. 2 пр.

Ароматический полиэфирсульфон формулы

,

где z=30-100.