Сополигидроксиэфир на основе 4,4'-диокси-дифенилсульфона и триптицендиола-2,5 Российский патент 2024 года по МПК C08G75/23 

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, а именно к сополигидроксиэфирам, которые можно использовать в качестве пленочных материалов с улучшенными с значениями термостойкости, температуры стеклования, огнестойкости и механических свойств.

Известны [1,2] сополикарбонаты и арилаты на основе триптицендиола-2,5.

Однако, эти полимеры не обладают достаточной высокой адгезией к различным поверхностям, что не дает возможности их использование в качестве покрытий.

Известны полигидроксиэфиры [3] на основе бисфенола A. Однако эти полигидроксиэфиры не обладают достаточно высокими значениями термостойкости.

В работе [4] описан полигидроксиэфир на основе триптицендиола-2,5.

Однако этот полимер, при высоких значениях термостойкости, не обладает достаточно высокими значениями температуры стеклования, огнестойкости и механических свойств.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является [5] сополигидроксиэфир на основе бисфенола А и триптицендиола-2,5 (аналог).

Недостатками сополигидроксиэфира являются недостаточно высокие значения температуры стеклования, огнестойкости и механических свойств.

Задачей изобретения является получение пленкообразующих сополигидроксиэфиров (СПГЭ) с повышенными значениями температуры стеклования, огнестойкости, термостойкости, и механических свойств.

Задача решается получением новых сополигидроксиэфиров общей формулы:

где n=50÷75, взаимодействием смеси 4,4'-диокси-дифенилсульфона и триптицендиола-2,5 с эквимольным количеством эпихлоргидрина (1-хлор-2,3-эпоксипропана).

Синтез сополимеров на основе триптицендиола-2,5 и 4,4'-диокси-дифенилсульфона, проводят в круглодонной трехгорловой колбе, снабженной обратным холодильником и электрической мешалкой. Реакцию осуществляют в водно-изопропанольной среде при концентрации исходных веществ 0,4 моль/л.

Предлагаемые полигидроксиэфиры получают реакцией осадительной сополиконденсации между 4,4'-диокси-дифенилсульфоном (4,4'-ДОДФС), триптицендиолом-2,5 (ТД-2,5) и 1-хлор-2,3-эпоксипропаном в водно-органической среде (предпочтительно вода-пропанол-2). Использование для синтеза полигидроксиэфира 4,4'-диокси-дифенилсульфона позволяет получать сополигидроксиэфиры с более высокими значениями температуры стеклования, термостойкости, и механических свойств, по сравнению с известными.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

В трехгорловую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником и мешалкой, помещают 60 мл дистиллированной воды, 60 мл изопропилового спирта, 3,4118 г (0,012 моль) триптицендиола-2,5, 9,01 г (0,036 моль) 4,4'-диокси-дифенилсульфона, 1,92 г (0,048 моль) гидроксида натрия. При постоянном перемешивании доводят температуру до 66°С, и добавляют 3,76 мл (0,048 моль) 1-хлор-2,3-эпоксипропана. Реакционную смесь при постоянном перемешивании выдерживают в течение 4,5 часов. В ходе синтеза полимер выпадет в виде серой эластичной массы, в порах которой продолжается реакция поликонденсации. Выделившийся полимер промывают водой, растворяют в N,N-диметилформамиде и осаждают в воду в виде серых волокон. Полимер промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции на хлорид-ионы, в начале сушат в сушильном шкафу на воздухе, а потом под вакуумом при температуре 77-82°С до постоянной массы. Полученный новый сополигидроксиэфир имеет приведенную вязкость в хлороформе 0,31 дл/г.

Строение полученного полимера доказано ИК-спектроскопией. В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощений в области, см^-1: ароматических фрагментов (1605, 3050-3020), сульфоновой группы (1150-1175, 1370), простой эфирной связи (850-760, 1065-1030, 1275-1210), метиленовой группы в глицидиловом фрагменте (1460, 2870), гидроксильных групп глицидилового фрагмента (3500-3300).

Пример 2

По примеру 1, только количества диолов составляют: триптицендиола-2,5 - 6,8236 г (0,024 моль), 4,4'-диокси-дифенилсульфона - 6,01 г (0,024 моль). Образующийся сополигидроксиэфир имеет приведенную вязкость 0,45 дл/г.

Пример 3

По примеру 1, только количества диолов составляют: триптицендиола-2,5 - 10,2354 г (0,036 моль), 4,4'-диокси-дифенилсульфона - 3,003 г (0,012 моль). Образующийся сополигидроксиэфир имеет приведенную вязкость 0,51 дл/г.

Свойства полученных сополимеров в сравнении с известным сополигидроксиэфиром на основе бисфенола А и триптицендиола-2,5 приведены в таблице 1.

Таблица 1
Сравнительная характеристика известного и нового сополигидроксиэфиров Свойства СПГЭ на основе бисфенола А и ТД-2,5 (аналог) СПГЭ на основе 4,4'-ДОДФС и ТД-2,5 (новый) Пример 1 Пример 2 Пример 3 Плотность, г/см³ 1,098 1,121 1,128 1,135 Разрывная прочность, МПа 90 93 94 96 Температура стеклования, °С 118 132 134 136 Кислородный индекс, % 21 25 24 22 Т_5% потери массы, °С 465 485 492 495 Прочность при сдвиге на алюминиевой подложке, МПа 37 47 46 44

Технический результат изобретения заключается в получении сополигидроксиэфиров с улучшенными с значениями огнестойкости, термостойкости, температуры стеклования и механических свойств. Синтезированные сополигидроксиэфиры обладают хорошей растворимостью в полярных растворителях и пленкообразующими свойствами.

Источники информации

1. Самсония Ш. Рентгенодифрактометрическое исследование поликарбонат-поликарбонатных сополимеров на основе бисфенола А, триптицендиола-2,5 и бисхлорформиата бисфенола А. Изв. Академии Наук Грузинской ССР, сер. Химическая, т. 14, 1988, №2, с. 92-97.

2. Микитаев А.К., Коршак В.В., Гурдалиев Х.Х. и др. Новые полиарилаты на основе триптицендиола-2,5. ДАН СССР, 1983, т. 269, №1, с. 127-128.

3. Beev A.A., Beeva D.A., Zaikov G.E., Mikitaev А.K. Synthesis of polyhydroxyethers by sedimental polycondensation. J. jf the Balkan tribological Association. V. 11, N 2, 2005, p. 280-284.

4. Пат. РФ №2467031. Полигидроксиэфир на основе триптицендиола-2,5. Опубл. 2012.11.20. Бюлл. №32.

5. Пат. РФ №2467030. Сополигидроксиэфир на основе бисфенола А и триптицендиола-2,5. Опубл. 2012.11.20. Бюлл. №32.

Настоящее изобретение относится к сополигидроксиэфиру на основе триптицендиола-2,5 и 4,4'-диокси-дифенилсульфона, который может быть использован в качестве пленочного материала. Данный сополигидроксиэфир имеет формулу:

где n = 50-75. Технический результат - разработка сополигидроксиэфира, обладающего улучшенными значениями огнестойкости, температуры стеклования, термостойкости и механических свойств, хорошей растворимостью в полярных растворителях и пленкообразующими свойствами. 1 табл., 3 пр.

Сополигидроксиэфир на основе триптицендиола-2,5 и 4,4'-диокси-дифенилсульфона формулы:

где n = 50-75.