Сополигидроксиэфир на основе 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола а и триптицендиола-2,5 Российский патент 2024 года по МПК C08G65/40 C08G65/42 C08G65/24 

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, а именно к сополигидроксиэфирам, которые можно использовать в качестве пленочных материалов с улучшенными с значениями огнестойкости, термостойкости 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 высокой огнестойкостью.

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

Недостатками сополимера являются недостаточно высокие значения огнестойкости и механических свойств.

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

Задача решается получением новых сополигидроксиэфиров общей формулы

где n = 60÷80, взаимодействием смеси 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола А и триптицендиола-2,5 с эквимольным количеством эпихлоргидрина (1-хлор-2,3-эпоксипропана).

Синтез сополимеров на основе триптицендиола-2,5 и 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола А, 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 поликонденсации между 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенолом А (3,3'5,5'-ТХБА), триптицендиолом-2,5 (ТД-2,5) и 1-хлор-2,3-эпоксипропаном в водно-органической среде (предпочтительно вода-пропанол-2). Использование для синтеза полигидроксиэфира 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола А позволяет получать полиэфиры с более высокими значениями огнестойкости, термических и некоторых 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, 13,1798 г (0,036 моль) 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола А, 1,92 г (0,048 моль) гидроксида натрия. При постоянном перемешивании доводят температуру до 55 °С, и добавляют 3,76 мл (0,048 моль) 1-хлор-2,3-эпоксипропана. Реакционную смесь при постоянном перемешивании выдерживают в течение 4 часов. В ходе синтеза полимер выпадет в виде бело-серой эластичной массы, в порах которой продолжается реакция поликонденсации. Выделившийся полимер промывают водой, растворяют в 1,4-диоксане и осаждают в воду в виде бело-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 75-80 °С до постоянной массы. Полученный новый сополигидроксиэфир имеет приведенную вязкость в хлороформе 0,36 дл/г, измеренную для 0,5 %-го раствора.

Строение полученного полимера доказано ИК-спектроскопией. В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощений в области, см^-1: ароматических фрагментов (1605, 3050-3020), C_аром-Cl (1085-1065), простой эфирной связи (850-760, 1065-1030, 1275-1210), изопропилиденовой группы в остатках 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола А (1380-1385, 1145), 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), 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола А - 8,7865 г (0,024 моль). Образующийся сополигидроксиэфир имеет приведенную вязкость 0,43 дл/г.

Пример 3

По примеру 1, только количества диолов составляют: триптицендиола-2,5 - 10,2354 г (0,036 моль), 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола А - 4,3933 г (0,012 моль). Образующийся сополигидроксиэфир имеет приведенную вязкость 0,57 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 3,3'5,5'-ТХБА и ТД-2,5 (новый) Пример 1 Пример 2 Пример 3 Плотность, г/см³ 1,098 1,114 1,119 1,123 Разрывная прочность, МПа 90 91 92 93 Температура стеклования, °С 118 123 127 130 Кислородный индекс, % 21 37 35 32 Т_5% потери массы, °С 465 470 474 479 Прочность при сдвиге на алюминиевой подложке, МПа 37 42 40 39

Технический результат изобретения заключается в получении сополигидроксиэфиров с улучшенными с значениями огнестойкости, термостойкости 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. of 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 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола А формулы,

где 60÷80. Технический результат – получение сополигидроксиэфиров, обладающих улучшенными значениями огнестойкости, термостойкости и механических свойств, хорошей растворимостью в полярных растворителях и пленкообразующими свойствами. 1 табл., 3 пр.

Сополигидроксиэфир на основе триптицендиола-2,5 и 3,3'5,5'-тетрахлорбисфенола А формулы:

,

где n = 60÷80.