Полисилоксануретаны в качестве связующего для изготовления газоразделительных мембран Советский патент 1990 года по МПК C08G18/61 C08J5/18 

Изобрет:ение относится к новым .высокомолекулярным соединениям, а именно полисилоксануретанам, которые могут найти применение в качестве материалов для создания газоразделительных мембран.

Цель изобретения - получение по- лисилоксануретанов, пригодных для

использования в качестве связукяцего при изготовлении газоразделительных мембран с улучшенными деформационно- прочностными свойствами.

При синтезе полимеров используют карбофункциональные олигодиметилсил- оксаны, у которых концевые функциональные группы связаны с кремнием через углеводородную цепь. Их мол.мае. g составляет 730-2340 (предпочтительно 1000-1400).

В качестве органических диизоциана- тов применяют ароматические, жирно- ароматические и алициклические сое- динения, например 4,4 -дифенилметан-, 1,4-фенш1ен-, 2,4-толуилен-,- 1,5-наф- тилен-, 1,3 -ксилилент, 4,4 -дицикло- гексилметандииз оцианат.

Соответственно в качестве низко- 20 молекулярных удлинителей цепи используются ароматические, жирно-ароматиеские и алифатические 11-производ- ные диэтанол- и диизопропаноламин, например 11-метил-, бутил-, фенил-, бензил-, 3- и 4-ТОЛИЛ-, 4-метоксифе- НИЛ-, 2,5- диметоксифенил-, 4-хлорфе- нштдиэтаноламин. Эти соединения легко доступны и выпускаются промыш- енностьЮо Их очистка осуществляется обычными методами и позволяет получать мономеры с высокой степенью чистоты„

Процесс получения полисилоксан- уретанов, содержащих третичные аминогруппы, проводят в среде апротонных полярных органических растворителей - метиленхлорида, дихлорэтана, ацетона, метилзтилкетона, зтилацетата, диоксана, в присутствии катализатора. При этом полимеры могут быть выделены из реакционной смеси высаждением в воду или другой осадитель или испаре- 5шем растворителя. Поскольку в про25

0

35

40

цессе получения полиуретанов не выде- 45 Диоле и уретановой группе (1350 1300 см- ); N-H (3340-3320 см-)} (1730 см- ), С-0 (1080-1060 см в уретановой группе; С-Н - в алифа ческих группах (2960, 2870 см ) С-Н - в ароматических группах (770.см- ); Si-0 (1050-1020 см- ) Si-C (1260, 820-810 ) -в диме Тилсилоксановых группах.

ляются побочные продукты, реакционная смесь, представляющая собой по завершении процесса кс.нцентрирован- ный раствор полимера в легколетучем растворителе, может непосредственно использоваться для формирования конкретных изделий.

Синтез полисилоксануретанов может осуществляться по одностадийному или

. g

- ,

20 -. ы -

993894

реакцию взаимодействия азотсодержащего диола с кремнийорганическим препо- лимером, имеющим концевые КСО-группы. Преполимер предв 1рительно получают на основе олигометилсилоксандиола и избытка диизоцианата в расплаве при 80-100 С (мольное соотношение компонентов 1:1,5-2, что соответствует конверсии NCO-rpynn 50-67%). Свободные изоцианатные : группы определяют химическим способом.

Е качестве катализатора используют соединения, применяемые в производстве полиуретанов - дибутилдилау- ринат олова, ацетилацетонат железа, 2,2,2-диазобициклооктан„ Их берут в количестве 0,01-0,1 мас.%. Получение полисилоксануретанов с использованием высокореакционноспособных алифатических производных диэтаноламина может быть осуществлено без применения указанных катализаторов о

Полимеры получают с количественным выходом 96,0-99,1%.

Полисилоксануретаны, содержащие третичные аминогруппы, получившие название Силиктан, представляет собой белые хлопьевидные или порошкообразные вещества, хорошо растворимые в широком круге обычных органических растворителей - хлорированных углеводородах, кетонах, сложных эфи- рах, спиртах, амидных растворителях. Из их растворов в легколетучих растворителях получают эластичные прозрачные пленки.

Строение и состав синтезированных полисилоксануретанов подтверждены данными элементного анализа, ПМР- и ИК-спектроскопии. В ИК-спектрах идентифицированы характерные полосы поглощения, соответствующие колебаниям связей C-N в азотсодержащем

25

0

35

40

Диоле и уретановой группе (1350

1300 см- ); N-H (3340-3320 см-)} (1730 см- ), С-0 (1080-1060 см )- в уретановой группе; С-Н - в алифатических группах (2960, 2870 см ) С-Н - в ароматических группах (770.см- ); Si-0 (1050-1020 см- ) Si-C (1260, 820-810 ) -в диме- Тилсилоксановых группах.

П р и мер 1, В четырехгорлую

Изобретение касается новых высокомолекулярных соединений, а именно полисилоксануретанов (ПСУ), которые могут найти применение в качестве связующего для изготовления газоразделительных мембран (ГРМ). Изобретение позволяет повысить прочность на разрыв до 14,5 МПа при одновременном повышении эластичности до 11000%. ПСУ получают по одностадийному или двухстадийному способу. Полимер предварительно получают на основе олигодиметилсилоксандиола и избытка диизоцианата в расплаве при 80-100°С (молярное соотношение компонентов 1:1,5-2, что соответствует конверсии изоцианатных групп 50-67%). 2 табл.

двустадийному способам. В первом слу-- с колбу, снабженную мешалкой, терчае реакцию проводят при постепенном добавлении диизоцианата в смесь азотсодержащего диола и олигодиметил- силокслна. Во втором случае проводят ,

мометром, обратным холодильником и трубкой для ввода аргона, помещ ют 6,824 г (8,124-10 моль) олиго метилсилоксана (ММ 840) и 3,047 г

мометром, обратным холодильником и трубкой для ввода аргона, помещают 6,824 г (8,124-10 моль) олигоди- метилсилоксана (ММ 840) и 3,047 г

;«,-сНз;-с 9;

«г- Н; - снз;

;-СВ

зЧ©ОСНз;збШз

СНо O«fO-.

, S-; n 6-29; m « 1-4; X 1-6;

1599389

У 1-5,

с мол .мае. 31000-92000 в качестве свя зующего для изготовпения газоразделительных мембран,

т а б л и n а I

Таблица2

n

1599389

12 Продолжение табл,2