Способ получения кремнийорганических полиамидов Советский патент 1993 года по МПК C08G77/54 

Изобретение относится к области синтеза новых кремнийорганических полиамидов общей формулы:

о-и сн.

сн,

j- cO-lCH n-NH 4i-NH-Si-NH-Sf-NH-) СНг

СН,

СН,

где , , (1); , (М): , (1Н) , (IV):

n-11, , (V); (VI); , (VII);

,(VIII)

с высокой термостойкостью, которые могут быть использованы в производстве химических волокон для придания им антистатических свойств и снижения у полимеров поверхностного натяжения.

Целью изобретения является упрощение способа и получение полимеров с высокой термостойкостью и низким электростатическим зарядом.

Использование заявляемого способа по сравнению с прототипом позволит получить кремнийорганические полимеры с высокой термостойкостью, которые могут найти широкое применение в производстве химических волокон для придания им антистатических свойств и снижения у полимеров поверхностного натяжения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения кремнийорганических полиамидов сополимеризацией лактамов с кремнийорганическим соединением в присутствии катализатора, в качестве кремнийорганического соединения используют гексаметилциклотрисилазан и сополимеризацией лактама и гексаметилциклотрисилазана проводят в блоке при мольном соотношении 1-15:1 в присутствии

w

fe

00

о

00

00

00

со

NaOH или КОН в количестве 0,1 мас.% от общей суммы мономеров.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом и известным аналогичными решениями показывает, что отличительные признаки - использование гексаметилциклотрисилазана и проведение сополимеризации при соотношении 1-15:1 в присутствии NaOH или КОН в количестве 0,1 мас.% от общей суммы мономеров - являются новыми и существенными.

Синтезированные кремнийорганиче- ские полиамиды представляют собой роговидные массы, которые растворяются в смеси фенол-дихлорэтан (4:1).

Строение синтезированных сополимеров подтверждено ИК, ПМР спектрами и данными элементного и турбидиметриче- ского анализа.

В ИК- спектрах сополимеров появляются полосы поглощения, соответствующие предложенной структуре: 1660 ем СО (амид l),3300 (VNH), 1265 ( v si-снз). В ПМР спектрах соответствующие сигналы, появляются в области 0,2 м.д. (Si-СНз) 1,06 м.Д. (-СН2 -), 3,4 м.д. (-CH2-NH), 2,02 м.д. (-СН2-СО)..

Данные турбидйметрического анализа свидетельствует о том, что синтезированные полимеры являются не смесью сополимеров, а сополимерами указанного строения.

Термоокислительная стабильность синтезированных сополимеров, определенная методом ТГА, показывает, что они устойчивы до 200°С и при этой температуре теряют в весе до 5%..

Удельное поверхностное электрическое сопротивление синтезированных кремнийор- ганических полиамидов снизилось от 10-Ю12 до 10-Ю19 Ом.

Для лучшего понимания настоящего изобретения приводим следующие примеры: .

П р и м е р 1. В ампуле смешивают 3 г (0,026 моль) е -капролактама () 5,81 г (0,026 моль) гексаметилциклотрисилазана (), 0,088 г (0,1 % от общего веса) порошкообразного КОГН или NaOH. В ампулу в течение. 3-5 мин пропускают ток азота, после чего ампулу запаивают и помещают в автоклав, который нагревают при 180-200° -в течение 1,5 час., затем ампулу охлаждают и получают 8 г (90,8% сополимера 1, белую, роговидную массу с температурой размягчения 300°С и 7уд.1,4 (в 1 % растворе фенол дихлорэтан ) при 25°С и термостойкостью 230°С ( град/мин).

Найдено, %: С 44,17, Н 9,03, N 17,86, Si 25,00;

Вычислено, %: С 43,37, Н 9,63, N 16,86, Si 25,30.

Пример2, В соответствии с методикой, описанной в примере 1, из 10 г (0,019 моль) Ј -капролактама (), 4,33 г (0,019 моль) гексаметилциклотрисилазана (), 0,0143 г. (0,1% от общего веса) NaOH или КОН получают 13,41 г(93,6%) сополимера (It) 1,38 температура размягчения - 290- 291°, термостойкость 225°С.

Найдено, %: С 52,02, Н 10,92, N 16,18, Si 12,00.

Вычислено, %: С51,38, Н 10,49, N 15,46, Si 11,60.

При мерЗ. В соответствии с методикой описанной в примере 1, из 10 г (0,01 моль) Ј-капролактама (), 2,23 г(0,01 моль)гек- саметйлциклотрисилазана (, 0,012 г (0,1% от общего веса) получают 11,19 г (91,5%) сополимера (III) с г} уд. 1,34 температура размягчения 285-287°С, термостойкость 2200С,

Найдено, %: С 66,94, Н 11,40, N 7,85, Si 7,25. . :

Вычислено, %: С 66,05, Н 10,92, N 7,00, Si 6,67. ......

Пример 4. В соответствии с методикой, описанной в примере 1, из 20 г (0,01

моль) е-капролактама (), 2,58 г (0,01

моль) гексаметилциклотрисилазана (),

0,0175 г (0,1% от общего веса) КОН или

NaOH получают 16,19 г (92,1 %) сополимера

(1У).1,2.

П р и м е р 5. В соответствии с методикой описанной в примере 1, из 3 г (0,015 моль) (О -додекалактама (), 3,33 г (0,015 моль) гексаметилциклотрисилазана (у-1) 0,0063 г (0,1% от общего веса) КОН или NaOH получают 5,69 г (90%) сополимера (V) с 1J ,5 температура размягчения 315° термостойкость 218-217°С.

Найдено, %: С 50,65, Н 9,80, N 14,01, Si

21,0.

Вычислено. %: С 51,92, Н 10.57, N13,46, SJ 20,19.

Пример 6. В соответствии с методикой, описанной в примере 1, из 10 г (0,005 моль) а) -додекалактама (), 1,11 г (0,005 моль) гексаметияциклотриеилазана (), 0,011 г (0,1 % от общего веса) КОН или NaOH получают 9,99 г (91 %) сополимера (VH) с у уд. 1.39, температура размягчения 280, термо- стойкость 212°С.

Найдено, %: С 70,08, Н 12,0, N 8,45, SI 4,51,

Вычислено, %: С 69.07, Н 11,46, N 8,31. 513,83.

ПримерТ.В соответствии с методикой, описанной в примере 1, из 10 г (0,01 моль) О) -додекалактама (), 2,22 г (0,01 моль) гексаметилциклотрисилазана (), 0,0122 г (0,01% от общего веса) КОН или NaOH получают 11,30 г (92,5%) сополимера (VI) с TJ уд.1,47 температура размягчения 300°, термостойкость 215.

Найдено. %: С66.ТО, Н 11,95, N 10,20, SI 1,20.

Вычислено, %: С 65,79, Н 11,23, N 9,30, SI 6,97.

П р и м е р 8. В соответствии с методикой, описанной в примере 1, из 15 г (0,005 моль) ft) -додекалактама (), 11,11 г (0,005 Моль) гексаметилциклотрисилазана (), 0,0161 г (0,1% от общего веса) КОН или NaOH получают 14,78 г. (91.8% сополимера (VIII) с 1 уд.1,25, температура размягчения 250-252°С, термостойкость 200°С.

Найдено, %: С 70,20. Н 12.05. N 8.40. SI 3,15.

Вычислено, %. С 70,32; Н 11,53; N 7,93, Si 2,64.

.5

.Формула изобретения Способ получения кремнийорганиче- ских полиамидов сополимеризацией пакта мов с кремнийорганическим соединением в

присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и получения полимеров с высокой термостойкостью и низким электростатическим зарядом, в качестве кремнийорганического

соединения используют гексаметилциклот- рисилазан и сополимеризэцию лактама и гексаметилциклотрисилазана проводят в блоке при мольном соотношении 1-15:1 в присутствии NaOH или КОН в количестве 0,1

мае. % от общей суммы мономеров.

Использование: новые кремнийоргани- ческие полиамиды могут быть использованы в производстве химических волокон для придания им антистатических свойств и снижения у полимеров поверхностного натяжения. Сущность: кремнийорганические полиамиды получают сополимеризацией лактама и гексаметилциклотрисилазана при соотношении (1-15):1 в блоке в присутствии NaOH или КОН в качестве катализатора.