ПОЛИ-ω-ОКСИКАРБОНИЛОКСИЭТИЛЕН-α-МЕТИЛМЕТАКРИЛАТЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СТЕКОЛ С ВЫСОКОЙ ЛАЗЕРНОЙ ПРОЧНОСТЬЮ Советский патент 2006 года по МПК C08F120/26 

Предлагаемое изобретение относится к новым полимерам - гомополимерам -ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилоилов и может быть использовано для создания полимерных материалов, обладающих повышенной лазерной прочностью и предназначенных для изготовления элементов лазерной техники. Указанные полимеры, так же как и исходные мономеры, замещенные ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилаты, на которые одновременно отправляется заявка, в патентной и научной литературе не описаны.

Известны оптические прозрачные полимеры метакрилового ряда, например полиметилметакрилат [Энциклопедия полимеров. - М., 1977 г, т.2]. Однако лазерная прочность таких полимеров невысока [j. Appl. Phys., 1969, 40, 3954], что делает их непригодными для использования в лазерных приборах. Гомополимеры ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов (ПМОК) общей формулы

где R - -CH₃ (ПМОК-1)

-С₂H₅ (ПМОК-2)

-н-C₄H₉ (ПМОК-4)

трет-C₄H₉ (ПМОК-4т)

(ПМОК-6Ф)

(ПМОК-6ц),

получают блочной радикальной полимеризацией исходных мономеров ω-замещенных ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов (МОК) при 40-80°С.

Инициатор полимеризации - перекись бензоила или динитрил азоизомасляной кислоты, 0,1-1,0% к мономеру. Продолжительность полимеризации 5-10 час.

ПМОК - оптически прозрачные, твердые или эластичные полимеры с 10⁴-10⁶, обладают высокой лазерной прочностью как при однократном, так и при многократном воздействии мощных импульсов светового излучения наносекундной длительности, что делает их весьма перспективными для применения в лазерной технике.

Для лучшего понимания сущности данного изобретения приводятся следующие примеры получения ПМОК.

Пример 1.

Гомополимер метил-ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилоила (ПМОК-1) получают блочной радикальной полимеризацией соответствующего мономера (94 г, 0,5 моль), инициируемой 0,1 г динитрила азоизомасляной кислоты при 70°С в течение 7 час.

Полученный продукт представляет собой твердый оптически прозрачный, бесцветный полимер (электронный спектр поглощения приведен на чертеже) с высокой лазерной прочностью.

Характеристики полимера и данные о его лазерной прочности приведены в таблице.

Примеры 2-6.

Гомополимеры ω-этил, ω-бутил, ω-трет-бутил, ω-гексил, ω-фенилоксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов (ПМОК-2, ПМОК-4, ПМОК-4т, ПМОК-6ц, ПМОК-6ф соответственно) получают в условиях, аналогичных приведенным в примере 1.

Характеристики полимеров и данные об их лазерной прочности приведены в таблице.

 Характеристики гомополимеров монозамещенных ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов (ПМОК) и данные об их лазерной прочности№ПолимерЭлементный состав,%**Т стекл., °Сd²⁰Лазерная прочность*CHOId, отн. ед.N1ПММА---10510⁵1,14122ПММ ЭГ***---11010⁵-1,223ПММА +20% ТАЦ---5510⁵-1,5104ПМОК-14010⁵1,182,02005ПМОК-22210⁶1,282,01506ПМОК-4210⁴1,322,01507ПМОК-4т3610⁵1,302,0258ПМОК-6ц3810⁶1,362,0259ПМОК-6ф4010⁶1,422,025* Лазерная прочность при однократном воздействии излучения определялась величиной интенсивности светового потока, приводящего к появлению видимого разрушения в образце с одной вспышки (Id). Лазерная прочность при многократном воздействии импульсов излучения определялась количеством лазерных вспышек (N) с интенсивностью I=0,8 Id, которые выдерживает образец до появления в нем видимого разрушения.
** Знаменатель - вычислено, числитель - определено.
*** ПММЭГ - полимер на основе монометакрилового эфира этиленгликоля.

Как видно из данных, приведенных в таблице, гомополимеры МОК по лазерной прочности значительно превосходят все известные аналоги. Высокая лазерная прочность гомополимеров в сочетании с их хорошими термомеханическими характеристиками делает весьма перспективным их применение в элементах лазерной техники.

Изобретение относится к новым полимерам - гомополимерам ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилатов и может быть использовано для создания полимерных материалов, обладающих повышенной лазерной прочностью и предназначенных для изготовления элементов лазерной техники. Поли-ω-карбонилоксиэтилен-α-метакрилаты с молекулярной массой 10⁴-10⁶ общей формулы

где R - -СН₃, -C₂H₅, -н-С₄Н₉, -трет-С₄Н₉,

,

Изобретение позволяет получить материалы на основе вышеуказанных гомополимеров, обладающие повышенной лазерной прочностью. 1 табл., 1 ил.

Поли - ω-оксикарбонилоксиэтилен-α-метакрилаты общей формулы

,

где R - -CH₃, -C₂H₅, -н-C₄H₉, -трет-C₄H₉,

c молекулярной массой 10⁴-10⁶ для изготовления органических стекол с высокой лазерной прочностью.