Способ получения полифункционального водорастворимого полиэлектролита Советский патент 1981 года по МПК C08F20/58 

пы, является сложным: ведется в две стадии,имеет -длительное время сополимеризации мономеров (20-22 ч), для получения сополимера требуется большое количество органических, ароматических растворителей,

Наиболее близким.к предлагаемому

является способ получения полифункционального полиэлектролита путем полимеризации акриламидо-N-гликолевой кислоты 8.

Однако полученный полиэлектролит. не содержит сульфогрупп и полученные на его основе покрытия не могут обладать хорошими антистатическими cвoйcтвa Ф.

Цель изобретения - повышение антистатических свойств полиэлектролитов.

Поставленная цель достигается тем,, что в способе получения водорастворимого пЬлифункционального полиэлектролита путем полимеризации N-замещенного акриламида, в качестве N-замещенного акриламида используют акриламидизобутиленсульфокислоту.

Полимеризацию указанного мономера проводят.в присутствии метакриловой кислоты.

Полимеризацию проводят в среде органического растворителя-в присутствии радикальных-инициаторов, например перекиси бензоила.

Наличие в структуре полимера акрил амидизобутиленсульфо кислоты, акрилатной и амидной групп обеспечивает хорошую пленкообразующую способность и адгезию к полимерным материалам, а наличие сульфогрупп в полимерах обеспечивает им антистатические свойства.

Пример 1. 20,Ог акриламидизобутиленсульфокислоты растворяют в смеси 47 мл этилового спирта и

2мл дистиллированной воды и добавляют 0,4 г перекиси бензоила Раствор мономера с инициатором заливают

3ампулу, -замораживают, дегазируют ракуумированием,. размораживают (процесс повторяют три раза), затем ампулу запаивают.. Полимеризацию ведут при 70°С в течение 14 ч. По окончании реакции этанольный раствор поли мера переносят s колбу, отгоняют растворитель, а полученный полиэлектролит высушивают-до постоянного веса в вакууме.

Выход твердого полимера 19,2 г (96 % от ИСХОДНОГО-мономера). Полимер представляет собой.аморфный порошок светлого цвета с температурой размягчения 168-176 С. Полиакриламидизобутиленсульфокислота (ПАИСК) хорошо растворима в воде, этиловом спирте и. диметилформамиде-. Статическая емкость в Н-форме, определенная по 0,1 н. раствору-NaCI равна 3,6 4,0 мг-экв/г. ПАИСК образует пленки

с хорошей адгезией к полимерным материалам.

В табл. 1 представлены примеры 2-8 получения ПАИСК, отличающиеся количеством мономера, взятого для полимеризации, инициатором. Условия проведения опытов и вьаделения полимера аналогичны примеру 1.

В табл. 1 представлены условия получения водорастворимого полизлектролита полиакриламидизобутиленсульфокислоты, где П Б - перекись бензоила, ДЦГК - дициклогексилпероксидикарбонат, ДМФ - диметилформамид, акриламидизобутиленсульфокислота АИСК.

Синтезированный водорастворимый полиэлектролит.- полиакриламидизобутиленсульфокислота был исследован в качестве антистатического лака для гидрофобных полимеров - полиэтилена высокой плотности и полистирола.

Результаты исследований представлены в табл. 3.

Пример 9.. 10 г (50%) метакриловой кислоты, 10 г (50%) акрила «1дизобутиленсульфокисяоты растворяют в 25 мл этилового спирта и 5 мл воды и добавляют 0,4 г (2% от массы мономеров) перекиси бенэоила. Раствор мономеров с добавленным инициатором заливают в ампулу, замораживают, дегазируют вакуумированием, размораживают (процесс повторяют три раза), затем ампулу запаивают. Сополимеризацию проводят при в течение 7ч. По окончании реакции раствор сополимера переносят в колбу и отгоняют растворитель, а полученный продукт высушивают до постоянного веса под вакуумом.. Полученный сополимер представляет собой белый твердый продукт хорошо растворимый в воде и спирте. Из спиртового раствора соолигомера образуется пленка с хорошей адгезией к полимерам. Выход соолигомера 19,6 г (98% от массы исходных мономеров), СОЕ по 0,1 н. NaCI равно 1,6 мг-экв/г.

В табл. 2 представлены примеры 10-22 получения водорастворимых по лиэлектролитов. на основе метакриловой кислоты (МАК) и акриламидизобутиленсульфокислоты- (АИСК) при различ, ньах соотношениях мономеров и на различных инициатор 1Х Условия проведения опытов аналогичны примеру 9.

Как видно из. таблицы выход полиэлектролитов во .всех.примерах составляет 96-98% от массы исходных мономеров, статическая обменная емкость (СОЕ), определенней, по 0,1 н. NaCI, увелйчивё ется.с. увеличением содержания .сульфогрупп. Полная статическая обменная емкость (ПСОЕ) полиэлектролитов (включая карбонильные и сульфогруппы) определена по 0,1 н. раствору NaOH.

Условия получения водорастворимого полиэлектролита на основе сополи-г Л1еров акриламидиэобутиленсульфокислоты (мономер 1) и метакриловой кислоты (мономер 2), где П Б - перекись бензоила, ДЦГК - дициклогексилпе роксиднкарбонат ДМФ - диметилформамид, представлены в табл. 2.

Карбонильные группы метакриловой , кислоты, содержащиеся в звеньях полиэлектролита, слабо диссоциируют и не обладают высокими антистатическими свойствами. Наблюдается .увеличение в составе соолигомеров звеньев акриламидизобутиленсуяьфокислоты,содержащей сульфогруппы, которые характеризуются большой степенью- диссоциации и обладают хорошими антистатическими свойствами.

Результаты испытаний антистатических свойств по определению удельного поверхностного сопротивления Р покрытий на основе полиакриламидизобутиленсульфокислоты, где ПЭВД полиэтилен высокого давления, ПСБ блочный полистирол,, представлены в табл. 3.

Полученные водорастворимые полиэлектролиты предлагаемого типа на основе акриламидизобутиленсульфокислоты и ее сополимеров с метакриловой кислотой были исследованы в качестве антистатических лаков для полимеров.

Покрытия на основе указанных полиэлектролитов обладают хорошими антистатическими свойствами в широком диапазоне относительной влажности воздуха.

Результаты испытаний антистатйчес5 ких свойств водорастворикых полиэлектролитов на основе сополимеров акрил гииидизобутиленсульфокислоты и метакриловой кислоты, где pg удельное поверхностное электрическое 20 сопротивление, ПЭВД - полиэтилен высокого давления ПСБ - полистирол блочный, представлены в табл. 4.

Таблица

Спирт-2,

1,0

,5

ДМФ-2

1,0 ДМФ-12,8 6,4 ДМФ-8,1 5,4

Спирт-20,5 8,2 вода-1,О

Спирт-70,

32 30 вода-5

Спирт-70, вода-5

50

15

90

95 98 100

50 50 55

15 8 8 8 100

55

8 14

100

55 70 95

Таблица 3

(в

а

S

с о л)

ЕЙ

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

свидетельство СССР 517598, кл. С 08 F 8/36, F 212/10, 1974.

с. 188-190.

5

. 7. Патент США 4143020, кл. 260-29,6, 1979.

. Preparation and properties of po ly (aery lami do N-glyc61lc add). 0J.Polym. Sci : Polym. Lett Ed. 1979, 17, № 6, p. 369-378 (прототип).