RU1806152C - Полимеризуемый состав дл получени прозрачных полимерных материалов - Google Patents

Abstract

Использование: в промышленности пластмасс при получении полимеризуемых составов дл  изготовлени  прозрачных полимерных материалов. Сущность изобретени : состав содержит винилароматиче- ский мономер и/или акриловый и/или аллиловый эфир (мет)акриловой кислоты, имеющий Ci-Cie-алкильный радикал, и соль или смесь солей одноосновной алифатической карбоновой кислоты и s-, p-, d-, и 5f- металла или смесь этих солей с сол ми ланта- ноидов и галоганзамещенной алифатической С1 С4-карбоновой кислоты, сОли примен ютс  в количестве 1 ,0 моль/л мономерной смеси. 5 з.п. ф-лы, 1 табл. ел С

Description

Изобретение относитс  к области химии и технологии материалов, селективно пропускающих электромагнитное излучение , и может быть использовано в светотехнике , опто- и микроэлектронике в качестве сред, преобразующих излучение оптического диапазона.

Целью изобретени   вл етс  увеличение светопоглощени  при определенных длинах волн.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что полимеризуемый состав содержит мономер и органические соли металлов галогензаме- щенных низших алифатических кислот в следующих концентраци х, моль/литр:

мономер- основа

соли металла галогенэамещенных низших

алифатических кислот

1- 10-2

В качестве мономера выступает алкило- вый эфир (мет)акриловой кислоты, имеющий в алкил ьном радикале от одного до шестнадцати атомов углерода и/или аллиловый эфир(мет)акриловой кислоты, и/или стирол, и/или производные стирола формулы:

СН2 CRCeHs BZb,

где F-, CI-, Br-, J-, СНз-, СНзО-, СеН5-, CeHsO-. NH2-, NOa-. b 1-5, R H- или СНз. В качестве органической соли металла он содержит соль фтор-, хлор-, бром- или иодзамещенной низшей алифатической карбоновой кислоты, имеющей в алкильном радикале от одного до четырех атомов углерода и металла, выбранного из группы, состо щей из лити , берилли , натри , магни , алюмини , кали , кальци , хрома, марганца, железа, кобаль00

о

Os

ел

N3

СО

та, никел , меди, цинка, галли , рубиди , стронци , циркони , серебра, кадми , инди , олова, сурьмы, цези , бари , золота, ртути, талли , свинца, урана или их смеси, или смеси с их сол ми галогензамещенных низших алифатических карбоновых кислот, имеющих в алкильном радикале от одного до четырех атомов углерода и металла, выбранного из группу, состо щей из сканди , иттри , лантана, цери , празеодима, неодима , самари , европи , гадолини , терби , диспрози , эрби , тули , иттерби , лютеци .

Полимеризуемый состав дополнительно может содержать одну или смесь из низших карбоновых кислот, имеющих в алкильном радикале до шести атомов углерода , в концентраци х от 1- до 1 моль/литр,

Полимеризуемый состав дополнительно может содержать комплексообразующие добавки, выбранные из р да органических соединений, имеющих гетероатом азота и/или кислорода, и/или серы, и/или соединений , имеющих группы 0; 0,-N, в концентраци х от 1 до 3 моль/литр.

Выбор мономера обусловлен тем, что алкиловые эфиры и аллиловый эфир (мет)ак- риловых кислот, а также стирол и его производные прозрачны в области 300-1100 нм. Замена атома водорода в мономере на группы CI-, Br-, J-, СНз-, СНзО, СбНб, СбНзО-. NH2-, МОа- приводит к повышению показател  преломлени  получаемого материала. Технологи  получени  полимера на основе выбранных мономеров хорошо изучена, широко примен етс  в промышленности. Полимеризуемый состав в качестве мономера предпочтительнее содержит метилметакри- лат (ММА). Мономер - ММА, так и полимер на его основе, прозрачен в ближайшей УФ-, видимой и ближней ИК области спектра электромагнитных колебаний - 250-1100 нм. Это позвол ет снизить до минимума поглощение полимерной матрицы в области пропускани  материала. ММА коммерчески доступен, технологи  получени  полимера на его основе хорошо изучена, широко примен етс  в промышленности и позвол ет в широких пределах регулировать физико-химические и физико-механические свойства получаемого полимера путем использовани  различных модификаторов, измен   услови  проведени  полимеризации.

Введение металла в состав дл  полимеризации в виде соли галогензамещенных низших алифатических кислот обусловлен тем, что анион не оказывает вли ни  на общее светопроиускание материала, свето0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пропускание не отличаетс  от пропускани  чистого ММА и полимера на его основе. Предпочтительно в качестве соли использовать соли гэлогенуксусных кислот (наиболее растворимы из них соли трифторуксусной кислоты) и s-, р-, а- и Биметаллов или их смеси, или смеси их с сол ми указанных выше кислот и лантаноидов. Выбор р-, d- и Sf-металлов обусловлен тем, что они имеют интенсивные широкие полосы поглощени , что позвол ет получать материалы, пропускающие в достаточно узком интервале длин волн, что невозможно при использовании 4т металлов. Смесь S-, р-, d- и 5т-метал- лов с лантаноидами позвол ет усиливать контрастность материалов, повысить показатель преломлени , регулировать область пропускани  материала. Определенно выбранное сочетание солей металлов позвол ет получать материалы, не пропускающие излучение оптического диапазона.

Дополнительно введение в полимеризу- емый состав низших алифатических кислот, имеющих до семи атомов углерода, в концентрации от 1 до 1 моль/литр приводит к увеличению растворимости солей в мономере, что  вл етс  положительным эффектом в случае использовани  металлов, имеющих полосы поглощени  малой интенсивности , что  вл етс  важным в р де случаев конкретной реализации. Введение галогенкарбоновых кислот, содержащих вместо атомов водорода более т желые атомы галогенов, приводит к увеличению показател  преломлени  получаемого материала .

Дополнительное введение в полимери- зуемый состав комплексообразующих добавок , выбранных из р да органических соединений, имеющих гетероатом азота, кислорода или серы и/или соединений, имеющих группы 0, 0, N в концентраци х от 1 -10 доЗ моль-литр, приводит к расширению функциональных возможностей материала: ввод  различные добавки, по вл етс  возможность получать материалы с заданной областью пропускани  электромагнитного излучени , повышаетс  интенсивность полос поглощени , повышаетс  показатель преломлени .

Использование дейтерированных компонентов (мономер, кислота, комплексообразующие добавки) приводит к увеличению светопропускани  в пропускающей области материала.

Состав получают по следующей методике:

Claims (6)

1. В предварительно очищенном мономере раствор ют заданное количество соли

галогензамещенной низшей алифатической кислоты.

2. В раствор, полученный по п,1, добавл ют при необходимости рассчитанное количество галогензамещенной карбоновой кислоты.

3. В раствор, полученный по п.2, добавл ют при необходимости комплексообразу- ющие добавки в необходимом количестве.

4. В раствор, полученный по п.З, при необходимости добавл ют инициатор полимеризации .

5. Полученный по п.4 раствор фильтруют и полимеризуют одним из известных способов (термическа , фото- или гаммапо- лимеризаци ).

Пример. В8 мл предварительно перегнанного (очищенного) ММА раствор ют 0,58 г Си(СРзСОО)2 (0,2 моль/литр, 1,3 мас.% меди), 0,54 г N26 (3 моль/литр, 5,4 мас.%), 0,05 г перекиси бензоила. Прибавлением ММА довод т раствор до 10 мл. Раствор фильтруют и полимеризуют при 60°С в течение 10 ч. В результате получают прозрачный полимерный блок, имеющий интенсивную голубую окраску. Общее светопропускание в области 380-480 нм составл ет 92%. Процент поглощени  в области 300 нм составл ет 100%, в области 700 нм 100% К при толщине поглощающего сло  в 2 мм. При облучении лампой ДРТ-250 изменений спектрального состава не обнаружено .

В таблице приведены примеры предлагаемых составов и некоторые их характеристики .

Формула изобретени  1. Полимеризуемый состав дл  получени  прозрачных полимерных материалов, содержащий винилароматический мономер и/или эфир (мет)акриловой кислоты и соль металла и одноосновной алифатический карбоновой кислоты, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  светопоглоще- ни  при определенных длинах волн, он содержит в качестве эфира (мет)акриловой кислоты акриловый и/или аллиловый эфир

(мет)акриловой кислоты, имеющий в алкильном радикале 1-16 атомов углерода и в качестве соли металла карбоновой кислоты соль или смесь солей s-, p-, d-, и Sf-металлов

или их смесь с сол ми лантаноидов и галогензамещенной алифатической карбоновой кислот, имеющей в алкильном радикале 1-4 атомов углерода в количестве -2,0 моль/л мономера и смеси мономеров.

2. Состав по п. 1,отличающийс  тем, что в качестве соли металла галогензамещенной алифатической карбоновой кислоты он содержит соль металла и дейтеронезамещенной или дейтерозамещенной галогензамещенной алифатической карбоновой кислоты.

3. Состав по п.1, о т л и ч а ю щ и и с  

тем, что в качестве винилароматического

мономера он содержит дейтерозамещенный или дейтерозамещенный стирол и/или

его производные общей формулы

СНа CRCeHs-bZ,

где-F-. ci-, Вг-, -, СНзО-, СбН5-, CeHsO-, NH2-. N02;

b-1+5;

R H- или СНз.

4. Состав по пп.1-3, отличающийс  тем, что он дополнительно содержит дейте- розамещенную или дейтеронезамещенную галогензамещенную алифатическую карбо- новую кислоту, имеющую в алкильном радикале от 1 -6 атомов углерода в концентрации 1 10 1 моль/л мономера или смеси мономеров .

5. Состав по пп.1 -4, отличающийс  тем, что он дополнительно содержит дейте- рированные или недейтерированные комп- лексообразующие органические добавки, содержащие гетероатомы азота, кислорода или серы, в концентрации 1-10 +3 моль/л мономера или смеси мономеров.

6. Состав по п.1,отличающийс  тем, что в качестве аллилового и/или алки- лового эфира(мет)актиловой кислоты он содержит их дейтерированные производные.

моль/литр,

I..., | в макс. | нмI нн I I I I I I .„„....1.........L.......U 5 . . 6 7 «

0,1,2,0

240-300,00,о

250-26080ю

250-270)00ю

250-2ЯО ,00

10

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Лродолжение таблицы 123

113 «MAPb(CBr,000), 1,0,20

LiHCTjCOO),10 0,5

римечание: HW- метилметакрилат

МА- нетилэкрилэт

АМА- аллилметакрилат

АА- аллиакрилат

БНА- бутилметакрилат

ГМА- гексанетакрилат

ДМА- цецилметакрилат

ШИ- цетилметакрилат

ЛНФА- Н Н-диметилформаннд

ДПСО- диметилсульфоксид

КО- ксиленолоаый орамкевый

ФЕН- I,10-фенаитролик

ОА- Форманид

A-III- арсеназо-Ш

БЕЮ- бензидик

ЗЛА- этилендианин

ФЛА фенилемдианин

MA-d|- дейтерированньм иетилакрилат

MfW-d|- деитерированный иетилнетакрилат стирол-d, - дейтери роаанный стирол

ng показатель преломлени