RU2569310C1 - Co-oligophenol-formaldehyde novolacs, methods for production thereof (versions) and crosslinked copolymers based thereon - Google Patents

Co-oligophenol-formaldehyde novolacs, methods for production thereof (versions) and crosslinked copolymers based thereon Download PDF

Info

Publication number
RU2569310C1
RU2569310C1 RU2014153783/04A RU2014153783A RU2569310C1 RU 2569310 C1 RU2569310 C1 RU 2569310C1 RU 2014153783/04 A RU2014153783/04 A RU 2014153783/04A RU 2014153783 A RU2014153783 A RU 2014153783A RU 2569310 C1 RU2569310 C1 RU 2569310C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
formaldehyde
hydroxyphenyl
bis
novolacs
phenol
Prior art date
Application number
RU2014153783/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Николаевна Мачуленко
Светлана Александровна Донецкая
Сергей Николаевич Салазкин
Александр Игоревич Нечаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
Priority to RU2014153783/04A priority Critical patent/RU2569310C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2569310C1 publication Critical patent/RU2569310C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: co-oligophenol-formaldehyde novolacs have a general formula
Figure 00000023
where R=H; C6H5, n=5-8, m=1, (p+k):m=0,01-0,2, p:k=0.8 or 1. The method of producing the novolacs includes reacting phenol, 3,3-bis(4'-hydroxyphenyl)phthalide, 3,3-bis(4'-hydroxyphenyl)phthalimidine or 2-phenyl-3,3-bis(4'-hydroxyphenyl)phthalimidine, in weight ratio of 60:20:20 to 97:1.5:1.5, with formaldehyde. The molar ratio of the mixture of said components and formaldehyde is equal to 1:0.7. The reaction is carried out at 80-85°C in an aqueous solution in the presence of acid catalysts selected from a group comprising hydrochloric acid, phosphoric acid and oxalic acid. Crosslinked copolymers are obtained when said novolacs are cured.
EFFECT: invention enables to obtain novolacs which are stable during storage and processing, and considerably increases heat-resistance of the copolymers and strength properties thereof.
4 cl, 1 dwg, 3 tbl, 20 ex

Description

Изобретение относится к химии и технологии высокомолекулярных соединений, а именно к конденсационным полимерам альдегидов и кетонов со смесью двух и более фенолов, конкретно:The invention relates to chemistry and technology of high molecular weight compounds, namely to condensation polymers of aldehydes and ketones with a mixture of two or more phenols, specifically:

- к соолигофенолформальдегидным новолакам на основе фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида (ФФ) и фталимидинсодержащих бисфенолов различного строения общей формулы- to oligophenol formaldehyde novolacs based on phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide (FF) and phthalimidine-containing bisphenols of various structures of the general formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где R=H; C6H5, n=5-8, m=1, (p+k):m=0,01-0,2, p:k=0,8 или 1 для получения сшитых сополимеров;where R = H; C 6 H 5 , n = 5-8, m = 1, (p + k): m = 0.01-0.2, p: k = 0.8 or 1 to obtain crosslinked copolymers;

- к способам их получения (варианты) и- to methods for their preparation (options) and

- к сшитым сополимерам на их основе структуры (II)- to crosslinked copolymers based on them of structure (II)

Figure 00000002
Figure 00000002

где R=H; C6H5;where R = H; C 6 H 5 ;

Figure 00000003
;
Figure 00000004
;
Figure 00000005
Figure 00000003
;
Figure 00000004
;
Figure 00000005

в качестве конструкционных полимеров, получаемых при отверждении новолаков общей формулы (I).as structural polymers obtained by curing novolacs of the general formula (I).

Заявляемое техническое решение наиболее эффективно может быть использовано для получения новых сшитых сополимеров в качестве конструкционных полимеров.The claimed technical solution can most effectively be used to obtain new crosslinked copolymers as structural polymers.

Указанные соединения, их свойства и способ получения в литературе не описаны.These compounds, their properties and the preparation method are not described in the literature.

Известны соолигомеры резольного типа, полученные из формальдегида, фенола, фенолфталеина и фталимидинсодержащих бисфенолов - имида (или анилида) фенолфталеина. При их отверждении образуются сополимеры с высокими термическими характеристиками и электороактивными свойствами [Мачуленко Л.Н. и др. Пласт. массы, 2007, №12, С. 16]. Благодаря этим свойствам они могут представить интерес при изготовлении термостойких конструкционных полимеров для авиационной и космической техники, а также электроактивных материалов для электроники [С.Н. Салазкин и др. Высокомолек. соед., 2008,A, Т. 50, №3, С. 399].Resol-type co-oligomers are known that are derived from formaldehyde, phenol, phenolphthalein and phthalimidine-containing bisphenols — the imide (or anilide) of phenolphthalein. During their curing, copolymers with high thermal characteristics and electroactive properties are formed [Machulenko L.N. and others. Plast. masses, 2007, No. 12, S. 16]. Due to these properties, they can be of interest in the manufacture of heat-resistant structural polymers for aviation and space technology, as well as electroactive materials for electronics [S.N. Salazkin et al. High Molecule. Comp., 2008, A, T. 50, No. 3, S. 399].

Однако исходные резолы имеют недостаточную стабильность в процессе хранения. При длительном хранении наблюдается постепенное изменение таких важных технологических характеристик, как растворимость и вязкость раствора, содержание реакционноспособных метилольных групп, молекулярная масса, температура размягчения, вязкость расплава и продолжительность отверждения, что осложняет технологию их получения, а также сшитых сополимеров на их основе.However, the initial resols have insufficient stability during storage. During long-term storage, there is a gradual change in such important technological characteristics as the solubility and viscosity of the solution, the content of reactive methylol groups, molecular weight, softening temperature, melt viscosity, and curing time, which complicates the technology for their preparation, as well as crosslinked copolymers based on them.

Известны новолаки на основе имида (или анилида) фенолфталеина [Л.Н. Мачуленко и др. Патент RU №2474591, C08G 8/28, 2013], а также фенолфталеинсодержащие новолаки [В.К. Шитиков и др. Патент RU №2443797, C08G 8/28, 2012], обладающие электроактивными свойствами, высокой термостойкостью и имеющие приемлемые прочностные характеристики, однако для некоторых практических целей, в частности при создании конструкционных полимерных материалов для авиастроения и космической техники, требуются повышенные прочностные показатели.Known novolaks based on imide (or anilide) phenolphthalein [L.N. Machulenko et al. Patent RU No. 2474591, C08G 8/28, 2013], as well as phenolphthalein-containing novolacs [V.K. Shitikov et al. Patent RU No. 2443797, C08G 8/28, 2012], which have electroactive properties, high heat resistance and acceptable strength characteristics, but for some practical purposes, in particular when creating structural polymer materials for aircraft and space technology, higher strength indicators.

Из числа названных аналогов наиболее близкими являются соолигомеры резольного типа на основе фенола, фенолфталеина и фталимидинсодержащих бисфенолов [Мачуленко Л.Н. и др. Пласт. массы, 2007, №12, С. 16].Of the aforementioned analogues, the closest are resol-type co-oligomers based on phenol, phenolphthalein and phthalimidine-containing bisphenols [Machulenko LN and others. Plast. masses, 2007, No. 12, S. 16].

Указанные резолы, как описано выше, обладают целым рядом ценных свойств, однако актуальной является проблема повышения их стабильности при синтезе, хранении и транспортировке.These resoles, as described above, have a number of valuable properties, however, the urgent problem is to increase their stability during synthesis, storage and transportation.

Задачей настоящего изобретения является получение новых соолигофенолформальдегидных новолаков, стабильных в процессе синтеза, хранения и переработки, разработка способов их получения и получение на их основе новых сшитых сополимеров, обладающих повышенными прочностными характеристиками, перспективных для создания термостойких и электроактивных материалов.The objective of the present invention is to obtain new sooligophenol-formaldehyde novolacs, stable during synthesis, storage and processing, to develop methods for their preparation and to obtain new crosslinked copolymers based on them, with improved strength characteristics, promising to create heat-resistant and electroactive materials.

Поставленная задача решается путем получения новолаков на основе фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида и фталимидинсодержащих бисфенолов различного строения общей формулы (I)The problem is solved by obtaining novolacs based on phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide and phthalimidine-containing bisphenols of various structures of the general formula (I)

Figure 00000006
Figure 00000006

где R=H; C6H5, n=5-8, m=1, (p+k):m=0,01-0,2, p:k=0,8 или 1, которые получают несколькими способами (варианты).where R = H; C 6 H 5 , n = 5-8, m = 1, (p + k): m = 0.01-0.2, p: k = 0.8 or 1, which are obtained in several ways (options).

Вариант 1 - взаимодействием фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида (ФФ) и 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталимидин (ИФФ) при их весовом соотношении от 60:20:20 до 97:1,5:1,5 с формальдегидом при мольном соотношении (ФФ+ИФФ+фенол) и формальдегида 1:0.7 при температуре 80-85°C в водном растворе в присутствии кислотных катализаторов, выбранных из группы: соляная кислота, фосфорная кислота, щавелевая кислота, по схеме:Option 1 - the interaction of phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide (FF) and 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalimidine (IFF) at a weight ratio of 60:20:20 to 97: 1.5: 1.5 with formaldehyde in a molar ratio (FF + IFP + phenol) and formaldehyde 1: 0.7 at a temperature of 80-85 ° C in an aqueous solution in the presence of acid catalysts selected from the group: hydrochloric acid, phosphoric acid, oxalic acid according to the scheme:

Figure 00000007
Figure 00000007

где n=5-8, m=1, (p+k):m=0,01-0,2, p:k=1.where n = 5-8, m = 1, (p + k): m = 0.01-0.2, p: k = 1.

Вариант 2 - взаимодействием фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида (ФФ) и 2-фенил-3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталимидин (АФФ) при их весовом соотношении от 60:20:20 до 97:1,5:1,5 с формальдегидом при мольном соотношении (ФФ+АФФ+фенол) и формальдегида 1:0.7 при температуре 80-85°C в водном растворе в присутствии кислотных катализаторов, выбранных из группы: соляная кислота, фосфорная кислота, щавелевая кислота, по схеме:Option 2 - the interaction of phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide (FF) and 2-phenyl-3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalimidine (AFP) at a weight ratio of 60:20: 20 to 97: 1.5: 1.5 with formaldehyde in a molar ratio (FF + AFP + phenol) and formaldehyde 1: 0.7 at a temperature of 80-85 ° C in an aqueous solution in the presence of acid catalysts selected from the group: hydrochloric acid, phosphoric acid, oxalic acid, according to the scheme:

Figure 00000008
Figure 00000008

где n=5-8, m=1, (p+k):m=0,01-0,2, p:k=0,8,where n = 5-8, m = 1, (p + k): m = 0.01-0.2, p: k = 0.8,

Kt - кислотный катализатор (соляная кислота или фосфорная кислота или щавелевая кислота).Kt is an acid catalyst (hydrochloric acid or phosphoric acid or oxalic acid).

На фигуре 1 приведен ИК-спектр новолака на основе фенола, фенолфталеина и имида фенолфталеина (пример 3, таблица 1).The figure 1 shows the IR spectrum of novolak based on phenol, phenolphthalein and phenolphthalein imide (example 3, table 1).

Поставленная задача решается также сшитыми сополимерами на основе новолаков структуры (II).The problem is also solved by crosslinked copolymers based on novolac structure (II).

Figure 00000009
Figure 00000009

где R=H; C6H5;where R = H; C 6 H 5 ;

Figure 00000010
;
Figure 00000011
;
Figure 00000012
Figure 00000010
;
Figure 00000011
;
Figure 00000012

Сшитые сополимеры получают по известному способу путем предварительного отверждения новолака в присутствии отвердителя и последующего горячего прессования при температуре 180°C в течение 1 часа под давлением 10 МПа [А. Кноп, В. Шейб. Фенольные смолы и материалы на их основе. М., Химия, 1983, С. 158].Crosslinked copolymers are prepared according to a known method by pre-curing novolak in the presence of a hardener and subsequent hot pressing at a temperature of 180 ° C for 1 hour under a pressure of 10 MPa [A. Knop, W. Sheyb. Phenolic resins and materials based on them. M., Chemistry, 1983, S. 158].

В качестве исходных веществ при получении новолаков использованы: фенол ГОСТ 23519-93, фенолфталеин (3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталид) (ФФ) фирмы ACROS, имид фенолфталеина (3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталимидин (ИФФ), полученный по известной методике [Morgan P.W. J. Polymer Sci. A. 1964. V 2. P. 437], анилид фенолфталеина (2-фенил-3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталимидин) (АФФ), полученный по известной методике [Albert R // Chem. Ber. 1893. В. 26. S. 3077].As starting substances for the preparation of novolacs, the following were used: phenol GOST 23519-93, phenolphthalein (3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide) (FF) from ACROS, imide phenolphthalein (3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalimidine (IFF), obtained according to the known method [Morgan PWJ Polymer Sci. A. 1964. V 2. P. 437], phenolphthalein anilide (2-phenyl-3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalimidine) (AFP) obtained by a known method [Albert R // Chem. Ber. 1893. V. 26. S. 3077].

Заявляемые соолигофенолформальдегидные новолаки, способы их получения и сшитые сополимеры на их основе до настоящего времени не описаны.The inventive sooligophenol formaldehyde novolacs, methods for their preparation and crosslinked copolymers based on them have not yet been described.

Изобретение иллюстрируется конкретными примерами его осуществления, приведенными ниже.The invention is illustrated by specific examples of its implementation, below.

Получение соолигофенолформальдегидного новолака на основе фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида (ФФ) и 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталимидина (ИФФ) при весовом соотношении 97:1,5:1,5Obtaining oligophenol formaldehyde novolak based on phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide (FF) and 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalimidine (IFF) in a weight ratio of 97: 1.5: 1.5

Пример 1. К 14,1 г (0,15 моль) фенола добавляют 0,22 г (0,0007 моль) ФФ, 0,22 г (0,0007 моль) ИФФ, 8,5 мл 34% формалина, содержащего 3,2 г (0,11 моль) формальдегида и 0,3 мл концентрированной соляной кислоты. Реакционную массу нагревают при перемешивании на водяной бане при 80-85°C в течение 1 ч до четкого разделения реакционной массы на два слоя (водный и смоляной). Водный слой отделяют декантацией, а смолу многократно промывают горячей водой и сушат в сушильном шкафу при 90-100°C. Выход - 78,4%, Тразм. - 94-96°C. Новолак растворим в ацетоне, этаноле, н-пропаноле, диоксане. Содержание элементов, %: C - 79,4; H - 5,5; N - 0,1. Время отверждения уротропином при 180°C - 31 сек, при 150°C - 1 мин 28 сек.Example 1. To 14.1 g (0.15 mol) of phenol add 0.22 g (0.0007 mol) of FF, 0.22 g (0.0007 mol) of IFF, 8.5 ml of 34% formalin containing 3 2 g (0.11 mol) of formaldehyde and 0.3 ml of concentrated hydrochloric acid. The reaction mass is heated with stirring in a water bath at 80-85 ° C for 1 h until the reaction mass is clearly separated into two layers (water and resin). The aqueous layer is separated by decantation, and the resin is repeatedly washed with hot water and dried in an oven at 90-100 ° C. Yield 78.4%, Tmm. - 94-96 ° C. Novolac is soluble in acetone, ethanol, n-propanol, dioxane. The content of elements,%: C - 79.4; H 5.5; N is 0.1. Curing time with urotropine at 180 ° C - 31 sec, at 150 ° C - 1 min 28 sec.

Аналогично получены с выходом 79,6-95,8% новолаки с другими соотношениями исходных компонентов (новолаки 2 и 3 - примеры 2 и 3 в таблице 1).Similarly obtained with a yield of 79.6-95.8% novolaki with other ratios of the starting components (novolaki 2 and 3 - examples 2 and 3 in table 1).

Для подтверждения того, что в качестве катализаторов наряду с соляной кислотой могут быть использованы и другие кислоты, в таблице 1 приведены сравнительные данные для новолака 3, полученного в присутствии фосфорной кислоты (пример 4). Из приведенных данных видно, что независимо от использованных кислотных катализаторов образцы новолака 3, полученные в присутствии соляной кислоты (пример 3) или фосфорной кислоты (пример 4) имеют близкие характеристики.To confirm that other acids can be used as catalysts along with hydrochloric acid, Table 1 shows comparative data for novolak 3 obtained in the presence of phosphoric acid (Example 4). From the above data it is seen that, regardless of the acid catalysts used, novolak 3 samples obtained in the presence of hydrochloric acid (example 3) or phosphoric acid (example 4) have similar characteristics.

Получение соолигофенолформальдегидного новолака на основе фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида (ФФ) и 2-фенил-3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталимидина (АФФ) при весовом соотношении 95:1,5:1,5Obtaining oligophenol formaldehyde novolak based on phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide (FF) and 2-phenyl-3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalimidine (AFP) in a weight ratio of 95: 1.5 : 1,5

Пример 5. К 25.4 г (0,27 моль) фенола добавляют 0,4 г (0,001 моль) ФФ, 0,4 г (0,001 моль АФФ, 17,5 мл 30% формалина, содержащего 5,7 г (0,19 моль) формальдегида и 0,6 мл концентрированной соляной кислоты. Реакционную массу нагревают при перемешивании на водяной бане при 80-85°C в течение 3 ч до четкого расслоения реакционной массы на два слоя (водный и смоляной). Водный слой отделяют декантацией, а смолу многократно промывают горячей водой и сушат в сушильном шкафу при 90-100°C. Выход - 84,9%, Тразм. - 95-97°C. Новолак растворим в ацетоне, этаноле, н-пропаноле, диоксане. Содержание элементов, %: C - 77,0, H - 5,9, N - 0,2. Время отверждения при 180°C - 2 мин 20 сек, при 150°C - 4 мин 45 сек.Example 5. To 25.4 g (0.27 mol) of phenol, 0.4 g (0.001 mol) of FF, 0.4 g (0.001 mol of AFF, 17.5 ml of 30% formalin containing 5.7 g (0.19) are added mol) of formaldehyde and 0.6 ml of concentrated hydrochloric acid.The reaction mass is heated with stirring in a water bath at 80-85 ° C for 3 hours until the reaction mass is clearly separated into two layers (water and resin). The aqueous layer is separated by decantation, and the resin is washed many times with hot water and dried in an oven at 90-100 ° C. Yield 84.9%, Tm — 95-97 ° C. Novolak is soluble in acetone, ethanol, n-propanol, dioxane. cops,%: C - 77.0, H - 5.9, N - 0.2. Curing time at 180 ° C - 2 min 20 sec, at 150 ° C - 4 min 45 sec.

Аналогично получены с выходом 86-90% новолаки с другими соотношениями исходных компонентов (новолаки 5 и 6 - примеры 6 и 7 в таблице 1).Similarly obtained with the release of 86-90% novolaks with other ratios of the starting components (novolaks 5 and 6 - examples 6 and 7 in table 1).

Figure 00000013
Figure 00000013

Полученные соолигомеры имеют высокую скорость отверждения. Так для новолаков 4-6 время отверждения уротропином при 150°C не превышает 30 сек (для отверждения аналога требуется около 2 мин), что имеет большое значение при решении некоторых практических задач, в частности, при получении электроактивных пленок.The resulting co-oligomers have a high cure rate. So for novolacs 4-6, the curing time of urotropine at 150 ° C does not exceed 30 seconds (for curing the analogue, it takes about 2 minutes), which is of great importance in solving some practical problems, in particular, in the preparation of electroactive films.

Строение полученных новолаков подтверждено ИК-спектрами. В качестве примера на фиг. 1 приведен ИК-спектр новолака 3 (пример 3, табл. 1).The structure of the obtained novolacs is confirmed by IR spectra. As an example in FIG. 1 shows the IR spectrum of novolak 3 (example 3, table. 1).

Наличие в составе новолака одновременно фталидного и фталимидинового циклов подтверждается присутствием в его ИК-спектре интенсивных полос при 1736 см-1 и 1698 см-1, обусловленных валентными колебаниями ν(C=O) фталидного и фталимидинового циклов, соответственно.The presence of both phthalide and phthalimidine cycles in novolak is confirmed by the presence of intense bands in its IR spectrum at 1736 cm -1 and 1698 cm -1 due to stretching vibrations ν (C = O) of the phthalide and phthalimidine cycles, respectively.

Полученные новолаки по сравнению с известным аналогом (резолами) имеют неограниченный срок хранения и, следовательно, они более технологичны в процессе синтеза и последующего получения сополимеров на их основе.The obtained novolaks in comparison with the known analogue (resols) have an unlimited shelf life and, therefore, they are more technologically advanced in the synthesis and subsequent preparation of copolymers based on them.

На основе соолигофенолформальдегидных новолаков путем их отверждения уротропином (ГМТА) в количестве 10% от массы новолака, диметилольным производным п-крезола (ДМПК) - 3,5-ди(гидроксиметил)-4-метилфенолом в количестве 36%, а также фенольным резолом СФ-3021 в количестве 100% получены сшитые сополимеры.Based on sooligophenol formaldehyde novolacs by curing with urotropine (HMTA) in an amount of 10% by weight of novolak, with dimethylol derivative of p-cresol (DMPC) - 3,5-di (hydroxymethyl) -4-methylphenol in an amount of 36%, as well as with phenolic resol SF -3021 in the amount of 100% obtained crosslinked copolymers.

Пример 8. Новолак 1 (7 г) расплавляют при температуре 160°C, в полученный расплав добавляют 0,7 г (10% от количества новолака) уротропина в качестве отвердителя и полученный расплав нагревают при постоянном перемешивании в течение 2 мин 10 сек. Полученную массу охлаждают, измельчают в ступке и из полученного порошка методом горячего прессования при температуре 180°C и давлении 10 МПа получают отпрессованные образцы сшитого сополимера, для которого определены прочностные характеристики (удельная ударная вязкость и разрушающее напряжение при изгибе), приведенные в таблице 2.Example 8. Novolak 1 (7 g) is melted at a temperature of 160 ° C, 0.7 g (10% of the amount of novolak) of urotropine is added to the melt as a hardener, and the obtained melt is heated with constant stirring for 2 min 10 sec. The resulting mass is cooled, ground in a mortar, and from the obtained powder by hot pressing at a temperature of 180 ° C and a pressure of 10 MPa, pressed samples of a crosslinked copolymer are obtained, for which the strength characteristics (specific toughness and breaking stress at bending) are shown in Table 2.

Пример 20. Новолак 1 (6 г) расплавляют при температуре 160°C, в полученный расплав добавляют 2,2 г (36% от количества новолака) ДМПК в качестве отвердителя и полученный расплав нагревают при постоянном перемешивании в течение 2 мин 10 сек. Полученную массу охлаждают, измельчают в ступке и из полученного порошка методом горячего прессования при температуре 180°C и давлении 10 МПа получают отпрессованные образцы сшитого сополимера, для которого определены прочностные характеристики (удельная ударная вязкость и разрушающее напряжение при изгибе), приведенные в таблице 2.Example 20. Novolak 1 (6 g) is melted at a temperature of 160 ° C, 2.2 g (36% of the amount of novolak) DMPC as a hardener is added to the obtained melt, and the obtained melt is heated with constant stirring for 2 min 10 sec. The resulting mass is cooled, ground in a mortar, and from the obtained powder by hot pressing at a temperature of 180 ° C and a pressure of 10 MPa, pressed samples of a crosslinked copolymer are obtained, for which the strength characteristics (specific toughness and breaking stress at bending) are shown in Table 2.

Аналогично путем отверждения новолаков 2-6 уротропином или ДМПК получены сшитые сополимеры (примеры 10-19 в таблице 2), прочностные характеристики которых даны в таблице 2.Similarly, by curing novolacs 2-6 with urotropine or DMPC, crosslinked copolymers are obtained (examples 10-19 in table 2), the strength characteristics of which are given in table 2.

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Как видно из представленных данных, полученные сшитые сополимеры имеют в сравнении с известным аналогом значительно более высокие прочностные характеристики (разрушающее напряжение при изгибе и удельная ударная вязкость достигают значений 81,6 МПа и 4,9 кДж/м2, соответственно, тогда как у аналога они не превышают 32,1 МПа и 1,2 кДж/м2).As can be seen from the data presented, the obtained cross-linked copolymers have significantly higher strength characteristics in comparison with the known analogue (tensile bending stress and specific impact strength reach 81.6 MPa and 4.9 kJ / m 2 , respectively, whereas the analog they do not exceed 32.1 MPa and 1.2 kJ / m 2 ).

Возможность использования различных отвердителей при получении сшитых сополимеров на основе новолаков позволяет регулировать ход процесса отверждения, строение и свойства образующихся сополимеров в зависимости от практических задач, что является также немаловажным их преимуществом в сравнении с аналогичными резолами.The possibility of using various hardeners in the preparation of crosslinked novolak-based copolymers makes it possible to control the course of the curing process, the structure and properties of the resulting copolymers depending on practical tasks, which is also an important advantage in comparison with similar resols.

Полученные сшитые сополимеры (II) обладают также высокой термостойкостью, которая определена методом динамического термогравиметрического анализа по температурам T1 и T2, при которых потери массы образцов сополимеров при прогреве составляют 10 и 20%. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Figure 00000016
The resulting crosslinked copolymers (II) also have high heat resistance, which is determined by the method of dynamic thermogravimetric analysis at temperatures T 1 and T 2 at which the weight loss of the samples of the copolymers during heating is 10 and 20%. The results are presented in table 3.
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Из представленных данных видно, что полученные сополимеры имеют высокие термические характеристики (T1 и T2 составляют 370-455 и 482-510°C соответственно) и по показателю T1 они превосходят известный аналог (для полученных сополимеров показатель T1 достигает значения 455°C, в то время как для аналога значение данного показателя не превышает 400°C).From the presented data it can be seen that the obtained copolymers have high thermal characteristics (T 1 and T 2 are 370-455 and 482-510 ° C, respectively) and in terms of T 1 they exceed the known analogue (for the obtained copolymers, T 1 reaches 455 ° C, while for the analogue the value of this indicator does not exceed 400 ° C).

Таким образом, получены соолигофенолформальдегидные новолаки, которые стабильны при синтезе, хранении и переработке. Разработаны способы их получения. На основе новолаков путем их отверждения получены сшитые сополимеры со значительно более высокими, чем у известного аналога прочностными характеристиками, а также с более высокой термостойкостью. Сополимеры могут быть использованы при создании высокоэффективных термостойких и электроактивных конструкционных полимерных материалов.Thus, sooligophenol-formaldehyde novolacs are obtained which are stable during synthesis, storage and processing. Methods for their preparation are developed. Based on novolacs, cured copolymers with significantly higher strength characteristics than with the known analogue, as well as with higher heat resistance, were obtained by curing them. Copolymers can be used to create highly effective heat-resistant and electroactive structural polymer materials.

Техническим результатом заявляемого изобретения являются ранее неизвестные соолигофенолформальдегидные новолаки на основе фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида (ФФ) и фталимидинсодержащих бисфенолов различного строения, стабильные в процессе синтеза, хранения и переработки, способы их получения и сшитые сополимеры с прочностными показателями, значительно превосходящими показатели известного аналога, а также более высокой термостойкостью в сравнении с ним, что позволяет использовать полученные сополимеры для создания термостойких конструкционных материалов с высокими прочностными и термическими характеристиками.The technical result of the claimed invention are previously unknown sooligophenol formaldehyde novolaks based on phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide (FF) and phthalimidine-containing bisphenols of various structures, stable during synthesis, storage and processing, methods for their preparation and crosslinked copolymers with strength indicators, significantly superior to the known analogue, as well as higher heat resistance in comparison with it, which allows the use of the obtained copolymers to create a heat-resistant x structural materials with high strength and thermal characteristics.

Claims (4)

1. Соолигофенолформальдегидные новолаки на основе фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида и фталимидинсодержащих бисфенолов различного строения общей формулы
Figure 00000018

где R=H; C6H5, n=5-8, m=1, (p+k):m=0,01-0,2, p:k=0,8 или 1 для получения сшитых сополимеров.
1. Soyoligophenol formaldehyde novolacs based on phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide and phthalimidine-containing bisphenols of various structures of the general formula
Figure 00000018

where R = H; C 6 H 5 , n = 5-8, m = 1, (p + k): m = 0.01-0.2, p: k = 0.8 or 1 to obtain crosslinked copolymers.
2. Способ получения новолаков по п. 1, заключающийся во взаимодействии фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида (ФФ) и 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталимидина (ИФФ) при их весовом соотношении от 60:20:20 до 97:1,5:1,5 с формальдегидом при мольном соотношении (ФФ+ИФФ+фенол) и формальдегида 1:0,7 при температуре 80-85°C в водном растворе в присутствии кислотных катализаторов, выбранных из группы: соляная кислота, фосфорная кислота, щавелевая кислота.2. The method of producing novolac according to claim 1, which consists in the interaction of phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide (FF) and 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalimidine (IFF) in their weight ratio from 60:20:20 to 97: 1.5: 1.5 with formaldehyde in a molar ratio (FF + IFF + phenol) and formaldehyde 1: 0.7 at a temperature of 80-85 ° C in an aqueous solution in the presence of acid catalysts, selected from the group: hydrochloric acid, phosphoric acid, oxalic acid. 3. Способ получения новолаков по п. 1, заключающийся во взаимодействии фенола, 3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталида (ФФ) и 2-фенил-3,3-бис(4′-гидроксифенил)фталимидина (АФФ) при их весовом соотношении от 60:20:20 до 97:1,5:1,5 с формальдегидом при мольном соотношении (ФФ+АФФ+фенол) и формальдегида 1:0,7 при температуре 80-85°C в водном растворе в присутствии кислотных катализаторов, выбранных из группы: соляная кислота, фосфорная кислота, щавелевая кислота.3. The method of producing novolac according to claim 1, which consists in the interaction of phenol, 3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalide (FF) and 2-phenyl-3,3-bis (4′-hydroxyphenyl) phthalimidine (AFP) when their weight ratio is from 60:20:20 to 97: 1.5: 1.5 with formaldehyde at a molar ratio (FF + AFP + phenol) and formaldehyde 1: 0.7 at a temperature of 80-85 ° C in an aqueous solution in the presence of acid catalysts selected from the group: hydrochloric acid, phosphoric acid, oxalic acid. 4. Сшитые сополимеры на основе новолаков по п. 1 общей формулы
Figure 00000019

где R=Н; C6H5;
Figure 00000020
;
Figure 00000021
;
Figure 00000022

в качестве конструкционных полимеров.
4. Crosslinked Novolac copolymers according to claim 1 of the general formula
Figure 00000019

where R = H; C 6 H 5 ;
Figure 00000020
;
Figure 00000021
;
Figure 00000022

as structural polymers.
RU2014153783/04A 2014-12-30 2014-12-30 Co-oligophenol-formaldehyde novolacs, methods for production thereof (versions) and crosslinked copolymers based thereon RU2569310C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014153783/04A RU2569310C1 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Co-oligophenol-formaldehyde novolacs, methods for production thereof (versions) and crosslinked copolymers based thereon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014153783/04A RU2569310C1 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Co-oligophenol-formaldehyde novolacs, methods for production thereof (versions) and crosslinked copolymers based thereon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2569310C1 true RU2569310C1 (en) 2015-11-20

Family

ID=54598410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014153783/04A RU2569310C1 (en) 2014-12-30 2014-12-30 Co-oligophenol-formaldehyde novolacs, methods for production thereof (versions) and crosslinked copolymers based thereon

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2569310C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2608895C1 (en) * 2016-03-09 2017-01-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Phenol formaldehyde novolac-type cooligomers, method for production thereof and cross-linked copolymers based thereon

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474591C1 (en) * 2012-01-27 2013-02-10 Учреждение Российской Академии Наук Институт Элементоорганических Соединений Им. А.Н. Несмеянова Ран (Инэос Ран) Cooligophenol-formaldehyde phthalimidine-containing novolacs for producing cross-linked phthalimidine-containing copolymers, method for production thereof and cross-linked phathalimidine-containing copolymers as engineering polymers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474591C1 (en) * 2012-01-27 2013-02-10 Учреждение Российской Академии Наук Институт Элементоорганических Соединений Им. А.Н. Несмеянова Ран (Инэос Ран) Cooligophenol-formaldehyde phthalimidine-containing novolacs for producing cross-linked phthalimidine-containing copolymers, method for production thereof and cross-linked phathalimidine-containing copolymers as engineering polymers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Мачуленко Л.Н. и др. Синтез и свойства фенолформальдегидных сополимеров резольного типа, содержащих фталидные и фталимидиновые группы. Пластические массы, 2007. 12, с. 16-19. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2608895C1 (en) * 2016-03-09 2017-01-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Phenol formaldehyde novolac-type cooligomers, method for production thereof and cross-linked copolymers based thereon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2474591C1 (en) Cooligophenol-formaldehyde phthalimidine-containing novolacs for producing cross-linked phthalimidine-containing copolymers, method for production thereof and cross-linked phathalimidine-containing copolymers as engineering polymers
US2566851A (en) Phenolic intercondensation resins and methods of making same
JP6390581B2 (en) Method for producing liquid resol type phenolic resin, and method for producing wet paper friction material
CN102286135B (en) Preparation method for solid thermosetting phenolic resin
RU2569310C1 (en) Co-oligophenol-formaldehyde novolacs, methods for production thereof (versions) and crosslinked copolymers based thereon
US1889751A (en) Processes for making phenol-aldehyde condensation products
RU2442798C1 (en) Cooligophenolformaldehyde phthalide-containing novolacs based on 3-phenyl-3-(4'-hydroxyphenyl)phthalide and phenol as cooligomers for production of cross-linked phthalide-containing copolymers, way of their production and cross-linked phthalide-containing copolymers
RU2442797C1 (en) Homooligophenolformaldehyde phthalide-containing novolac based on 3,3-bis(4'-hydroxyphenyl)phthalide as oligomer for production cross-linked polymers and way of its production, cooligophenolformaldehyde phthalide-containing novolacs based on 3,3-bis(4'-hydroxyphenyl)phthalide and ohenol as coolygomers for production of cross-linked phthalide-containing copolymers, wat of their production and cross-linked phthalide-containing copolymers
RU2549834C1 (en) Cooligophenolformaldehyde pthalide-containing novolaks for obtaining cross-linked pthalide-containing copolymers, methods of obtaining thereof (versions) and cross-linked pthalide-containing copolymers as construction polymers
RU2608895C1 (en) Phenol formaldehyde novolac-type cooligomers, method for production thereof and cross-linked copolymers based thereon
RU2521341C1 (en) HOMOOLIGOPHENOLFORMALDEHYDE NOVOLAC BASED ON 2-(β-HYDROXYETHYL)-3,3-BIS-(4'-HYDROXYPHENYL)PHTHALIMIDINE FOR OBTAINING PHTHALIMIDINE-CONTAINING CROSS-LINKED POLYMERS AND METHOD OF ITS OBTAINING, COOLIGOPHENOLFORMALDEHYDE NOVOLACS BASED ON 2-(β-HYDROXYETHYL)-3,3BIS-(4'-HYDROXYPHENYL)PHTHALIMIDINE FOR OBTAINING CROSS-LINKED PHTHALIMIDINE-CONTAINING COPOLYMERS, METHOD OF THEIR OBTAINING AND CROSS-LINKED PHTHALIMIDINE-CONTAINING COPOLYMERS AS CONSTRUCTION POLYMERS
JP6225900B2 (en) Method for producing liquid resol type phenolic resin and method for producing wet paper friction material
RU2463315C1 (en) Phthalide-containing cooligomers for producing cross-linked phthalide-containing copolymers, production method thereof (versions), phthalide-containing cross-linked copolymers based thereon as engineering polymers
RU2636739C1 (en) Phthalide-containing novolacs, method of their production and crosslinked copolymers based thereon
WO2018030162A1 (en) Resin composition for friction materials and wet paper friction material
JPS6140242B2 (en)
US2538884A (en) Acetone-formaldehyde resins
RU2425064C1 (en) 3-phenyl-3-[4'-hydroxy-3', 5'-di(hydroxymethyl)-phenyl]phthalide as monomer for producing phenol formaldehyde phthalide-containing oligomers and as curing agent for producing cross-linked phthalide-containing polymers, production method thereof, composition based thereon for producing phthalide-containing cross-linked polymers and phthalide-containing polymer
JP4013111B2 (en) Method for producing resole resin
RU2656229C1 (en) Method of producing a cross-linked phenol-formaldehyde polymers
JP3845198B2 (en) Method for producing phenolic resin
Jiao et al. Effect of boron content of high-ortho phenolic fibers on thermal property
US1933124A (en) Preparation of ester-aldehyde condensation products
JP2005075938A (en) Manufacturing process of high ortho novolac type phenolic resin
Machulenko et al. The synthesis and properties of cresol-containing phenol formaldehyde novolacs and crosslinked copolymers based on them

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191231