RU2657245C1 - Способ получения полифениленсульфидов - Google Patents

Способ получения полифениленсульфидов Download PDF

Info

Publication number
RU2657245C1
RU2657245C1 RU2018105823A RU2018105823A RU2657245C1 RU 2657245 C1 RU2657245 C1 RU 2657245C1 RU 2018105823 A RU2018105823 A RU 2018105823A RU 2018105823 A RU2018105823 A RU 2018105823A RU 2657245 C1 RU2657245 C1 RU 2657245C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polyphenylene sulfides
dichlorobenzene
mol
producing
carried out
Prior art date
Application number
RU2018105823A
Other languages
English (en)
Inventor
Светлана Юрьевна Хаширова
Рустам Мухамедович Мамхегов
Камила Тимуровна Шахмурзова
Артур Эльдарович Байказиев
Амина Суадиновна Виндижева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
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 образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
Priority to RU2018105823A priority Critical patent/RU2657245C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2657245C1 publication Critical patent/RU2657245C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/14Polysulfides
    • C08G75/16Polysulfides by polycondensation of organic compounds with inorganic polysulfides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения высокоэффективных полифениленсульфидов, используемых в качестве суперконструкционных полимерных материалов. Способ получения полифениленсульфидов заключается в том, что проводят реакцию поликонденсации n-дихлорбензола, элементарной серы и гидроксида натрия, которые берут в мольном соотношении 1:1,5 - 2,2:3 - 4,4, в присутствии растворителя и катализатора. Поликонденсацию проводят при температуре 200-220°С. В качестве растворителя используют N-метилпирролидон и формамид. В качестве катализатора используют органоглину. Изобретение позволяет получить полифениленсульфиды, обладающие улучшенными физико-механическими характеристиками. 1 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к способу получения высокоэффективных полифениленсульфидов, используемых в качестве суперконструкционных полимерных материалов.
Полифениленсульфид (ПФС) является одним из полимеров с действительно выдающимися характеристиками. Он очень прочен и хорошо выдерживает высокие температуры. Полифениленсульфид не плавится при температурах ниже 300°C. К тому же он устойчив к воздействию пламени. Он выступает как один из примеров суперконструкционных полимеров. В процессе анализа уровня исследуемой техники было выявлено, что имеющиеся разработки не удовлетворяют требуемым в настоящее время физико-механическим характеристикам. В связи с этим создание ПФС с необходимыми физико-механическими характеристиками является актуальной задачей.
Из уровня техники известно авторское свидетельство (АС) СССР СССР 816134 от 30.07.1985 г. «Способ получения полифениленсульфидов». Полимерный материал получают путем поликонденсации смеси изомеров дихлорбензола с сульфидом натрия в среде высококипящего полярного органического растворителя, отличающийся тем, что, с целью удешевления и упрощения технологии и повышения растворимости полифениленсульфидов; в качестве смеси изомеров используют смесь пара и орто-дихлорбензолов при соотношении моль. %: 75-25:25-75 соответственно или смесь, содержащую, мол. %: пара-дихлорбензол 50-60, ортодихлорбензол 35-49 и мета-дихлорбензол до 100, поликонденсацию проводят при 180-250°С. Способ предполагает удешевление и упрощение технологии и повышение растворимости полифениленсульфидов.
Известен патент на изобретение США №3869434 от 19.11.1973 г., описывающий способ получения растворимых сульфидных полимеров. Способ получения полифениленсульфидов поликонденсацией смеси пара- и мета-дихлорбензолов с сульфидом натрия. Процесс проводят под давлением в автоклавах, при высокой температуре, в среде высококипящего полярного органического растворителя. Недостатком способа является использование дорогостоящего мономера м-дихлорбензола, а полученные сополимеры ограниченно растворимы в циклических эфирах, нерастворимы в ароматических углеводородах, хлорсодержащих алифатических растворителях, что ограничивает их использование.
Патент на изобретение США №3354129 от 21.11.1967 описывающий способ получения полимера, заключающийся в конденсации ароматического полигалогензамещенного соединения (в основном парадихлорбензола) с сульфатом натрия при температуре около 250°С в таких полярных растворителях, как N-метилпирролидон, диметилформамид, сульфолан, тетраметилмочевина, капролактам и некоторые другие. Однако все растворители имеют температуру кипения ниже 250°С, поэтому необходимо проводить синтез либо под давлением, что усложняет технологию, либо при температуре ниже 250°С, что резко снижает скорость процесса, а следовательно, выход продукта уменьшается и образуется полимер с более низкой температурой плавления. Капролактам, хотя и имеет температуру выше 250°С, при этой температуре неустойчив и легко полимеризуется. Кроме того, все названные растворители легко смешиваются с водой, что затрудняет их регенерацию, поскольку реакционную смесь необходимо обрабатывать водой для удаления из полимера неорганических примесей (например, хлористый натрий, непрореагировавший сульфиц натрия) не улучшает условий фильтрации и выделения конечного продукта. Для того чтобы извлечь органический растворитель из водного раствора, необходимо экстракцию его проводить при помощи третьего растворителя, как описано в патенте США 3457242.
Патенты на изобретения США №2538941 от 23.01.1951 г. и США №3274165 от 20.09.1966 г., описывающие способ получения полифенилсульфида нагреванием цигалогенбензолов, в частности н-дихлорбензола с элементарной серой и СаО при температуре около 360°С и под давлением (США №2538941). Согласно другому способу проводят самоконденсацию бром-(или хлор) тиофенолятов щелочных металлов в растворе пиридина в атмосфере аргона при температуре около 250°С под давлением (США №3274165).
Наиболее близким аналогом выступает АС СССР №1462769 от 20.02.1995, описывающее способ получения высокотермостойких полифениленсульфидов поликонденсацией при 190-200°С в среде гексаметилфосфорамида n-дихлорбензола, элементарной серы и гидроксида натрия, взятых в мольном соотношении 1:1,5 - 2,2:3 - 4,4, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, в исходную смесь вводят формамид в количестве 1,39-3,01 об. % от гексаметилфосфорамида.
Задачей настоящего изобретения является создание полифениленсульфидов, предназначенных в качестве суперконструкционных материалов, обладающих улучшенными механическими характеристиками.
Задача решается путем поликонденсации при 200-220°С в среде N-метилпирролидона, формамида в количестве 1,39-3,01 об. % от N-метилпирролидона, n-дихлорбензола, элементарной серы и смеси гидроксида натрия, взятых в мольном соотношении 1:1,5 - 2,2:3 - 4,4, и органомодифицированная глина (ОГ), выступающая в качестве катализатора процесса.
Органоглину получают путем механического смешения монтморилонитовой глины с тетрабутиламмоний бромидом в растворе ацетона (при соотношении тетрабутиламмоний бромид : ацетон соответственно 1:1,5) при соотношении глина: тетрабутиламмоний бромид 70-90 : 10-30.
Ниже представлены примеры осуществления изобретения.
Пример 1. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, холодильником, термометром, загружают 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 19 г (0,4791 моль) гидроксида натрия, 0,9 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Процесс ведут при 200-220°С 20-25 ч. Реакционную массу охлаждают до 100°С, подкисляют минеральной кислотой до pH 7. Полимер отфильтровывают, промывают ацетоном и горячей водой. Полимер сушат под вакуумом при 90°С. Выход продукта 89%.
Полученный полимер был исследован с использованием DSC:
Tg=82°C и Tm=297°C.
Пример 2. Процесс осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. К 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 21 г (0,5251 моль) гидроксида натрия, 1 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Выход продукта 98%.
Полученный полимер был исследован с использованием DSC:
Tg=85°C и Tm=295°C.
Пример 3. Процесс осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. К 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 21 г (0,5251 моль) гидроксида натрия, 0,9 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Выход продукта 97%.
Полученный полимер был исследован с использованием DSC:
Tg=85°С и Tm=295°С.
Пример 4. Процесс осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. К 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 20 г (0,5001 моль) гидроксида натрия, 0,8 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Выход продукта 94%.
Полученный полимер был исследован с использованием DSC:
Tg=84°C и Tm=295°C.
Пример 5. Процесс осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. К 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 19,5 г (0,4876 моль) гидроксида натрия, 0,9 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Выход продукта 92%.
Полученный полимер был исследован с использованием DSC:
Tg=84°C и Tm=296°C.
В таблице 1 представлены свойства полученного материала.
Figure 00000001
Измерения проводились в соответствии со стандартами: DIN EN ISO 527, DIN EN ISO 527, DIN EN ISO 527, DIN EN ISO 179.
В соответствии с представленной таблицей наблюдается улучшение характеристик получаемого полимера. Механические свойства полимерного материала зависят от межфазного взаимодействия между синтезируемым полимером и катализатором. При введении в процесс синтеза в качестве катализатора ОГ происходит формирование эксфолированной структуры полимера, тем самым наблюдая улучшение механических характеристик получаемого материала, так же катализатор способствует увеличению скорости реакции в 30 раз.
Технический результат - получение суперконструкционных полифениленсульфидов, обладающих улучшенными механическими характеристиками.

Claims (1)

  1. Способ получения полифениленсульфидов, используемых в качестве суперконструкционных материалов поликонденсацией при температурах 200-220°С, включающих n-дихлорбензол, элементарную серу, гидроксид натрия, взятых в мольном соотношении 1:1,5 - 2,2:3 - 4,4, 3 мл формамида, отличающийся тем, что в качестве растворителя используется 100 мл N-метилпирролидона и в качестве катализатора 0,8-1 г органоглины.
RU2018105823A 2018-02-15 2018-02-15 Способ получения полифениленсульфидов RU2657245C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018105823A RU2657245C1 (ru) 2018-02-15 2018-02-15 Способ получения полифениленсульфидов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018105823A RU2657245C1 (ru) 2018-02-15 2018-02-15 Способ получения полифениленсульфидов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2657245C1 true RU2657245C1 (ru) 2018-06-09

Family

ID=62559996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018105823A RU2657245C1 (ru) 2018-02-15 2018-02-15 Способ получения полифениленсульфидов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657245C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869434A (en) * 1973-11-19 1975-03-04 Phillips Petroleum Co Soluble arylene sulfide polymers
SU816134A1 (ru) * 1979-08-28 1985-07-30 Ордена Ленина Институт Элементоорганических Соединений Ан Ссср Способ получени полифениленсульфидов
SU1462769A1 (ru) * 1987-03-31 1995-02-20 Иркутский институт органической химии СО АН СССР Способ получения высокотермостойких полифениленсульфидов
EP2360204B1 (en) * 2008-11-21 2016-09-28 DIC Corporation Method for manufacturing polyarylene sulfide resin

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869434A (en) * 1973-11-19 1975-03-04 Phillips Petroleum Co Soluble arylene sulfide polymers
SU816134A1 (ru) * 1979-08-28 1985-07-30 Ордена Ленина Институт Элементоорганических Соединений Ан Ссср Способ получени полифениленсульфидов
SU1462769A1 (ru) * 1987-03-31 1995-02-20 Иркутский институт органической химии СО АН СССР Способ получения высокотермостойких полифениленсульфидов
EP2360204B1 (en) * 2008-11-21 2016-09-28 DIC Corporation Method for manufacturing polyarylene sulfide resin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6062924B2 (ja) 粒状ポリアリーレンスルフィド及びその製造方法
US7834133B2 (en) Production process of poly(arylene sulfide)
US5688908A (en) Process for the preparation of aromatic sulfur-containing polymers
CN104955874A (zh) 聚合方法和由其形成的聚合物
US9988494B2 (en) Method for forming a high molecular weight polyarylene sulfide
JPWO2016199894A1 (ja) 粒状ポリアリーレンスルフィドを製造する方法、及び粒状ポリアリーレンスルフィド
CN102762638A (zh) 用于制备具有减少的碘含量的聚亚芳基硫醚的方法
JP2018002829A (ja) 環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法
RU2657245C1 (ru) Способ получения полифениленсульфидов
JP2018199748A (ja) 環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法
US3878176A (en) Arylene sulfide polymers
CA2107177A1 (en) Method of preparing poly(arylene sulfide) polymers, polymers and polymer blends
JP6691660B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法
WO2015197857A1 (en) A process for production of poly(arylene sulfide)
JPS59219332A (ja) ポリフェニレンスルフィドの製造方法
JP6808926B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法
JP7214998B2 (ja) カルボキシアルキルアミノ基含有化合物の製造方法、および環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法
RU2441038C2 (ru) Способ получения полисульфидов, полисульфиды и их применение
JP7214997B2 (ja) カルボキシアルキルアミノ基含有化合物の製造方法、および環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法
JP3190071B2 (ja) ポリアリーレンチオエーテル組成物
US4939236A (en) Process for preparation of copoly(arylene sulfide)
RU2001127642A (ru) Способ получения полисульфидных полимеров
RU2702006C1 (ru) Способ получения полимерного материала
RU2700417C1 (ru) Способ получения суперконструкционных полифениленсульфидов
JP7214996B2 (ja) カルボキシアルキルアミノ基含有化合物の製造方法、および環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200928

Effective date: 20200928