RU2661154C1 - Method of obtaining polysulphones - Google Patents

Method of obtaining polysulphones Download PDF

Info

Publication number
RU2661154C1
RU2661154C1 RU2018107184A RU2018107184A RU2661154C1 RU 2661154 C1 RU2661154 C1 RU 2661154C1 RU 2018107184 A RU2018107184 A RU 2018107184A RU 2018107184 A RU2018107184 A RU 2018107184A RU 2661154 C1 RU2661154 C1 RU 2661154C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mol
mole
polysulfones
dimethylacetamide
potassium carbonate
Prior art date
Application number
RU2018107184A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Камила Тимуровна Шахмурзова
Жанна Ивановна Курданова
Артур Эльдарович Байказиев
Светлана Юрьевна Хаширова
Азамат Асланович Жанситов
Диана Мухамедовна Хакулова
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 RU2018107184A priority Critical patent/RU2661154C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2661154C1 publication Critical patent/RU2661154C1/en

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
    • C08G75/20Polysulfones

Landscapes

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

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a process for the preparation of polysulfones intended for use as superconstructive polymeric materials. Process for the preparation of polysulfones consists in reacting a dihalogen compound with a dihydroxy compound in a ratio of 0.15 mole : 0.045–0.105 mole, phenolic red comonomer is added in an amount of 0.015–0.105 mole and 0.165 mole of potassium carbonate. Reaction is carried out in a solvent of dimethylacetamide.
EFFECT: invention makes it possible to obtain a polysulfone with an increased glass transition temperature.
1 cl, 5 ex

Description

Изобретение относится к способу получения полисульфонов, предназначенных для использования в качестве суперконструкционных полимерных материалов.The invention relates to a method for producing polysulfones intended for use as superstructural polymer materials.

В настоящее время активное развитие приобретает создание суперконструкционных полимеров на основе полисульфонов, используемых в различных областях науки и техники. Наиболее крупными производителями суперконструкционных термопластов выступают такие иностранные компании, как Solvay Advanced Polymers, BASF, DuPont, PolyOne, LATI, Victrex, Ticona, General Electric Co., GEBA, в то время как в России производится только полисульфон на мощностях ОАО НИИПМ. Ранее основное применение материалов этого типа было ориентировано на космос, авиацию и спецтехнику, а в настоящее время они все более активно проникают в гражданские области из-за замены ими традиционных материалов и расширения их потребления в интенсивно развивающихся отраслях, таких как автомобилестроение, нефтеперерабатывающая промышленность, электроника, медицина и т.д. Кроме того, существенно повысились требования к полимерным материалам, используемым в различных областях науки и техники. Сохранение и улучшение механических характеристик в заданном интервале рабочих температур, высокие теплостойкостные характеристики, высокая огне- и химическая стойкость и т.д. являются основными требованиями для суперконструкционных материалов, создаваемых в настоящее время. В связи с этим является целесообразным создание отечественного полимерного материала используемого в качестве суперконструкционного, способного по своим характеристикам превосходить и конкурировать с зарубежными аналогами.Currently, the creation of superconstructive polysulfone-based polymers used in various fields of science and technology is gaining active development. The largest manufacturers of superstructural thermoplastics are such foreign companies as Solvay Advanced Polymers, BASF, DuPont, PolyOne, LATI, Victrex, Ticona, General Electric Co., GEBA, while in Russia only polysulfone is produced at the facilities of NIIPM. Previously, the main use of this type of material was focused on space, aviation and special equipment, but now they are increasingly penetrating into the civilian areas due to their replacement of traditional materials and the expansion of their consumption in intensively developing industries such as automotive, oil refining, electronics, medicine, etc. In addition, significantly increased requirements for polymer materials used in various fields of science and technology. Preservation and improvement of mechanical characteristics in a given range of operating temperatures, high heat-resistant characteristics, high fire and chemical resistance, etc. are the basic requirements for superstructural materials being created at present. In this regard, it is advisable to create a domestic polymer material used as a superstructure, capable of surpassing and competing with foreign analogues in its characteristics.

Из уровня техники известны различные способы получения полисульфонов. Так патент на изобретение РФ №2394848 от 20.07.2010 г. «Способ получения ароматических полиэфиров» описывает нуклеофильное замещение эквимолекулярных количеств фенолфталеина или смеси дифенилолпропана и фенолфталеина при их мольном соотношении от 90:10 до 1:99 с 4,4'-дихлордифенилсульфоном или в смеси с 4,4'-бис-(хлорфенилсульфонил)дифенилом при их мольном соотношении от 99:1 до 1:99 в среде апротонного растворителя при 165-175°С в присутствии щелочного агента. Щелочной агент состоит из K2CO3 с добавкой от 0,5% до 5,0% мол. эквимолекулярной смеси Na2S⋅9H2O и Al2O3 или SiO2 на 1,0 моль K2СО3. Далее осуществляют высаждение сополимера в воде и высушивание.Various methods for producing polysulfones are known in the art. So the patent for the invention of the Russian Federation No. 2394848 dated 07/20/2010, “Method for the production of aromatic polyesters” describes nucleophilic substitution of equimolecular amounts of phenolphthalein or a mixture of diphenylolpropane and phenolphthalein in a molar ratio of 90:10 to 1:99 with 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone or mixed with 4,4'-bis- (chlorophenylsulfonyl) diphenyl at a molar ratio of 99: 1 to 1:99 in an aprotic solvent at 165-175 ° C. in the presence of an alkaline agent. The alkaline agent consists of K 2 CO 3 with the addition of from 0.5% to 5.0 mol%. an equimolecular mixture of Na 2 S⋅9H 2 O and Al 2 O 3 or SiO 2 per 1.0 mol of K 2 CO 3 . Next, the copolymer is precipitated in water and dried.

В одностадийном процессе по патенту на изобретение США №4156068, МПК C08G 75/23, опубликованном в 1984 г. при одновременной загрузке всех компонентов проводят ступенчатый подъем температуры до температуры синтеза, осуществляют выдержку до достижения требуемого значения вязкости и выделение полимера известными способами. В синтезе используются такие компоненты, как, 5,5'-тетраалкил-4,4'-дигидроксибифенила с 4,4'-дигалодифенилсульфоном и от примерно 0 до 30% стехиометрического избытка щелочного металла карбоната или бикарбоната в присутствии диполярного апротонного растворителя.In a one-step process according to US patent No. 4156068, IPC C08G 75/23, published in 1984, while loading all the components, a stepwise temperature rise to the synthesis temperature is carried out, exposure is carried out until the desired viscosity is reached and the polymer is isolated by known methods. The synthesis uses components such as 5,5'-tetraalkyl-4,4'-dihydroxybiphenyl with 4,4'-dihalodiphenyl sulfone and from about 0 to 30% stoichiometric excess of an alkali metal carbonate or bicarbonate in the presence of a dipolar aprotic solvent.

ЕР 0347669 описывает способ получения высокомолекулярных, ароматических полиэфирсульфонов из дифенолов и дигалогенов, который отличается тем, что в качестве растворителя используют амиды N-алкилированной кислоты, и, следовательно, вода, образующаяся во время реакции, удаляется азеотропной смесью одновременно. В качестве азеотропообразователя используются амиды N-алкилированной кислоты.EP 0347669 describes a process for the preparation of high molecular weight, aromatic polyethersulfones from diphenols and dihalogens, which is characterized in that the amides of N-alkylated acid are used as a solvent, and therefore the water formed during the reaction is removed by an azeotropic mixture at the same time. Amides of N-alkylated acid are used as azeotropically.

Наиболее близким по технической сущности и предполагаемому эффекту выступает способ получения полисульфонов по патенту на изобретение США 2015126701 от 07.05.2015 г. Способ включает превращение компонента А, состоящего из одного ароматического дигидроксисоединения, причем это ароматическое дигидроксисоединение содержит 4,4'- дигидроксибифенил и/или бисфенол S, и компонент В, который содержит по меньшей мере один бис- (галогенарил) сульфон, предпочтительно 4,4-дихлордифенилсульфон; в молярном соотношении компонента А к компоненту В от 0,95 до 0,99 до 1,00 или от 1,01 до 1,05 до 1,00, причем конверсия осуществляется в растворителе, содержащем N-алкилированные пирролидоны и улавливатель с температурой кипения более 130°С добавляли к реакционной смеси.The closest in technical essence and the intended effect is the method of producing polysulfones according to US patent 2015126701 dated 05/07/2015. The method includes the conversion of component A consisting of one aromatic dihydroxy compound, and this aromatic dihydroxy compound contains 4,4'-dihydroxybiphenyl and / or bisphenol S, and component B, which contains at least one bis- (haloaryl) sulfone, preferably 4,4-dichlorodiphenyl sulfone; in a molar ratio of component A to component B from 0.95 to 0.99 to 1.00 or from 1.01 to 1.05 to 1.00, the conversion being carried out in a solvent containing N-alkyl pyrrolidones and a boiling point trap more than 130 ° C was added to the reaction mixture.

Задачей настоящего изобретения является создание полисульфонов используемых в качестве суперконструкционных материалов.The present invention is the creation of polysulfones used as superstructural materials.

Задача решается путем взаимодействия дигалогенпроизводного с дигидроксисоединением при соотношении 0,15 моль: 0,045-0,105 моль, с добавлением 0,015-0,105 моль сомономера фенолового красного и 0,165 моль карбоната калия в среде 220 мл диметилацетамида (ДМАА).The problem is solved by reacting a dihalo derivative with a dihydroxy compound at a ratio of 0.15 mol: 0.045-0.105 mol, with the addition of 0.015-0.105 mol of phenol red comonomer and 0.165 mol of potassium carbonate in 220 ml of dimethylacetamide (DMAA).

В качестве дигалогенпроизводного используется 4,4'-дихлордифенилсульфон, а в качестве дигидроксисоединения - 4,4'-дигидрокси-2,2'-дифенилпропан, 4,4'-дигидроксибифенил, 4,4'-дигидроксидифенилсульфон.As the dihalo derivative, 4,4'-dichlorodiphenylsulfone is used, and 4,4'-dihydroxy-2,2'-diphenylpropane, 4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone are used as the dihydroxy compound.

Пример 1. В трехгорлую колбу вместимостью 0,5 л, снабженную стеклянным затвором, мешалкой, прямым холодильником и отводом для подачи инертного газа загружают 43 г (0,15 моль) 4,4'-дихлордифенилсульфона, 31 г (0,135 моль) 4,4'-дигидрокси-2,2'-дифенилпропана, 5 г (0,015 моль) фенолового красного, 23 г (0,165 моль) карбоната калия и 220 мл диметилацетамида. Смесь при перемешивании нагревают до 165,5°С и ведут реакцию при медленном отгоне воды в виде смеси с диметилацетамидом. После полной отгонки воды с реакционной смеси синтез проводят при 165,5°С в течение 5 часов. Полученную смесь разбавляют 50 мл диметилацетамида, отделяют от побочных продуктов реакции и высаждают в подкисленную щавелевой кислотой дистиллированную воду. Полученный белый порошок промывают 5 раз горячей дистиллированной водой и сушат при 170°С в вакуумной печи в течение 8-12 часов. Полученный сополимер имеет следующие характеристики: ηприв = 0,54 дл/г (найдено при 25°С в 1%-ном диметилацетамидном растворе), Тст = 194°С.Example 1. In a three-necked flask with a capacity of 0.5 l, equipped with a glass shutter, a stirrer, a direct refrigerator and an inert gas outlet, 43 g (0.15 mol) of 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, 31 g (0.135 mol) 4 are charged, 4'-dihydroxy-2,2'-diphenylpropane, 5 g (0.015 mol) of phenol red, 23 g (0.165 mol) of potassium carbonate and 220 ml of dimethylacetamide. The mixture is heated to 165.5 ° C with stirring and the reaction is carried out with slow distillation of water in the form of a mixture with dimethylacetamide. After complete distillation of water from the reaction mixture, the synthesis is carried out at 165.5 ° C for 5 hours. The resulting mixture was diluted with 50 ml of dimethylacetamide, separated from the reaction by-products, and distilled water was added to the acidified with oxalic acid. The resulting white powder is washed 5 times with hot distilled water and dried at 170 ° C in a vacuum oven for 8-12 hours. The resulting copolymer has the following characteristics: η pr = 0.54 dl / g (found at 25 ° C in a 1% dimethylacetamide solution), T article = 194 ° C.

Пример 2. Синтез и выделение сополимера ведут, как в примере 1, но загрузка реагентов следующая: 43 г (0,15 моль) 4,4'-дихлордифенилсульфона, 24 г (0,105 моль) 4,4'-дигидрокси-2,2'-дифенилпропана, 16 г (0,045 моль) фенолового красного, 23 г (0,165 моль) карбоната калия и 220 мл диметилацетамида.Example 2. The synthesis and isolation of the copolymer is carried out as in Example 1, but the reagent charge is as follows: 43 g (0.15 mol) of 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, 24 g (0.105 mol) of 4,4'-dihydroxy-2,2 '-diphenylpropane, 16 g (0.045 mol) of phenol red, 23 g (0.165 mol) of potassium carbonate and 220 ml of dimethylacetamide.

ηприв = 0,54 дл/г, Тст = 197°С.η priv = 0.54 dl / g, T article = 197 ° C.

Пример 3. Синтез и выделение сополимера ведут, как в примере 1, но загрузка реагентов следующая: 43 г (0,15 моль) 4,4'-дихлордифенилсульфона, 14 г (0,075 моль) 4,4'-дигидроксибифенила, 27 г (0,075 моль) фенолового красного, 23 г (0,165 моль) карбоната калия и 220 мл диметилацетамида.Example 3. The synthesis and isolation of the copolymer is carried out as in Example 1, but the reagent charge is as follows: 43 g (0.15 mol) of 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, 14 g (0,075 mol) of 4,4'-dihydroxybiphenyl, 27 g ( 0.075 mol) of phenol red, 23 g (0.165 mol) of potassium carbonate and 220 ml of dimethylacetamide.

ηприв = 0,47 дл/г, Тст = 237°С.η priv = 0.47 dl / g, T article = 237 ° C.

Пример 4. Синтез и выделение сополимера ведут, как в примере 1, но загрузка реагентов следующая: 43 г (0,15 моль) 4,4'-дихлордифенилсульфона, 8 г (0,045 моль) 4,4'-дигидроксибифенила, 38 г (0,105 моль) фенолового красного, 23 г (0,165 моль) карбоната калия и 220 мл диметилацетамида.Example 4. The synthesis and isolation of the copolymer is carried out as in Example 1, but the reagent charge is as follows: 43 g (0.15 mol) of 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, 8 g (0,045 mol) of 4,4'-dihydroxybiphenyl, 38 g ( 0.105 mol) phenol red, 23 g (0.165 mol) potassium carbonate and 220 ml dimethylacetamide.

ηприв = 0,41 дл/г, Тст = 242°С.η priv = 0.41 dl / g, T article = 242 ° C.

Пример 5. Синтез и выделение сополимера ведут, как в примере 1, но загрузка реагентов следующая: 43 г (0,15 моль) 4,4'-дихлордифенилсульфона, 11 г (0,045 моль) 4,4'-дигидроксидифенилсульфона, 38 г (0,105 моль) фенолового красного, 23 г (0,165 моль) карбоната калия и 220 мл диметилацетамида.Example 5. The synthesis and isolation of the copolymer is carried out as in Example 1, but the reagent charge is as follows: 43 g (0.15 mol) of 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, 11 g (0,045 mol) of 4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone, 38 g ( 0.105 mol) phenol red, 23 g (0.165 mol) potassium carbonate and 220 ml dimethylacetamide.

ηприв = 0,32 дл/г, Тст = 243°С.η pref = 0.32 dl / g, T st = 243 ° C.

Ниже представлены структуры полученных в соответствии с настоящим изобретением полимеров:

Figure 00000001
The following are the structures obtained in accordance with the present invention polymers:
Figure 00000001

Claims (2)

1. Способ получения полисульфонов, предназначенных для использования в качестве суперконструкционных полимерных материалов, путем взаимодействия дигалогенпроизводного с дигидроксисоединением при соотношении 0,15 моль : 0,045-0,105 моль и 0,165 моль карбоната калия, отличающийся тем, что в качестве сомономера используется феноловый красный в количестве 0,015-0,105 моль, реакция протекает в среде растворителя диметилацетамида (ДМАА).1. A method of producing polysulfones intended for use as superstructural polymer materials by reacting a dihalogen derivative with a dihydroxy compound in a ratio of 0.15 mol: 0.045-0.105 mol and 0.165 mol of potassium carbonate, characterized in that phenol red in an amount of 0.015 is used as a comonomer -0.105 mol, the reaction proceeds in a solvent of dimethylacetamide (DMAA). 2. Способ получения полисульфонов, предназначенных для использования в качестве суперконструкционных полимерных материалов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дигалогенпроизводного используется 4,4'-дихлордифенилсульфон, а в качестве дигидроксисоединения - 4,4'-дигидрокси-2,2'-дифенилпропан, 4,4'-дигидроксибифенил, 4,4'-дигидроксидифенилсульфон.2. A method of producing polysulfones intended for use as superstructural polymer materials according to claim 1, characterized in that 4,4'-dichlorodiphenylsulfone is used as the dihalogen derivative, and 4,4'-dihydroxy-2,2 'is used as the dihydroxy compound diphenylpropane, 4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone.
RU2018107184A 2018-02-26 2018-02-26 Method of obtaining polysulphones RU2661154C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107184A RU2661154C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Method of obtaining polysulphones

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107184A RU2661154C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Method of obtaining polysulphones

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661154C1 true RU2661154C1 (en) 2018-07-12

Family

ID=62916867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018107184A RU2661154C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Method of obtaining polysulphones

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661154C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815713C1 (en) * 2023-07-19 2024-03-20 Акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Method of producing aromatic polysulphones

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4156068A (en) * 1976-01-21 1979-05-22 Ici Americas Inc. High molecular weight polyethersulfones
US5047496A (en) * 1988-06-22 1991-09-10 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of aromatic polyethersulphones
RU2394848C1 (en) * 2009-04-09 2010-07-20 Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Method of producing aromatic polyesters
US20150126701A1 (en) * 2012-05-11 2015-05-07 Ems-Patent Ag Method for the production of polysulfones, and polysulfones

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4156068A (en) * 1976-01-21 1979-05-22 Ici Americas Inc. High molecular weight polyethersulfones
US5047496A (en) * 1988-06-22 1991-09-10 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of aromatic polyethersulphones
RU2394848C1 (en) * 2009-04-09 2010-07-20 Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Method of producing aromatic polyesters
US20150126701A1 (en) * 2012-05-11 2015-05-07 Ems-Patent Ag Method for the production of polysulfones, and polysulfones

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815713C1 (en) * 2023-07-19 2024-03-20 Акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Method of producing aromatic polysulphones

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4842434B2 (en) Improved poly (biphenyl ether sulfone)
EP0029633B1 (en) Polyarylethersulphone copolymers
US4654410A (en) Aromatic polysulfone ether/polythioether sulfone copolymer and process for its preparation
US4636557A (en) Process for the preparation of aromatic polyethers with mixture of carbonate catalysts
RU2394848C1 (en) Method of producing aromatic polyesters
US4169178A (en) Production of aromatic polyethers
JPH0241321A (en) Manufacture of aromatic polyethersulfone
JPS6112930B2 (en)
RU2661154C1 (en) Method of obtaining polysulphones
RU2063404C1 (en) Process for preparing aromatic polyesters
RU2697085C1 (en) Fire-resistant aromatic polyether sulphones
GB1588331A (en) Production of aromatic polyethers
JPH03174445A (en) Manufacture of aromatic polyether
JPS627730A (en) Production of crystalline aromatic polyetherketone
RU2683268C1 (en) Aromatic polyesters
EP1544231B1 (en) Method for making amine-terminated polyarylene polyethers
RU2327710C2 (en) Halogen containing oligoester sulphones and method of obtaining them
US4039511A (en) Process for the manufacture of polyethers from bisphenates and sulfonyl halides
RU2779763C1 (en) Halogen-containing aromatic copolyester sulfide sulfones
RU2684328C1 (en) Single step method of production of aromatic polyether
US4783520A (en) Production of aromatic amorphous thermoplastic poly aryl ether from aliphatic-aromatic diol and wholly aromatic diol
JPH02117921A (en) New aromatic polyether sulfone copolymer and production thereof
RU2698716C1 (en) Aromatic fire-resistant copolyarylene ether ketones and a method for production thereof
US3862990A (en) Biphenyl sulfones
US3481885A (en) Polyarylene disulfimide sulfones

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201023

Effective date: 20201023