RU2688943C1 - Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения - Google Patents

Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2688943C1
RU2688943C1 RU2018133118A RU2018133118A RU2688943C1 RU 2688943 C1 RU2688943 C1 RU 2688943C1 RU 2018133118 A RU2018133118 A RU 2018133118A RU 2018133118 A RU2018133118 A RU 2018133118A RU 2688943 C1 RU2688943 C1 RU 2688943C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aromatic
fire
ether ketone
polyether ether
resistant
Prior art date
Application number
RU2018133118A
Other languages
English (en)
Inventor
Ауес Ахмедович Беев
Светлана Юрьевна Хаширова
Абдулах Касбулатович Микитаев
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
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 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Priority to RU2018133118A priority Critical patent/RU2688943C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2688943C1 publication Critical patent/RU2688943C1/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
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives
    • 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
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives
    • C08G65/38Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols
    • C08G65/40Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols from phenols (I) and other compounds (II), e.g. OH-Ar-OH + X-Ar-X, where X is halogen atom, i.e. leaving group

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к огнестойким ароматическим полиэфирэфиркетонам. Описан ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон, характеризующийся строением:, где m=25-100. Также описан способ получения указанного выше ароматического огнестойкого полиэфирэфиркетона высокотемпературной поликонденсацией 3,3’,5,5’-тетрабромфенолфталеина и 4,4’-дифторбензофенона в среде N,N-диметилацетамида при 165ºС с последующей отгонкой воды в виде азеотропной смеси с N,N-диметилацетамидом, отличающийся тем, что исключена стадия использования высокотоксичного хлорбензола для азеотропной отгонки воды и в конце синтеза реакционная смесь разбавляется отогнанным в ходе получения ароматического огнестойкого полиэфирэфиркетона N,N-диметилацетамидом, с последующим осаждением полимера. Технический результат – получение ароматических полиэфирэфиркетонов, обладающих высокими значениями кислородного индекса, высокими механическими и термическими свойствами и низким водопоглощением. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Description

Изобретение относится к огнестойким ароматическим полиэфирэфиркетонам (АПЭЭК), используемым в качестве термо-, огне-, и теплостойких конструкционных полимерных материалов.
Ароматические полиэфирэфиркетоны являются перспективными высокомолекулярными соединениями для многих отраслей современной техники. Они обладают обширным спектром таких важных свойств, как термическая, окислительная, радиационная, химическая устойчивость, высокие механические характеристики, что дает возможность к их применению в качестве конструкционных и электроизоляционных материалов при получении масло- и бензостойких изделий, в электро- и радиотехнике, в авто-, авиа- и ракетостроении. Более обширному применению указанных полимерных материалов препятствуют высокие цены и их способность к горению.
Из уровня техники известны полиэфиркетоны на основе 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана, 3,3-ди(4-оксифенил)фталида и других ароматических диоксисоединений и способы их получения в соответствии со следующими работами:
- заявка ФРГ 3700808: «Preparation of polyaryl ether ketone» («Способ получения полиариленэфиркетонов»);
- Шапошникова В.В., Салазкин С.Н., Сергеев В.А. и др. «Закономерности реакции 4,4'-дифторбензофенона с калиевым дифенолятом 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана», // Изв. АН. Сер. Химическая, 1996, №10. С. 2526-2530;
- заявка ФРГ 3901072: «Process for the preparation of polyaryl ether ketones» («Способ получения полиариленэфиркетонов»);
- заявка Японии 61-176627: «Ароматические простые полиэфиркетоны и способ их получения».
Недостатками полиэфиркетонов по указанным работам являются большая продолжительность синтеза (до 36 часов), низкие показатели термостойкости, теплостойкости, химической стойкости и высокой горючести.
Из уровня техники известна заявка США US 20050272853 А1 известны ароматические поликонденсированные полимеры и композиции на их основе.
Из уровня техники известен патент США US 8691905 В1 известна полимерная композиция, содержащая в своем составе полиамиды.
В качестве наиболее близкого аналога выступают полиэфиркетоны на основе 1,1-дихлор-2,2-ди(3,5-дибром-4-оксифенил)этилена в соответствии с патентом РФ RU 2529030: «Огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон».
Недостатками полиэфиркетонов по изобретению являются низкие значения термических и деформационно-прочностных свойств, а также низкие значения стойкости к агрессивным средам, использование при синтезе высокотоксичного хлорбензола и длительность процесса получения полиэфиров.
Задачей настоящего изобретения является получение АПЭЭК с высокими значениями термо-, тепло-, огне-, химической стойкости и физико-механических свойств без использования хлорбензола.
Поставленная задача решается получением нового полиэфирэфиркетона следующего строения:
Figure 00000001
где m=25-100
АПЭЭК получают высокотемпературной поликонденсацией из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина (ТБФ) и 4,4'-дифторбензофенона (ДФБФ) в среде N,N-диметилацетамида (ДМАА).
Полимеры с приведенной вязкостью ηпр=0,56-0,87 дл/г синтезируют в течение 3-х часов при 165°С в среде N,N-диметилацетамида. В данном растворителе реакция поликонденсации протекает наиболее оптимально. Синтез АПЭЭК проводится при одновременной загрузке всех исходных реагентов, при мольных соотношениях ТБФ : ДФБФ : К2СО3, равных 1,0:1,0:1,1÷1,3. ТБФ в дифенолят превращают, используя К2СО3. Оптимальным признан избыток карбоната по отношению к бисфенолу, равный 25% моль, т.е. мольное соотношение ТБФ : ДФБФ : К2СО3, равное 1,0:1,0:1,25. Концентрация раствора по бисфенолу в процессе синтеза составляет 0,375 моль/л в начале реакции поликонденсации и 0,75 моль/л в конце.
В конце синтеза, реакционная смесь разбавляется отогнанным в ходе получения АПЭЭК диметилацетамидом, что приводит к экономии растворителя, упрощению стадии выделения полимера, удешевлению стоимости полиэфира и лучшей очистке конечного продукта от ионных примесей.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,1.
В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, ловушкой Дина-Старка и приспособлением для ввода газообразного азота, загружают 47,546 г (0,075 моль, 100%) ТБФ, 16,365 г (0,075 моль, 100%) ДФБФ, 11,403 г (0,0825 моль, 110%) карбоната калия, 200 мл N,N-диметилацетамида, включают подачу газообразного азота. Температуру поднимают до 165°С, отгоняя воду в виде азеотропной смеси с ДМАА. После полной отгонки воды, температура отгоняющихся паров принимает постоянное значение, выдерживают в течение 3-х часов. Смесь разбавляют в горячем состоянии отогнанным в ходе реакции ДМАА и осаждают полимер, прикапывая к подкисленной 5%-й соляной кислотой воде при интенсивном перемешивании. Осадок полиэфирэфиркетона отфильтровывают, промывают водой от галоген-ионов и N,N-диметилацетамида и сушат при 75°С 2 часа, при 150°С 3 часа, при 175°С 4 часа. Выход продукта составляет 95% от теоретического, приведенная вязкость - 0,56 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.
Пример 2. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,2.
Синтез и выделение АПЭЭК проводят в соответствии с примером 1, однако избыток карбоната калия составляет 20%, соответственно, его в колбу загружают 12,439 г (0,09 моль, 120%). Выход продукта составляет 97% от теоретического, приведенная вязкость - 0,68 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.
Пример 3. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,25.
Синтез и выделение АПЭЭК проводят в соответствии с примером 1, однако, избыток карбоната калия составляет 25%, соответственно, в колбу загружают 12,957 г (0,09375 моль, 125%). Выход продукта составляет 96% от теоретического, приведенная вязкость - 0,87 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.
Пример 4. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,3.
Синтез и выделение АПЭЭК проводят в соответствии с примером 1, однако, избыток карбоната калия составляет 30%, соответственно, его в колбу загружают 13,475 г (0,0975 моль, 130%). Выход продукта составляет 95% от теоретического, приведенная вязкость - 0,85 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.
АПЭЭК из раствора в хлороформе и метиленхлориде методом полива дают прозрачные пленки с коричневатым оттенком.
Строение ароматических полиэфирэфиркетонов подтверждено ИК-спектроскопией. На ИК-спектрах имеются полосы поглощения, соответствующие простым эфирным связям (930, 1015, 1045 см-1), колебаниям карбонильной группы лактонного цикла остатков ТБФ (1750, 1780 см-1), арил-бром-связи (1000, 1080 см-1) и диарилкетогруппам (1600, 1650 см-1), отсутствуют полосы для гидроксильных групп, что подтверждает образование полимеров ожидаемой структуры.
Ниже, в таблице 1 в колонках указаны значения величин, полученных для примеров АПЭЭК при следующих условиях.
Термогравиметрический анализ (ТГА) проведен на воздухе на дериватографе «Perkin-Elmer» при скорости подъема температуры 5°С в минуту. Температуры стеклования (Тстекл.) определены методом дифференциальной сканирующей калориметрии («Perkin-Elmer»). Приведенные вязкости (ηприв) определены для 0,5%-ных растворов АПЭЭК в ДМАА. Прочность на разрыв (σр) определена на лопатках тип 5 по ГОСТ 11262-80. Огнестойкость оценена по кислородному индексу (КИ) на образцах тип 5 по ГОСТ 21793-76. Испытания на водопоглощение проводились по ГОСТ 4650-80 (СТ СЭВ 1692-79) Пластмассы. Метод определения водопоглощения.
Figure 00000002
Как видно из приведенных данных, большинство из предложенных составов по термостойкости, температуре стеклования, приведенной вязкости, водопоглощению и разрывной прочности выгодно отличаются от прототипа.
Технический результат изобретения заключается в получении ароматических полиэфирэфиркетонов, обладающих высокими значениями кислородного индекса (высокой огнестойкостью), высокими механическими и термическими свойствами, низким водопоглощением за счет использования бисфенола 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина.

Claims (4)

1. Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон, характеризующийся строением:
Figure 00000003
где m=25-100.
2. Способ получения ароматического огнестойкого полиэфирэфиркетона по п. 1 высокотемпературной поликонденсацией 3,3’,5,5’-тетрабромфенолфталеина и 4,4’-дифторбензофенона в среде N,N-диметилацетамида при 165ºС с последующей отгонкой воды в виде азеотропной смеси с N,N-диметилацетамидом, отличающийся тем, что исключена стадия использования высокотоксичного хлорбензола для азеотропной отгонки воды и в конце синтеза реакционная смесь разбавляется отогнанным в ходе получения ароматического огнестойкого полиэфирэфиркетона N,N-диметилацетамидом, с последующим осаждением полимера.
RU2018133118A 2018-09-18 2018-09-18 Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения RU2688943C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133118A RU2688943C1 (ru) 2018-09-18 2018-09-18 Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133118A RU2688943C1 (ru) 2018-09-18 2018-09-18 Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688943C1 true RU2688943C1 (ru) 2019-05-23

Family

ID=66637096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018133118A RU2688943C1 (ru) 2018-09-18 2018-09-18 Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688943C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024013195A1 (en) * 2022-07-11 2024-01-18 Cap Iii B.V. Process for the recovery of spandex and nylon 6 from spandex and nylon comprising materials

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0258535A (ja) * 1988-04-12 1990-02-27 Idemitsu Kosan Co Ltd 芳香族エーテルケトン重合体、その製造法およびその精製法
US5115076A (en) * 1989-05-31 1992-05-19 Bayer Aktiengesellschaft Aromatic copolyether ketones of dihydroxydiphenyl alkanes and phthaleins and a process for their production
RU2494118C1 (ru) * 2012-03-20 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Способ получения полиэфиркетонов
RU2529030C2 (ru) * 2012-04-06 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон
US20150210806A1 (en) * 2014-01-30 2015-07-30 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Copolymer of a bisphenol diglycidyl ether and a phenolphthalene and/or a phenolphthalimidine, method for the preparation thereof, article comprising the copolymer, and compositions comprising the copolymer
RU2585281C1 (ru) * 2015-03-18 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Ароматические блок-сополиэфиркетоны

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0258535A (ja) * 1988-04-12 1990-02-27 Idemitsu Kosan Co Ltd 芳香族エーテルケトン重合体、その製造法およびその精製法
US5115076A (en) * 1989-05-31 1992-05-19 Bayer Aktiengesellschaft Aromatic copolyether ketones of dihydroxydiphenyl alkanes and phthaleins and a process for their production
RU2494118C1 (ru) * 2012-03-20 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Способ получения полиэфиркетонов
RU2529030C2 (ru) * 2012-04-06 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон
US20150210806A1 (en) * 2014-01-30 2015-07-30 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Copolymer of a bisphenol diglycidyl ether and a phenolphthalene and/or a phenolphthalimidine, method for the preparation thereof, article comprising the copolymer, and compositions comprising the copolymer
RU2585281C1 (ru) * 2015-03-18 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Ароматические блок-сополиэфиркетоны

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024013195A1 (en) * 2022-07-11 2024-01-18 Cap Iii B.V. Process for the recovery of spandex and nylon 6 from spandex and nylon comprising materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4116940A (en) Poly/arylate-sulphones/and method of preparing same
Borodulin et al. Synthesis and properties of aromatic polyethersulfones
RU2394848C1 (ru) Способ получения ароматических полиэфиров
RU2688943C1 (ru) Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения
CN111057050B (zh) 生物基苯并噁嗪树脂的单体、苯并噁嗪树脂及其制备方法
EP2966107A1 (en) Block copolymer and production method for same
Sundell et al. Synthesis, oxidation and crosslinking of tetramethyl bisphenol F (TMBPF)-based polymers for oxygen/nitrogen gas separations
RU2401826C2 (ru) Мономер для поликонденсации
RU2465262C2 (ru) Ароматические сополиэфиркетоны и способ их получения
RU2466153C2 (ru) Полифениленэфиркетоноксимат и способ его получения
RU2394847C2 (ru) Способ получения полиэфиркетонов
RU2710365C1 (ru) Ароматические сополиэфирсульфонкетоны повышенной огнестойкости
EP0010840A1 (en) Aromatic polyester-polycarbonate and a process for the production thereof
RU2529030C2 (ru) Огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон
RU2698716C1 (ru) Ароматические огнестойкие сополиариленэфиркетоны и способ их получения
RU2318794C1 (ru) Галогенсодержащие олигоэфиркетоны для синтеза сополиэфиркетонов поликонденсацией
RU2673547C1 (ru) Способ получения полиэфиркетонов
EP0445409A2 (de) Estergruppen enthaltende aromatische Polyether
RU2693696C1 (ru) Ароматические сополиариленэфиркетоны и способ их получения
KR101898909B1 (ko) 아이소헥사이드 단위를 포함하는 폴리아릴렌에테르 공중합체의 제조방법 및 이로부터 제조된 폴리아릴렌에테르 공중합체
JPS61163930A (ja) ポリカーボネートの製造法
CN109422878B (zh) 聚芳醚硫醚砜的制备方法及得到的聚芳醚硫醚砜
RU2688942C1 (ru) Способ получения полиэфирсульфонов
RU2702104C1 (ru) Олигосульфоны для поликонденсации
Khasbulatova et al. Synthesis and properties of polyether sulphone ketone terephthaloyl di (p-oxybenzoates)

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210211

Effective date: 20210211