RU2693697C1 - Способ получения сополифениленсульфидсульфонов - Google Patents

Способ получения сополифениленсульфидсульфонов Download PDF

Info

Publication number
RU2693697C1
RU2693697C1 RU2018133119A RU2018133119A RU2693697C1 RU 2693697 C1 RU2693697 C1 RU 2693697C1 RU 2018133119 A RU2018133119 A RU 2018133119A RU 2018133119 A RU2018133119 A RU 2018133119A RU 2693697 C1 RU2693697 C1 RU 2693697C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alkali metal
bisphenol
sulphones
sulfide
reaction
Prior art date
Application number
RU2018133119A
Other languages
English (en)
Inventor
Азамат Асланович Жанситов
Светлана Юрьевна Хаширова
Артур Эльдарович Байказиев
Рустам Мухамедович Мамхегов
Жанна Иналовна Курданова
Камила Тимуровна Шахмурзова
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 RU2018133119A priority Critical patent/RU2693697C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2693697C1 publication Critical patent/RU2693697C1/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
    • C08G75/20Polysulfones
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (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 сополимеров полифениленсульфидсульфонов, которые могут применяться для изготовления конструкционных изделий, предназначенных для использования в электронике, электротехнике, авиакосмической технике и др. Способ получения сополифениленсульфидсульфонов заключается в том, что проводят реакцию взаимодействия бисфенола, сульфида щелочного металла и 4-дигалоиддиарилсульфона при нагревании в органическом растворителе в присутствии карбоната щелочного металла и катализатора. В качестве бисфенола используют 4,4-дигидроксидифенил. В качестве 4-дигалоиддиарилсульфона используют 4,41-дихлордифенилсульфон. В качестве сульфида щелочного металла используют Na2S⋅9H2O. При этом в реакцию вводят избыток Na2S⋅9H2O в количестве 5-15%. В качестве растворителя используют диметилацетамид. В качестве карбоната щелочного металла используют K2CO3. В качестве катализатора используют Al2O3. Бисфенол и сульфид щелочного металла берут в мольном соотношении от 4:1 до 2,22:1. Карбонат щелочного металла и 4-дигалоиддиарилсульфон берут в мольном соотношении 1,5:1. Реакцию проводят при нагревании органического растворителя до температуры кипения. Полученный раствор сополимера подвергают ультрацентрифугированию. Затем распыляют реакционный раствор в смесь дистиллированная вода - изопропиловый спирт при соотношении 10:1. Изобретение позволяет повысить молекулярную массу сополимеров полифениленсульфидсульфонов, сократить время синтеза, оптимизировать стадию очистки сополимеров. 5 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения сополимеров полифениленсульфидсульфонов реакцией дигалоиддифенилсульфона с бисфенолом, способных перерабатываться методом послойного нанесения расплавленной нити полимера, предназначенных для использования в электронике, электротехнике, авиакосмической технике и др.
Прогресс современной техники базируется на широком применении разнообразных материалов, способных работать под воздействием различных внешних факторов. При этом в промышленно развитых странах наряду с традиционно применяемыми материалами стремительно растет доля потребления полимерных материалов. На сегодняшний день роль полимерных материалов в прогрессе таких отраслей техники, как авиакосмическая, электронная, автомобильная, машиностроение и др., не вызывает сомнений. Применение полимерных материалов способствует существенному повышению эффективности производства, энерго- и ресурсосбережению, сокращению вредного воздействия на окружающую среду. Применение полимерных материалов позволяет решать задачи, которые невозможно решить с помощью других материалов.
Среди различных классов полимеров, обладающих уникальным сочетанием в них ряда практически ценных свойств, важное место занимают поликонденсационные полимеры и, в частности, ароматические полиэфиры. Увеличение объемов потребления и расширения областей применения таких полимеров сопровождается ростом требований к их эксплуатационным и технологическим характеристикам. В первую очередь это касается таких свойств, как термо- и теплостойкость, устойчивость к воздействию радиации, агрессивных сред и пламени, легкость формования изделий на стандартном оборудовании. Все возрастающая потребность в изделиях на основе таких полимерных материалов находит свое отражение в систематическом наращивании объемов их производства.
В этой связи актуальной задачей является синтез ароматических полиэфиров, обладающих уникальным сочетанием химических, физико-механических и термических свойств, позволяющих расширить практическое применение данных материалов.
Имеется большое количество публикаций в части создания сополимеров полифениленсульфидсульфонов различного назначения.
Патент на изобретение США US 4156068 описывает способ получения полисульфонов с высокой молекулярной массой. Способ получения основан на взаимодействии 3,3',5,5'-тетраалкил-4,4'-дигидроксибифенила с 4,4'-дигалоиддифенил сульфоном и, приблизительно, от 0 до 30 масс. % стехиометрического избытка щелочного металла карбонатных или бикарбонатных соединений в присутствии диполярного апротонного растворителя. Эти полиэфирсульфоновые полимеры и изделия из них обладают низкой плотностью и высокой температурой стеклования, сохраняя при этом хорошую стойкость к действию растворителей, твердость и хорошие механические свойства при растяжении и изгибе.
К недостаткам изобретения относятся:
- использование достаточно инертного растворителя для удаления воды;
- удаление солей путем фильтрации, что является неэффективным методом очистки сополимера;
- дополнительная очитка путем переосаждения раствора полимера, приводящая к увеличению трудоемкости процесса.
Так же известен патент США US 5245000 «Полиариленсульфидные соединения, содержащие сульфоновые, эфирные и бифенольные группы», описывающий двухстадийный синтез полиариленсульфидов, содержащих сульфоновые, эфирные и дифенильные фрагменты. На первой стадии в автоклаве проводят реакцию бис(4-хлорфенил)сульфона, карбоната натрия и бисфенола-А при перемешивании в N-метилпирролидоне при 200°С в течение 3-х часов. Затем содержимое автоклава охлаждают до 50°С, в него добавляют смесь гидросульфида натрия, ацетата натрия, воды, N-метилпирролидона и нагревают до 200°С в течение 3-х часов. Описана серия сополимеров с различным соотношением сульфидсульфоновых и сульфоновых фрагментов. Однако этот способ требует сложного аппаратурного оформления для поддержания давления в автоклаве до 100 атм.
Из уровня техники известен патент РФ RU 2581865, раскрывающий изобретение, относящееся к огнестойким расширяющимся полимеризатам, содержащим в качестве системы антипиренов комбинацию из, по меньшей мере, одного фосфорного соединения в качестве антипирена и, по меньшей мере, одного сернистого соединения в качестве дополнительного антипирена или огнезащитного синергиста, а также к способам получения таких полимеризатов и полимерных пенопластов.
Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является патент на изобретение РФ RU 2311429: «Способ получения статистических сополимеров полифениленсульфидсульфонов». Изобретение относится к способу получения сополимеров полифениленсульфидсульфонов реакцией дигалоиддифенилсульфона с бисфенолом, применяющихся для изготовления конструкционных изделий, предназначенных для использования в электронике, электротехнике, авиакосмической технике и др. Недостатками изобретения можно выделить невысокую скорость реакции, относительно невысокие значения вязкости получаемых сополимеров, а так же отсутствие стадии очистки сополимеров путем ультрацентрифугирования, что является эффективным методом отделения чистого раствора полимера от солей.
Задачей настоящего изобретения является получение сополимеров полифениленсульфидсульфонов, увеличение молекулярной массы полимера путем введения в реакционную среду избытка мономера, сокращение времени синтеза, оптимизация стадии очистки полученного полимера путем отделение реакционного раствора от солей ультрацентрифугированием и последующим распылением реакционного раствора в осадитель.
Поставленная задача достигается путем взаимодействия бисфенола, сульфида щелочного металла и 4-дигалоиддиарилсульфона при нагревании в органическом растворителе в присутствии карбоната щелочного металла, бисфенол применяют с сульфидом щелочного металла при мольном соотношении от 4 к 1 до 2,22 к 1 соответственно, карбонат щелочного металла вводится в систему в количестве 1,5 моля на 1 моль дигалоиддиарилсульфона, вводится избыток девятиводного сульфида натрия в количестве 5-15%, процесс ведут при температуре кипения органического растворителя.
Предпочтительным бисфенолом является 4,41-диоксидифенилсульфон, в качестве дигалоидного ароматического соединения используется 4,41-дихлордифенилсульфон, в качестве сульфида щелочного металла используют Na2S⋅9H2O; в качестве карбоната щелочного металла используют углекислый калий; в качестве катализатора реакции используют оксид алюминия, в качестве апротонного диполярного растворителя (АДПР) используется диметилацетамид (ДМАА). Полученный раствор сополимера в соответствии с настоящим изобретением, подвергается ультрацентрифугированию с использованием ультрацентрифуги ORTOALRESA CONSUL 21 с последующим распылением реакционного раствора в смесь дистиллированная вода - изопропиловый спирт при соотношении 10:1 соответственно.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1
В трехгорлую колбу вместимостью 250 мл, снабженную мешалкой, термометром, ловушкой Дина-Старка и обратным холодильником загружают 22,34 г (0,12 моль) 4,4-дигидроксидифенила, 7,2 г (0,03 моль) сульфида натрия девятиводного, 43,07 г (0,15 моль) 4,4-дихлордифенилсульфона, 31,09 г (0,225 моль) карбоната калия, 1,01 г (0,01 моль) Al2O3 и 223 мл диметилацетамида. Смесь при перемешивании нагревают доводят до температуры кипения чистого растворителя и проводят синтез в течение 3 часов. После этого реакционную массу разбавляют 100 мл диметилацетамида и отделяют образовавшиеся в ходе синтеза побочные продукты от раствора полимера с использованием ультрацентрифуги и распыляют в смесь дистиллированной воды и изопропилового спирта в соотношении 10:1. Промывают полимер 4 раза горячей водой и сушат под вакуумом при 150°С в течении 8 часов. Приведенная вязкость полимера - 0,3 дл/г, температура стеклования - 200°С, температура начала деструкции - 461°С, показатель текучести расплава (ПТР) - 13 г/10 мин. При этом бисфенол применяют с сульфидом щелочного металла при мольном соотношении 4 к 1.
Пример 2
Синтез сополимеров проводят, как и в примере 1, только с 5-15% избытком Na2S⋅9H2O. Загрузка компонентов следующая: 22,34 г (0,12 моль) 4,4-дигидроксидифенила, 8,28 г (0,0345 моль) Na2S⋅9H2O, 43,07 г (0,15 моль) 4,4-дихлордифенилсульфона, 31,09 г (0,225 моль) карбоната калия, 1,01 г (0,01 моль) Al2O3 и 223 мл диметилацетамида. Приведенная вязкость сополимера - 0,45 дл/г, температура стеклования - 216°С, температура начала деструкции - 478°С, ПТР - 7 г/10 мин. При этом бисфенол применяют с сульфидом щелочного металла при мольном соотношении 3,48 к 1.
Пример 3
Синтез сополимеров проводят, как и в примере 2, загрузка компонентов следующая: 22,34 г (0,12 моль) 4,4-дигидроксидифенила, 7,56 г (0,0315 моль) Na2S⋅9H2O, 43,07 г (0,15 моль) 4,4-дихлордифенилсульфона, 31,09 г (0,225 моль) карбоната калия, 1,01 г. (0,01 моль) Al2O3 и 223 мл диметилацетамида. Приведенная вязкость сополимера - 0,58 дл/г, температура стеклования - 221°С, температура начала деструкции - 483°С, ПТР - 2 г/10 мин. При этом бисфенол применяют с сульфидом щелочного металла при мольном соотношении 3,81 к 1.
Пример 4
Синтез сополимеров проводят, как и в примере 1, но загрузка реагентов следующая: 19,55 г (0,105 моль) 4,4-дигидроксидифенила, 10,8 г. (0,045 моль) Na2S⋅9H2O, 43,07 г (0,15 моль) 4,4-дихлордифенилсульфона, 31,09 г (0,225 моль) карбоната калия, 1,01 г (0,01 моль) Al2O3 и 223 мл диметилацетамида. Приведенная вязкость сополимера - 0,28 дл/г, температура стеклования - 199°С, температура начала деструкции - 459°С, ПТР - 17 г/10 мин. При этом бисфенол применяют с сульфидом щелочного металла при мольном соотношении 2,33 к 1.
Пример 5
Синтез сополимеров проводят, как и в примере 1, но загрузка реагентов следующая: 19,55 г (0,105 моль) 4,4-дигидроксидифенила, 11,34 г (0,04725 моль) Na2S⋅9H2O, 43,07 г (0,15 моль) 4,4-дихлордифенилсульфона, 31,09 г (0,225 моль) карбоната калия, 1,01 г (0,01 моль) Al2O3 и 223 мл диметилацетамида. Приведенная вязкость сополимера - 0,5 дл/г, температура стеклования - 218°С, температура начала деструкции - 480°С, ПТР - 6 г/10 мин. При этом бисфенол применяют с сульфидом щелочного металла при мольном соотношении 2,22 к 1.
В процессе получения и исследования полимерного материала по изобретению было установлено, что введение 5-15% избытка Na2S⋅9H2O мономера приводит к повышению молекулярной массы (ММ) материала, что связано с тем, что в ходе синтеза сополимеров Na2S⋅9H2O гидролизуется до гидросульфида натрия и гидроксида натрия, при этом нарушается эквимольность исходных реагентов. В связи с этим уменьшение избытка Na2S⋅9H2O не позволяет получить полимеры с высокими значения ММ.

Claims (1)

  1. Способ получения сополифениленсульфидсульфонов, характеризующийся взаимодействием бисфенола, сульфида щелочного металла и 4-дигалоиддиарилсульфона при нагревании в органическом растворителе в присутствии карбоната щелочного металла и катализатора, при этом бисфенол применяют с сульфидом щелочного металла при мольном соотношении от 4:1 до 2,22:1, в качестве бисфенола используют 4,4-дигидроксидифенил, в качестве 4-дигалоиддиарилсульфона используют 4,41-дихлордифенилсульфон, в качестве сульфида щелочного металла используют Na2S⋅9H2O, в качестве растворителя используют диметилацетамид и реакцию проводят при нагревании органического растворителя до температуры кипения, в качестве карбоната щелочного металла используют K2CO3, отличающийся тем, что в реакцию вводится избыток Na2S⋅9H2O на 5-15%, карбонат щелочного металла применяют с 4-дигалоиддиарилсульфоном при мольном соотношении 1,5:1, в качестве катализатора используют Al2O3, а полученный раствор сополимера подвергается ультрацентрифугированию с последующим распылением реакционного раствора в смесь дистиллированная вода - изопропиловый спирт при соотношении 10:1 соответственно.
RU2018133119A 2018-09-18 2018-09-18 Способ получения сополифениленсульфидсульфонов RU2693697C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133119A RU2693697C1 (ru) 2018-09-18 2018-09-18 Способ получения сополифениленсульфидсульфонов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133119A RU2693697C1 (ru) 2018-09-18 2018-09-18 Способ получения сополифениленсульфидсульфонов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693697C1 true RU2693697C1 (ru) 2019-07-04

Family

ID=67252078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018133119A RU2693697C1 (ru) 2018-09-18 2018-09-18 Способ получения сополифениленсульфидсульфонов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693697C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815719C1 (ru) * 2023-07-19 2024-03-20 Акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Способ получения ароматических полисульфонов

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05163350A (ja) * 1991-12-13 1993-06-29 Toray Ind Inc ポリアリーレンスルフィドスルホンおよびその製造法
RU2311429C2 (ru) * 2005-12-21 2007-11-27 Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Способ получения статистических сополимеров полифениленсульфидсульфонов
CN102952269A (zh) * 2012-09-24 2013-03-06 四川大学 聚芳硫醚砜/聚醚砜共聚物及制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05163350A (ja) * 1991-12-13 1993-06-29 Toray Ind Inc ポリアリーレンスルフィドスルホンおよびその製造法
RU2311429C2 (ru) * 2005-12-21 2007-11-27 Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Способ получения статистических сополимеров полифениленсульфидсульфонов
CN102952269A (zh) * 2012-09-24 2013-03-06 四川大学 聚芳硫醚砜/聚醚砜共聚物及制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815719C1 (ru) * 2023-07-19 2024-03-20 Акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" Способ получения ароматических полисульфонов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4105636A (en) Production of aromatic polyethers
EP0113112B1 (en) Use of an aromatic amorphous thermoplastic polymer
US4654410A (en) Aromatic polysulfone ether/polythioether sulfone copolymer and process for its preparation
US4339568A (en) Aromatic polymers containing ketone groups
JP3035707B2 (ja) 新規ポリアリレンエーテル
KR101764446B1 (ko) 폴리(아릴렌 에테르) 블록 공중합체의 제조 방법
RU2394848C1 (ru) Способ получения ароматических полиэфиров
US3764583A (en) Aromatic polymers of halophenols or halothiophenols
JP7143654B2 (ja) ハロゲン含有ポリマー、およびその製造法
KR20170107031A (ko) 용융 중합법에 의한 폴리아릴 에테르의 탈염화
KR102400673B1 (ko) 방향족 폴리술폰의 제조 방법
KR20180126024A (ko) 용융 추출에 의한 폴리아릴 에테르의 탈염
RU2693697C1 (ru) Способ получения сополифениленсульфидсульфонов
JPS62288631A (ja) 高温安定性の共重縮合体成形材料
CN108602949B (zh) 芳香族聚砜、预浸料和预浸料的制造方法
KR102345854B1 (ko) 폴리아릴렌에테르케톤 수지 및 그 제조 방법, 그리고 성형품
RU2697085C1 (ru) Огнестойкие ароматические полиэфирсульфоны
EP3904424A1 (en) Poly(arylene ether ketone) resin, production method for same, and molded article
RU2311429C2 (ru) Способ получения статистических сополимеров полифениленсульфидсульфонов
JPS60235835A (ja) シアンアリ−ルオキシ系共重合体の製造法
RU2704260C1 (ru) Способ получения сополиполифениленсульфидсульфонов
CN108602948B (zh) 芳香族聚砜、预浸料和预浸料的制造方法
RU2005737C1 (ru) Способ получения поли- и сополиэфирсульфонов
US11795272B2 (en) Method for producing polyarylene sulfide
JPS6040454B2 (ja) ポリアリ−レンポリエ−テルスルホンの改良重合方法

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