RU2791106C1 - Method for the production of polyetherketone ketone - Google Patents
Method for the production of polyetherketone ketone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791106C1 RU2791106C1 RU2022122083A RU2022122083A RU2791106C1 RU 2791106 C1 RU2791106 C1 RU 2791106C1 RU 2022122083 A RU2022122083 A RU 2022122083A RU 2022122083 A RU2022122083 A RU 2022122083A RU 2791106 C1 RU2791106 C1 RU 2791106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mol
- chloride
- dce
- phenoxybenzoyl
- bis
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 229920001652 poly(etherketoneketone) Polymers 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 40
- -1 aromatic acyl chloride Chemical class 0.000 claims abstract description 39
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 19
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GRKPTIWJWCQZBA-UHFFFAOYSA-N [3-(4-phenoxybenzoyl)phenyl]-(4-phenoxyphenyl)methanone Chemical compound C=1C=CC(C(=O)C=2C=CC(OC=3C=CC=CC=3)=CC=2)=CC=1C(=O)C(C=C1)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 GRKPTIWJWCQZBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 7
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FDQSRULYDNDXQB-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3-dicarbonyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=CC(C(Cl)=O)=C1 FDQSRULYDNDXQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PASDCCFISLVPSO-UHFFFAOYSA-N benzoyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=CC=C1 PASDCCFISLVPSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims description 4
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical group CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021630 Antimony pentafluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021627 Tin(IV) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 2
- PQLAYKMGZDUDLQ-UHFFFAOYSA-K aluminium bromide Chemical compound Br[Al](Br)Br PQLAYKMGZDUDLQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- VBVBHWZYQGJZLR-UHFFFAOYSA-I antimony pentafluoride Chemical compound F[Sb](F)(F)(F)F VBVBHWZYQGJZLR-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims description 2
- VMPVEPPRYRXYNP-UHFFFAOYSA-I antimony(5+);pentachloride Chemical compound Cl[Sb](Cl)(Cl)(Cl)Cl VMPVEPPRYRXYNP-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 2
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N terephthaloyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 12
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 27
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 26
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 26
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 22
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 150000001263 acyl chlorides Chemical class 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- NWJVKSITTJQWCG-UHFFFAOYSA-N [4-(4-phenoxybenzoyl)phenyl]-(4-phenoxyphenyl)methanone Chemical compound C=1C=C(C(=O)C=2C=CC(OC=3C=CC=CC=3)=CC=2)C=CC=1C(=O)C(C=C1)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 NWJVKSITTJQWCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 10
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 10
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 2
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 101100422770 Caenorhabditis elegans sup-1 gene Proteins 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 101150059145 SPS3 gene Proteins 0.000 description 1
- FAPDDOBMIUGHIN-UHFFFAOYSA-K antimony trichloride Chemical compound Cl[Sb](Cl)Cl FAPDDOBMIUGHIN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011968 lewis acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920006260 polyaryletherketone Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000003586 protic polar solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000004260 weight control Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Изобретение относится к области химии полимеров и, в частности, к способу получения полиэфиркетонкетона (ПЭКК), который находит применение в качестве суперконструкционного пластика.The invention relates to the field of polymer chemistry and, in particular, to a method for producing polyetherketone ketone (PEKK), which is used as a superstructural plastic.
Уровень техникиState of the art
Известны два основных промышленных варианта синтеза полиэфиркетонкетона (ПЭКК): электрофильная и нуклеофильная поликонденсация. Заявляемый способ получения относится к электрофильной поликонденсации, поэтому в описании изобретения рассматриваются аналоги, относящиеся к процессам этого типа. Известен способ получения частично кристаллического ПЭКК, содержащего изофталоильные, терефталоильные и окси-1,4-дифениленовые фрагменты электрофильной поликонденсацией дихлорангидридов изофталевой и терефталевой кислоты и их смесей c 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензолом с последующим разложением выпадающего в процессе синтеза комплекса ПЭКК с кислотой Льюиса водой, спиртом или водным раствором соляной кислоты, выделением осадка, промывкой и сушкой (US 4816556, Du Pont, опубл. 28.03.1989). Этот процесс реализован в большом количестве вариантов.There are two main industrial options for the synthesis of polyetherketone ketone (PEKC): electrophilic and nucleophilic polycondensation. The claimed production method relates to electrophilic polycondensation, therefore, in the description of the invention, analogues related to processes of this type are considered. A known method for producing partially crystalline PECK containing isophthaloyl, terephthaloyl and oxy-1,4-diphenylene fragments by electrophilic polycondensation of isophthalic and terephthalic acid dichlorides and their mixtures with 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, followed by decomposition of the complex precipitated during the synthesis PECC with Lewis acid in water, alcohol or aqueous hydrochloric acid solution, precipitation, washing and drying (US 4816556, Du Pont, publ. 03/28/1989). This process is implemented in a large number of variants.
Также известно использование в качестве кислоты Льюиса для синтеза ПЭКК хлорида алюминия (III) (US 4816556, Du Pont, опубл. 28.03.1989), фторида бора (III) (US 3516966, Du Pont, опубл. 23.06.1970) и хлорид сурьмы (V) (US 3065205, Du Pont, опубл. 20.11.1962).It is also known to use aluminum (III) chloride (US 4816556, Du Pont, publ. 03.28.1989), boron (III) fluoride (US 3516966, Du Pont, publ. 06.23.1970) and antimony chloride as a Lewis acid for the synthesis of PECK (V) (US 3065205, Du Pont, published 11/20/1962).
В большинстве случаев синтез ПЭКК осуществляется в одну технологическую стадию. Общей особенностью процесса является то, что в процессе синтеза происходит выпадение полимера в виде комплекса ПЭКК-кислота Льюиса, логарифмическая вязкость которого возрастает и достигает своих максимальных значений в диапазоне исходных концентраций от 0,05 до 0,1 моль/л, дальнейшее увеличение концентрации мономера приводит к снижению молекулярной массы конечного ПЭКК [Zolotukhin M. G. et al. // Journal of Macromolecular Science, Part A. - 1995. - V. 32. - №. sup1. - P. 897-905.], что, предположительно, связано с агрегацией выпадающих в процессе синтеза частиц осадка полимера и возникновением диффузионных затруднений, препятствующих росту цепи полимера. Этот эффект не позволяет сокращать длительность синтеза за счет увеличения концентрации реакционной смеси, что ограничивает производительность процесса в целом.In most cases, the synthesis of PECC is carried out in one technological stage. A common feature of the process is that during the synthesis, the polymer precipitates in the form of a PECA-Lewis acid complex, the logarithmic viscosity of which increases and reaches its maximum values in the range of initial concentrations from 0.05 to 0.1 mol/l, a further increase in the concentration of the monomer leads to a decrease in the molecular weight of the final PECK [Zolotukhin M. G. et al. // Journal of Macromolecular Science, Part A. - 1995. - V. 32. - No. sup1. - P. 897-905.], which is presumably due to the aggregation of the particles of the polymer precipitate during the synthesis and the occurrence of diffusion hindrances that prevent the growth of the polymer chain. This effect does not allow reducing the duration of synthesis by increasing the concentration of the reaction mixture, which limits the productivity of the process as a whole.
В ряде публикаций, посвященных получению ПЭКК электрофильной поликонденсацией, процесс синтеза проводят в хлористом метилене или 1,2-дихлорэтане (ДХЭ), опять-таки при низких концентрациях мономеров, что определяет сравнительно низкую скорость реакции роста цепи. Следствием является большая длительность процесса (5-24 ч), например, в US 9023468 (Ketonex, опубл. 05.05.2015) процесс синтеза ПЭКК проводят в хлористом метилене в течение 4-8 часов. Для уменьшения длительности стадии синтеза и увеличения скорости реакции и, следовательно, увеличения производительности, после загрузки катализатора процесс проводят в условиях нагревания. По-видимому, именно поэтому в подавляющем большинстве патентов в качестве предпочтительного растворителя для синтеза ПЭКК выбран высококипящий растворитель о-дихлорбензол (о-ДХБ), обеспечивающий возможность нагревания реакционной смеси после внесения катализатора. Например, из US 10851205 (Arkema, опубл. 01.12.2020) известно, что реакционную смесь в о-ДХБ нагревают от 50 до 120°C, в US 20200339750 (Hanwha Chemical, опубл. 29.10.2020) температура реакции составляет от 80 до 100°C, а также в US 4816556 (Du Pont, опубл. 28.03.1989) раскрыта температура реакции от 100 до 160°C. Использование высококипящего растворителя приводит к необходимости проводить сушку конечного продукта ПЭКК, прошедшего стадии отмывки, в довольно жестких условиях- при температурах выше температуры стеклования ПЭКК. Например, в US 20200339750 (Hanwha Chemical, опубл. 29.10.2020) раскрыта температура сушки полученного ПЭКК от 170 до 190°C под вакуумом, а из US 20200239631 (Arkema, опубл. 30.07.2020) известно, что сушку проводят при температуре от 100 до 280°C при атмосферном давлении, более предпочтительно при пониженном давлении.In a number of publications devoted to the preparation of PECC by electrophilic polycondensation, the synthesis process is carried out in methylene chloride or 1,2-dichloroethane (DCE), again at low monomer concentrations, which determines the relatively low rate of the chain propagation reaction. The consequence is a long process time (5-24 hours), for example, in US 9023468 (Ketonex, publ. 05/05/2015) the process of PECK synthesis is carried out in methylene chloride for 4-8 hours. To reduce the duration of the synthesis stage and increase the reaction rate and, consequently, increase productivity, after loading the catalyst, the process is carried out under heating conditions. Apparently, this is precisely why in the vast majority of patents the high-boiling solvent o-dichlorobenzene (o-DCB) is chosen as the preferred solvent for the synthesis of PECC, which makes it possible to heat the reaction mixture after the addition of a catalyst. For example, from US 10851205 (Arkema, publ. 01.12.2020) it is known that the reaction mixture in o-DCB is heated from 50 to 120°C, in US 20200339750 (Hanwha Chemical, publ. 29.10.2020) the reaction temperature is from 80 to 100°C, and also in US 4816556 (Du Pont, publ. 03/28/1989) a reaction temperature of 100 to 160°C is disclosed. The use of a high-boiling solvent leads to the need to dry the final product of PECC, which has passed the washing stage, under rather harsh conditions - at temperatures above the glass transition temperature of PECC. For example, US 20200339750 (Hanwha Chemical, publ. 10/29/2020) discloses the drying temperature of the obtained PECK from 170 to 190°C under vacuum, and from US 20200239631 (Arkema, publ. 07/30/2020) it is known that drying is carried out at a temperature of 100 to 280°C at atmospheric pressure, more preferably under reduced pressure.
Наиболее близким способом к заявляемому по технической сущности и достигнутому результату является способ получения полиарилэфиркетонов, который известен из US 10280246 (Arkema, опубл. 07.02.2015), заключающийся в проведении электрофильной поликонденсации одного или более хлорангидрида ароматической кислоты с одним или более ароматическим эфиром в присутствии кислоты Льюиса в растворителе о-ДХБ, причем добавление катализатора к мономерам проводится при перемешивании при температуре от -5 до 25°C с последующей полимеризацией при температуре от 50 до 120°C с образованием комплекса ПЭКК-кислота Льюиса, который разрушается добавлением к реакционной смеси воды или, опционально, водного раствора кислоты; фильтруется, промывается и сушится при температуре выше на 20°C температуры стеклования ПЭКК.The closest method to the claimed technical essence and the achieved result is a method for producing polyaryletherketones, which is known from US 10280246 (Arkema, publ. 02/07/2015), which consists in carrying out the electrophilic polycondensation of one or more aromatic acid chloride with one or more aromatic esters in the presence of Lewis acids in the o-DCB solvent, wherein the addition of the catalyst to the monomers is carried out with stirring at a temperature of from -5 to 25°C, followed by polymerization at a temperature of from 50 to 120°C with the formation of a PECA-Lewis acid complex, which is destroyed by addition to the reaction mixture water or, optionally, an aqueous acid solution; filtered, washed and dried at a temperature of 20°C above the glass transition temperature of PECK.
Однако вышеописанный процесс синтеза ПЭКК в среде о-ДХБ имеет ряд недостатков:However, the above-described process for the synthesis of PECC in the o-DCB medium has a number of disadvantages:
необходимость проведения процесса синтеза ПЭКК в о-ДХБ при повышенной температуре приводит к использованию сложной аппаратурной обвязки реактора и к большим энергозатратам;the need to carry out the process of synthesis of PECK in o-DCB at an elevated temperature leads to the use of complex equipment piping of the reactor and to high energy consumption;
растворитель о-ДХБ имеет высокую температуру кипения и низкую упругость паров, что приводит к необходимости использования высокой температуры и к большой длительности стадии сушки конечного продукта, что увеличивает общую продолжительность процесса получения ПЭКК;the o-DCB solvent has a high boiling point and low vapor pressure, which leads to the need to use high temperature and to a long drying stage of the final product, which increases the overall duration of the process for obtaining PECK;
высокая токсичность о-ДХБ по отношению к водной (речной и морской) фауне и флоре при случайном попадании его следов в технологические стоки, что приводит к необходимости дополнительной тщательной очистки водных стоков от следов о-ДХБ, и, соответственно, увеличивает общие технологические затраты на производство и разработку мер экологического контроля.high toxicity of o-DCB in relation to aquatic (river and marine) fauna and flora in case of accidental ingress of its traces into process effluents, which leads to the need for additional thorough purification of water effluents from traces of o-DCB, and, accordingly, increases the total technological costs for production and development of environmental control measures.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Задачей настоящего изобретения является разработка низкотемпературного способа получения ПЭКК, который позволяет достигнуть высокой скорости реакции электрофильной поликонденсации с получением полимера с требуемыми молекулярно-массовыми и реологическими характеристиками.The objective of the present invention is to develop a low-temperature method for the production of PECK, which allows to achieve a high reaction rate of electrophilic polycondensation to obtain a polymer with the required molecular weight and rheological characteristics.
Технический результат заключается в получении ПЭКК, характеристическая вязкость раствора которого в концентрированной серной кислоте составляет от 0,25 до 1,7 дл/г.The technical result consists in obtaining PECK, the intrinsic viscosity of the solution of which in concentrated sulfuric acid is from 0.25 to 1.7 dl/g.
Еще один технический результат заключается в улучшении технологичности процесса за счет осуществления способа получения ПЭКК без необходимости проведения нагрева реакционной смеси. Кроме того, достигается высокая скорость реакции, что приводит к сокращению времени и энергозатрат при проведении реакции поликонденсации и сушки полученного по изобретению ПЭКК при сохранении необходимых молекулярно-массовых и реологических характеристик, а также низкого содержания остаточного алюминия в конечном продукте ПЭКК.Another technical result consists in improving the manufacturability of the process due to the implementation of the method for obtaining PECK without the need for heating the reaction mixture. In addition, a high reaction rate is achieved, which leads to a reduction in time and energy consumption during the polycondensation reaction and drying of the PECC obtained according to the invention, while maintaining the required molecular weight and rheological characteristics, as well as a low residual aluminum content in the final PECC product.
Дополнительный технический результат заключается в уменьшении экологической нагрузки.An additional technical result is to reduce the environmental load.
Данная техническая задача решается, и достижение технического результата обеспечивается за счет использования в качестве реакционного растворителя в процессе получения ПЭКК, апротонного неполярного растворителя, а именно - 1,2-дихлорэтана (ДХЭ), а также проведении электрофильной поликонденсации в две стадии добавления растворителя в одном реакторе таким образом, что первая стадия проводится при высокой концентрации мономеров в диапазоне от 0,3 до 0,7 моль/л при низких температурах от -15 до 0°C, а вторая стадия заключается в разбавлении реакционной смеси до концентрации мономеров от 0,05 до 0,2 моль/л, путем добавления 1,2-ДХЭ, причем максимальная температура реакционной смеси на второй стадии составляет 45°C, и общая продолжительность процесса синтеза, предпочтительно, не превышает 100 минут. Проведение синтеза на первой стадии позволяет увеличить скорость реакции и уменьшить длительность процесса, а разбавление реакционного раствора ДХЭ на второй стадии позволяет избежать агломерации выпадающих частиц ПЭКК. Температура реакционного раствора на второй стадии находится в диапазоне от 10 до 45°C за счет вливания ДХЭ, имеющего температуру от 20 до 70°C. После разбавления реакционной системы ДХЭ процесс синтеза ПЭКК протекает без дальнейшего нагрева, таким образом, удаляется необходимость нагревания реакционного реактора в отличие от прототипа.This technical problem is solved, and the achievement of the technical result is ensured due to the use of an aprotic non-polar solvent, namely 1,2-dichloroethane (DCE), as a reaction solvent in the process of obtaining PECK, as well as carrying out electrophilic polycondensation in two stages of adding a solvent in one reactor in such a way that the first stage is carried out at high monomer concentrations in the range from 0.3 to 0.7 mol/l at low temperatures from -15 to 0°C, and the second stage consists in diluting the reaction mixture to a monomer concentration of 0.05 to 0.2 mol/l, by adding 1,2-DCE, with the maximum temperature of the reaction mixture in the second stage being 45°C, and the total duration of the synthesis process, preferably, does not exceed 100 minutes. Carrying out the synthesis at the first stage makes it possible to increase the reaction rate and reduce the duration of the process, and the dilution of the reaction solution with DCE at the second stage makes it possible to avoid agglomeration of the precipitating PECC particles. The temperature of the reaction solution in the second stage is in the range of 10 to 45°C due to the infusion of DCE having a temperature of 20 to 70°C. After diluting the reaction system with DCE, the PECK synthesis process proceeds without further heating, thus removing the need to heat the reaction reactor, in contrast to the prototype.
Преимуществом использования упомянутого растворителя является сокращение энергозатрат как на стадии синтеза, так и на стадии сушки, позволяя проводить сушку продукта в вакуумной камере при температуре от 60 до 120°C в течение от 2 до 4 часов.The advantage of using said solvent is the reduction of energy consumption both at the synthesis stage and at the stage of drying, allowing the product to be dried in a vacuum chamber at a temperature of 60 to 120°C for 2 to 4 hours.
Кроме того, в связи с высокой упругостью пара следы ДХЭ при попадании в окружающую среду испаряются и смешиваются с воздухом, в отличие от о-ДХБ, который не разбавляется окружающей средой (ни водой, ни воздухом) и долго не меняет своего агрегатного состояния. При этом, из-за высокой плотности, ДХБ концентрируется на дне водоемов, что и объясняет его опасность именно для придонной фауны и флоры. Конечно, известно, что ДХЭ также относится к разряду токсичных веществ (выявлена потенциальная канцерогенная опасность при попадании на кожу человека и токсичность при попадании паров в легкие или попадания жидкого ДХЭ в пищевой тракт), однако эти обстоятельства относятся, главным образом, к рабочей зоне и поэтому могут быть сравнительно легко устранены средствами правильной организации техники безопасности. Принимая во внимание возможность аварийной ситуации, при которой в окружающую среду попадет растворитель, и оценивая прогнозируемые последствия, в случае ДХЭ они будут значительно меньше, чем в случае о-ДХБ, что делает процесс более экологически безопасным.In addition, due to the high vapor pressure, traces of DCE, when released into the environment, evaporate and mix with air, in contrast to o-DCB, which is not diluted by the environment (neither water nor air) and does not change its state of aggregation for a long time. At the same time, due to the high density, DCB is concentrated at the bottom of water bodies, which explains its danger specifically for the benthic fauna and flora. Of course, DCE is also known to be toxic (potential carcinogenic hazard to human skin and toxic if vapors enter the lungs or liquid DCE enters the food tract), but these circumstances are mainly related to the work area and therefore, they can be relatively easily eliminated by means of the correct organization of safety measures. Taking into account the possibility of an accident in which the solvent enters the environment, and assessing the predicted consequences, in the case of DCE, they will be significantly less than in the case of o-DCB, which makes the process more environmentally friendly.
Краткое описание фигурBrief description of the figures
Для пояснения технических решений, раскрывающих суть настоящего изобретения, представлены ФигурыTo explain the technical solutions that reveal the essence of the present invention, the Figures are presented.
На Фиг. 1 представлены ЯМР-спектры для ПЭКК состава Т/И 80/20, где «а» - это 1Н ЯМР-спектр, «б» - 13С ЯМР-спектр.On FIG. Figure 1 shows the NMR spectra for PECK composition T/I 80/20, where "a" is the 1H NMR spectrum, "b" is the 13C NMR spectrum.
На Фиг. 2 представлены ЯМР-спектры для ПЭКК состава Т/И 70/30, где «а» - это 1Н ЯМР-спектр, «б» - 13С ЯМР-спектр.On FIG. 2 shows the NMR spectra for PECK composition T/I 70/30, where "a" is the 1H NMR spectrum, "b" is the 13C NMR spectrum.
На Фиг. 3 представлены ЯМР-спектры для ПЭКК состава Т/И 60/40, где «а» - это 1Н ЯМР-спектр, «б» 13С ЯМР-спектры.On FIG. 3 shows the NMR spectra for PECK composition T/I 60/40, where "a" is 1H NMR spectrum, "b" 13C NMR spectra.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Далее приводится описание различных вариантов реализации настоящего изобретения.The following is a description of various embodiments of the present invention.
Для устранения указанных недостатков предлагается способ по настоящему изобретению.To eliminate these disadvantages, the method according to the present invention is proposed.
В соответствии с настоящим изобретением способ получения ПЭКК включает следующие стадии:In accordance with the present invention, the method for producing PECK includes the following steps:
смешение по меньшей мере одного бифункционального ароматического ацилхлорида с по меньшей мере одним бис(феноксибензоил)бензолом в качестве мономеров в 1,2-дихлорэтане (ДХЭ) при температуре от -15 до 0°C, с получением реакционного раствора, где мольные концентрации мономеров в ДХЭ равны и составляют от 0,3 до 0,7 моль/л;mixing at least one difunctional aromatic acyl chloride with at least one bis(phenoxybenzoyl)benzene as monomers in 1,2-dichloroethane (DCE) at -15 to 0°C, to obtain a reaction solution, where the molar concentrations of the monomers in DCE are equal and range from 0.3 to 0.7 mol/l;
добавление к реакционному раствору кислоты Льюиса в качестве катализатора с получением реакционной смеси;adding a Lewis acid as a catalyst to the reaction solution to obtain a reaction mixture;
обеспечение температуры проведения реакции от 10 до 45°C путем добавления ДХЭ к реакционной смеси, образованной на стадии b), где ДХЭ добавляют к реакционной смеси до обеспечения равных мольных концентраций мономеров в ДХЭ, которые равны, составляющих от 0,05 до 0,2 моль/л, с получением комплекса ПЭКК-кислота Льюиса; иproviding a reaction temperature of 10 to 45°C by adding DCE to the reaction mixture formed in step b), where DCE is added to the reaction mixture to ensure equal molar concentrations of monomers in DCE, which are equal, ranging from 0.05 to 0.2 mol/l, to obtain a complex PECK-Lewis acid; And
выделение твердого ПЭКК путем дезактивации комплекса ПЭКК-кислота Льюиса, образованного на стадии с). isolation of solid PECA by deactivation of the PECC-Lewis acid complex formed in step c).
Смешение ДХЭ на стадии а) с по меньшей мере одним бифункциональным ароматическим ацилхлоридом, по меньшей мере одним бис(феноксибензоил)бензолом в качестве мономеров осуществляют в любой последовательности с получением реакционного раствора, где мольные концентрации мономеров, а именно - мольная концентрация ацилхлоридов равная мольной концентрации бис(феноксибензоил)бензолов, составляет от 0,3 до 0,7 моль/л, предпочтительно от 0,4 до 0,5 моль/л. Концентрации являются равными при условии, что соотношение мольной концентрации бис(феноксибензоил)бензола и мольной концентрации бифункционального ароматического ацилхлорида имеет значение в диапазоне от 0,92 до 1, предпочтительно от 0,97 до 1.The mixing of DCE in step a) with at least one bifunctional aromatic acyl chloride, at least one bis(phenoxybenzoyl)benzene as monomers is carried out in any sequence to obtain a reaction solution, where the molar concentrations of monomers, namely, the molar concentration of acyl chlorides is equal to the molar concentration bis(phenoxybenzoyl)benzenes is from 0.3 to 0.7 mol/l, preferably from 0.4 to 0.5 mol/l. The concentrations are equal provided that the ratio of the molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzene to the mole concentration of bifunctional aromatic acyl chloride is in the range of 0.92 to 1, preferably 0.97 to 1.
Мольное соотношение по меньшей мере одного бифункционального ароматического ацилхлорида и по меньшей мере одного бис(феноксибензоил)бензола выбирается таким образом, чтобы соотношение тере-/изофталевые звенья в конечном полимере ПЭКК составляло от 60/40 до 80/20, в частности, 60/40, 70/30 или 80/20. The molar ratio of at least one bifunctional aromatic acyl chloride and at least one bis(phenoxybenzoyl)benzene is chosen so that the ratio of tere/isophthalic units in the final PECC polymer is between 60/40 and 80/20, in particular 60/40 , 70/30 or 80/20.
В качестве бифункционального ароматического ацилхлорида, в одном из вариантов изобретения, предпочтительно, используют терефтаоилхлорид (ТФХ), изофталоилхлорид (ИФХ) или их смесь.As a bifunctional aromatic acyl chloride, in one embodiment of the invention, terephthaoyl chloride (TPC), isophthaloyl chloride (IPC) or a mixture thereof is preferably used.
В качестве бис(феноксибензоил)бензола, в одном из вариантов изобретения, предпочтительно, используют соединение, выбранное из группы, включающей: 1,3-бис(4-феноксибензоил)бензол и 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензол или их смесь.As bis(phenoxybenzoyl)benzene, in one embodiment of the invention, preferably a compound selected from the group consisting of: 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene and 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene or their mixture.
В качестве растворителя используют 1,2-дихлорэтан (ДХЭ). Стоит отметить, что растворитель добавляют к компонентам в два этапа: первый этап - на стадии а) для получения реакционной смеси, второй этап - на стадии c) для обеспечения температуры проведения реакции и разбавления реакционной смеси. Проведение синтеза на первой стадии при высокой концентрации мономеров позволяет увеличить скорость реакции и уменьшить длительность процесса, а разбавление реакционного раствора на второй стадии позволяет избежать агломерации выпадающих частиц ПЭКК.The solvent used is 1,2-dichloroethane (DCE). It should be noted that the solvent is added to the components in two stages: the first stage - at stage a) to obtain the reaction mixture, the second stage - at stage c) to ensure the reaction temperature and dilute the reaction mixture. Carrying out the synthesis at the first stage at a high concentration of monomers makes it possible to increase the reaction rate and reduce the duration of the process, and the dilution of the reaction solution at the second stage makes it possible to avoid agglomeration of the precipitating PECC particles.
В одном из вариантов изобретения дополнительно на стадии а) вводят бензоилхлорид (БХ) в качестве соединения, содержащего ацилхлоридную группу, и регулирующего молекулярную массу полимера. Количество БХ обычно, предпочтительно составляет от 0,5 до 5 мол. %, наиболее предпочтительно от 0,5 до 2 мол. % от общего количества хлорангидридных групп.In one embodiment of the invention, benzoyl chloride (BC) is additionally introduced in step a) as a compound containing an acyl chloride group and a molecular weight control polymer. The amount of BC is usually, preferably, from 0.5 to 5 mol. %, most preferably from 0.5 to 2 mol. % of the total number of acid chloride groups.
Смешение всех компонентов, в одном из вариантов изобретения, осуществляют при постоянном барботировании реакционной смеси инертным газом. Продувка инертными газами применяется для процессов, чувствительных к влаге (в т.ч. из воздуха), а также для удаления выделяющегося в процессе синтеза газа (в данном случае HCl). В качестве инертного газа, в одном из вариантов изобретения, используют сухие азот, аргон или их смесь, предпочтительно азот.The mixing of all components, in one of the variants of the invention, is carried out with constant bubbling of the reaction mixture with an inert gas. Purging with inert gases is used for processes that are sensitive to moisture (including from air), as well as to remove the gas released during the synthesis process (in this case, HCl). As an inert gas, in one embodiment of the invention, dry nitrogen, argon, or a mixture thereof, preferably nitrogen, is used.
В качестве катализатора используют кислоту Льюиса. Подходящая кислота Льюиса, в одном из вариантов изобретения, может быть выбрана, в частности из группы соединений, содержащих: хлорид алюминия (III), бромид алюминия (III), хлорид сурьмы (V), фторид сурьмы (V), хлорид индия (III), хлорид галлия (III), хлорид бора (III), фторид бора (III), хлорид цинка, хлорид железа (III), хлорид олова (IV), хлорид титана (IV). Наиболее предпочтительно, в одном из вариантов изобретения, в качестве кислоты Льюиса использовать безводный хлорид алюминия (III). Кислота Льюиса, в одном из вариантов изобретения, используется в таком количестве, чтобы на 1 моль карбонильных групп в системе приходилось от 1,5 до 2,0 моль кислоты Льюиса, предпочтительно от 1,5 до 1,8 моль.A Lewis acid is used as a catalyst. A suitable Lewis acid, in one of the embodiments of the invention, can be selected, in particular from the group of compounds containing: aluminum (III) chloride, aluminum (III) bromide, antimony (V) chloride, antimony (V) fluoride, indium (III) chloride ), gallium (III) chloride, boron (III) chloride, boron (III) fluoride, zinc chloride, iron (III) chloride, tin (IV) chloride, titanium (IV) chloride. Most preferably, in one embodiment of the invention, anhydrous aluminum (III) chloride is used as the Lewis acid. The Lewis acid, in one of the embodiments of the invention, is used in such an amount that 1.5 to 2.0 mol of the Lewis acid falls on 1 mol of carbonyl groups in the system, preferably from 1.5 to 1.8 mol.
Добавление катализатора - кислоты Льюиса осуществляют путем одновременного внесения всего количества к предварительно подготовленному на стадии а) реакционному раствору, включающему по меньшей мере один бифункциональный ароматический ацилхлорид и по меньшей мере один бис(феноксибензоил)бензол в ДХЭ при перемешивании. Добавление катализатора к реакционному раствору осуществляют при температуре от -15 до 0°C, предпочтительно от -10 до 0°C, наиболее предпочтительно от -5 до 0°C. Данные условия позволяют предотвратить перегревание реакционной смеси и протекание побочных реакций.The addition of the Lewis acid catalyst is carried out by simultaneously adding the entire amount to the reaction solution previously prepared in step a), including at least one bifunctional aromatic acyl chloride and at least one bis(phenoxybenzoyl)benzene in DCE with stirring. The addition of the catalyst to the reaction solution is carried out at -15 to 0°C, preferably -10 to 0°C, most preferably -5 to 0°C. These conditions make it possible to prevent overheating of the reaction mixture and the occurrence of side reactions.
После добавления катализатора, к полученной реакционной смеси добавляют ДХЭ. Температура ДХЭ до добавления к реакционной смеси, в одном из вариантов изобретения, составляет от 20 до 70°C, предпочтительно от 20 до 45°C, наиболее предпочтительно от 20 до 25°C. При этом после добавления ДХЭ обеспечивается температура реакционной смеси на стадии с), которая составляет от 10 до 45°C, предпочтительно от 15 до 40°C, наиболее предпочтительно от 18 до 25°C. Данные условия также являются температурой проведения реакции для получения ПЭКК.After the catalyst was added, DCE was added to the resulting reaction mixture. The temperature of DCE before adding to the reaction mixture, in one embodiment of the invention, is from 20 to 70°C, preferably from 20 to 45°C, most preferably from 20 to 25°C. In this case, after the addition of DCE, the temperature of the reaction mixture in step c) is provided, which is from 10 to 45°C, preferably from 15 to 40°C, most preferably from 18 to 25°C. These conditions are also the temperature of the reaction to obtain PECK.
После добавления ДХЭ на стадии с) мольная концентрация выбранных мономеров в ДХЭ равны и составляют от 0,05 до 0,2 моль/л, предпочтительно от 0,1 до 0,2 моль/л, наиболее предпочтительно от 0,12 до 0,14 моль/л. Концентрации являются равными при условии, что соотношение мольной концентрации бис(феноксибензоил)бензола и мольной концентрации бифункционального ароматического ацилхлорида имеет значение в диапазоне от 0,92 до 1, предпочтительно от 0,97 до 1. Добавление ДХЭ таким образом позволяет исключить дальнейший нагрев реакционной смеси в реакторе на стадии выдерживания в отличие от известного из уровня техники прототипа в процессе получения ПЭКК, где температура реакционной смеси поддерживается в течение всего периода проведения реакции.After the addition of DCE in step c), the molar concentrations of the selected monomers in DCE are equal and range from 0.05 to 0.2 mol/l, preferably from 0.1 to 0.2 mol/l, most preferably from 0.12 to 0, 14 mol/l. The concentrations are equal, provided that the ratio of the molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzene to the molar concentration of bifunctional aromatic acyl chloride is in the range from 0.92 to 1, preferably from 0.97 to 1. The addition of DCE in this way makes it possible to avoid further heating of the reaction mixture in the reactor at the holding stage, in contrast to the prototype known from the prior art in the process of obtaining PECK, where the temperature of the reaction mixture is maintained throughout the entire period of the reaction.
Далее, в одном из вариантов изобретения, проводят выдерживание реакционной смеси, полученной на стадии с) при перемешивании с целью завершения реакции электрофильной поликонденсации, предпочтительно без нагрева.Further, in one embodiment of the invention, the reaction mixture obtained in step c) is kept under stirring in order to complete the electrophilic polycondensation reaction, preferably without heating.
Взаимодействие компонентов реакционной смеси - реакцию электрофильной поликонденсации на стадиях b), с) и выдерживания проводят, в одном из вариантов изобретения, при перемешивании в течение промежутка времени, составляющего не более 100 минут, предпочтительно не более 80 минут.The interaction of the components of the reaction mixture - the reaction of electrophilic polycondensation in stages b), c) and aging is carried out, in one of the embodiments of the invention, with stirring for a period of time of not more than 100 minutes, preferably not more than 80 minutes.
Таким образом, получают продуктовую смесь, которая содержит ПЭКК, более конкретно, продуктовая смесь содержит ПЭКК в виде комплекса ПЭКК-кислота Льюиса.Thus, a product mixture is obtained which contains PECA, more specifically, the product mixture contains PECA in the form of a PECA-Lewis acid complex.
С целью выделения конечного продукта, на стадии d) осуществляют процесс дезактивации комплекса ПЭКК-кислота Льюиса известными из уровня техники способами с последующим отделением ПЭКК. Данный процесс дезактивации комплекса ПЭКК-кислота Льюиса осуществляют, в частности, с помощью протонного растворителя, например, одноатомного спирта, а отделение осадка от жидкости выполняют любым известным из уровня техники способом, например, фильтрацией при разряжении или центробежной, седиментацией, центрифугированием.In order to isolate the final product, at stage d) the process of deactivation of the PECC-Lewis acid complex is carried out by methods known from the prior art, followed by the separation of PECC. This process of deactivation of the PECA-Lewis acid complex is carried out, in particular, using a protic solvent, for example, a monohydric alcohol, and the separation of the precipitate from the liquid is carried out by any method known from the prior art, for example, filtration under vacuum or centrifugal, sedimentation, centrifugation.
На этапе выделения ПЭКК на стадии d) проводят дезактивацию комплекса ПЭКК-кислота Льюиса, предпочтительно в присутствии одноатомного спирта при перемешивании с последующей фильтрацией полученного твердого ПЭКК. В качестве одноатомного спирта, в одном из вариантов изобретения, используют метанол или этанол, предпочтительно этанол.At the stage of PECC isolation in step d), the PECC-Lewis acid complex is deactivated, preferably in the presence of a monohydric alcohol with stirring, followed by filtration of the resulting solid PECC. As monohydric alcohol, in one embodiment of the invention, methanol or ethanol is used, preferably ethanol.
Дополнительные стадии получения ПЭКК в соответствии с одним из вариантов изобретения включают, но не ограничиваются следующими стадиями:Additional steps for obtaining PECK in accordance with one of the variants of the invention include, but are not limited to the following steps:
e) очистку твердого ПЭКК, полученного на стадии d), путем промывки в водном растворе минеральной кислоты с получением сырого ПЭКК;e) purifying the solid PECC obtained in step d) by washing in an aqueous mineral acid solution to obtain crude PECC;
f) сушку сырого ПЭКК, полученного на стадии е) с получением целевого ПЭКК.f) drying the crude PECC obtained in step e) to obtain the desired PECC.
Очистку твердого ПЭКК на стадии е) проводят путем промывки в водном растворе минеральной кислоты, как правило, при кипячении с последующей фильтрацией полученного твердого ПЭКК. В качестве водного раствора, в одном из вариантов изобретения, предпочтительно используют водный раствор соляной кислоты. Концентрация водного раствора минеральной кислоты, в одном из вариантов изобретения, составляет от 0,1 до 1,0 н, предпочтительно от 0,1 до 0,5 н, наиболее предпочтительно от 0,1 до 0,2 н. С целью удаления остатков минеральной кислоты полученный ПЭКК дополнительно, необязательно, промывают дистиллированной водой.Purification of the solid PECC in step e) is carried out by washing in an aqueous solution of mineral acid, as a rule, at boiling, followed by filtration of the obtained solid PECC. As an aqueous solution, in one embodiment of the invention, preferably an aqueous solution of hydrochloric acid is used. The concentration of the aqueous mineral acid solution, in one embodiment of the invention, is from 0.1 to 1.0 N, preferably from 0.1 to 0.5 N, most preferably from 0.1 to 0.2 N. In order to remove mineral acid residues, the obtained PECK is additionally, optionally, washed with distilled water.
В одном из вариантов изобретения, полимер ПЭКК далее на стадии f) сушат в вакууме при температуре ниже температуры стеклования конечного продукта ПЭКК. Температура сушки, в одном из вариантов изобретения, составляет от 60 до 120°C, предпочтительно от 80 до 110°C, наиболее предпочтительно от 90 до 100°C. Сушку, в одном из вариантов изобретения, проводят в течение от 2 до 4 часов с получением конечного продукта ПЭКК.In one embodiment of the invention, the PECC polymer is further dried in step f) under vacuum at a temperature below the glass transition temperature of the final PECC product. The drying temperature, in one embodiment of the invention, is from 60 to 120°C, preferably from 80 to 110°C, most preferably from 90 to 100°C. Drying, in one embodiment of the invention, is carried out for 2 to 4 hours to obtain the final product PECK.
Полученный в соответствии с настоящим изобретением продукт, представляет порошок ПЭКК, обладающий характеристической вязкостью в концентрированной H2SO4 от 0,25 до 1,7 дл/г, остаточным содержанием алюминия не более 250 масс. ч./млн.The product obtained in accordance with the present invention is a PECK powder having an intrinsic viscosity in concentrated H 2 SO 4 from 0.25 to 1.7 dl/g, a residual aluminum content of not more than 250 wt. ppm
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Термограммы ДСК в диапазоне 20-400°C для образцов ПЭКК массой 4-20 мг записывали на приборе “DTAS-1300” (Россия, Самара) при скорости нагревания 10°C/мин.DSC thermograms in the range of 20–400°C for PECC samples weighing 4–20 mg were recorded on a DTAS-1300 device (Russia, Samara) at a heating rate of 10°C/min.
Характеристическую вязкость измеряли на вискозиметре Уббелоде для растворов полимеров в концентрированной серной кислоте при 25°С.Intrinsic viscosity was measured on an Ubbelohde viscometer for polymer solutions in concentrated sulfuric acid at 25°C.
Определение показателя текучести расплава (ПТР) проводили с помощью пластометра XNR-400B в соответствии со стандартом ISO 1133-2005 «Определение индекса текучести расплава по массе (MFR)», при 380°C с нагрузкой 1,2 кг.The determination of the melt flow rate (MFR) was carried out using an XNR-400B plastometer in accordance with ISO 1133-2005 "Determination of the melt flow index by mass (MFR)", at 380°C with a load of 1.2 kg.
Определение содержания алюминия проводили методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Образцы разлагали в микроволновой печи Ultraclave III (Milestone). В сосуд объемом 20 мл загружали 0,1 г полимера и 2,5 мл HNO3 (69 %, ACS-ISO grade, Panreac). Затем образец нагревали до 250°C и выдерживали в течении 60 минут при давлении 120 атм а затем остужали. После разложения полученные растворы переносили в мерные колбы объемом (10.00±0.08) мл (Vitlab, Германия), обмывали сосуды для разложения деионизованной водой (сопротивление 18.2 МОм*см, система деионизации Milli-Q Millipore Academic A10), и разбавляли до метки. Для ИСП-АЭС измерений использовали аксиальный спектрометр ICP-AES 720-ES («Agilent Technologies», США) с одновременным детектированием линий, оборудованный низкопотоковой кварцевой неразборной горелкой с внутренним диаметром инжектора 2.4 мм («Glass Expansion», Австралия), двухходовой циклонической распылительной камерой (Agilent Technologies), концентрическим небулайзером (распылителем) Seaspray (Glass Expansion) и смесительным тройником для on-line ввода внутреннего стандарта (Glass Expansion). Пробы подавали с помощью автосамплера SPS3 (Agilent Technologies) и перистальтического насоса с поливиниловыми трубками. Результаты были собраны и обработаны с помощью программного обеспечения ICP Expert 2.0.5 (Agilent Technologies). Стандартный раствор Al, 1000 мг/л (High Purity Standards, USA) использовали для калибровки в диапазоне 0.01-10 мг/л. Раствор внутреннего стандарта скандия (20 мг/л) готовили из стандартного раствора Sc, 10000 мг/л (High Purity Standards, USA). Эмиссионные линии, использованные для измерений ICP-AES, составляли 308.215, 394.401 и 396.152 нм для алюминия и 361.383 нм для скандия. Результаты измерений, полученные на разных линиях, усреднялись. Каждый раствор измеряли дважды, результаты также усредняли. Погрешность измерений составляла +/- 5отн.%.The aluminum content was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. The samples were digested in an Ultraclave III microwave oven (Milestone). A 20 ml vessel was loaded with 0.1 g of polymer and 2.5 ml of HNO 3 (69%, ACS-ISO grade, Panreac). Then the sample was heated to 250°C and kept for 60 minutes at a pressure of 120 atm and then cooled. After decomposition, the resulting solutions were transferred into volumetric flasks with a volume of (10.00 ± 0.08) ml (Vitlab, Germany), the vessels for decomposition were washed with deionized water (resistance 18.2 MΩ*cm, Milli-Q Millipore Academic A10 deionization system), and diluted to the mark. For ICP-AES measurements, we used an ICP-AES 720-ES axial spectrometer (Agilent Technologies, USA) with simultaneous line detection, equipped with a low-flux quartz non-separable burner with an injector inner diameter of 2.4 mm (Glass Expansion, Australia), a two-way cyclonic spray camera (Agilent Technologies), concentric nebulizer (nebulizer) Seaspray (Glass Expansion) and mixing tee for on-line input of internal standard (Glass Expansion). Samples were applied using an SPS3 autosampler (Agilent Technologies) and a peristaltic pump with polyvinyl tubing. The results were collected and processed using ICP Expert 2.0.5 software (Agilent Technologies). Al standard solution, 1000 mg/L (High Purity Standards, USA) was used for calibration in the range of 0.01-10 mg/L. Scandium internal standard solution (20 mg/L) was prepared from Sc standard solution, 10000 mg/L (High Purity Standards, USA). The emission lines used for ICP-AES measurements were 308.215, 394.401 and 396.152 nm for aluminum and 361.383 nm for scandium. The measurement results obtained on different lines were averaged. Each solution was measured twice, the results were also averaged. The measurement error was +/- 5rel.%.
Структуру полимера определяли методом ЯМР-спектроскопии. Спектры 1Н и 13С ЯМР регистрировали на приборе “Bruker AM-300” на частотах 300.13 и 75.47 МГц, соответственно. Химические сдвиги приведены относительно SiMe4. Образцы растворяли в смеси растворителей ТФУ/CDCl3 с объемным соотношением 1:1.The polymer structure was determined by NMR spectroscopy. The 1Н and 13С NMR spectra were recorded on a Bruker AM-300 instrument at frequencies of 300.13 and 75.47 MHz, respectively. Chemical shifts are given relative to SiMe 4 . The samples were dissolved in a mixture of solvents TFA/CDCl 3 with a volume ratio of 1:1.
Пример 1. Синтез ПЭКК состава Т/И 80/20Example 1. Synthesis of PECK composition T/I 80/20
В стеклянный реактор (1 л), снабженный якорной тефлоновой мешалкой (d=9 см), при продувке сухим азотом вносили 8,82 г (0,019 моль) 1,3-бис(4-феноксибензоил)бензола, 13,23 г (0,028 моль) 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензола, 9,33 (0,046 моль) ТФХ, 0,26 г (0,002 моль) БХ и 115 мл ДХЭ и охлаждали реакционный раствор до температуры 0°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии а) составляла 0,41 моль/л, ацилхлоридов - 0,42 моль/л. Далее единовременно вносили 45,00 г (0,338 моль) AlCl3 при перемешивании со скоростью 200 об/мин. Через 20 минут после внесения катализатора снимали охлаждение и вливали в реактор 268 мл ДХЭ, предварительно нагретого до 70°C. Температура реакционной смеси составляла 40°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии с) составляла 0,12 моль/л, ацилхлоридов - 0,12 моль/л. Реакционную смесь далее выдерживали при перемешивании без нагрева в течение 60 минут с получением ПЭКК в виде комплекса с AlCl3. Затем, с целью выделения твердого ПЭКК, вносили 400 мл этанола при скорости перемешивания 350 об/мин и перемешивали в течение 1 часа. Затем порошок отфильтровывали и повторно промывали в 400 мл этанола 4 раза (4×400 мл). Далее порошок переносили в 0,1 Н водный раствор HCl и кипятили при перемешивании в течение 3 часов. По завершении процесса порошок полимера фильтровали и промывали в 400 мл дистиллированной воды 4 раза (4×400 мл). Готовый продукт сушили под вакуумом при температуре 100°C в течение 2 часов. Выход продукта составлял 84%. ηinh (H2SO4)=0,7 дл/г. ПТР полученного ПЭКК составлял 20 г/10 мин при нагрузке 1,2 кг при 380°C (ISO 1133). ЯМР-спектры, полученного ПЭКК, представлены на Фиг. 1. Остаточное содержание алюминия составляло15 мас. ч./млн.8.82 g (0.019 mol) of 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 13.23 g (0.028 mol) 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 9.33 (0.046 mol) TPC, 0.26 g (0.002 mol) BQ and 115 ml DCE and cooled the reaction solution to a temperature of 0°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step a) was 0.41 mol/l, acyl chlorides - 0.42 mol/l. Further, 45.00 g (0.338 mol) of AlCl 3 were added simultaneously with stirring at a speed of 200 rpm. 20 minutes after the addition of the catalyst, the cooling was removed and 268 ml of DCE, preheated to 70°C, was poured into the reactor. The temperature of the reaction mixture was 40°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step c) was 0.12 mol/l, acyl chlorides - 0.12 mol/l. The reaction mixture was further kept under stirring without heating for 60 minutes to obtain PECK in the form of a complex with AlCl 3 . Then, in order to isolate solid PECK, 400 ml of ethanol were added at a stirring speed of 350 rpm and stirred for 1 hour. Then the powder was filtered and washed again in 400 ml of
Пример 2. Синтез ПЭКК состава Т/И 70/30Example 2. Synthesis of PECK composition T/I 70/30
В стеклянный реактор (1 л), снабженный якорной тефлоновой мешалкой (d=9 см), при продувке сухим азотом вносили 16,77 г (0,036 моль) 1,3-бис(4-феноксибензоил)бензола, 11,18 г (0,024 моль) 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензола, 12,00 г (0,059 моль) ТФХ, 0,08 г (0,001 моль) БХ и 148 мл ДХЭ, и охлаждали полученный реакционный раствор до температуры -10°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии а) составляла 0,41 моль/л, ацилхлоридов - 0,41 моль/л. Далее единовременно вносили 57,31 г (0,429 моль) AlCl3 при перемешивании со скоростью 200 об/мин. Через 20 минут после внесения катализатора снимали охлаждение и вносили в реактор 274 мл ДХЭ предварительно нагретого до 65°C. Температура реакционной смеси составляла 30°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии с) составляла 0,15 моль/л, ацилхлоридов - 0,15 моль/л. Реакционную смесь далее выдерживали без нагрева при перемешивании в течение 60 минут с получением ПЭКК в виде комплекса с AlCl3. Затем с целью выделения твердого ПЭКК вносили 500 мл этанола при скорости перемешивания 350 об/мин и перемешивали в течение 1 часа. Затем порошок фильтровали и повторно промывали в 500 мл этанола 4 раза (4×500 мл). Далее порошок переносили в 0,2 Н водный раствор HCl и кипятили при перемешивании в течение 3 часов. По завершении процесса порошок полимера фильтровали и промывали в 500 мл дистиллированной воды 4 раза (4×500 мл). Готовый продукт сушили под вакуумом при температуре 90°C в течение 3 часов. Выход продукта составлял 93%. ηinh (H2SO4)=0,9 дл/г. ПТР полученного ПЭКК составлял 12,7 г/10 мин при нагрузке 1,2 кг при 380°C. ЯМР-спектры, полученного ПЭКК, представлены на Фиг. 2. Остаточное содержание алюминия составляло 55 масс. ч./млн.16.77 g (0.036 mol) of 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 11.18 g (0.024 mol) 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 12.00 g (0.059 mol) TPC, 0.08 g (0.001 mol) BQ and 148 ml DCE, and the resulting reaction solution was cooled to a temperature of -10°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step a) was 0.41 mol/l, acyl chlorides - 0.41 mol/l. Further, 57.31 g (0.429 mol) of AlCl 3 were added simultaneously with stirring at a speed of 200 rpm. 20 minutes after the addition of the catalyst, the cooling was removed and 274 ml of DCE preheated to 65°C were introduced into the reactor. The temperature of the reaction mixture was 30°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step c) was 0.15 mol/l, acyl chlorides - 0.15 mol/l. The reaction mixture was further kept without heating with stirring for 60 minutes to obtain PECK in the form of a complex with AlCl 3 . Then, in order to isolate solid PECK, 500 ml of ethanol were added at a stirring speed of 350 rpm and stirred for 1 hour. The powder was then filtered and washed again in 500 ml of
Пример 3. Синтез ПЭКК состава ТФХ/ИФХ 60/40Example 3. Synthesis of PECK composition TPC/IFC 60/40
В стеклянный реактор (1 л), снабженный якорной тефлоновой мешалкой (d=9 см), при продувке сухим азотом вносили 17,47 г (0,037 моль) 1,3-бис(4-феноксибензоил)бензола, 4,37 г (0,009 моль) 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензола, 9,33 (0,046 моль) ТФХ, 0,13 г (0,001 моль) БХ и 115 мл ДХЭ и охлаждали полученный реакционный раствор до температуры -15°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии а) составляла 0,4 моль/л, ацилхлоридов - 0,41 моль/л. Далее единовременно вносили 44,55 г (0,334 моль) AlCl3 при перемешивании со скоростью 200 об/мин. Через 20 минут после внесения катализатора снимали охлаждение и вносили в реактор 212 мл ДХЭ, предварительно нагретого до 70°C. Температура реакционной смеси составляла 25°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии с) составляла 0,14 моль/л, ацилхлоридов - 0,14 моль/л. Реакционную смесь далее выдерживали без нагрева при перемешивании в течение 60 минут с получением ПЭКК в виде комплекса с AlCl3. Затем с целью выделения твердого ПЭКК вносили 550 мл этанола при скорости перемешивания 500 об/мин и перемешивали в течение 1 часа. Затем порошок фильтровали и повторно промывали в 500 мл этанола 4 раза (4×500 мл). Далее порошок переносили в 0,3 Н водный раствор HCl и кипятили при перемешивании в течение 3 часов. По завершении процесса порошок полимера фильтровали и промывали в 500 мл дистиллированной воды 4 раза (4×500 мл). Готовый продукт сушили под вакуумом при температуре 90°C в течение 3 часов. Выход продукта составлял 89%. ηinh (H2SO4)=0,82 дл/г. ПТР полученного ПЭКК составлял 13,7 г/10 мин при нагрузке 1,2 кг при 380°C. ЯМР-спектры, полученного ПЭКК, представлены на Фиг. 3. Остаточное содержание алюминия составляло 186 масс. ч./млн.17.47 g (0.037 mol) of 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 4.37 g (0.009 mol) 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 9.33 (0.046 mol) TPC, 0.13 g (0.001 mol) BQ and 115 ml DCE, and the resulting reaction solution was cooled to a temperature of -15°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step a) was 0.4 mol/l, acyl chlorides - 0.41 mol/l. Further, 44.55 g (0.334 mol) of AlCl 3 were added simultaneously with stirring at a speed of 200 rpm. 20 minutes after the introduction of the catalyst, the cooling was removed and 212 ml of DCE, preheated to 70°C, were introduced into the reactor. The temperature of the reaction mixture was 25°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step c) was 0.14 mol/l, acyl chlorides - 0.14 mol/l. The reaction mixture was further kept without heating with stirring for 60 minutes to obtain PECK in the form of a complex with AlCl 3 . Then, in order to isolate solid PECK, 550 ml of ethanol were added at a stirring speed of 500 rpm and stirred for 1 hour. The powder was then filtered and washed again in 500 ml of
Пример 4. Синтез ПЭКК состава ТФХ/ИФХ 70/30 из 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензолаExample 4. Synthesis of PECC composition TPC/IFC 70/30 from 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene
В стеклянный реактор (1 л), снабженный якорной тефлоновой мешалкой (d=9 см), при продувке сухим азотом вносили 25,00 г (0,053 моль) 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензола, 4,32 (0,021 моль) ТФХ, 6,47 г (0,032 моль) ИФХ и 133 мл ДХЭ и охлаждали полученный реакционный раствор до температуры -5°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензола на стадии а) составляла 0,4 моль/л, ацилхлорида - 0,4 моль/л. Далее единовременно вносили 51,00 г (0,382 моль) AlCl3 при перемешивании со скоростью 200 об/мин. Через 20 минут после внесения катализатора снимали охлаждение и вносили в реактор 246 мл ДХЭ, температура которого составляла 22°C. Температура реакционной смеси составляла 15°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензола на стадии с) составляла 0,14 моль/л, ацилхлорида - 0,14 моль/л. Реакционную смесь далее выдерживали без нагрева при перемешивании в течение 60 минут. Затем с целью выделения твердого ПЭКК вносили 500 мл этанола при скорости перемешивания 350 об/мин и перемешивали в течение 1 часа. Затем порошок фильтровали и повторно промывали в 500 мл этанола 4 раза (4×500 мл). Далее порошок переносили в 0,4 Н водный раствор HCl и кипятили при перемешивании в течение 3 часов. По завершении процесса порошок полимера фильтровали и промывали в 500 мл дистиллированной воды 4 раза (4×500 мл). Готовый продукт сушили под вакуумом при температуре 80°C в течение 4 часов. Выход продукта составлял 80%. ηinh (H2SO4)=1,2 дл/г, остаточное содержание алюминия составляло 245 масс. ч./млн.25.00 g (0.053 mol) of 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 4.32 (0.021 mol ) TPC, 6.47 g (0.032 mol) IPC and 133 ml DCE and cooled the resulting reaction solution to a temperature of -5°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzene in step a) was 0.4 mol/l, acyl chloride - 0.4 mol/l. Further, 51.00 g (0.382 mol) of AlCl 3 were added simultaneously with stirring at a speed of 200 rpm. 20 minutes after the introduction of the catalyst, the cooling was removed and 246 ml of DCE were introduced into the reactor, the temperature of which was 22°C. The temperature of the reaction mixture was 15°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzene in step c) was 0.14 mol/l, acyl chloride was 0.14 mol/l. The reaction mixture was further kept without heating with stirring for 60 minutes. Then, in order to isolate solid PECK, 500 ml of ethanol were added at a stirring speed of 350 rpm and stirred for 1 hour. The powder was then filtered and washed again in 500 ml of
Пример 5. Синтеза ПЭКК состава Т/И 80/20Example 5. Synthesis of PECK composition T/I 80/20
В стеклянный реактор (1 л), снабженный якорной тефлоновой мешалкой (d=9 см), при продувке сухим азотом вносили 8,66 г (0,0184 моль) 1,3-бис(4-феноксибензоил)бензола, 12,99 г (0,0276 моль) 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензола, 9,33 (0,046 моль) ТФХ и 115 мл ДХЭ и охлаждали полученный реакционный раствор до температуры -5°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии а) составляла 0,4 моль/л, ацилхлорида - 0,4 моль/л. Далее единовременно вносили 44,14 г (0,331 моль) AlCl3 при перемешивании со скоростью 200 об/мин. Через 20 минут после внесения катализатора снимали охлаждение и вносили в реактор 214 мл ДХЭ, температура которого составляла 22°C. Температура реакционной смеси составляла 10°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии с) составляла 0,14 моль/л, ацилхлоридов - 0,14 моль/л. Реакционную смесь далее выдерживали без нагрева при перемешивании в течение 60 минут. Затем с целью выделения твердого ПЭКК вносили 400 мл этанола при скорости перемешивания 350 об/мин и перемешивали в течение 1 часа. Затем порошок фильтрлвали и повторно промывали в 400 мл этанола 4 раза (4×400 мл). Далее порошок переносили в 0,1 Н водный раствор HCl и кипятили при перемешивании в течение 3 часов. По завершении процесса порошок полимера фильтровали и промывали в 400 мл дистиллированной воды 4 раза (4×400 мл). Готовый продукт сушили под вакуумом при температуре 110°C в течение 2 часов. Выход продукта от теоретического составлял 81%. ηinh (H2SO4)=0,25 дл/г, остаточное содержание алюминия составлял 150 масс. ч./млн.8.66 g (0.0184 mol) of 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 12.99 g (0.0276 mol) 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 9.33 (0.046 mol) TPC and 115 ml DCE, and the resulting reaction solution was cooled to -5°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step a) was 0.4 mol/l, acyl chloride - 0.4 mol/l. Further, 44.14 g (0.331 mol) of AlCl 3 were added simultaneously with stirring at a speed of 200 rpm. After 20 minutes after the addition of the catalyst, the cooling was removed and 214 ml of DCE were introduced into the reactor, the temperature of which was 22°C. The temperature of the reaction mixture was 10°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step c) was 0.14 mol/l, acyl chlorides - 0.14 mol/l. The reaction mixture was further kept without heating with stirring for 60 minutes. Then, in order to isolate solid PECK, 400 ml of ethanol were added at a stirring speed of 350 rpm and stirred for 1 hour. The powder was then filtered and washed again in 400 ml of
Пример 6. Синтез ПЭКК состава Т/И 60/40Example 6. Synthesis of PECK composition T/I 60/40
В стеклянный реактор (1 л), снабженный якорной тефлоновой мешалкой (d=9 см), при продувке сухим азотом вносили 17,31 г (0,0368 моль) 1,3-бис(4-феноксибензоил)бензола, 4,33 г (0,0092 моль) 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензола, 9,33 (0,046 моль) ТФХ и 115 мл ДХЭ и охлаждали полученный реакционный раствор до температуры -5°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии а) составляла 0,4 моль/л, ацилхлорида - 0,4 моль/л. Далее единовременно вносили 44,14 г (0,331 моль) AlCl3 при перемешивании со скоростью 200 об/мин. Через 20 минут после внесения катализатора снимали охлаждение и вносили в реактор 268 мл ДХЭ, температура которого составляла 25°C. Температура реакционной смеси составляла 18°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии с) составляла 0,12 моль/л, ацилхлоридов - 0,12 моль/л. Реакционный раствор далее перемешивали без нагревания в течение 60 минут. Затем с целью выделения твердого ПЭКК вносили 400 мл этанола при перемешивании со скоростью 350 об/мин и перемешивали в течение 1 часа. Затем порошок фильтровали и повторно промывали в 400 мл этанола 4 раза (4×400 мл). Далее порошок переносили в 0,1 Н водный раствор HCl и кипятили при перемешивании в течение 3 часов. По завершении процесса порошок полимера фильтровали и промывали в 400 мл дистиллированной воды 4 раза (4×400 мл). Готовый продукт сушили под вакуумом при температуре 90°C в течение 3 часов. Выход продукта составлял 91 %. ηinh (H2SO4)=1,3 дл/г, остаточное содержание алюминия составляло 99 масс. ч./млн.17.31 g (0.0368 mol) of 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 4.33 g (0.0092 mol) 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 9.33 (0.046 mol) TPC and 115 ml DCE, and the resulting reaction solution was cooled to -5°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step a) was 0.4 mol/l, acyl chloride - 0.4 mol/l. Further, 44.14 g (0.331 mol) of AlCl 3 were added simultaneously with stirring at a speed of 200 rpm. After 20 minutes after adding the catalyst, the cooling was removed and 268 ml of DCE were introduced into the reactor, the temperature of which was 25°C. The temperature of the reaction mixture was 18°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step c) was 0.12 mol/l, acyl chlorides - 0.12 mol/l. The reaction solution was further stirred without heating for 60 minutes. Then, in order to isolate solid PECK, 400 ml of ethanol were added with stirring at a speed of 350 rpm and stirred for 1 hour. The powder was then filtered and washed again in 400 ml of
Пример 7. Синтез ПЭКК состава Т/И 80/20Example 7. Synthesis of PECK composition T/I 80/20
В стеклянный реактор (1 л), снабженный якорной тефлоновой мешалкой (d=9 см), при продувке сухим азотом вносили 8,66 г (0,0184 моль) 1,3-бис(4-феноксибензоил)бензола, 12,99 г (0,0276 моль) 1,4-бис(4-феноксибензоил)бензола, 9,33 (0,046 моль) ТФХ и 115 мл ДХЭ и охлаждали реакционный раствор до температуры 0°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии а) составляла 0,4 моль/л, ацилхлоридов - 0,4 моль/л. Далее единовременно вносили 44,14 г (0,331 моль) AlCl3 при перемешивании со скоростью 200 об/мин. Через 20 минут после внесения катализатора снимали охлаждение и вливали в реактор 345 мл ДХЭ, температура которого составляла 70°C. Температура реакционной смеси составляла 45°C. Мольная концентрация бис(феноксибензоил)бензолов на стадии с) составляла 0,1 моль/л, ацилхлорида - 0,1 моль/л. Реакционный раствор перемешивали без нагревания в течение 60 минут. Затем с целью выделения твердого ПЭКК вносили 400 мл этанола перемешивании со скоростью 350 об/мин и перемешивали в течение 1 часа. Затем порошок фильтровали и повторно промывали в 400 мл этанола 4 раза (4×400 мл). Далее порошок переносили в 1 Н водном растворе HCl и кипятили при перемешивании в течение 3 часов. По завершении процесса порошок полимера фильтровали и промывали в 400 мл дистиллированной воды 4 раза (4×400 мл). Готовый продукт сушили под вакуумом при температуре 120°C в течение 2 часов. Выход продукта составлял 92 %. ηinh (H2SO4)=1,7 дл/г, остаточное содержание алюминия составляло 83 масс. ч./млн.8.66 g (0.0184 mol) of 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 12.99 g (0.0276 mol) 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, 9.33 (0.046 mol) TPC and 115 ml DCE and cooled the reaction solution to a temperature of 0°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step a) was 0.4 mol/l, acyl chlorides - 0.4 mol/l. Further, 44.14 g (0.331 mol) of AlCl 3 were added simultaneously with stirring at a speed of 200 rpm. After 20 minutes after adding the catalyst, the cooling was removed and 345 ml of DCE was poured into the reactor, the temperature of which was 70°C. The temperature of the reaction mixture was 45°C. The molar concentration of bis(phenoxybenzoyl)benzenes in step c) was 0.1 mol/l, acyl chloride was 0.1 mol/l. The reaction solution was stirred without heating for 60 minutes. Then, in order to isolate solid PECK, 400 ml of ethanol were added with stirring at a speed of 350 rpm and stirred for 1 hour. The powder was then filtered and washed again in 400 ml of
Claims (27)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2791106C1 true RU2791106C1 (en) | 2023-03-02 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2823289C1 (en) * | 2023-12-19 | 2024-07-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Method of producing polyetherketoneketone |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10280246B2 (en) * | 2012-07-20 | 2019-05-07 | Arkema France | Method for synthesizing polyaryletherketones |
EP3431522B1 (en) * | 2017-07-18 | 2020-11-18 | Arkema France | Purification of polyetherketoneketone by centrifugal filtration |
RU2775568C2 (en) * | 2020-12-30 | 2022-07-04 | Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг» | Method for producing a 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene - lewis acid complex and polyetherketoneketone based thereon |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10280246B2 (en) * | 2012-07-20 | 2019-05-07 | Arkema France | Method for synthesizing polyaryletherketones |
US10689475B2 (en) * | 2012-07-20 | 2020-06-23 | Arkema France | Method for synthesizing polyaryletherketones |
EP3431522B1 (en) * | 2017-07-18 | 2020-11-18 | Arkema France | Purification of polyetherketoneketone by centrifugal filtration |
RU2775568C2 (en) * | 2020-12-30 | 2022-07-04 | Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг» | Method for producing a 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene - lewis acid complex and polyetherketoneketone based thereon |
RU2775601C2 (en) * | 2020-12-30 | 2022-07-05 | Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг» | Method for producing 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene and polyetherketone ketone based thereon |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2823289C1 (en) * | 2023-12-19 | 2024-07-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Method of producing polyetherketoneketone |
RU2835695C1 (en) * | 2024-05-02 | 2025-03-03 | Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" | Method of producing polyetherketoneketone |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10793669B2 (en) | Process for producing polyether ketone ketone | |
EP3431522B1 (en) | Purification of polyetherketoneketone by centrifugal filtration | |
EP3404013A1 (en) | Purification of 1,4-bis (4-phenoxybenzoyl)benzene by centrifugal filtration | |
CN110621648B (en) | Method for producing 1, 4-bis (4-phenoxybenzoyl) benzene at elevated temperature | |
CA1103391A (en) | Process for isolation of polymers | |
EP3404011B1 (en) | Dissociation of a 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene-lewis acid-complex in an aqueous solution | |
WO2021031818A1 (en) | Polyvinyl thioether ester, preparation method therefor and use thereof | |
CN110637004B (en) | Curing of 1,4-bis (4-phenoxybenzoyl) benzene | |
RU2791106C1 (en) | Method for the production of polyetherketone ketone | |
KR20210089722A (en) | Process for preparing 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene using substantially unhydrolyzed terephthaloyl chloride | |
JP2002542324A (en) | Method and apparatus for separating solids from polymer solutions | |
JP2011174033A (en) | Powder coating comprising cyclic polyarylene sulfide and powder coating method | |
Guarrotxena et al. | Local chain configuration dependence of the mechanisms of analogous reactions of poly (vinyl chloride) 4. Nucleophilic substitution with sodium thiobenzoate | |
RU2835695C1 (en) | Method of producing polyetherketoneketone | |
CN116368121A (en) | Method for purifying bis-2-hydroxyethyl terephthalate and polyester resin comprising the same | |
JP3056379B2 (en) | Method for producing polysuccinimide | |
JP3528865B2 (en) | Method for producing polyarylene sulfide | |
US20040199010A1 (en) | High-purity biphenyltetracarboxylic dianhydride and process for producing the same | |
JPS5856373B2 (en) | Production method of aromatic copolyamide | |
US5852161A (en) | Process for the preparation of undoped polyaniline via para-haloaniline | |
JPH0676489B2 (en) | Method for producing poly (arylene ketone) | |
JP3382785B2 (en) | Method for producing polysuccinimide | |
KR20250005444A (en) | Method for producing polyetherketone ketone | |
JPS5843413B2 (en) | The next step | |
WO2022146199A1 (en) | Method for preparing 1,3-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene (1,3-ekke) and method for preparing polyetherketoneketone using said 1,3-ekke |