SU820201A1

SU820201A1 - Полимерна термоотверждаема композици

Info

Publication number: SU820201A1
Application number: SU792860361A
Authority: SU
Inventors: В.В. Коршак; М.М. Тепляков; В.Н. Михайлов; М.А. Масенкис
Original assignee: Ордена Ленина Институт Элементоорганических Соединений Ан Ссср
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1982-02-15

Description

I

Изобретение относитс к полимер ной химии, а точнее к полимерным термоотверждаемым композици м на основе олигофениленов, и может быть использовано в химической промышленности , а композиции - дл изготовлени тепло- и термостойких конструкционных материалов.

Известны полимерные композиции, используемые в качестве конструкционных материалов, основу которых составл ет полифенилен, полученный окислительной дегидрополиконденсацией смеси ароматических мономеров, и отверждающий агент, полученный поликонденсацией ароматического гликол и п-толуолсульфокислоты tllwC21.

Такие композиции вл ютс нетехнологичными из-за плохой растворимости их основы (полифенилена), что требует применени больших объемов токсичных хлорированных растворителей и не позвол ет полумать высококоицентриорванные пропиточные растворы. Молекул рна масса растворимой фракции такого полифенилена не превышает 2000, что недостаточно дл изготовлени конструкционных материалов с высокими прочностными показател ми.

Наиболее близкой по технической сущности к описываемому изобретению вл етс полимерна термоотверждаема композици , состо ща из олигофенилена и п-толуолсульфокислоты 33. Эта полимерна композици содержит в качестве основы полифенилен, полученный полициклоконденсацией приблизительно эквимолекул рной смеси кеталей монои диацетилароматических соединений.

Недостаток такой композиции заключаетс в том, что ее отверждение протекает при высокой температуре (itOO с) , это св зано -; характером реакций структурировани по концевым . кетальным и ацетильным группам. Столь высока температура отверждени не позвол ет использовать дл перера3 ботки такой композиции стандартно технологическое оборудование. Другим недостатком такой компо зиции вл етс то, что из-за нез тельного содержани концевых реа онноспособных групп, отвержденны полимеры имеют недостаточную гус ту сшивок между макромолекулами соответственно низкие прочностны показатели. Целью изобретени вл етс сни жение температуры отверждени и вышение физико-механических свой отвержденного материала. Эта цель достигаетс тем, что вестна полимерна термоотверждае ма композици , состо ща из оли фенилена и п-толурлсул ьфокислоты она содержит олигофенилен общей формулы: а также дополнительно содержит в качестве сшивающего агента гли общей формулы HO-CHR-X- CHR-OM, где Х , -Н при следующем соотноше нии компонентов, вес.ч.: Олигофенилен100 Гликоль 20-100 п-Толуолсульфокислота5-10 Совмещение компонентов произво д т в среде органических раствори TfcJfeй, таких как толуол, ксилол, бензол, хлороформ, дихлорэтан при 60-150 С. Полученные растворы могут быть использованы дл пропитки по обычной технологии таких армирующих наполнителей, как стекл нна и угольна ткань и т.п. Путем отгонки растворител могут быть получены пресспорошки . Пресс-порошки и композиты перерабатывают по обычной технологии при 200-250°С, получа конструкционные материалы с высокими прочностными свойствами. В некоторых случа х с целью улучшени теплофизических и механических свой-ств после отверждени при 200°С может примен тьс прогрев материала вне пресса в инертной атмосфере при 250-,t50C в течение 20-100 часов . П р и м е р 1. В четырехгорлую колбу, снабженную термометром, мешалкой и барботером загружают 3,10 г (0,01 моль) этилового кет зл п-диацетилбензола , г (0,03 мол ) этилового кетал ацетофенона и 50 мл сухого бензола. Колбу охлаждают водой до 15°С и в раствор при перемешивании пропускают ток сухого НС1 со скоростью 8-10 см /мин. По ходу реакции отбирают и высаживают в .ЭТИЛОВЫЙ спирт пробы реакционной смеси . После образовани достаточно высокомолекул рного продукта добавл ют остальное количество (9,70 г, 0,05 мол ) кетал ацетофенона, выключают перемешивание и. пропускание НСЕ и смесь оставл ют при комнатной температуре на часа,фильтруют и фильтрат высаживают в 200-250 мл этанола. Полученный продукт переосаждают два раза из хлороформа в этиловый спирт, посл-з чего сушат в вакууме при 60°С. Получают около 4 г олигофенилена светло-желтого цвета, растворимого в бензоле, толуоле, диоксане и хлорированных растворител х. Аналогично из этиловых кеталей диацетилароматических соединений общей формулы CHs/CaHsO/aC-Ar-C/OCgHs/aCH и кетал ацетофенона получают и дру гие олигофенилены вышеуказанной формулы , Свойства олигофениленов приведены в т абл. 1. Пример2. 20 г олигофенилена на основе этиловых кеталей п-диацетилбензола и ацетофенона, полученHorOj как описано в примере 1, 10 г п-ксилиленгликол и 3 г п-толуолсульфокислоты раствор ют в 150 мл толуола . Смесь кип т т 8 часов, собира отгон ющийс азеотроп в ловушке Дина-Старка. Раствор совмещенного с отвердителем олигофенилена упаривают на роторном испарителе а форполимер сушат в вакууме при гемпературе не выше 100°С, получа т ким образом пресс-порошок. Совершенно аналогично совмещают отвердители и олигофенилены иного строени .

При мер 3. Полученные, как описано в примере 2, пресс-порошки совмещают с отвердителем олигофениленов прессуют в течение 1 часа при 200 С и удельном давлении 600 кг/см. Получают структурированные полимеры

темно-коричневого цвета со свойстваьм приведенными в табл.2.

П р и м е р . Полученный по примеру 3 образец отвержденного в прессе при 200 С полимера на основе этиловых кеталей ацетофенона и п-диаце-тилбензола прогревают в инертной атмосфере при 250 С в течение 30 масов , затем при jOOC в течение 50 часов . Прочность при изгибе термообработаиного материала равна кг/смТ

Как следует из примеров, предложенные композиции отверждаютс при значительно более низких температурах и получаемые отвержденные материалы имеют высокие прочностные показатели.

i Т а б л и ц а 1

0,0

ПО

0,0

125

2100

93,59 5,51

1300

93,45 5,35

0,18135

Свойства отвержденных полимеров

86,5+ 5,05

f

92,46 5,88 8t,29 5,32

Таблица 2

380 360

4805 0

6

500550

k

Свойства отвержденных полимеров

8 Прэдолжение табл.2

i+50

460

520

420

47П

520

kkQ

490

550 Примем а, .н. и е; экстракци проводилась кип щим хлороформом в течение 8 часов-, по данным динамического ТГА на воздухе,

.

.. изобретени Полимёрыар-тержоотверждаема композицйЯ; 9Х сго ща из олигофенилена и п-толуолсульфокислоты, о тл и ч а--ю Щ а с . тем, что, с целью снижени температуры отверждени и повышени физикомеханических свойств отвержденного Материала , она содержит олигофенилен общей формулы:

25 где Х

МЛМ а также дополнительно содержит в качестве сшивающего агента гликоль общей формулы H -CHR-X-CHR-OH, 35 о ,,-Н при следующем соотношении компонентов, вес,ч: Олигофенилен100 Гликоль20-100 п-толуолсульфокислота5 10 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3555108, кл. 260-79, опублик. 19б9. 2.Патент США № , кп; 260-79, опублик. 1969. Зо Авторское свидетельство СССР № i l6369, кл. С 08 & 61/10, 1971 ( прототип).

Claims

.' .'Фо^ул а и зобре т е ни я Полимёрыйя-термоотверждаемая композицйя^’^сТоящая. из олигофенилена и п-толуолсульфокислоты, о τη и ч а··» Щ а я с я.' тем, что, с целью снижения температуры отверждения и повышения физикомеханических свойств отвержденного Материала, она содержит олигофенилен общей формулы:

» cSeX=-(Qf .-сн-о-··

-@-^счгО>а также дополнительно содержит в качестве сшивающего агента гликоль общей формулы H$-CHR~X-CHR-OH, кипящим хлороформом на воздухе , ^сн2^О^>_млм С^·^s О'

35 R=-CH₃,-H при следующем соотношении компонентов, вес.ч:

Олигофенилен 100

Гликоль 20-100 п-толуолсульфо40 кислота 5“ Ю