Патент на изобретение №2245345
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к способу получения ароматических полиамидов, которые могут быть использованы в различных областях техники в качестве высокопрочных и высокотермостойких покрытий, связующих для пластмасс, стеклопластиков, клеев и пленок. Способ получения включает две стадии. На первой стадии получают полиимидаты неравновесной поликонденсацией бис-фенолов с N-фенилиминхлоридом на основе моно- и дикарбоновых кислот. Затем полученные полиимидаты подвергают перегруппировке Чепмена при 240-260°С в течение 5-6 час. Изобретение позволяет создать полимеры с хорошей растворимостью и повышенной термостойкость. 2 табл.
Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности, к способу получения термостойких полигетероариленов, которые могут быть использованы в промышленности полимерных изделий, в частности связующих для пластмасс и стеклопластиков, а также клеев, покрытий и пленочных материалов. Известны (Пат. США №3418275, опубл. 1968 г., Пат. США №3624033, опубл. 1971 г., Федотова О.Я. и др. Высокомол. соед. – 1960. – Т.2. – с.899-903., Hesegawa H. Bull. Chem. Soc. Japan. – 1954. – V.27. – p.227-235.) классические способы получения ароматических полиамидов (АПА) низкотемпературной поликонденсацией диаминов с дикарбоновыми кислотами или их производными и гомополиконденсацией ароматических аминокислот или их производных в растворе, в расплаве и на границе раздела фаз. Данные методы приводят к получению полимеров с ограниченной растворимостью, недостаточной термостойкостью и небольшим интервалом между температурами размягчения и разложения и, как следствие, приводят к плохой перерабатывающейся способности полимеров данного типа. Выделить наиболее близкий аналог предлагаемому изобретению невозможно, т.к. существующие методы и некоторые из них приведенные заключаются в реакциях поликонденсации или полимеризации мономера или мономеров, а предлагаемый метод заключается в перегруппировке предварительно полученного полиимидатного звена. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости, улучшение физико-механических характеристик и обеспечение возможности переработки ПА в изделия современными промышленными методами. Реакции осуществляют по следующей схеме: Коэффициенты m и n – количество молей мономеров, вступивших в реакцию поликонденсации. Соотношение m/(n-m) и коэффициент р – степень полимеризации, лежащая в области 43-50 и 38-46, соответственно. Реакцию неравновесной поликонденсации в растворе N-метил-2-пирролидона (N-МП) бис-фенола с N-фенилиминохлоридом проводят следующим образом. В раствор (N-МП) бис-фенола и триэтиламина при перемешивании и 20°С небольшими порциями в течении 15-20 мин. вводят раствор (N-МП) N-фенилиминохлорида. После гомогенизации реакционную смесь помещают в металлическую баню с одновременным продуванием аргона. Поликонденсацию ведут в течение 15-16 часов при 150-160°С, в зависимости от строения исходных мономеров с образованием полиимидатов, выход 94-97%. Перегруппировку осуществляли при 240-260°С в течение 5-6 часов, при этом происходило незначительное уменьшение молекулярной массы образующегося полиамида. Полимеры полностью растворимы в концентрированных серной и муравьиной кислотах, амидных растворителях. Условия проведения реакций и свойства полученных ароматических ПА приведены в таблице 1. Строение полученных ароматических ПА подтверждено данными ИК-спектроскопии, ЯМР С13– и Н1-спектроскопии. Так, по данным ИК-спектроскопии характеристические полосы поглощения с области 1665-1635 см-1 (C=N) смещаются в область 1690-1660 см-1 (С=О), а полосы в области 1280-1260 см-1 имидоэфирной (С-О) связи практически отсутствуют. Согласно данным динамического термогравиметрического анализа (5 град/мин, на воздухе), полиамиды теряют 10% начального веса при 410-460°С (см. Таблицу 1). Прессованием порошков ароматических полиамидов при давлении 70-75 МПа и 250-350°С получены пресс-материалы, свойства которых приведены в Таблице 2. Предлагаемый способ подтверждается следующими нижеприведенными примерами. Все примеры приведены с небольшим избытком N-фенилиминохлорида. Пример 1. К раствору (N-МП) бис-фенола (0,01 моль) в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, вводом для аргона и капельной воронкой, при интенсивном перемешивании в присутствии триэтиламина (0.022 моль) в течение 15-20 мин. приливали раствор (N-МП) N-фенилиминохлорида на основе дикарбоновых кислот (0,011 моль) при 20°С. Гомогенизированную реакционную смесь погружали в баню с одновременной подачей аргона со скоростью 10-30 мл/мин. Синтез вели в течение 15-16 часов при 150-160°С. Продукт высаживали в 2%-ный водный раствор аммиака, отделяли на фильтре, промывали последовательно 1%-ным раствором бисульфита натрия и водой. Сушили в вакуум-шкафу при 60-70°С до постоянной массы. Перегруппировку полиимидатов в ПА осуществляли в конденсационной пробирке при 240-260°С в течение 5-6 часов при продувании аргона со скоростью 10-30 мл/мин. Выход ПА количественный. Пример 2. К раствору (N-МП) резорцина 1,1000 г (0,0100 моль) в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, вводом для аргона и капельной воронкой, при интенсивном перемешивании в присутствии триэтиламина 2,2220 г (0,0220 моль) в течение 15-20 мин. приливали раствор (N-МП) N,N’-дифенилизофталиминохлорида 3,8830 г (0,0110 моль) при 20°С. Гомогенизированную реакционную смесь погружали в баню с одновременной подачей аргона со скоростью 10-30 мл/мин. Синтез вели в течение 15-16 час при 150-160°С. Продукт высаживали в 2%-ный водный раствор аммиака, отделяли на фильтре, промывали последовательно 1%-ным раствором бисульфита натрия и водой. Сушили в вакуум шкафу при 60-70°С до постоянной массы. Перегруппировку полиимидатов в ПА проводили аналогично примеру 1. Пример 3. Неравновесную полигетероконденсацию между бис-фенолами и N-фенилиминохлоридами на основе монокарбоновых кислот, а именно поликонденсацию 1,1000 г (0,0100 моль) гидрохинона и 4,8060 г (0,0108 моль), 4,4’-окса-бис-(N-фениленбензиминохлорида) в присутствии триэтиламина 2,1816 г (0,0216 моль) и последующую перегруппировку в ПА проводили аналогично примеру 1. Загрузка полиимидатов для перегруппировки в ПА во всех примерах составляла 0,005 моль, степень перегруппировки – 74,5-88,7%.
Как видно из приведенных данных Таблиц 1, 2, предлагаемый способ получения ароматических ПА выгодно отличается тем, что получаются полимеры с высокими значениями вязкостных свойств, сравнительно хорошей растворимостью и хорошей перерабатываемостью в полимерные материалы современными методами, а также высокими значениями физико-механических свойств их материалов и высокой стойкостью к термоокислительной деструкции.
Вышеперечисленный комплекс практически полезных свойств полученных ароматических ПА определяет положительный эффект изобретения. Полученные ароматические ПА могут быть использованы в различных областях техники в качестве высокопрочных и высокотермостойких покрытий, связующих для пластмасс, стеклопластиков, пленок и клеев.
Формула изобретения
Способ получения ароматических полиамидов, включающий неравновесную поликонденсацию бис-фенолов с N-фенилиминхлоридом на основе моно- и дикарбоновых кислот до получения полиимидатов и последующую их перегруппировку Чепмена при температуре 240-260 °С в течение 5-6 ч.
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 01.05.2005
Извещение опубликовано: 27.12.2006 БИ: 36/2006
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
прив. (ДМФА) дл/г1