Патент на изобретение №2246506
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ПРОТИВОСТАРИТЕЛЬ ВУЛКАНИЗАТОВ КАУЧУКОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к химическому соединению, а именно к полианилину (поли-п-фениленаминимин), который используют в качестве противостарителя каучуков. В качестве противостарителя вулканизатов каучуков используют полианилин формулы Техническим результатом при использовании предлагаемого соединения является увеличение теплостойкости вулканизатов. 2 табл.
Изобретение относится к химическому соединению, а именно к полианилину (поли-п-фениленаминимин), который может быть использован в качестве противостарителя каучуков. Известен 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ацетонанил). (Тезисы докладов 1 Кирпичниковских чтений “Деструкция и стабилизация полимеров. Молодые ученые – третьему тысячелетию”. Казань, 22-24 февраля, 2000, Нов. Знания). Однако при введении указанного противостарителя вулканизаты характиризуются невысокой теплостойкостью. Известно использование димера кротонилиден- Однако ингибирующая активность его недостаточно высока. Кроме того, при его получении используют кротоновый альдегид, который в условиях синтеза (t=140°C) склонен полимеризоваться, а также большое количество катализатора – до 10% (щавелевая кислота либо бензолсульфокислота), что приводит к загрязнению продукта. (Справочник резинщика. – M.: Химия, 1971, с.324). При использовании кротонилиден- Кроме того, показатели теплостойкости вулканизатов невысоки. Известно также использование N-фенил-м-феноксифенилметанимина (патент РФ N 2116999, МПК С 07 С 251/24, С 08 К 5/29, 1996), N-o-гидроксифенил-м-феноксифенилметанимина (патент РФ N 2117000, МПК С 07 С 251/24, С 08 К 5/29, 1996) и N-п-метоксифенил-м-феноксифенилметанимина (патент РФ N 2117001, МПК С 07 С 251/24, С 08 К 5/29, 1996) в качестве противостарителей, сочетающих в себе свойства антиозонантов и противоутомителей. Однако результаты испытаний таких свойств, как условная прочность при растяжении, относительное удлинение, с использованием данных веществ уступают результатам, полученным с использованием заявляемого вещества. Наиболее близким по структуре и по назначению является N-фенил-N-циклогексил-п-фенилендиамин (марки 4010) (Справочник резинщика. – М.: Химия, 1971, с.608). Однако при введении указанного противостарителя вулканизаты не обладают высокой теплостойкостью. Задачей предлагаемого изобретения является получение нового противостарителя, который при введении в резиновую смесь, обеспечивает получение резиновых изделий, стойких к тепловому старению. Техническим результатом при использовании предлагаемого соединения является увеличение теплостойкости вулканизатов. Технический результат достигается тем, что в качестве противостарителя каучуков используют полианилин формулы молекулярной массы 25·103. Предлагаемый нами полианилин получают при взаимодействии ароматического амина, а именно анилина с персульфатом аммония. Структура полианилина включает звенья вторичного ароматического амина и хинониминные структуры, что обеспечивает ингибирование радикалов различных типов: R, RO, RO2, образование которых характерно при окислении каучука. Ингибирование окисления полидиенов полианилином основано на протекании следующих превращений: Полимерные радикалы, образующиеся в результате деструкции полидиена, вступают в реакцию с хиноидными фрагментами структуры полианилина и осуществляют тем самым специфическую регенерацию молекулярной массы полимера, обеспечивая теплостойкость резины. Полианилин получают по классической реакции поликонденсации ароматических аминов. /А.В.Волохина. Применение полианилина для получения перспективных синтетических волокон. Химические волокна, 1994, №1, с.11-14/. Анилин подвергают взаимодействию с персульфатом аммония в присутствии раствора соляной кислоты при температуре -5-0°С в течение 2-2,5 часов и 86°С в течение 1 часа. Полианилин очищают от непрореагировавших исходных реагентов и вторичных продуктов окисления экстракцией ацетоном. Полианилин представляет собой порошок темно-зеленого цвета, растворимый только в концентрированной серной кислоте. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, загружают 9,3 г (0,1 моль) анилина, 20 мл дистиллированной воды, 7,25 г (0,2 моль) соляной кислоты. При перемешивании и нулевой температуре дозируют раствор персульфата аммония 11,4 г (0,05 моль). Реакционную смесь выдерживают при t=18-20°C 24 часа. Затем нагревают при t=86°C в течение 1 часа. Конечный продукт очищают экстракцией ацетоном в аппарате Сокслета, сушат в вакууме при 50°С. Полученную соль переводят в основание при обработке водным раствором гидроксида натрия. Выход 86%. Найдено, %: С 78,96, Н 4,59, N 16,45. Вычислено, %: С 79,54, Н 5,01, N 15,45. ИК-спектр, Молекулярная масса: 25·103. Характеристическую вязкость определяли, измеряя приведенную вязкость растворов продуктов в концентрированной серной кислоте, при температуре 20°С. По уравнению Марка-Хаувинка рассчитывали молекулярные массы полимеров. ИК-спектры образцов снимали на спектрофотометре Specord M 82. Дифференциально-термический анализ проводили на дериватографе системы Ф.Паулик, И.Паулик и Л.Эрдеи. Пример 2. Полианилин испытывают в типовых резинах, состав которых указан в таблице 1.
Полианилин вводят вместо противостарителя – N-фенил-N
Как видно из представленных данных, полианилин является эффективным противостарителем каучука. Относительное удлинение после старения увеличилось на 8% по сравнению с прототипом. Условная прочность при растяжении увеличилась на 10%. Остальные показатели остались на прежнем уровне. Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: средство, воплощающее заявленное изобретение при его использовании предназначено для использования в качестве противостарителя каучуков; для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов; средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “промышленная применимость”.
Формула изобретения
Применение полианилина формулы:
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: 24.12.2004
Извещение опубликовано: 27.01.2007 БИ: 03/2007
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-нафтиламина в качестве противостарителя.
, см-1: 1580 (С=С); 3070 (С-Н), 3310 (N-H), 1230 (C-N), 1580 (N-Н).
-циклогексил-п-фенилендиамина (марки 4010) в количестве 1,1 массовых частей на 100 массовых частей каучука. Физико-механические показатели – условная прочность при растяжении, относительное удлинение, остаточное удлинение – определяют в соответствии с ГОСТ 270-75. Эффективность полианилина в качестве противостарителя в резине оценивалась в сравнении с противостарителем марки 4010. Старение проводилось при температуре 100°С в течение 72 часов. Результаты испытаний представлены в таблице 2.