WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

БАРОКОВА ЕЛЕНА БЕТАЛОВНА

ОЛИГОСУЛЬФОНЫ И БЛОК-СОПОЛИМЕРЫ НА ОСНОВЕ

1,1-дихлор-2,2-ди(n-оксифенил)этилена и

1,1-дихлор-2,2-ди(3,5-дибром-n-оксифенил)этилена

02.00.06 – Высокомолекулярные соединения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата химических наук

Нальчик - 2009

Работа выполнена на кафедре органической химии ГОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова».

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Хараев Арсен Мухамедович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Заиков Геннадий Ефремович

доктор химических наук, профессор

Шаов Абубекир Хасанович

Ведущая организация - Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, г.Москва.

Защита состоится « 11 » июня 2009 г. в 1500. часов на заседании диссертационного совета Д 212.076.09 при Кабардино-Балкарском государственном университете им. Х.М. Бербекова по адресу: 360004, КБР, г.Нальчик, ул.Чернышевского, 173, КБГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова

Автореферат разослан «7 » мая 2009 г

Ученый секретарь

диссертационного Совета

д.х.н., профессор Борукаев Т.А.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Среди всех полимерных материалов особое место занимают полимеры конструкционного назначения, способные выдерживать высокие температурные режимы эксплуатации. Перспективным классом полимеров являются ароматические полиэфиры, которые обладают термической, химической, окислительной устойчивостью, что позволяет использовать их в различных отраслях промышленности.

В промышленности чаще всего находят применение гомополимеры. Однако постоянно растущие области использования полимеров требуют сочетания взаимоисключающих свойств, которых невозможно достичь для гомополимеров. Вследствие этого возрастает роль полимерных «гибридов» и методов их получения.

Современный уровень развития химии и технологии полимерных материалов позволяет получать материалы с новыми свойствами на основе заданного сочетания известных полимеров. Одним из наиболее интересных путей в этом направлении является создание новых высокомолекулярных соединений, в которых оригинальным образом могут сочетаться свойства фрагментов макромолекул блок-сополимеров. Варьируя химическую природу блоков, их длину, число и последовательность чередования, можно получать материалы со структурой и свойствами, существенно отличающихся от свойств исходных компонентов. Возможность сочетания неограниченного количества различных макромолекул позволяет синтезировать множество разнообразных блок-сополимеров, изменяя в широких пределах термические, механические и другие свойства.

Исходя из выше изложенного, актуальной проблемой становится синтез ароматических блок-сополиэфиров, а также разработка способов направленного регулирования их свойств за счет сочетания фрагментов различных классов в полимерной цепи.

Цель работы: разработка новых олигоэфиров и полимеров на их основе, обладающих высокими термо- и огнестойкостью и исследование основных эксплуатационных характеристик.

В соответствии с поставленной целью, основными задачами являются:

  • синтез олигосульфонов на основе 1,1-дихлор-2,2-ди(n-оксифенил)этилена и 4,4-дихлордифенилсульфона с различными степенями конденсации, содержащие концевые ОН-группы;
  • синтез олигосульфонов на основе 1,1-дихлор-2,2-ди(3,5-дибром-n-оксифенил)этилена и 4,4-дихлордифенилсульфона;
  • изучение закономерностей синтеза олигосульфонов, полученных методом высокотемпературной поликонденсации;
  • синтез ароматических блок-сополимеров на основе полученных олигосульфонов и смеси олигосульфонов и 4,4-диоксидифенилпропана (бисфенола А) в различных соотношениях со смесью хлорангидридов фталевых кислот и изучение влияния соотношения этих компонентов на свойства полученных блок-сополимеров;
  • изучение закономерностей синтеза блок-сополимеров, полученных методом акцепторно-каталитической поликонденсации;
  • исследование основных физико-химических свойств синтезированных ароматических ненасыщенных блок-сополиэфиров;

Научная новизна:

  • синтезированы два новых ряда олигосульфонов различной степени конденсации на основе различных ненасыщенных галогенсодержащих мономеров – производных хлораля. Установлены оптимальные условия синтеза этих олигомеров.
  • получены и исследованы физико-химические свойства полученных полимеров. Показана возможность направленного изменения свойств полученных блок-сополимеров путем регулирования состава и соотношения исходных диоксисоединений.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработаны закономерности синтеза блок-сополимеров на основе галоген-содержащих мономеров. Расширен ассортимент полимерных материалов с высокими физико-механическими свойствами. Синтезированные новые блок-сополимеры представляют интерес с точки зрения использования их в качестве конструкционных и пленочных материалов с повышенной огнестойкостью.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на: I, II, III, IV Всероссийских научно-практических конференциях «Новые полимерные композиционные материалы», Нальчик, 2005, 2006, 2007, 2008; Международной научной конференции «Молодежь и химия» Российские химические Дни «ХиД-2004», Красноярск, 2004; Международной конференции студентов и аспирантов «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений», Казань, 2005; XV, XVI Российской научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии. Екатеринбург, 2005, 2006; Международная конференция по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности», Санкт – Петербург, 2006; XXV, XXVI международных конференциях и выставках, Ялта – Киев, 2005, 2006; Международная научно-практическая конференция «Окружающая среда и здоровье», Пенза, 2006; Международная научно-практическая конференция «Экология и жизнь», Пенза, 2006; Международном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива - 2007», Нальчик, 2007; II Всероссийской научной конференции «Наука и устойчивое развитие» Нальчик, 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, из них 8 статей (из которых 2 в журналах, рекомендованных ВАК), 6 материалов конференций, тезисы 3 научных докладов, получены 2 патента РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, включающих литературный обзор, обсуждение результатов и экспериментальную часть, а также выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 21 рисунок, список используемой литературы включает 201 ссылок.

Основное содержание работы

Для синтеза олигосульфонов был использован метод высокотемпературной поликонденсации.

Была проведена реакция между динатриевой солью 1,1-дихлор-2,2-ди(4-оксифенил)этилена (С-2) и 4,4'-дихлордифенилсульфоном (ДХДФС), и 1,1-дихлор-2,2-ди(3,5-дибром-n-оксифенил)этилена (ТБС-2) и ДХДФС. Для получения олигомеров различной степени конденсации, мономеры брали в следующих мольных соотношениях: С-2 : ДХДФС – 2:1 (ОС-1С-2), 6:5 (ОС-5С-2), 11:10 (ОС-10С-2), 21:20 (ОС-20С-2); ТБС-2 : ДХДФС – 2:1 (ОС-1ТБС-2), 6:5 (ОС-5ТБС-2), 11:10 (ОС-10ТБС-2) и 21:20 (ОС-20ТБС-2), 1, 5, 10, 20 соответствуют степеням конденсации n.

Синтез олигосульфонов осуществляли по следующей схеме:

І стадия:

ІІ стадия:

где Х = H, Br.

Одним из направлений наших исследований явилось определение влияния условий поликонденсации (природы растворителя, продолжительности реакции, температуры) на молекулярную массу образующегося олигомера и, особенно, на функциональность последнего.

Исследования показали, что оптимальными условиями синтеза олигомеров являются: температура реакции 140-145С, продолжительность реакции после добавления ДХДФС в среде ДМСО - 2 часа, растворитель – ДМСО.

Используя найденные оптимальные условия синтеза, получены олигомеры с различными степенями конденсации: n=1; 5; 10; 20. Для оценки функциональности полученных олигомеров исследовано содержание ОН-групп (табл. 1).

Некоторые свойства олигосульфонов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Свойства ароматических олигосульфонов

Олигоэфиры

Выход,

%

Tразм.,C

Вычисленная мол.масса

Содержание

ОН-групп,%

Вычислено

Найдено

ОС– 1С – 2

96

120-122

776,5208

4,38

4,37

ОС– 5С – 2

97

142-144

2758,0514

1,23

1,23

ОС– 10С – 2

96

172-174

5234,8982

0,65

0,64

ОС– 20С – 2

98

182-183

10188,7940

0,33

0,32

ОС– 1ТБС – 2

97

93-95

1407,6893

2,42

2,41

ОС– 5ТБС – 2

96

95-97

4651,5568

0,73

0,72

ОС– 10ТБС– 2

95

99-102

8706,3912

0,39

0,37

ОС–20ТБС – 2

97

116-118

16816,0590

0,20

0,21

Строение полученных олигосульфонов подтверждаются ИК – спектроскопией и результатами элементного анализа.

Синтез блок-сополимеров на основе олигоэфиров

Предметом данного раздела является изучение влияния некоторых параметров на выход и приведенную вязкость блок-сополиэфиров на основе полученных олигосульфонов. Блок-сополимеры получены в условиях акцепторно-каталитической поликонденсации.

В настоящей работе были синтезированы ненасыщенные галоидсодержащие блок-сополимеры на основе полученных олигосульфонов и смеси (50:50 масс %) дихлорангидридов изо- и терефталевой кислот (схема 1), а также блок-сополимеры на основе полученных олигосульфонов и бисфенола А в различных соотношениях и смеси (50:50 масс %) дихлорангидридов изо- и терефталевой кислот (схема 2). Синтез блок-сополимеров проводили по следующим схемам:

Схема 1

Схема 2

где:

Основными параметрами, определяющими свойства полимеров, полученных в условиях акцепторно-каталитической поликонденсации, являются природа исходных реагентов и растворителя, температура и продолжительность реакции, а также концентрации катализатора и исходных веществ. Поиск оптимальных условий синтеза блок-сополимеров привел к следующим результатам:

  • синтез БСП лучше всего проводить в среде 1,2-дихлорэтана;
  • оптимальная концентрация смеси бисфенол : олигосульфон в растворе составляет 0,4 моль/л;
  • оптимальное соотношение ОС+бисфенол А : ДХАТК/ИК : ТЭА составляет 1:1:2;
  • оптимальная температура реакции равна 20-25С, необходимое время реакции 1 час.

Найденные оптимальные условия были использованы в дальнейшем при синтезе БСП. Это позволило синтезировать полимеры с высокими значениями приведенной вязкости.

Исследование свойств полученных блок-сополимеров

Полидисперсность и растворимость

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»