×
09.06.2018
218.016.5dcb

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СШИТЫХ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к химии и технологии конденсационных полимеров формальдегида с фенолами. Предложен способ получения сшитых фенолформальдегидных полимеров отверждением соответствующих новолаков в присутствии 30% 3,5-ди(гидроксиметил)-4-метилфенола при температуре 110-140°С с последующим горячим прессованием при 180°С под давлением 10 МПа. Технический результат – предложенный способ позволяет сократить расход отвердителя и снизить температуру процесса при одновременном улучшении прочностных показателей продуктов (увеличении разрушающего напряжения при изгибе с 37,6-59,3 до 79,0-79,5 МПа, а удельной ударной вязкости с 1,9-3,1 до 4,2 кДж/м) и их термических характеристик (увеличении температуры потерь 10 и 20% массы с 400-420 до 440°С и с 460-480 до 500°С соответственно, а количества коксового остатка с 53-55 до 59-70%). Полученные полимеры могут быть использованы при создании термостойких материалов с высокими прочностными показателями для различных отраслей народного хозяйства. 2 табл., 10 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к химии и технологии высокомолекулярных соединений, а именно к конденсационным полимерам карбонильных соединений с фенолами, конкретно к способу получения сшитых фенолформальдегидных полимеров. Данные полимеры используются при создании эффективных термостойких и высокопрочных материалов для различных отраслей народного хозяйства [Кноп А., Шейб В. Фенольные смолы и материалы на их основе. М.: Химия, 1983. - 280 с.].

Известен традиционный способ получения сшитых фенолформальдегидных полимеров термическим отверждением фенольных новолаков, который заключается в предварительном отверждении (подотверждении) новолака в присутствии гексаметилентетрамина (уротропина), взятого в количестве 10% от массы новолака, при 160°С, охлаждении и измельчении полученной подотвержденной массы и последующем горячем прессовании ее при 180°С в течение 1 ч под давлением 10 МПа [Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. М.: Химия, 1964, с. 458; Кноп А., Шейб В. Фенольные смолы и материалы на их основе. М.: Химия, 1983, с. 158].

Однако при использовании уротропина процесс отверждения сопровождается бурным выделением легколетучих низкомолекулярных токсичных веществ (формальдегида, аммиака и других), что является причиной повышенной пористости полученных сшитых полимеров и композиционных материалов на их основе и ухудшает экологические условия технологического процесса. Кроме того, наличие в структуре отвержденных полимеров, жестко сцепленных метиленовыми мостиками ароматических колец, нередко приводит к получению материалов со сравнительно невысокими физико-механическими показателями.

Более близким аналогом, взятым нами в качестве прототипа, является способ получения сшитых фенолформальдегидных полимеров, состоящий в предварительном отверждении соответствующего новолака при 160°С в присутствии 3,5-ди(гидроксиметил)-4-метилфенола (п-ДГК), взятого в количестве 36% от массы новолака, охлаждении и измельчении полученной подотвержденной массы и последующем горячем прессовании ее при 180°С в течение 1 ч под давлением 10 МПа [Сергеев В.А., Шитиков В.К., Нечаев А.И., Чижова Н.В., Кудрявцева Н.Н. Высокомолек. соед. Сер. Б, 1995, 37 (6), 1043-1046].

В присутствии п-ДГК в процессе отверждения не наблюдается выделения токсичных легколетучих веществ, при этом сшивка осуществляется через более гибкую цепочку по сравнению с метиленовой (при использовании уротропина в качестве отвердителя), что положительно сказывается на прочностных показателях образующихся сшитых полимеров. Кроме того, процесс отверждения происходит плавно, что способствует более полной сшивке. Единственным существенным недостатком способа-прототипа является большой расход отвердителя (36% от массы новолака). Можно отметить также довольно высокую температуру процесса подотверждения (160°С), что требует значительных энергетических затрат и длительного времени для охлаждения подотвержденной массы.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения сшитых фенолформальдегидных полимеров, способствующего экономии материальных, энергетических и временных затрат.

Поставленная задача решается заявляемым способом получения сшитых фенолформальдегидных полимеров, включающим предварительное подотверждение новолака в присутствии 3,5-ди(гидроксиметил)-4-метилфенола при нагревании и последующее горячее прессование при 180°С под давлением 10 МПа, отличающимся тем, что отвердитель используют в количестве 30% от массы новолака, а процесс подотверждения осуществляют при 110-140°С.

Заявляемый способ получения сшитых фенолформальдегидных полимеров до настоящего времени не описан.

Поставленная задача решается путем сокращения расхода отвердителя (п-ДГК) и снижения температуры подотверждения фенолформальдегидных новолаков при одновременном улучшении прочностных и термических показателей образующихся сшитых полимеров.

В качестве исходных веществ при разработке предлагаемого способа используют фенольные новолаки марок СФ-010 и СФ-014 [ГОСТ 18694-80. Смолы фенолоформальдегидные твердые. Технические условия], а в качестве отвердителя - 3,5-ди(гидроксиметил)-4-метилфенол, полученный по методике, описанной в [Сергеев В.А., Шитиков В.К., Нечаев А.И., Чижова Н.В., Кудрявцева Н.Н. Высокомолек. соед. Сер. Б, 1995, 37 (6), 1043-1046].

Изобретение иллюстрируется конкретными примерами 1-10 (табл. 1 и 2), осуществляемыми по общей методике.

Общая методика получения сшитого фенолформальдегидного полимера. Расплавляют фенолформальдегидный новолак, в расплав добавляют рассчитанное количество 3,5-ди(гидроксиметил)-4-метилфенола и нагревают полученную смесь при постоянном перемешивании при определенной температуре в течение 4 мин. Реакционную массу охлаждают, измельчают в ступке и прессуют при температуре 180°С и давлении 10 МПа в течение 1 ч. Для полученного сшитого полимера определяют массовое содержание низкомолекулярных веществ Снв (методом экстракции ацетоном), прочностные показатели (удельную ударную вязкость А и разрушающее напряжение при изгибе σизг) и, по данным динамического термогравиметрического анализа, термические характеристики (температуры Т1 и Т2, при которых наблюдаются потери соответственно 10 и 20% массы образца полимера, и массовую долю коксового остатка Ск в нем при 900°С).

Характеристики сшитых полимеров, полученных из фенольного новолака марки СФ-010 при варьировании количества п-ДГК, выраженного в виде (m/М)⋅100 (m - масса отвердителя, г; М - масса отверждаемого новолака, г), и температуры предварительного отверждения Тпред, приведены в табл. 1.

Из представленных в табл. 1 данных видно, что снижение температуры подотверждения со 160 до 110-140°С (примеры 1-3) не приводит к ухудшению прочностных и термических показателей образующихся сшитых полимеров по сравнению с прототипом, более того, даже вызывает их улучшение. Так, для сшитых полимеров 1-3 разрушающее напряжение при изгибе, удельная ударная вязкость, показатели термостойкости Т1, Т2 и Ск составляют 53,5-65,2 МПа, 3,1-4,5 кДж/м2, 410-440°С, 470-490°С и 53-60% соответственно, в то время как для прототипа эти показатели равны соответственно 37,6 МПа, 1,9 кДж/м2, 400°С, 460°С и 53%. При температуре подотверждения ниже 110°С получить прочные образцы сшитого полимера не удается.

Аналогичное неожиданное улучшение прочностных и термических характеристик сшитых полимеров имеет место и при снижении количества п-ДГК в отверждаемых композициях до 30% от массы фенолформальдегидного новолака СФ-010. Полимер 4, полученный при уменьшенном количестве отвердителя (пример 4), имеет более высокие прочностные и термические характеристики (63,6 МПа, 2,4 кДж/м2, 410°С, 480°С и 58%), чем прототип. Только начиная с массового соотношения п-ДГК/СФ-010, равного 25:100 (пример 6), наблюдается некоторое снижение удельной ударной вязкости (1,5 кДж/м2 у полимера 6 по сравнению с 1,9 кДж/м2 у прототипа) и увеличение содержания низкомолекулярных веществ (9,3% для полимера 6 по сравнению с 5,0% для прототипа), что свидетельствует о снижении полноты сшивки полимера. Кроме того, при использовании 25% п-ДГК от массы новолака наблюдается уменьшение коксового остатка при 900°С - с 53% у прототипа до 50% у полимера 6.

Одновременное снижение температуры подотверждения до 130°С и количества п-ДГК до 30% от массы новолака (пример 5) приводит к заметному увеличению прочностных и термических показателей сшитого полимера. Так, если для прототипа разрушающее напряжение при изгибе и удельная ударная вязкость равны соответственно 37,6 МПа и 1,9 кДж/м2, температурные значения потерь 10 и 20% массы составляют 400 и 460°С, а массовая доля коксового остатка - 53%, то для сшитого полимера 5 σизг=79,0 МПа, А=4,2 кДж/м2, T1=440°С, Т2=500°С и Ск=59%.

Характеристики сшитых полимеров, полученных из фенольного новолака марки СФ-014 при варьировании количества п-ДГК и температуры предварительного отверждения, приведены в табл. 2.

Как видно из представленных в табл. 2 данных, прочностные и термические характеристики отвержденных образцов новолака СФ-014 по сравнению с показателями для прототипа выше, за исключением полимера 9, который незначительно уступает прототипу по удельной ударной вязкости (2,1 кДж/м2 по сравнению с 3,1 кДж/м2). Данный полимер, однако, значительно превосходит прототип по разрушающему напряжению при изгибе (79,5 МПа против 57,8 МПа) и коксовому остатку (70% против 55%).

Таким образом, в заявляемом способе получения сшитых фенолформальдегидных полимеров удалось сократить расход отвердителя и снизить температуру подотверждения исходных новолаков и при этом не только не ухудшить, но и улучшить прочностные и термические характеристики целевых продуктов.

Технический результат настоящего изобретения - получение сшитых фенолформальдегидных полимеров с улучшенными прочностными и термическими характеристиками при экономии материальных, энергетических и временных затрат за счет сокращения расхода отвердителя и снижения температуры подотверждения исходных новолаков.

Техническое решение по изобретению наиболее эффективно может быть использовано для получения сшитых фенолформальдегидных полимеров, перспективных для создания термостойких материалов, обладающих высокой прочностью.

Способ получения сшитых фенолформальдегидных полимеров, включающий предварительное подотверждение новолака в присутствии 3,5-ди(гидроксиметил)-4-метилфенола при нагревании и последующее горячее прессование при 180°C под давлением 10 МПа, отличающийся тем, что отвердитель используют в количестве 30% от массы новолака, а процесс подотверждения осуществляют при 110-140°C.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 108.
27.02.2013
№216.012.2a8e

Способ получения 1,3-дикарбонильных производных адамантанов

Изобретение относится к способу получения 1,3-дикарбонильных производных адамантантана общей формулы I, где R=H, X=OH, OMe, OEt, OPr, OBu, OCHCH(Et)Bu, OCHCF, ОСН(СН)CF, OCHCFCFH, OCHCHCHBr, OCHC≡CH, NEt, NCH (пиперидил), NCHO (морфолил), CHNH, CHOMe, CHO (фурил); R=Me, X=OH, Me, OMe, O-Pr,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476421
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.06.2013
№216.012.4b16

Реабилитационная противопролежневая кровать для ожоговых больных

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к оборудованию, предназначенному для лечения и реабилитации лежачих больных, преимущественно больных с ожогами и пролежнями. Предложена реабилитационная, противопролежневая кровать для ожоговых больных, которая представляет собой емкость в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484804
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.10.2013
№216.012.797d
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496763
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.11.2013
№216.012.856a

Способ ингибирования активности фермента рнк-полимеразы

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ ингибирования активности фермента РНК-полимеразы. Ингибирование осуществляют путем введения в транскрипционную систему ингибитора на основе по крайней мере одного соединения, содержащего органический макроциклический комплекс с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499832
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.921d

Твердый полимерный электролит для литиевых источников тока

Изобретение относится к области композиций на основе органических высокомолекулярных соединений, конкретнее, к твердому полимерному электролиту для литиевых аккумуляторов. Заявляемый твердый полимерный электролит состоит из полимерной матрицы, наполненной раствором литиевой соли в ионной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503098
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.945f

3,6-диметокси-17-метил-7альфа-(трифторацетил)-4,5альфа-эпокси-6альфа,14альфа-этеноизоморфинан и способ его получения

Изобретение относится к 17-метил-3,6-диметокси-7α-(трифторацетил)-4,5α-эпокси-6α,14α-этеноизоморфинану формулы Изобретение также относится к способу получения указанного соединения, включающему взаимодействие альдегида формулы с реактивом Руперта-Пракаша [CFSi(CH)] в присутствии источника F и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503677
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.01.2014
№216.012.9460

7α-(1-гидрокси-2,2,2-трифторэтил)-17-метил-3,6-диметокси-4,5α-эпокси-6α,14αэтеноизоморфинан и способ его получения

Настоящее изобретение относится к новому соединению -7α-(1-гидрокси-2,2,2-трифторэтил)-17-метил-3,6-диметокси-4,5α-эпокси-6α,14α-этеноизоморфинану формулы (1) который является предшественником фторсодержащих тевинона, тевинолов и орвинолов и может быть использован для их получения, а также к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503678
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.02.2014
№216.012.9e6d

Фторсодержащие производные тевинола и орвинола и способы их получения (варианты)

Изобретение относится к производным тевинола и орвинола общей формулы I, где R=OH; R=H, CF, C-C алкил, арил, или (R+R) обозначает O=; R=H, CH; R=H, CH; R=CH, циклопропилметил, аллил; Z~Z=CHCH, СН=СН. Также изобретение относится к способу получения производных формулы I. Способ заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506265
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a216

Способ получения полифторарил(триметил)силанов

Изобретение относится к способу получения фторсодержащих ароматических силанов. Предложен способ получения полифторарил(триметил)силанов формулы взаимодействием полифторароматических кислот с раствором гидроксида калия с образованием соответствующих калиевых или дикалиевых солей, последующим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507209
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.05.2014
№216.012.c126

4-замещенные n-арил-1,8-нафталимиды, проявляющие свойства флуоресцентных сенсоров на катионы металлов, и способы их получения

Настоящее изобретение относится к области органической химии, а именно к новым 4-замещенным-N-фенил-1,8-нафталимидам, содержащим в N-арильном ядре остаток краун-эфира (с различной комбинацией атомов кислорода, азота и серы) общей формулы (I), где R=NO, Br, NH, OCH, NHCOCH, Ia: R=NO, X=S, n=1;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515195
Дата охранного документа: 10.05.2014
Показаны записи 1-10 из 10.
10.02.2013
№216.012.2381

Соолигофенолформальдегидные фталимидинсодержащие новолаки для получения сшитых фталимидинсодержащих сополимеров, способ их получения и сшитые фталимидинсодержащие сополимеры в качестве конструкционных полимеров

Изобретение имеет отношение к соолигофенолформальдегидным фталимидинсодержащим новолакам, способу их получения и сшитым фталимидинсодержащим сополимерам на их основе. Соолигофенолформальдегидные фталимидинсодержащие новолаки выполнены на основе фенола и фталимидинсодержащих бисфенолов общей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474591
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.06.2014
№216.012.d90b

Гомоолигофенолформальдегидный новолак на основе 2-(β-гидроксиэтил)-3,3бис-(4'-гидроксифенил)фталимидина для получения фталимидинсодержащих сшитых полимеров и способ его получения; соолигофенолформальдегидные новолаки на основе 2-(β-гидроксиэтил)-3,3-бис(4'-гидроксифенил)-фталимидина для получения сшитых фталимидинсодержащих сополимеров, способ их получения и сшитые фталимидинсодержащие сополимеры в качестве конструкционных полимеров

Изобретение относится к гомо- и соолигофенолформальдегидным фталимидинсодержащим новолакам на основе 2-(β-гидроксиэтил)-3,3-бис(4'-гидроксифенил)фталимидина, стабильным в процессе получения, хранения и переработки, а также к способу их получения. При отверждении новолаков уротропином, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521341
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.04.2015
№216.013.479a

Соолигофенолформальдегидные фталидсодержащие новолаки для получения сшитых фталидсодержащих сополимеров, способы их получения (варианты) и сшитые фталидсодержащие сополимеры в качестве конструкционных полимеров

Группа изобретений относится к соолигофенолформальдегидным фталидсодержащим новолакам на основе фталидсодержащих фенолов, м-крезола и фенола, способам их получения, а также к фталидсодержащим сшитым полимерам на основе вышеуказанных новолаков.Соолигофенолформальдегидные фталидсодержащие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549834
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.08.2015
№216.013.6c98

Термоактивный полимерный "электроактивный" материал

Изобретение относится к области электротехники, а термореактивный полимерный «электроактивный» материал может найти широкое применение при создании преобразователей внешнего воздействия физических полей в электрический сигнал. Изобретение относится к термореактивному полимерному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559358
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.11.2015
№216.013.933c

Соолигофенолформальдегидные новолаки, способы их получения (варианты) и сшитые сополимеры на их основе

Изобретение относится к соолигофенолформальдегидным новолакам, содержащим фталидные и фталимидиновые группы, к вариантам способа их получения, к сшитым сополимерам на их основе, которые могут быть использованы в качестве термостойких конструкционных полимеров. Соолигофенолформальдегидные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569310
Дата охранного документа: 20.11.2015
25.08.2017
№217.015.9684

Фенолформальдегидные соолигомеры новолачного типа, способ их получения и сшитые сополимеры на их основе

Настоящее изобретение относится к флуоресцеинсодержащим новолакам. Описаны флуоресцеинсодержащие новолаки общей формулы (I) где получаемые отверждением указанных выше флуоресцеинсодержащих новолаков, в качестве термостойких конструкционных полимеров. Технический результат – получение новых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608895
Дата охранного документа: 26.01.2017
29.12.2017
№217.015.f25c

Фталидсодержащие новолаки, способ их получения и сшитые сополимеры на их основе

Изобретение относится к фталидсодержащим новолакам и способам их получения. Предложены фталидсодержащие новолаки формулы (I), где n=5-10; m=1; p:m=0,1-0,2, в качестве соолигомеров для сшитых фталидсодержащих сополимеров. Предложен также способ получения указанных новолаков и сшитые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636739
Дата охранного документа: 28.11.2017
29.06.2018
№218.016.68f6

Способ получения гибких силоксановых аэрогелей

Изобретение относится к способам получения гибких силоксановых аэрогелей, которые могут найти применение в качестве теплоизоляционных материалов, абсорбентов, материалов для разделения нефти и воды. Предложен способ получения гибких силоксановых аэрогелей, включающий гидротиолирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659077
Дата охранного документа: 28.06.2018
29.08.2018
№218.016.80ae

Магнитный наноматериал на основе ферроценсодержащих полихалконов и способ его получения

Изобретение относится к магнитному наноматериалу, включающему железосодержащие наночастицы, распределенные в матрице пиролизованного ферроценсодержащего полимера. Материал характеризуется тем, что указанные наночастицы включают железо в нульвалентном состоянии Fe и покрыты оболочкой из графита,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665055
Дата охранного документа: 28.08.2018
01.03.2019
№219.016.ce4b

3-фенил-3-[4 '-гидрокси-3 ', 5 '-ди(гидроксиметил)-фенил]фталид в качестве мономера для получения фенолформальдегидных фталидсодержащих олигомеров и в качестве отвердителя для получения сшитых фталидсодержащих полимеров, способ его получения, композиция на его основе для получения фталидсодержащих сшитых полимеров и фталидсодержащий полимер

Изобретение относится к химии и технологии высокомолекулярных соединений, а именно к 3-фенил-3-[4'-гидрокси-3',5'-ди(гидроксиметил)-фенил] фталиду формулы , а кроме того, к способу его получения, к композиции на его основе для получения фталидсодержащих сшитых полимеров, а также к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002425064
Дата охранного документа: 27.07.2011
+ добавить свой РИД