×
11.06.2018
218.016.6091

Способ получения полифениленсульфидов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002657245
Дата охранного документа
09.06.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения высокоэффективных полифениленсульфидов, используемых в качестве суперконструкционных полимерных материалов. Способ получения полифениленсульфидов заключается в том, что проводят реакцию поликонденсации n-дихлорбензола, элементарной серы и гидроксида натрия, которые берут в мольном соотношении 1:1,5 - 2,2:3 - 4,4, в присутствии растворителя и катализатора. Поликонденсацию проводят при температуре 200-220°С. В качестве растворителя используют N-метилпирролидон и формамид. В качестве катализатора используют органоглину. Изобретение позволяет получить полифениленсульфиды, обладающие улучшенными физико-механическими характеристиками. 1 табл., 5 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу получения высокоэффективных полифениленсульфидов, используемых в качестве суперконструкционных полимерных материалов.

Полифениленсульфид (ПФС) является одним из полимеров с действительно выдающимися характеристиками. Он очень прочен и хорошо выдерживает высокие температуры. Полифениленсульфид не плавится при температурах ниже 300°C. К тому же он устойчив к воздействию пламени. Он выступает как один из примеров суперконструкционных полимеров. В процессе анализа уровня исследуемой техники было выявлено, что имеющиеся разработки не удовлетворяют требуемым в настоящее время физико-механическим характеристикам. В связи с этим создание ПФС с необходимыми физико-механическими характеристиками является актуальной задачей.

Из уровня техники известно авторское свидетельство (АС) СССР СССР 816134 от 30.07.1985 г. «Способ получения полифениленсульфидов». Полимерный материал получают путем поликонденсации смеси изомеров дихлорбензола с сульфидом натрия в среде высококипящего полярного органического растворителя, отличающийся тем, что, с целью удешевления и упрощения технологии и повышения растворимости полифениленсульфидов; в качестве смеси изомеров используют смесь пара и орто-дихлорбензолов при соотношении моль. %: 75-25:25-75 соответственно или смесь, содержащую, мол. %: пара-дихлорбензол 50-60, ортодихлорбензол 35-49 и мета-дихлорбензол до 100, поликонденсацию проводят при 180-250°С. Способ предполагает удешевление и упрощение технологии и повышение растворимости полифениленсульфидов.

Известен патент на изобретение США №3869434 от 19.11.1973 г., описывающий способ получения растворимых сульфидных полимеров. Способ получения полифениленсульфидов поликонденсацией смеси пара- и мета-дихлорбензолов с сульфидом натрия. Процесс проводят под давлением в автоклавах, при высокой температуре, в среде высококипящего полярного органического растворителя. Недостатком способа является использование дорогостоящего мономера м-дихлорбензола, а полученные сополимеры ограниченно растворимы в циклических эфирах, нерастворимы в ароматических углеводородах, хлорсодержащих алифатических растворителях, что ограничивает их использование.

Патент на изобретение США №3354129 от 21.11.1967 описывающий способ получения полимера, заключающийся в конденсации ароматического полигалогензамещенного соединения (в основном парадихлорбензола) с сульфатом натрия при температуре около 250°С в таких полярных растворителях, как N-метилпирролидон, диметилформамид, сульфолан, тетраметилмочевина, капролактам и некоторые другие. Однако все растворители имеют температуру кипения ниже 250°С, поэтому необходимо проводить синтез либо под давлением, что усложняет технологию, либо при температуре ниже 250°С, что резко снижает скорость процесса, а следовательно, выход продукта уменьшается и образуется полимер с более низкой температурой плавления. Капролактам, хотя и имеет температуру выше 250°С, при этой температуре неустойчив и легко полимеризуется. Кроме того, все названные растворители легко смешиваются с водой, что затрудняет их регенерацию, поскольку реакционную смесь необходимо обрабатывать водой для удаления из полимера неорганических примесей (например, хлористый натрий, непрореагировавший сульфиц натрия) не улучшает условий фильтрации и выделения конечного продукта. Для того чтобы извлечь органический растворитель из водного раствора, необходимо экстракцию его проводить при помощи третьего растворителя, как описано в патенте США 3457242.

Патенты на изобретения США №2538941 от 23.01.1951 г. и США №3274165 от 20.09.1966 г., описывающие способ получения полифенилсульфида нагреванием цигалогенбензолов, в частности н-дихлорбензола с элементарной серой и СаО при температуре около 360°С и под давлением (США №2538941). Согласно другому способу проводят самоконденсацию бром-(или хлор) тиофенолятов щелочных металлов в растворе пиридина в атмосфере аргона при температуре около 250°С под давлением (США №3274165).

Наиболее близким аналогом выступает АС СССР №1462769 от 20.02.1995, описывающее способ получения высокотермостойких полифениленсульфидов поликонденсацией при 190-200°С в среде гексаметилфосфорамида n-дихлорбензола, элементарной серы и гидроксида натрия, взятых в мольном соотношении 1:1,5 - 2,2:3 - 4,4, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, в исходную смесь вводят формамид в количестве 1,39-3,01 об. % от гексаметилфосфорамида.

Задачей настоящего изобретения является создание полифениленсульфидов, предназначенных в качестве суперконструкционных материалов, обладающих улучшенными механическими характеристиками.

Задача решается путем поликонденсации при 200-220°С в среде N-метилпирролидона, формамида в количестве 1,39-3,01 об. % от N-метилпирролидона, n-дихлорбензола, элементарной серы и смеси гидроксида натрия, взятых в мольном соотношении 1:1,5 - 2,2:3 - 4,4, и органомодифицированная глина (ОГ), выступающая в качестве катализатора процесса.

Органоглину получают путем механического смешения монтморилонитовой глины с тетрабутиламмоний бромидом в растворе ацетона (при соотношении тетрабутиламмоний бромид : ацетон соответственно 1:1,5) при соотношении глина: тетрабутиламмоний бромид 70-90 : 10-30.

Ниже представлены примеры осуществления изобретения.

Пример 1. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, холодильником, термометром, загружают 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 19 г (0,4791 моль) гидроксида натрия, 0,9 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Процесс ведут при 200-220°С 20-25 ч. Реакционную массу охлаждают до 100°С, подкисляют минеральной кислотой до pH 7. Полимер отфильтровывают, промывают ацетоном и горячей водой. Полимер сушат под вакуумом при 90°С. Выход продукта 89%.

Полученный полимер был исследован с использованием DSC:

Tg=82°C и Tm=297°C.

Пример 2. Процесс осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. К 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 21 г (0,5251 моль) гидроксида натрия, 1 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Выход продукта 98%.

Полученный полимер был исследован с использованием DSC:

Tg=85°C и Tm=295°C.

Пример 3. Процесс осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. К 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 21 г (0,5251 моль) гидроксида натрия, 0,9 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Выход продукта 97%.

Полученный полимер был исследован с использованием DSC:

Tg=85°С и Tm=295°С.

Пример 4. Процесс осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. К 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 20 г (0,5001 моль) гидроксида натрия, 0,8 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Выход продукта 94%.

Полученный полимер был исследован с использованием DSC:

Tg=84°C и Tm=295°C.

Пример 5. Процесс осуществляется аналогично способу, описанному в примере 1. К 16 г (0,1089 моль) 1,4-дихлорбензола (n-дихлорбензол) 19,5 г (0,4876 моль) гидроксида натрия, 0,9 г органоглины, 100 мл N-метилпирролидона, 3 мл (2,82 об. %) формамида и добавляют 7 г (0,2329 моль) элементарной серы, продувают азотом. Выход продукта 92%.

Полученный полимер был исследован с использованием DSC:

Tg=84°C и Tm=296°C.

В таблице 1 представлены свойства полученного материала.

Измерения проводились в соответствии со стандартами: DIN EN ISO 527, DIN EN ISO 527, DIN EN ISO 527, DIN EN ISO 179.

В соответствии с представленной таблицей наблюдается улучшение характеристик получаемого полимера. Механические свойства полимерного материала зависят от межфазного взаимодействия между синтезируемым полимером и катализатором. При введении в процесс синтеза в качестве катализатора ОГ происходит формирование эксфолированной структуры полимера, тем самым наблюдая улучшение механических характеристик получаемого материала, так же катализатор способствует увеличению скорости реакции в 30 раз.

Технический результат - получение суперконструкционных полифениленсульфидов, обладающих улучшенными механическими характеристиками.

Способ получения полифениленсульфидов, используемых в качестве суперконструкционных материалов поликонденсацией при температурах 200-220°С, включающих n-дихлорбензол, элементарную серу, гидроксид натрия, взятых в мольном соотношении 1:1,5 - 2,2:3 - 4,4, 3 мл формамида, отличающийся тем, что в качестве растворителя используется 100 мл N-метилпирролидона и в качестве катализатора 0,8-1 г органоглины.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 31-40 из 90.
23.02.2019
№219.016.c6dd

Способ получения термостойких сополиэфиркетонов с улучшенными физико-механическими характеристиками

Настоящее изобретение относится к способу получения сополиэфиркетонов с высокой термостойкостью и повышенными физико-механическими характеристиками на основе 4,4'-дигидроксибензофенона, 4,4'-дифторбензофенона, карбоната калия в качестве щелочного агента, характеризующемуся тем, что в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680524
Дата охранного документа: 22.02.2019
15.03.2019
№219.016.e105

Электроизоляционная композиция

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, пониженным выделением хлористого водорода при горении, улучшенными физико-механическими свойствами, предназначенным для изоляции внутренних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456693
Дата охранного документа: 20.07.2012
15.03.2019
№219.016.e14c

Электроизоляционная композиция

Изобретение относится к кабельной технике, а именно полимерным композициям на основе поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях тления и горения и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции, внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002469055
Дата охранного документа: 10.12.2012
10.04.2019
№219.016.fef2

Одностадийный способ получения ароматического полиэфира

Настоящее изобретение относится к одностадийному способу получения ароматических полиэфиров реакцией нуклеофильного замещения, включающему взаимодействие 0,056-0,063 моль 4,4'-дихлордифенилсульфона, 90 мл диметилсульфоксида, 0,0024 моль катализатора оксида алюминия, 0,087 моль щелочного агента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684328
Дата охранного документа: 08.04.2019
10.04.2019
№219.016.ff03

Способ получения ароматических полиэфиров

Изобретение относится к области получения ароматических полиэфиров. Описан способ получения ароматических полиэфиров реакцией нуклеофильного замещения, включающий взаимодействие 0,0404 моль 4,4'-дихлордифенилсульфона и 0,0404 моль ароматических диоксисоединений в присутствии 0,044 моль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684327
Дата охранного документа: 08.04.2019
10.04.2019
№219.016.ff0f

Ароматические полиэфирэфиркетоны, сополиэфирэфиркетоны и способ их капсулирования

Настоящее изобретение относится к способу получения капсулированных ароматических полиэфирэфир- и сополиэфирэфиркетонов. Описан способ капсулирования ароматических полиэфирэфиркетонов и сополиэфирэфиркетонов, полученных в результате синтеза смеси компонентов в соотношении: 0,021-0,035 моль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684329
Дата охранного документа: 08.04.2019
27.04.2019
№219.017.3cec

Композиционный материал на основе полифениленсульфона

Изобретение относится к применению композиционного материала в качестве суперконструкционного полимерного материала для аддитивных 3D-технологий методом послойного наплавления (FDM). Композиционный материал содержит следующие компоненты, мас.%: 85-95 полифениленсульфона (ПФС) и 5-15 талька....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686329
Дата охранного документа: 25.04.2019
09.05.2019
№219.017.4a5b

Композиционный материал

Изобретение относится к области создания композиционного материала предназначенных в качестве суперконструкционных материалов, используемых в 3D-печати методом послойного наплавления (FDM), то есть создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686916
Дата охранного документа: 06.05.2019
24.05.2019
№219.017.5d96

Способ получения полиэфирсульфонов

Изобретение относится к области получения полиэфирсульфонов, применяемых в качестве суперконструкционных полимерных материалов для 3D печати. Способ получения полиэфирсульфонов заключается в том, что проводят реакцию нуклеофильного замещения нуклеофильного агента дигалоидароматическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688942
Дата охранного документа: 23.05.2019
24.05.2019
№219.017.5dc8

Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения

Настоящее изобретение относится к огнестойким ароматическим полиэфирэфиркетонам. Описан ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон, характеризующийся строением:
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688943
Дата охранного документа: 23.05.2019
+ добавить свой РИД