Результат интеллектуальной деятельности: Огнестойкий ароматический полиэфир

Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, в частности, к галогенсодержащим ароматическим полиэфиркетонам, которые могут быть использованы в качестве конструкционных и пленочных материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Известны ароматические полиэфиры на основе различных мономеров, содержащих дихлорэтиленовую группу в качестве основного или кислотного компонента.

1. Патент РФ №2529030 «Огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон» Авторы: Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Керефова Л.Ю., Лукожев Р.В. Опубл. 27.09.2014. Бюл. №27.

2. Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Лукожев Р.В., Инаркиева З.И., Барокова Е.Б. Синтез и свойства полиариленэфиркетонов на основе некоторых производных хлораля // Пластические массы. 2014. №5-6. С. 24-28.

3. Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Лукожев Р.В., Инаркиева З.И., Ошроева Р.З., Балаева С.М. Синтез полиэфиров на основе олигосульфонов, содержащих дихлорэтиленовую группу // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. 2014. Т. IV. №6. С. 62-68.

4. Бажева Р.Ч., Хараев A.M., Инаркиева З.И., Бесланеева З.Л. Сополикарбонаты, содержащие дихлорэтиленовые группы в основной цепи // Пластические массы. 2017. №3-4. С. 32-35.

5. Патент РФ №2556231 «Ароматические полиэфиры» Авторы: Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Хараева Р.А. Опубл. 10.07. 2015. Бюл. №19.

По структуре и свойствам наиболее близкими к предлагаемому полиэфиру являются ароматические полиэфиры на основе ненасыщенных олигоэфиров с дихлорэтиленовой группой и 4,4'-дифтордифенилкетона (или 4,4'-дихлордифенилсульфона) [Патент РФ №2549181 «Ароматические полиэфиры» Авторы: Хараев A.M., Бажева Р.Ч., Хараева Р.А., Лукожев Р.В. Опубл. 20.04. 2015. Бюл. №11].

Однако данные полиэфиры обладают недостаточной эластичностью, что ограничивает их использование в качестве пленочных материалов.

Задачей изобретения является создание полиэфира с повышенными механическими и термическими характеристиками, а также огнестойкостью, стойкостью к воздействиям различных внешних условий.

Задача решается получением нового галогенсодержащего ненасыщенного ароматического полиэфира формулы:

где n=20-60

взаимодействием мономера 2,2-ди-[4,4'{1,1'-дихлор-2'-(4''-окси-3'',5''-дибромфенил)этиленил}2',6'-дибромфеноксифенилкарбонат]пропана [Патент РФ №2621351 «Мономер для получения поликонденсационных полимеров». Авторы: Бажева Р.Ч., Бажев А.З., Хараев A.M., Инаркиева З.И. Опубл. 02.06.2017. Бюл. №16] структуры

с 4,4'-дифтордифенилкетоном.

Предлагаемый полиэфир характеризуется высокими механическими характеристиками, повышенными показателями огне-, тепло- и термостойкости.

Пример 1. Синтез полиэфира в диметилсульфоксиде

В трехгорлую коническую колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, обратным холодильником, загружают 14,6768 г (0,01 моль) 2,2-ди-[4,4{1',1'-дихлор-2'-(4''-окси-3'',5''-дибромфенил)этиленил}2',6'-дибромфеноксифенилкарбонат]пропана, 100 мл диметилсульфоксида, 100 мл толуола и при перемешивании и пропускании инертного газа поднимают температуру реакционной массы до 80°С. После полного растворения мономера добавляют 2,05 мл 9,77 н раствора NaOH, поднимают температуру до 140°С и отгоняют азеотропную смесь вода : толуол. Реакционную массу охлаждают до 80°С, добавляют 2,182 г (0,01 моль) 4,4'-дифтордифенилкетона и реакцию проводят при 170-175°С в течение 6 часов. Полимер высаждают в горячую дистиллированную воду, подкисленную щавелевой кислотой, полимер отфильтровывают, многократно промывают водой и сушат при температуре 120°С под вакуумом в течение 24 часов.

Выход полиэфира составляет 96-97%.

Приведенная вязкость 0,5%-ного раствора в 1,2-дихлорэтане равна 0,7-0,8 дл/г. Термоокислительная стойкость: 2% потери - 390-395°С; 10% потери - 520-525°С. Прочность на разрыв - 87-88 МПа. Относительное удлинение - 45-50%. Огнестойкость: КИ=49-50%. Температура стеклования -165-167°С. Температура текучести - 320-325°С.

Пример 2. Синтез полиэфира в N,N-диметилацетамиде В трехгорлую коническую колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой, ловушкой Дина-Старка, обратным холодильником, загружаютодновременно 14,6768 г (0,01 моль) 2,2-ди-[4,4'{1,1'-дихлор-2'-(4''-окси-3'',5''-дибромфенил)этиленил}2',6'-дибромфеноксифенилкарбонат] пропана, 100 мл N,N-диметилацетамида, 100 мл хлорбензола, 2,182 г (0,01 моль) 4,4'-дифтордифенилкетона, 17,968 г К₂СО₃. При перемешивании и пропускании инертного газа поднимают температуру реакционной массы до 150-160°С и отгоняют азеотропную смесь хлорбензол : вода. Реакцию проводят при 170-180°С в кипящем N,N-диметилацетамиде в течение 6 часов. Полимера высаждают в дистиллированную воду, полимер отфильтровывают, многократно промывают водой и сушат при 120°С под вакуумом в течение 24 часов.

Выход полиэфира составляет 96-98%. Приведенная вязкость 0,5%-ного раствора в 1,2-дихлорэтане равна 0,8-0,9 дл/г. Термоокислительная стойкость: 2% потери - 385-387°С; 50% потери - 530-535°С. Прочность на разрыв - 85-87 МПа. Относительное удлинение -45-50%. Огнестойкость: КИ=50%. Температура стеклования -167-168°С. Температура текучести -323-325°С.

Ароматический полиэфир устойчив в разбавленных растворах минеральных кислот и щелочей.

Строение ароматического полиэфира подтверждено ИК-спектроскопией. Рентгенофазовый анализ показал аморфность полимера.

Технический результат изобретения состоит в расширении ассортимента огнестойких ароматических полиэфиров, обладающих повышенной тепло- и термостойкостью, а также высокими показателями механических характеристик.