×
24.05.2019
219.017.5dc8

Результат интеллектуальной деятельности: Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002688943
Дата охранного документа
23.05.2019
Аннотация: Настоящее изобретение относится к огнестойким ароматическим полиэфирэфиркетонам. Описан ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон, характеризующийся строением:

Изобретение относится к огнестойким ароматическим полиэфирэфиркетонам (АПЭЭК), используемым в качестве термо-, огне-, и теплостойких конструкционных полимерных материалов.

Ароматические полиэфирэфиркетоны являются перспективными высокомолекулярными соединениями для многих отраслей современной техники. Они обладают обширным спектром таких важных свойств, как термическая, окислительная, радиационная, химическая устойчивость, высокие механические характеристики, что дает возможность к их применению в качестве конструкционных и электроизоляционных материалов при получении масло- и бензостойких изделий, в электро- и радиотехнике, в авто-, авиа- и ракетостроении. Более обширному применению указанных полимерных материалов препятствуют высокие цены и их способность к горению.

Из уровня техники известны полиэфиркетоны на основе 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана, 3,3-ди(4-оксифенил)фталида и других ароматических диоксисоединений и способы их получения в соответствии со следующими работами:

- заявка ФРГ 3700808: «Preparation of polyaryl ether ketone» («Способ получения полиариленэфиркетонов»);

- Шапошникова В.В., Салазкин С.Н., Сергеев В.А. и др. «Закономерности реакции 4,4'-дифторбензофенона с калиевым дифенолятом 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана», // Изв. АН. Сер. Химическая, 1996, №10. С. 2526-2530;

- заявка ФРГ 3901072: «Process for the preparation of polyaryl ether ketones» («Способ получения полиариленэфиркетонов»);

- заявка Японии 61-176627: «Ароматические простые полиэфиркетоны и способ их получения».

Недостатками полиэфиркетонов по указанным работам являются большая продолжительность синтеза (до 36 часов), низкие показатели термостойкости, теплостойкости, химической стойкости и высокой горючести.

Из уровня техники известна заявка США US 20050272853 А1 известны ароматические поликонденсированные полимеры и композиции на их основе.

Из уровня техники известен патент США US 8691905 В1 известна полимерная композиция, содержащая в своем составе полиамиды.

В качестве наиболее близкого аналога выступают полиэфиркетоны на основе 1,1-дихлор-2,2-ди(3,5-дибром-4-оксифенил)этилена в соответствии с патентом РФ RU 2529030: «Огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон».

Недостатками полиэфиркетонов по изобретению являются низкие значения термических и деформационно-прочностных свойств, а также низкие значения стойкости к агрессивным средам, использование при синтезе высокотоксичного хлорбензола и длительность процесса получения полиэфиров.

Задачей настоящего изобретения является получение АПЭЭК с высокими значениями термо-, тепло-, огне-, химической стойкости и физико-механических свойств без использования хлорбензола.

Поставленная задача решается получением нового полиэфирэфиркетона следующего строения:

где m=25-100

АПЭЭК получают высокотемпературной поликонденсацией из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина (ТБФ) и 4,4'-дифторбензофенона (ДФБФ) в среде N,N-диметилацетамида (ДМАА).

Полимеры с приведенной вязкостью ηпр=0,56-0,87 дл/г синтезируют в течение 3-х часов при 165°С в среде N,N-диметилацетамида. В данном растворителе реакция поликонденсации протекает наиболее оптимально. Синтез АПЭЭК проводится при одновременной загрузке всех исходных реагентов, при мольных соотношениях ТБФ : ДФБФ : К2СО3, равных 1,0:1,0:1,1÷1,3. ТБФ в дифенолят превращают, используя К2СО3. Оптимальным признан избыток карбоната по отношению к бисфенолу, равный 25% моль, т.е. мольное соотношение ТБФ : ДФБФ : К2СО3, равное 1,0:1,0:1,25. Концентрация раствора по бисфенолу в процессе синтеза составляет 0,375 моль/л в начале реакции поликонденсации и 0,75 моль/л в конце.

В конце синтеза, реакционная смесь разбавляется отогнанным в ходе получения АПЭЭК диметилацетамидом, что приводит к экономии растворителя, упрощению стадии выделения полимера, удешевлению стоимости полиэфира и лучшей очистке конечного продукта от ионных примесей.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,1.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, ловушкой Дина-Старка и приспособлением для ввода газообразного азота, загружают 47,546 г (0,075 моль, 100%) ТБФ, 16,365 г (0,075 моль, 100%) ДФБФ, 11,403 г (0,0825 моль, 110%) карбоната калия, 200 мл N,N-диметилацетамида, включают подачу газообразного азота. Температуру поднимают до 165°С, отгоняя воду в виде азеотропной смеси с ДМАА. После полной отгонки воды, температура отгоняющихся паров принимает постоянное значение, выдерживают в течение 3-х часов. Смесь разбавляют в горячем состоянии отогнанным в ходе реакции ДМАА и осаждают полимер, прикапывая к подкисленной 5%-й соляной кислотой воде при интенсивном перемешивании. Осадок полиэфирэфиркетона отфильтровывают, промывают водой от галоген-ионов и N,N-диметилацетамида и сушат при 75°С 2 часа, при 150°С 3 часа, при 175°С 4 часа. Выход продукта составляет 95% от теоретического, приведенная вязкость - 0,56 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.

Пример 2. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,2.

Синтез и выделение АПЭЭК проводят в соответствии с примером 1, однако избыток карбоната калия составляет 20%, соответственно, его в колбу загружают 12,439 г (0,09 моль, 120%). Выход продукта составляет 97% от теоретического, приведенная вязкость - 0,68 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.

Пример 3. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,25.

Синтез и выделение АПЭЭК проводят в соответствии с примером 1, однако, избыток карбоната калия составляет 25%, соответственно, в колбу загружают 12,957 г (0,09375 моль, 125%). Выход продукта составляет 96% от теоретического, приведенная вязкость - 0,87 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.

Пример 4. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,3.

Синтез и выделение АПЭЭК проводят в соответствии с примером 1, однако, избыток карбоната калия составляет 30%, соответственно, его в колбу загружают 13,475 г (0,0975 моль, 130%). Выход продукта составляет 95% от теоретического, приведенная вязкость - 0,85 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.

АПЭЭК из раствора в хлороформе и метиленхлориде методом полива дают прозрачные пленки с коричневатым оттенком.

Строение ароматических полиэфирэфиркетонов подтверждено ИК-спектроскопией. На ИК-спектрах имеются полосы поглощения, соответствующие простым эфирным связям (930, 1015, 1045 см-1), колебаниям карбонильной группы лактонного цикла остатков ТБФ (1750, 1780 см-1), арил-бром-связи (1000, 1080 см-1) и диарилкетогруппам (1600, 1650 см-1), отсутствуют полосы для гидроксильных групп, что подтверждает образование полимеров ожидаемой структуры.

Ниже, в таблице 1 в колонках указаны значения величин, полученных для примеров АПЭЭК при следующих условиях.

Термогравиметрический анализ (ТГА) проведен на воздухе на дериватографе «Perkin-Elmer» при скорости подъема температуры 5°С в минуту. Температуры стеклования (Тстекл.) определены методом дифференциальной сканирующей калориметрии («Perkin-Elmer»). Приведенные вязкости (ηприв) определены для 0,5%-ных растворов АПЭЭК в ДМАА. Прочность на разрыв (σр) определена на лопатках тип 5 по ГОСТ 11262-80. Огнестойкость оценена по кислородному индексу (КИ) на образцах тип 5 по ГОСТ 21793-76. Испытания на водопоглощение проводились по ГОСТ 4650-80 (СТ СЭВ 1692-79) Пластмассы. Метод определения водопоглощения.

Как видно из приведенных данных, большинство из предложенных составов по термостойкости, температуре стеклования, приведенной вязкости, водопоглощению и разрывной прочности выгодно отличаются от прототипа.

Технический результат изобретения заключается в получении ароматических полиэфирэфиркетонов, обладающих высокими значениями кислородного индекса (высокой огнестойкостью), высокими механическими и термическими свойствами, низким водопоглощением за счет использования бисфенола 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина.


Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения
Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 21-30 из 174.
28.07.2018
№218.016.75ee

Способ позиционирования кора оптического волокна над светочувствительной областью фотодетектора

Изобретение относится к области оптической техники и касается способа позиционирования кора оптического волокна над светочувствительной областью фотодетектора. Способ включает в себя подведение кора оптического волокна к поверхности на расстояние , после чего кор оптического волокна перемещают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662485
Дата охранного документа: 26.07.2018
25.08.2018
№218.016.7f7e

Автономный необитаемый подводный аппарат для измерения дифференциальных характеристик векторного звукового поля

Изобретение относится к гидроакустике, в частности к устройствам пеленга подводных источников шума. Автономный необитаемый подводный аппарат для измерения дифференциальных характеристик векторного звукового поля содержит носовой и кормовой звукопрозрачные обтекатели, носовой и кормовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664971
Дата охранного документа: 24.08.2018
25.08.2018
№218.016.7f9f

Подводный планер для локализации источника звука

Изобретение относится к области устройств для локализации источника звука. Подводный планер содержит крылья, рули, двигатели, аккумуляторную батарею, систему управления. Планер содержит два разнесенных детектора - носовой и кормовой. Каждый детектор прикрыт звукопрозрачным колпаком и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664973
Дата охранного документа: 24.08.2018
07.09.2018
№218.016.83a8

Бронематериал фронтального слоя бронепанели

Изобретение относится к области материалов многослойных бронепанелей, использующихся для индивидуальной защиты и для защиты вооружения, военной и специальной техники. Композиционный бронематериал включает карбид бора и армирующие волокна. При этом материал дополнительно содержит полимерное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666195
Дата охранного документа: 06.09.2018
07.09.2018
№218.016.83eb

Средство, его применение и способ повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению

Группа изобретений относится к созданию лекарственного средства для повышения устойчивости млекопитающих к переохлаждению. Средство содержит фармацевтическую композицию препаратов, содержащую 0,78-1,18 мас.% пропранолола, 0,015-0,024 мас.% резерпина, 0,078-0,12 мас.% ивабрадина, 0,098-0,18...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665963
Дата охранного документа: 05.09.2018
07.09.2018
№218.016.83f2

Средство, включающее перфторуглеродную эмульсию (варианты), его применение и способ повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению

Группа изобретений относится к созданию лекарственного средства для повышения устойчивости млекопитающих к переохлаждению. Средство содержит фармацевтическую композицию препаратов, содержащую 0,78-1,18 мас.% пропранолола, 0,015-0,024 мас.% резерпина, 0,078-0,12 мас.% ивабрадина, 0,098-0,18...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665964
Дата охранного документа: 05.09.2018
13.09.2018
№218.016.8717

Способ диагностики рака легкого по анализу выдыхаемого пациентом воздуха на основе анализа биоэлектрических потенциалов обонятельного анализатора крысы

Изобретение относится к медицине, в частности к исследованию и анализу газообразных биологических материалов, и может быть использовано для диагностики рака легкого у человека. Способ основан на анализе выдыхаемого пациентом воздуха путем анализа биоэлектрических потенциалов обонятельного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666873
Дата охранного документа: 12.09.2018
22.09.2018
№218.016.8999

Многоцелевая подводная лодка для осуществления транспортировки, установки, снятия грузов под водой

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания средств для осуществления транспортировки, установки, снятия грузов под водой, а также для осмотра, технического обслуживания, ремонта подводных сооружений. Предложена многоцелевая подводная лодка для осуществления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667407
Дата охранного документа: 19.09.2018
25.09.2018
№218.016.8b27

Система релятивистской квантовой криптографии

Изобретение относится к области квантового распределения ключей, а именно релятивистских квантовых протоколов. Технический результат – организация подстройки приемного интерферометра в однопроходной схеме релятивистского квантового распределения ключей с использованием имеющихся в системе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667755
Дата охранного документа: 24.09.2018
03.10.2018
№218.016.8cca

Способ подбора условий для криоконсервации биологических объектов в вязких средах с использованием гидратообразующих газов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к криоконсервации биологических объектов. Предложенный способ подбора условий для криоконсервации биологических объектов в вязких средах с использованием гидратообразующих газов предусматривает внесение исследуемых криопротекторов в среду для криоконсервации, при этом: а)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668322
Дата охранного документа: 28.09.2018
Показаны записи 21-30 из 98.
27.08.2016
№216.015.4ff3

Способ и устройство для определения массовой доли ацетальдегида

Группа изобретений относится к определению массовой доли ацетальдегида, выделяющегося в полиэтилентерефталате (ПЭТ) или его композитах. Способ определения массовой доли ацетальдегида в ПЭТ или его композитах включает запаивание пробы в стеклянные ампулы диаметром 5-6 мм на воздухе или путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595869
Дата охранного документа: 27.08.2016
12.01.2017
№217.015.5856

Полимерная композиция

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенных для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными свойствами газопроницаемости. Изобретение реализуется путем модификации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588202
Дата охранного документа: 27.06.2016
13.01.2017
№217.015.77d1

Композиционный полимерный материал

Изобретение относится к композиционным полимерным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенных для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными свойствами газопроницаемости. Изобретение реализуется путем модификации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598940
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.8f23

Полимерный композиционный наноматериал

Изобретение относится к полимерным композиционным наноматериалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными значениями по показателям газопроницаемости. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605590
Дата охранного документа: 20.12.2016
25.08.2017
№217.015.9c97

Полимерный материал с улучшенными барьерными свойствами

Изобретение относится к полимерным материалам с улучшенными барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, предназначенного для изготовления тары, обладающим улучшенными значениями по показателям газопроницаемости. Полимерный материал содержит полиэтилентерефталат (ПЭТ) и маточный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610604
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.9d16

Полимерная композиция с улучшенными барьерными свойствами

Изобретение относится к полимерным композициям с барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления прозрачных однослойных бутылок для напитков. Композиция дополнительно содержит маточный концентрат при соотношении, мас.ч.: полиэтилентерефталат - 100,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610602
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.9dd7

Полимерная композиция с улучшенными барьерными свойствами и способ его получения

Изобретение относится к полимерным материалам с улучшенными барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, предназначенного для изготовления тары, обладающим улучшенными значениями по показателям газопроницаемости. Изобретение основано на модификации полиэтилентерефталата маточным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610771
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e18

Полиэтилентерефталатная полимерная композиция и способ ее получения

Изобретение относится к области полимерных композитов, более конкретно - к полимерным композитам, состоящим из полиолефиновой матрицы и маточного концентрата - растворенный в дихлоруксусной кислоте полигидроксиэфир совместно с органомодифицированной глиной, причем органомодифицированная глина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610772
Дата охранного документа: 15.02.2017
26.08.2017
№217.015.d4cd

Полимерная композиция

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения. Композиция содержит (мас.ч.) полиэтилентерефталат 100, суперконцентрат 85-95. Суперконцентрат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622413
Дата охранного документа: 15.06.2017
20.11.2017
№217.015.ef88

Электроизоляционный материал

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629175
Дата охранного документа: 25.08.2017
+ добавить свой РИД