×
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 41-50 из 174.
26.10.2018
№218.016.9620

Оптоволоконный фотоэлектрический свч модуль

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиофотонике, и может быть использовано при конструировании систем возбуждения антенн и антенных решеток для связи, радиолокации и радиоэлектронной борьбы. Оптоволоконный фотоэлектрический СВЧ модуль включает симметричный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670719
Дата охранного документа: 24.10.2018
06.12.2018
№218.016.a444

Стендовый жидкостный ракетный двигатель с непрерывной спиновой детонацией

Изобретение относится к области испытаний, в частности стендовых испытаний режимов работы ЖРД, работающих в режиме непрерывной детонации на топливной смеси, состоящей из газообразного кислорода и керосина. Изобретение представляет собой стендовый ЖРД с кольцевой камерой детонационного горения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674117
Дата охранного документа: 04.12.2018
07.12.2018
№218.016.a463

Устройство для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для магнитоимпульсной обработки металлов давлением. Устройство содержит приспособление для прижимного соединения и разъединения торцевых частей полувитков блока разъемного индуктора. При этом указанное приспособление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674184
Дата охранного документа: 05.12.2018
09.12.2018
№218.016.a50b

Радиофотонный передающий тракт для передачи мощных широкополосных сигналов и эффективного возбуждения антенн

Изобретение относится к радиофотонике, в том числе к технике передачи мощных широкополосных радиосигналов по волоконно-оптическим линиям связи к антеннам и антенным решеткам. Техническим результатом является повышение КПД, максимально достижимой мощности, широкополосности (расширение мгновенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674074
Дата охранного документа: 07.12.2018
20.12.2018
№218.016.a95b

Радиофотонный широкополосный приемный тракт на основе ммшг-модулятора с подавлением собственных шумов лазера

Изобретение относится к радиофотонике, в том числе к технике приема слабых широкополосных радиосигналов, например, от антенн и антенных решеток. Заявленный радиофотонный широкополосный приемный тракт на основе ММШГ-модулятора с подавлением собственных шумов лазера содержит лазер, оптическую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675410
Дата охранного документа: 19.12.2018
20.12.2018
№218.016.a963

Способ изготовления фотодетекторов мощного оптоволоконного свч модуля

Изобретение может быть использовано для создания мощных СВЧ фотодетекторов на основе эпитаксиальных структур GaAs/AlGaAs, чувствительных к излучению на длине волны 810-860 нм. Способ изготовления фотодетекторов мощного оптоволоконного СВЧ модуля включает создание на полупроводниковой подложке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675408
Дата охранного документа: 19.12.2018
20.12.2018
№218.016.a99f

Конструкция высокопрочных датчиков

Изобретение относится к области авиационной техники, диагностики технического состояния конструкций из полимерных композиционных, металлических и гибридных материалов с использованием волоконно-оптических акустических средств встроенного контроля. Конструкция высокопрочного датчика деформации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675411
Дата охранного документа: 19.12.2018
20.12.2018
№218.016.a9dd

Фотодетекторный свч модуль

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к радиофотонике, и может быть использовано при конструировании систем возбуждения антенн и активных фазированных антенных решеток (АФАР) для связи, радиолокации, радионавигации и радиоэлектронной борьбы. Фотодетекторный СВЧ модуль включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675409
Дата охранного документа: 19.12.2018
26.12.2018
№218.016.ab9c

Фильтрующий пакет, способ получения мембраны для него и способ изготовления противоаэрозольного фильтра противогаза

Изобретение относится к области получения противоаэрозольных фильтров из волокнистых фильтрующих материалов. Фильтрующий слой изготовлен из полиакрилонитрильных нановолокон. Нановолокна получены методом электроформования по технологии Nanospider из раствора полиакрилонитрила с концентрацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675924
Дата охранного документа: 25.12.2018
27.12.2018
№218.016.ac66

Способ получения фильтрующего материала и фильтрующий материал

Изобретение относится к области получения высокоэффективных волокнистых фильтрующих материалов. Фильтрующий материал представляет собой трехслойную композицию, в которой один из слоев выполнен из полимерных (полиакрилонитрильных) нановолокон, полученных методом электроформования, и размещен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676066
Дата охранного документа: 25.12.2018
Показаны записи 41-50 из 98.
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
29.05.2019
№219.017.631b

Композиционный материал на основе полифениленсульфона и способ его получения

Изобретение относится к способу получения композиционного материала на основе полифениленсульфона, применяемого в качестве суперконструкционного полимерного материала для аддитивных 3D технологий. Способ получения композиционного материала заключается в том, что предварительно сухую смесь 75-85...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688140
Дата охранного документа: 20.05.2019
29.05.2019
№219.017.6388

Ароматические сополиэфирсульфонкетоны и способ их получения

Изобретение относится к способу получения ароматических сополиэфирсульфонкетонов (СПЭСК), которые могут быть использованы в качестве термо- и теплостойких конструкционных полимерных материалов. Первый вариант способа получения сополиэфирсульфонкетона заключается в том, что проводят реакцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688142
Дата охранного документа: 20.05.2019
+ добавить свой РИД