×
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 71-80 из 174.
27.04.2019
№219.017.3cf2

Крыло летательного аппарата с интегрированными солнечными панелями

Изобретение относится к области авиации, а именно к конструкции планеров летательных аппаратов, использующих в качестве силовой установки электродвигатели, функционирующие за счет энергии, получаемой с солнечных панелей, запасаемой в аккумуляторных батареях для полета в периоды недостаточной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686350
Дата охранного документа: 25.04.2019
01.05.2019
№219.017.47da

Чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3 и способ его изготовления

Группа изобретений относится к пьезоэлектрическим преобразователям типа керамика-полимер со связностью 1-3 и может быть использована для повышения приемной чувствительности гидроакустических антенн. Чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3 содержит стержни, выполненные из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686492
Дата охранного документа: 29.04.2019
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
№219.017.5e87

Композиция для получения паропроницаемой пористой мембраны

Изобретение относится к составу формовочного раствора для получения нетканого материала методом электроформования для достижения требуемых показателей эксплуатационных свойств. Изобретение касается состава формовочного раствора для получения паропроницаемой мембраны, а также регулирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688625
Дата охранного документа: 21.05.2019
24.05.2019
№219.017.5f6e

Устройство и способ для экспериментального изучения и расширения временных границ сверхглубокой гипотермии

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для изучения устойчивости млекопитающих к сверхглубокой гипотермии и расширения предельных временных границ нахождения животного в состоянии сверхглубокой гипотермии включает платформу для закрепления на спине испытуемого животного,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688722
Дата охранного документа: 22.05.2019
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
№219.017.6385

Способ криоконсервации биологических образцов под давлением и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области криоконсервации для обеспечения длительного хранения биологических образцов. Способ криоконсервации биологического образеца включает насыщение раствором криопротектора, размещение образца во внутреннем объеме камеры высокого давления, проведение витрификации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688331
Дата охранного документа: 21.05.2019
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
30.05.2019
№219.017.6bad

Вычислительный модуль и способ обработки с использованием такого модуля

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат изобретения заключается в повышении производительности многопотоковых вычислений в вариативных задачах дискретной математики за счет параллельной работы специализированных процессорных элементов по общей программе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689433
Дата охранного документа: 28.05.2019
31.05.2019
№219.017.70ec

Огнезащитный текстильный материал

Изобретение относится к легкой промышленности, а именно к получению огнестойкого текстильного материала, и может быть использовано для изготовления одежды и фильтрующих средств индивидуальной защиты. Огнезащитный текстильный материал содержит нетканый материал на основе полиакрилонитрила и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689600
Дата охранного документа: 28.05.2019
Показаны записи 71-80 из 98.
27.01.2020
№220.017.fa04

Полиэфиримидный композиционный материал

Изобретение относится к композиционным материалам, предназначенным для аддитивных технологий производства изделий. Предложен полиэфиримидный композиционный материал, состоящий из, масс. %: полиэфиримида как термопластичного полимера (50-60), стекловолокна или углеволокна в качестве наполнителя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712173
Дата охранного документа: 24.01.2020
27.01.2020
№220.017.fa05

Способ получения капсулированных полигидроксиэфиров и сополигидроксиэфиров

Изобретение относится к способу получения капсулированных полигидроксиэфиров и сополигидроксиэфиров и может быть использовано при производстве полимерных материалов, применяемых в различных отраслях народного хозяйства в качестве конструкционных, пленочных и электроизоляционных материалов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712182
Дата охранного документа: 24.01.2020
27.01.2020
№220.017.fa06

Способ получения капсулированных полигидроксиэфиров и сополигидроксиэфиров

Изобретение относится к способу получения капсулированных полигидроксиэфиров и сополигидроксиэфиров и может быть использовано при производстве полимерных материалов, применяемых в различных отраслях народного хозяйства в качестве конструкционных, пленочных и электроизоляционных материалов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712181
Дата охранного документа: 24.01.2020
01.02.2020
№220.017.fc19

Способ получения аппретированных углеродных волокон и композиционные материалы на их основе

Группа изобретений относится к способу получения аппретированных углеродных волокон и к композиционным материалам на их основе, предназначенным в качестве конструкционных полимерных материалов в аддитивных технологиях. Композиционные материалы содержат полимерную матрицу на основе полиэфиримида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712612
Дата охранного документа: 29.01.2020
01.02.2020
№220.017.fc2e

Термопластичная клеевая композиция с повышенной огнестойкостью

Изобретение относится к термопластичной клеевой композиции с повышенной огнестойкостью и прочностью на сдвиг. Композиция включает полигидроксиэфир на основе 1,1-дихлор-2,2-(4,4'-диокси)фенилэтилена, растворитель - хлороформ, вторичный поливинилбутираль и стеклянный порошок из отработавшего срок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712613
Дата охранного документа: 29.01.2020
12.04.2023
№223.018.4724

Способ получения аппретированного углеволокна и полиэфиримидный композиционный материал

Группа изобретений может быть использована в производстве изделий с помощью аддитивных технологий. Способ получения аппретированных углеродных волокон включает нанесение аппретирующего состава из раствора с последующей сушкой. Аппретирующий состав содержит п-толуилендиамин в изопропаноле....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793762
Дата охранного документа: 05.04.2023
12.04.2023
№223.018.472f

Способ получения аппретированных стекловолокон и наполненный ими полиэфиримидный композит

Группа изобретений может быть использована в производстве изделий с помощью аддитивных технологий. Способ получения аппретированных стеклянных волокон включает нанесение аппретирующего состава из раствора с последующей сушкой. Аппретирующий состав содержит 4,4'-диоксидифенилсульфон в ацетоне....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793761
Дата охранного документа: 05.04.2023
12.04.2023
№223.018.473a

Способ получения аппретированных стеклянных волокон и армированная ими полимерная композиция

Изобретение относится к способу получения аппретированных стеклянных волокон и армированных ими полимерных композиций, предназначенных для использования в качестве конструкционных полимерных материалов в аддитивных технологиях. Аппрет наносят на стеклянные волокна из раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793765
Дата охранного документа: 05.04.2023
12.04.2023
№223.018.473f

Аппретированное углеродное волокно и полиэфирэфиркетонный композиционный материал на его основе

Настоящее изобретение относится к области аппретированных углеродных волокон и полиэфирэфиркетонных композиционных материалов на их основе. Описано аппретированное углеродное волокно состава: углеволокно 99,4÷96,4 масс.%,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793760
Дата охранного документа: 05.04.2023
12.04.2023
№223.018.4748

Способ получения аппретированных стекловолокон и полиэфиримидные композиции

Изобретение относится к способу получения аппретированных стеклянных волокон и полимерным композициям, предназначенным для использования в качестве конструкционных полимерных материалов в аддитивных технологиях. Полимерная композиция включает в себя полиэфиримид 80 мас.% и стекловолокно,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793764
Дата охранного документа: 05.04.2023
+ добавить свой РИД