Синтез и исследование свойств поликонденсационных блок-сополимеров на основе достаточно близких по химическому строению и свойствам гомополимеров представляет научный и практический интерес [2].
Ароматические полиформали обладают комплексом ценных свойств, в частности, высокой химстойкостью, легкостью формования из расплава при сравнительно высокой термостойкости. В этой связи представляло интерес синтезировать ароматические олигоформали, а на их основе блок-сополимеры [5].
Материалы и методы исследования
В основу синтеза простых ароматических олигоэфиров была положена реакция взаимодействия бисфенолята с дигалогенметиленом в среде безводного апротонного диполярного растворителя – диметилсульфоксида (ДМСО) в атмосфере азота. Олигоэфиры различной степени конденсации синтезировали взаимодействием избытка бисфенолята с дигалоидметиленом или 4,4-дихлордифе-
нилсульфоном [5].
Синтез ароматических олигоформалей осуществляли в соответствии с идеализированной схемой:
где n = 5, 10,20.
Строение и свойства синтезированных ароматических олигоформалей и олигосульфона на основе фенолфталеина и 4,4-дихлордифенилсульфона с n = 10 приведены в табл. 1.
Таблица 1
Свойства ароматических олигоэфиров
|
Шифр * |
Степень |
Ƞпр, м3/кг |
Выход, % |
ММ |
Тразм, К |
Содержание |
|
ОФД-5 |
5 |
0,0075 (хлф) |
99 |
1400 |
313 |
2,24 |
|
ОФД-10 |
10 |
0,017 (хлф) |
98 |
2600 |
323 |
1,29 |
|
ОФС-2-10 |
10 |
0,0052 (хлф) |
99 |
2400 |
338 |
1,41 |
|
ОФS-10 |
10 |
0,006 (хлф) |
99 |
2800 |
393 |
1,18 |
|
ОФР-20 |
20 |
0,0101 (хлф) |
98 |
2500 |
314 |
1,33 |
|
ОСФ-10 |
10 |
0,0140 (хлф) |
98 |
5400 |
537 |
0,60 |
Примечания: *ОФД, ОФС-2, ОФS, ОФР – олигоформаль на основе 2,2-ди-(4-оксифенил)-пропана, 1,1-дихлор-2,2-ди-(4-оксифенил)-этилена, 4,4-диоксифенилсульфона, резорцина соответственно и хлористого метилена. ОСФ – олигосульфон на основе фенолфталеина и 4,4-дихлоридфенилсульфона.
Результаты исследования
и их обсуждение
Полученные результаты показывают, что в выбранных условиях олигоформали образуются с высоким выходом. С ростом степени конденсации олигоформалей увеличивается температура размягчения и приведенная вязкость олигоформалей на основе одного и того же бисфенолята. В то же время понижается содержание гидроксильных групп.
ИК-спектры олигоформалей содержат полосы поглощения в области 1360, 1410 и 2970 см–1 изопропиленовой группы в остатках ДОФП; 3050, 1500 и ниже 1240 см–1 алифатически-ароматической простой эфирной связи; интенсивную полосу поглощения при 3300–3600 см–1 гидроксильных групп [1, 3].
Блок-сополиэфирформали на основе олигоформаля и олигосульфона
Синтезу и исследованию свойств поликонденсационных диблок-сополимеров строения –А–Б – посвящено относительно мало работ. В то же время эта область представляет бесспорный научный и практический интерес. Исходя из этого, представляло интерес синтезировать из заранее приготовленных олигомеров различного строения диблок-сополимеры с целью исследования их свойств в зависимости от состава и строения.
Синтезированы диблок-сополимеры на основе олигоформаля диана со степенью конденсации 10 и олигосульфона фенолфталеина со степенью конденсации 10 в различных соотношениях методом низкотемпературной акцепторно-каталитической поликонденсации. Синтез блок-сополимеров осуществляли в соответствии со схемой:
Таблица 2
Состав и некоторые свойства диблок-сополимеров
|
Состав блок-сополимеров, мол. % |
Выход, % |
Ƞпр, (хлф), м3/кг |
Ƞпр, |
Ƞпр, (тхэ), м3/кг |
ρ, г/см3 |
Тст, К |
|
|
ОФД-10 |
ОСФ-10 |
||||||
|
0 |
100 |
95 |
0,04 |
0,014 |
0,045 |
1,321 |
493 |
|
5 |
95 |
90 |
0,04 |
0,014 |
0,054 |
1,352 |
477 |
|
10 |
90 |
95 |
0,04 |
0,015 |
0,039 |
1,326 |
457 |
|
30 |
70 |
5 |
0,04 |
0,021 |
0,043 |
1,310 |
453 |
|
30регул. |
70 |
93 |
0,04 |
0,023 |
0,052 |
– |
458 |
|
50 |
50 |
92 |
0,05 |
0,040 |
0,061 |
1,296 |
430 |
|
70 |
30 |
90 |
0,08 |
0,062 |
0,102 |
1,276 |
416 |
|
100 |
0 |
90 |
Нераств. |
– |
– |
– |
383 |
По мере увеличения содержания в диблок-сополимерах остатков ОФД-10 их температура стеклования понижается. Это связано, по-видимому, с увеличением гибкости цепи макромолекулы, а также ослаблением межцепного взаимодействия за счет снижения содержания сильнополярных остатков фенолфталеина и 4,4-дихлордифенилсульфона.
Зависимость температуры стеклования диблок-сополимеров от содержания ОФД-10 приведена на рис. 1.
Синтезированные диблок-сополимеры растворимы в хлорированных углеводородах, 1,4-диоксане, амидных растворителях и образуют прочные пленки поливом из раствора (табл. 3) [4].
Рис. 1. Зависимость температуры стеклования диблок-сополимеров
ОФД-10/ОСФ-10 от содержания ОФД-10
Таблица 3
Отношение диблок-сополимеров к органическим растворителям
|
Состав диблоксополимера, мол. % |
Ацетон |
Изопропанол |
Четыххлористый углерод |
1,4 –диоксан |
Хлороформ |
Тетрахлорэтан |
Диметилформамид |
|
|
ОСФ-10 |
ОФД-10 |
|||||||
|
100 |
0 |
Н |
Н |
Н |
Р |
Р |
Р |
Р |
|
95 |
5 |
Н |
Н |
Н |
Р |
Р |
Р |
Р |
|
90 |
10 |
Н |
Н |
Н |
Р |
Р |
Р |
Р |
|
70 |
30 |
Н |
Н |
Н |
Р |
Р |
Р |
Р |
|
50 |
50 |
Н |
Н |
Н |
Р |
Р |
Р |
Р |
|
30 |
70 |
Н |
Н |
Н |
Р |
Р |
Р |
Р |
Примечания: Н – нерастворим; Р – растворим.
На рис. 2 приведена зависимость плотности пленок диблок-сополимеров от содержания ОФД-10.
Для пленочных образцов синтезированных диблок-сополимеров определена зависимость диэлектрических характеристик от температуры. Полученные результаты приведены в табл. 3.
Выводы
С помощью различных химических реакций получены новые ненасыщенные олигоэфиры и олигоформали и на их основе блок-сополиэфиры.
Установлены состав, строение и реакционная способность олигомеров, а также изучены физико-химические и эксплуатационные свойства блок-
сополиэфиров.
Полученные блок-сополиэфиры обладают способностью к пленкообразованию и характеризуются улучшенной растворимостью и повышенной молекулярной массой. Установлена корреляция между составом, строением и физико-химическими свойствами блок-сополиэфиров.
Рис. 2. Зависимость плотности пленок диблок-сополимеров
ОФД-10/ ОСФ-10 от содержания ОФД-10
Разработанные новые блок-сополиэфиры обладают высокой термостойкостью. В атмосфере воздуха они проявляют 2 %-ю потерю массы при температурах выше 413 °С и значительно превосходят широко используемые термостойкие конструкционные и пленочные термопластичные материалы.
Комплекс физико-химических свойств разработанных блок-сополиэфиров позволяет предложить их в качестве тепло- и термостойких конструкционных и пленочных материалов. Относительная доступность исходного сырья позволяет отнести настоящие блок-сополиэфиры к промышленно-перспективным полимерным материалам.
Рецензенты:
Алакаева Л.А., д.х.н., профессор кафедры неорганической и физической химии КБГУ, г. Нальчик;
Султыгова З.Х., д.х.н., профессор кафедры химии, ИнгГУ, г. Магас.
Работа поступила в редакцию 31.01.2014.
Библиографическая ссылка
Акталиева А.Г., Шустов Г.Б., Саламов А.Х., Темирханов Б.А. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ ОЛИГОЭФИРОВ // Фундаментальные исследования. 2014. № 3-1. С. 55-58;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33584 (дата обращения: 02.08.2026).