Спосіб модифікування ацетобутирату целюлози

УКРАЇНА (19) UA (11) 75551 (13) C2 (51) МПК (2006) C08B 15/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ МОДИФІКУВАННЯ АЦЕТОБУТИРАТУ ЦЕЛЮЛОЗИ 1 2 (13) 75551 (11) полімеризації - ДБДЛО; вичерпання NCO-груп контролювали титруванням реакційного середовища. Властивості продуктів модифікування послідовно змінювалися в ряді термопласт термоеластопласт еластомер. Однак, оскільки реакції поліприєднання припускають статистичну (ймовірну) будову ланцюга блок-кополімерів, властивості кінцевого продукту, а саме діелектричні, термодинамічні й термомеханічні характеристики, не можуть бути прогнозовані. Метою винаходу є розробка способу модифікування АБЦ й одержання продукту із прогнозованими діелектричними, термодинамічними й термомеханічними властивостями. Поставлена мета досягається тим, що за способом модифікування ацетобутирату целюлози уретанвмісними сполуками, згідно пропонованого винаходу, як уретанвмісні сполуки беруть поліуретани в співвідношенні АБЦ:ПУ від 1:0,01 до 1:0,10 і далі піддають дії постійного магнітного поля напруженістю (2-8)*105 А/м при температурі (130-150)°С. Прогнозування властивостей - підвищення діелектричних втрат і провідності, розширення інтервалу теплового ефекту плавлення, зниження температури текучості досягають модифікуванням ацетобутирату целюлози [СТУ № 9-68-61, МРТУ 6-05-1106-68, ТУ № В-111-68); як модифікатори застосовують поліуретани (ТУ 38 103 185-78, ТУ 6-05-221-323-74, ТУ 88 УРСР 095.001-76 та інші]. UA Винахід відноситься до полісахаридів і їхніх похідних, конкретно до модифікування похідних целюлози (ПЦ), зокрема, ацетобутирату целюлози (АБЦ), використовуваних у виробництві конструкційних пластмас, лаків і плівок. Відомі способи хімічного модифікування ПЦ ізоціанатами і макродіізоціанатами (МДІ) [1-4] за реакцією поліприєднання. Спосіб здійснювали в розчині в диметилформаміді (ДМФА) при 60-90°С протягом 3 год в присутності ініціатора полімеризації дибутилдилауринату олова (ДБДЛО). Формування ковалентних зв'язків у процесі уретаноутворення приводить до часткового зшивання і підвищення щільності упакування макромолекул полімерів. У результаті модифікування температура текучості в порівнянні з вихідними ефірами целюлози знижується на ~50°С; продукти, одержані за цим способом, досить пластичні, здатні витримувати миттєву деформацію до 10%. Крім того, певне співвідношення ПЦ:МДІ каталізує процеси кристалізації в ефірах целюлози, причому тепловий ефект кристалізації зростає від 20 до 260 кДж/(кг°С). Прототипом пропонованого винаходу є спосіб хімічного модифікування ацетобутирату целюлози уретанвмісними сполуками конкретно реакційноздатними аліфатичними макродіізоціанатами [5] за реакцією поліприєднання. Спосіб здійснювали в 20%-му розчині в ДМФА при 80°С у присутності ініціатора C2 макроізоціанатами ацетобутирату целюлози. Укр.хім.ж. - 2004. - №2. - с. 119-124 SU 1182095, 30.09.1985 EP 0 512 527 A1, 11.11.1992 WO 1997049733 A1, 31.12.1997 (57) Спосіб модифікування ацетобутирату целюлози уретанвмісними сполуками, який відрізняється тим, що як уретанвмісні сполуки використовують поліуретани в співвідношенні ацетобутират целюлози : поліуретан від 1:0,01 до 1:0,10 і далі піддають дії постійного магнітного поля напруженістю (2-8)*105 А/м при температурі (130-150) °С. (19) (21) a200501762 (22) 25.02.2005 (24) 17.04.2006 (46) 17.04.2006, Бюл. № 4, 2006 р. (72) Віленський Володимир Олексійович, Керча Юрій Юрійович, Глієва Галина Євгеніївна, Овсянкіна Вікторія Олексіївна (73) ІНСТИТУТ ХІМІЇ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНИХ СПОЛУК НАН УКРАЇНИ, Віленський Володимир Олексійович (56) Віленський В.О., Керча Ю.Ю., Глієва Г.Є. Синтез та дослідження модифікованого аліфатичними 3 75551 4 Постійне магнітне поле (ПМП) забезпечується ПМП (крива 2) дозволяє надати залежності = дією електромагніта. ПМП забезпечує регулюванf(СПУ, %) лінійного характеру на відміну від такої ня набору фізичних і фізико-хімічних властивостей залежності для АБЦ, модифікованого ПУ без без зміни хімічного складу та/або співвідношення подальшої обробки ПМП, яка має вигляд компонентів і виключає основний метод зростаючої експоненти (крива 1). Провідність спрямованої зміни комплексу “склад-властивості", модифікованого за пропонованим способом АБЦ а саме хімічне модифікування - синтез як змінюється від 0,1*10-9 См/см до 0,3*10-6 См/см в індивідуальних матеріалів з необхідними властиінтервалі частот 1-100 кГц. востями, так і як компонентів сумішей. Дію ПМП З таблиці і фіг. також видно, що позамежний здійснюють при (130-150)°С (тобто вище темперавміст ПУ в композитах у кількості 0,2 і 0,3 мас. ч. тури руйнування водневих зв'язків в АБЦ як у (приклади 6К і 7К) приводить до порушення більш високотемпературній складовій композита), монотонної зміни діелектричних властивостей. Це що забезпечує високу кінетичну рухливість пояснюється тим, що полярні полімери АБЦ і ПУ макроланцюгів полімеру й у такий спосіб підвищує сумісні в обмеженій області складів, потім в ефективність дії ПМП. композиті настає фазове розшарування і Сутність винаходу пояснюється прикладами, властивості зразка визначаються переважним фіг., таблицею. вмістом одного з компонентів. Приклад 1. У ємність, що містить 1 мас. ч. поМодифікування АБЦ за пропонованим спосорошку АБЦ, додають 0,01 мас. ч. порошку ПУ й бом дозволяє змінювати фазовий склад перемішують протягом 10 хв. Суміш вміщують між композитів, тобто частку кристалічної фази. Про нагрітими до 170°С прес-формами, витримують 5це свідчить більш широкий інтервал значень теп10 хв під тиском 15 МПа і охолоджують зі лового ефекту плавлення кристалічної фази ( Н , швидкістю 5 град/хв. Отриманий зразок вміщують кДж/кг °С) і температури текучості (Ттек, °С). між полюсами постійного електромагніта Література: 5 напруженістю Н=2*10 А/м при 140°С. Витримують 1. Виленский В.А., Гончаренко Л.А., Глиевая зразок у цих умовах 60 хв, охолоджують до 25°С і Г.Е. Синтез и исследование полиуретанов на освідключають електромагніт. нове толуилендиизоцианата и различных произПриклад 5К. Наважка 1 мас. ч. порошку АБЦ. водных целлюлозы // Пласт. массы. - 2001. - №8. Зразки готують як у прикладі 1. Дію магнітного пос. 30-35. ля забезпечують як у прикладі 1. 2. Віденський В.О., Керча Ю.Ю., Глієва Г.Є. Приклад 6К. У ємність, що містить 1 мас. ч. Синтез кополіуретанів на основі похідних целюлопорошку АБЦ, додають 0,2 мас. ч. порошку ПУ й зи // Доповіді НАНУ. - 2000. - №11. - с. 189-192. перемішують протягом 10 хв. Зразки готують як у 3. Віленський В.О., Керча Ю.Ю., Гончаренко прикладі 1. Дію магнітного поля забезпечують як у Л.А., Глієва Г.Є. Ініціювання процесу кристалізації прикладі 1. Аналогічним чином готують зразок № етилового ефіру целюлози хімічною модифікацією 7К. його макродіізоціанатом // Доповіді НАНУ. - 2001. В таблиці наведено результати №8. - с. 123-126. модифікування ацетобутирату целюлози 4. Віленський В.О., Керча Ю.Ю., Глієва Г.Є., поліуретанами з подальшою дією ПМП на Гончаренко Л.А. В’язко-пружні властивості діелектричні, термодинамічні і термомеханічні хапохідних целюлози, модифікованих рактеристики композиту. З таблиці видно, що при макродіізоціанатами // Комп. полім. мат-ли. - 2003. збільшенні вмісту ПУ в композиті від 0 до 0,10 мас. - Т. 25. - №2. - с. 134-137. ч. діелектричні втрати і провідність збільшуються в 5. Віленський В.О., Керча Ю.Ю., Глієва Г.Є. 10 разів. Синтез та дослідження модифікованого На фіг. наведено криві залежності провідності аліфатичними макродіізоціанатами ацетобутикомпозитів від складу. На осі абсцис відкладено рату целюлози. // Укр. хім. ж. - 2004. - Т. 70. - №2. вміст ПУ (мас. ч.), а на осі ординат - провідність с. 119-124. композитів при частоті 1 кГц. Обробка композиту Таблиця складів і умов обробки композитів, їх термодинамічних і термомеханічних властивостей Сполука, мас. ч. Умови обробки Співвідношення Діел. втрати, 1 кГц № п/п АБЦ ПУ МДІ T-pa, °С ПМП, -5 Н*10 А/м "*10 1 1 0,01 2 1 0,02 3 1 0,05 4 1 0,10 5K 1 130 140 150 140 120 0 2 0 4 0 6 0 8 0 2 5,8 22,0 14,4 9,6 19,4 12,0 22,3 19,2 2,4 8,8 3 1 кГц 9 *10 См/см 0,33 0,52 0,81 0,54 1,08 0,67 1,25 1,08 0,13 0,49 " ; провідність, 10 кГц 9 *10 См/см 4,70 15,97 11,30 7,75 14,43 8,48 16,67 15,15 1,29 6,25 100 кГц 9 *10 См/см 80,65 222,22 178,89 114,68 218,34 128,87 270,27 250,00 22,17 100,00 Термодинамічні і термомеханічні вл. АН, Ттек, °С кДж/кг°С 8,4 6,7 9,4 7,6 9,7 8,0 9,4 8,7 6,4 2,1 169 163 170 159 167 170 160 166 160 187 5 75551 6 Продовження табл. Сполука, мас. ч. Умови обробки Співвідношення Діел. втрати, 1 кГц № п/п АБЦ ПУ МДІ T-pa, °С ПМП, -5 Н*10 А/м "*10 6К 1 0,20 7К 1 0,30 8* 1 1 1 1 1 2 3 10 160 170 0 2 0 2 21,0 16,0 25,0 19,5 0,73 0,38 0,49 0,16 3 " ; провідність, 1 кГц 9 *10 См/см 1,15 0,90 1,40 1,09 0,41 0,21 0,27 0,09 10 кГц 9 *10 См/см 14,97 12,60 19,42 14,08 1,34 0,73 1,0 0,52 100 кГц 9 *10 См/см 250,00 212,77 302,11 243,9 13,8 7,5 9,9 6,1 Термодинамічні і термомеханічні вл. АН, Ттек, °С кДж/кг°С 9,6 6,2 4,8 3,8 2,6 0,3 8* - зразок за прототипом Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 153 164 154 158 124 129 79 138