Спосіб одержання кополімерів полівінілпіролідону

Реферат: Спосіб одержання кополімерів полівінілпіролідону включає кополімеризацію естеру метакрилової кислоти з полівінілпіролідоном з використанням Fe-вмісного ініціатора полімеризації. При цьому як естер метакрилової кислоти використовують гідроксіетилметакрилат, а як Fe-вмісний ініціатор - біметалеві частинки заліза. UA 85755 U (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ КОПОЛІМЕРІВ ПОЛІВІНІЛПІРОЛІДОНУ UA 85755 U UA 85755 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до високомолекулярних сполук, зокрема одержання гідрогелевих композиційних матеріалів на основі кополімерів полівінілпіролідону (ПВП), які можуть бути використані в радіотехнічній, медичній та в інших галузях для отримання герметиків, заливних композицій та антистатичних покрить на металічних і неметалічних поверхнях, виробів фармацевтичного та медичного призначення, в т. ч. магніточутливих. Відомий спосіб одержання кополімерів полівінілпіролідону кополімеризацією естеру метакрилової кислоти з ПВП з використанням Fe-вмісного ініціатора. [Патент України на корисну модель № 11818, МПК С08F 271/00. Суберляк О.В., Скорохода В.Й., Гриценко О.М. Спосіб одержання гідрофільних полімерів. Заявл. 21.06.2005; опубл. 16.01.2006, бюл. № 1]. Як Fe-вмісний ініціатор полімеризації була використана сіль FeSO 4. Однак одержані згідно цього способу кополімери містять метал у вигляді солі і тому не мають феромагнітних властивостей, що суттєво обмежує їхнє практичне застосування. Відомий спосіб одержання кополімерів полівінілпіролідону кополімеризацією естеру метакрилової кислоти з ПВП з використанням Fe-вмісного ініціатора полімеризації - FeSO4 [Скорохода В., Суберляк О., Гриценко О. Еластогелеві матеріали з високою дублювальною здатністю // Хімічна промисловість України.-2008. - №4. - С. 39-44]. Але одержані кополімери ПВП мають незадовільні експлуатаційні властивості, зокрема, що стосується твердості, тому для їх покращення до реакційної суміші додатково вводили біфункціональний зшивальний агент триетиленглікольдиметакрилат, при цьому одержані кополімери не мають феромагнітних властивостей, оскільки містять метал у вигляді солі. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб одержання кополімерів полівінілпіролідону, у якому використання нового ініціатора полімеризації забезпечило би надання кополімерам феромагнітних властивостей і покращення експлуатаційних характеристик, зокрема - твердості. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання кополімерів полівінілпіролідону, що включає кополімеризацію естеру метакрилової кислоти з ПВП з використанням Fe-вмісного ініціатора полімеризації, згідно з корисною моделлю, як Fe-вмісний ініціатор полімеризації використовують біметалеві частинки заліза за такого співвідношення компонентів (мас. ч.): гідроксіетилметакрилат 70…99,9 полівінілпіролідон 0,1…30 біметалеві частинки заліза 1…100. Використання біметалевих частинок заліза у заявленій кількості забезпечує ефективне ініціювання полімеризації і одержання кополімерів з достатньою твердістю і феромагнітними властивостями, оскільки у їх складі містяться метали з магнітною проникністю. Для полімеризації естерів метакрилової кислоти з ПВП використовували: 2 - ГЕМА, очищений та перегнаний у вакуумі (залишковий тиск 130 Н/м , Ткип=351 К); - ПВП молекулярної маси 10…28 тис. - медичний, високої очистки; - як біметалеві частинки використовували частинки заліза з металами Сu, Mg, Zn, Co, Ni, утворені осадженням металів з водних розчинів їх сульфатів [Дудок Г.Д., Семенюк Н.Б., Жура А.В., Скорохода В.Й. Дослідження полімеризації композицій 2-гідроксіетилметакрилату з полівінілпіролідоном у присутності феромагнітного наповнювача // Вісник НУ "Львівська політехніка". "Хімія, технологія речовин та їх застосування". - Львів.-2012. - № 726 - С. 409-412]. Діаметр частинок - 0,1…0,8 мм. Одержані кополімери досліджували на питому електропровідність (γv), яку визначали за вимірюванням питомого опору композитів (ρv). Граничне водопоглинання (W) визначали ваговим методом за зміною маси зразка полімеру. Поверхневу твердість (F) оцінювали за конічною точкою текучості на консистометрі Хеплера. Магнітні властивості досліджували методом фазового магнітного аналізу за допомогою вібраційного магнітометра за значеннями питомої намагніченості насичення ςs. Приклад 1 Здійснювали кополімеризацією ГЕМА з ПВП у присутності ініціатора полімеризації біметалевих частин Fe-Сu в кількості 5 мас. ч. при співвідношенні ГЕМА:ПВП=70:30 мас. ч. ПВП розчиняли в ГЕМА, додавали біметалеві частинки Fe-Сu і суміш ретельно перемішували, одержану композицію заливали у форму. Полімеризацію проводили при 75 °C протягом 4 год. 1 UA 85755 U Таблиця Властивості кополімерів полівінілпіролідону Вміст (бі)металевих Склад частинок, 8 № композиції (Бі)металеві ρv·3·10 , мас. ч./100 з/п ГЕМА:ПВП, частинки Ом·м мас. ч. мас. ч. композиції ГЕМА:ПВП 1. 70:30 3,46 2. 99,9:0,1 5 3,69 3. 3,53 4. 1 22,7 5. Fe-Cu 3 24,4 6. 7 14,5 7. 10 15,3 8. 80:20 50 0,03 9. 100 0,009 10. Fe-Mg 19,2 11. Fe-Zn 23,5 5 12. Fe-Co 29,4 13. Fe-Ni 51 14. 80:20 Fe 5 45,2 5 10 15 γv·3·10 , -1 -1 Ом ·м F, МПа Питома W, намагніченість % насичення ςs, 2 -1 А·м ·кг 0,29 0,27 0,28 0,04 0,04 0,06 0,06 33,3 111,1 0,05 0,04 0,03 0,02 0,02 154 360 285 303 304 315 349 233 153 317 235 274 323 323 80 40 74 74 71 71 73 46 35 72 70 71 72 65 8 186 211 210 210 213 181 В результаті одержали наповнений біметалевими частинками кополімер ПВП з такими 8 8 -1 -1 2 властивостями: ρv=3,46·3·10 Ом·м, γv=0,29·3·10 Oм ·м , F=154 МПа, W=80 %, ςs=186 А·м ·кг. Приклади 2-14 здійснювали аналогічно, за іншого співвідношення компонентів та природи біметалевих частинок. Властивості одержаних кополімерів ПВП подані в таблиці. За вмісту ПВП, меншого 0,1 мас. ч., композиція не полімеризується, за більшого стає не технологічною - має високу в'язкість. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб одержання кополімерів полівінілпіролідону, що включає кополімеризацію естеру метакрилової кислоти з полівінілпіролідоном з використанням Fe-вмісного ініціатора полімеризації, який відрізняється тим, що як естер метакрилової кислоти використовують гідроксіетилметакрилат, як Fe-вмісний ініціатор - біметалеві частинки заліза, а кополімеризацію здійснюють за такого співвідношення компонентів (мас. ч.): гідроксіетилметакрилат 70…99,9 полівінілпіролідон 0,1…30 біметалеві частинки заліза 1…100. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2