Спосіб отримання поліціанурату

Реферат: Спосіб отримання поліціанурату шляхом поліциклотримеризації диціанового мономеру або олігомеру у присутності поліедрального олігомерного сілсесквіоксану (ПОСС), наявності каталізатора перемішуванням при підвищенні температури, поміщенням отриманої суспензії у металеву форму, оброблену антиадгезивним складом з її спочатку охолодженням до 35 °C і наступним нагріванням від 35 до 320 °C протягом 5 годин. Ціанатний мономер (олігомер) змішують з поліедральним олігомерним сілсесквіоксаном, що містить циклоаліфатичні епоксигрупи. Отриману суспензію інтенсивно перемішують за температури 160 °C протягом 2 годин для здійснення хімічного щеплення між компонентами з наступним охолодженням і нагріванням. UA 70478 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ ПОЛІЦІАНУРАТУ UA 70478 U UA 70478 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до високомолекулярних сполук, що отримують реакціями утворення зв'язку, що містить азот у сполученні з атомами оксигену в основному ланцюзі макромолекули, може бути використана для отримання високотермостійких полімерних матеріалів для використання як матриці в композитах, клеях, покриттях. Відомі способи [1-3] отримання поліціануратів з ціанатних мономерів за наявності каталізатора за ступінчатого нагрівання до температури 250-260 °C. Як ціанатні мономери можуть бути використані диціанові естери бісфенолів А, Е, їх фторовані аналоги, ціанати фенольних і новолачних смол та інші ціанатні мономери та олігомери. Як каталізатор використовують триетиламін, розчини ацетиацетонатів металів (цинку, міді, кобальту) у нонілфенолі, інших алкілфенолах, бісфеноли, спирти, імідазоли та ароматичні аміни. Спосіб включає такі операції: змішування вихідних компонентів до гомогенного стану, нагрівання отриманої суміші за ступінчатого підвищення температури до 260 °C. Продуктами синтезу є сітчасті поліціанурати, що мають підвищену термічну стабільність. Недоліком відомих способів є недостатній модуль пружності та стійкість до термоокислювальної деструкції отриманого матеріалу. Найбільш близький за технічною суттю є спосіб [4] отримання поліціанурату шляхом поліциклотримеризації диціанового мономеру або олігомеру за наявності каталізатора за підвищеної температури, що включає такі операції: ціанатний мономер, або олігомер змішують з поліедральним олігомерним сілсесквіоксаном загальної формули (RSiO 1,5)n в кількості 2-10 % від маси ціанатного мономеру або олігомеру в хлороформі, отриману однорідну суспензію перемішують за 100 °C протягом 70 хв. для видалення розчинника, потім поміщають у металеву форму з поверхнею, обробленою антиадгезивним складом, і після охолодження до 35 °C проводять нагрівання від 35 °C до 320 °C протягом 5 годин. Як поліедральний олігомерний сілсесквіоксан використовують поліедральний олігомерний сілсесквіоксан, який містить аліфатичні епоксигрупи. Недоліком відомого способу є недостатньо високі величини модуля пружності, температура склування, температура початку повзучості та температура деструкції отриманого матеріалу. Задачею даної корисної моделі є підвищення величини модуля пружності, температура склування, температура початку повзучості та температура деструкції отриманого матеріалу. Поставлена задача вирішується тим, що відповідно до способу отримання поліціанурату шляхом поліциклотримеризації диціанового мономеру або олігомеру у присутності поліедрального олігомерного сілсесквіоксану (ПОСС), наявності каталізатора перемішуванням при підвищенні температури, поміщенням отриманої суспензії у металеву форму, оброблену антиадгезивним складом з її спочатку охолодженням до 35 °C і наступним нагріванням від 35 до 320 °C протягом 5 годин, і, відповідно до корисної моделі, ціанатний мономер (олігомер) змішують з поліедральним олігомерним сілсесквіоксаном, що містить циклоаліфатичні епоксигрупи і отриману суспензію інтенсивно перемішують за температури 160 °C протягом 2 годин для здійснення хімічного щеплення між компонентами з наступним охолодженням і нагріванням. Поліедральний олігомерний сілсесквіоксан, що містить циклоаліфатичні епоксигрупи, використовують в кількості 0.025-0.100 % від маси ціанатного мономеру (олігомеру). Суть запропонованої корисної моделі полягає в тому, що при твердінні ціанатний мономер (олігомер) перетворюється у поліціануратну сітку. Процес синтезу контролюють методом ІЧ-1 спектроскопії за зникненням смуг поглинання при 2236-2272 см , що відповідають валентним коливанням ціанатних груп ціанового естеру бісфенолу, та за появою інтенсивнихсмуг -1 поглинання при 1358 і 1557 см , які належать до валентних коливань триазинового циклу та зв'язку феніл-кисень-триазин в поліціануратної сітці, відповідно. Крім того циклоаліфатичні епоксигрупи поліедрального олігомерного сілсесквіоксану реагують з ціанатними групами ціанатного мономеру (олігомеру) з формуванням оксазолідінонових циклів (поява смуг -1 поглинання при 1740 см ), що веде до хімічного щеплення між компонентами. Це забезпечує більш ефективне диспергування ПОСС в поліціануратному полімері і приводить до підвищення величини модуля пружності, температура склування, температура початку повзучості та температура деструкції 1 UA 70478 U Таблиця Склад №№ прикладу 1 2 3 4 5 Диціановий мономер або олігомер Диціановий естер бісфенолу Е Диціановий олігомер PRIMASET 230 S Диціановий олігомер PRIMASET PT-30 Диціановий естер бісфенолу Е (контрольний зразок) Диціановий естер бісфенолу Е (прототип) Властивості Т-ра Т-ра початку склування термічної (°С) деструкції (°С) Т-ра початку повзучості (°С) Вміст ПОСС (мас. %) Модуль пружності (ГПа) 0,025* 4.0 250 450 320 0,100* 3.9 240 440 330 0,020* 4.0 245 440 325 0,010** 3.3 190 410 270 2,000** 3.2 180 415 280 * поліедральний олігомерний сілсесквіоксан, який містить аліфатичні епоксигрупи. ** поліедральний олігомерний сілсесквіоксан, який містить ціклоаліфатичні епоксигрупи. 5 10 15 20 25 30 отриманого матеріалу. Для підтвердження суті корисної моделі наводимо приклад отримання поліціанурату. Приклад 1. 100 г олігомеру диціанового естеру бісфенолу Е змішують з 0.025 г поліедрального олігомерного сілсесквіоксану, що містить циклоаліфатичні епоксигрупи і отриману однорідну суспензію інтенсивно перемішують за 160 °C протягом 2 годин, потім суміш охолоджують до температури 35 °C, додають каталізатор, поміщають у металеву форму з поверхнею, обробленою антиадгезивним складом, і проводять нагрівання від 35 °C до 320 °C протягом 5 годин. Властивості полімерного матеріалу, отриманого за прикладом 1 та зразків, отриманих за прототипом, зразків отриманих за прикладами 2-4 наведено в таблиці. З таблиці видно, що використання поліедрального олігомерного сілсесквіоксану в кількості нижче ніж 0,025 мас. %, та вище ніж 0,100 мас. % не забезпечує суттєвого підвищення величини модуля пружності, температури склування, температури початку повзучості та температури деструкції отриманого матеріалу. Джерела інформації: 1. Погосян Г.М., Панкратов В.А., Заплишный В.Н., Мацоян С.Г. Политриазины. Ереван: Издательство АН Армянской ССР, 1987. - 615 с. 2. Hamerton I, editor. Chemistry and Technology of Cyanate Ester Resins. Glasgow: Chapman and Hall, 1994. - 357 p. 3. US Patent 5,130,385, Intern. Class C08G 73/00, 1989. 4. Патент України 53555, Intern. Class C08G 73/00, опубл. 11.10.2010, Бюл. №19 - прототип. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб отримання поліціанурату шляхом поліциклотримеризації диціанового мономеру або олігомеру у присутності поліедрального олігомерного сілсесквіоксану (ПОСС), наявності каталізатора перемішуванням при підвищенні температури, поміщенням отриманої суспензії у металеву форму, оброблену антиадгезивним складом з її спочатку охолодженням до 35 °C і наступним нагріванням від 35 до 320 °C протягом 5 годин, який відрізняється тим, що ціанатний мономер (олігомер) змішують з поліедральним олігомерним сілсесквіоксаном, що містить циклоаліфатичні епоксигрупи і отриману суспензію інтенсивно перемішують за 2 UA 70478 U 5 температури 160 °C протягом 2 годин для здійснення хімічного щеплення між компонентами з наступним охолодженням і нагріванням. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що поліедральний олігомерний сілсесквіоксан, що містить циклоаліфатичні епоксигрупи, використовують в кількості 0.025-0.100 % від маси ціанатного мономеру (олігомеру). Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 3