Полімерні четвертинні амонієві солі на основі морфоліну як добавки у проявні розчини галогенсрібних фотографічних матеріалів

Полімерні четвертинні амонієві солі на основі морфоліну загальної формули: 3 82590 які можуть бути використані в якості добавки у композиції на основі триацетату целюлози для отримання плівкових матеріалів. Для отримання виробів з ТАЦ із стабільними властивостями треба використовувати ТАЦ з постійними характеристиками (молекулярною масою, ступенями заміщення гідроксильних груп на ацетатні). Для регулювання у потрібному напрямку і межах в'язкості в ТАЦ композицію додатково вводять речовину, яка забезпечує отримання плівок необхідної якості. Відомо застосування фтористого або хлористого натрію в якості регулятора в'язкості композиції на основі ТАЦ для отримання плівкових матеріалів [Дьяконов А.Н., Завлин П.М. Полимеры в кинофотоматериалах. - Л.: Химия, 1981.-С. 61-62]. Основним недоліком фтористого або хлористого натрію є недостатньо ефективна дія як регулятора в'язкості розчину. Відомо використання четвертинної амонієвої солі загальної формули: в якості речовини, що регулює в'язкість розчину композиції на основі ТАЦ [А.с. 1828864 СССР, МІЖ C08L1/12. Композиция для получения триацетатцелюлозной основы кинофотоматериалов/ СИ. Анчурина, Г.П. Крупнов, Н.Я. Ковшова, А.Ш. Нуриязданов, И.А. Федорина, Г.Л. Свиридова, А.П. Богданов. Опубл. 1993. Бюл. №27. - 22 с]. Досягаємий ефект при використанні цієї добавки для зниження в'язкості недостатній. Крім того ці речовини токсичні, що ускладнює технологію і подальше використання плівок. Відомо застосування поліетиленглікольадипінату загальної формули: 4 де n=2, 3, в якості регулятора в'язкості композиції на основі ТАЦ [Пат. Украины №173 73 А, МПК6С08К5/06. Регулятор реологических и диэлектрических свойств триацетатцеллюлозной композиции и основы кинофотоматериалов / В.Х. Шапка, В.В. Дзюба, О.М. Костулян, А.А. Дидык, В.В. Голощапов. Заявл. 15.04.97; Опубл. 31.10.97, Бюл. №5]. Основним недоліком використання цих сполук є низький ефект зниження в'язкості та мале покращення фізико-механічних властивостей плівкових матеріалів. Найбільш близьким за досягаємими результатами до заявляемого винаходу є застосування четвертинної амонієвої солі на основі епоксидної смоли ЕД-20 (ЧАС-ЕД-20) формули: як регулятора реологічних властивостей триацетатцеллюлозной композиції і регулятора фізико-механічних властивостей триацетатцеллюлозной основи кінофотоматеріалів [Пат. України №25488А, МПК7 С08К5/06. Застосування четвертинної амонієвої солі на основі епоксидної смоли ЕД-20 як регулятора реологічних властивостей триацетатцеллюлозной композиції і регулятора фізико-механічних властивостей триацетатцеллюлозної основи кінофотоматеріалів / В.Х. Шапка, С.В. Кібка, С.А. Толстой, О.М. Костулян, О.В. Голощапов. Опубл. 25.12.1998, Бюл. №6], у кількості 0,0015-0,015 масових частин (прототип). Недоліком застосування ЧАС-ЕД-20 в якості регулятора в'язкості є низька модифікуюча властивість реологічних характеристик ТАЦ розчинів та фізико-механічних показників плівок з них. В основу винаходу поставлено задачу розробки композиції, яка б забезпечувала в широкому діапазоні регулювання в'язкості на стадії відливу та більш високі фізико-механічні показники готових плівок. Ця задача досягається шляхом використання ПЧАС на основі морфоліну формул (1-11) в якості регуляторів в'язкості розчинів на стадії відливу у кількостях 0,0015-0,015 масових частин. ПЧАС на основі морфоліну формул (1-11) являють собою в'язкі речовини коричневого (світлокоричневого) кольору, які вперше синтезовані на кафедрі ПП та ФНПМ УДХТУ. ПЧАС на основі морфоліну формул (1-11) отримують реакцією взаємодії третинних діамінів на основі морфоліну і дигалогенідів при темпера 5 82590 турі 60°С на протязі 10-16 годин, сушать при 5060°С до постійної ваги. Молекулярна маса ПЧАС на основі морфоліну формул (1-11) коливається від 1290 до 4000 одиниць. Ці добавки нетоксичні, вони можуть одночасно виконувати роль малолетючого пластифікатора, що забезпечує більш тривалий період збереження властивостей кінцевого виробу. Використання цих речовин у технології виготовлення ТАЦ плівок невідомо. Це дозволяє формувати у системі різного роду фізичні взаємодії (водневі зв'язки) і регулювати їх кількість в залежності від потреби технологічного процесу (використовуючи ПЧАС необхідної структури і молекулярної маси). Сукупна ознака, яка заявляється, дозволяє, порівняно з прототипом, за рахунок фізичних взаємодій полярних груп і зв'язків добавки з аналогічними групами ТАЦ і розчинника, в широких межах регулювати реологічні властивості розчинів на стадії їх виготовлення та відливу плівок з них, а також поліпшувати фізико-механічні властивості готового матеріалу, одержаного з цієї композиції. Це здійснюється за рахунок реалізації водневих і міжмолекулярних зв'язків за схемами: 6 Заявлене технічне рішення підтверджується наведеними нижче прикладами. Приклад 1. Синтез ЧАС на основі морфоліну формул (1,6, 11). У трьохгорлу колбу, яка оснащена мішалкою і термометром, при о температурі 20°С завантажують дигалогенід (1моль) і третинний діамін на о основі морфоліну (1моль). Синтез проводять при температурі 60±2°С на протязі 10-16 годин. При помутнінні розчину додають дистильовану воду до відновлення прозорості. По закінченні синтезу отриману масу відфільтровують, о промивають ацетоном і сушать у вакуумній шафі при 50-60 С до постійної ваги. Приклад 2. ПЧАС на основі морфоліну формул (2-5, 7-10) отримують за послідовною реакцією Меншуткіна з різною концентрацією вихідних мономерів. До дигалогеніду у термостатованому реакторі при температурі 20°С додають третинний діамін на основі морфоліну у співвідношенні 1:1; 1:0,9; 1:0,8; 1:0,7 відповідно. Синтез проводять при температурі 60±2°С на протязі 10-16 годин. При помутнінні розчину вводять дистильовану воду до відновлення прозорості. По закінченні синтезу отриману масу відфільтровують та сушать у вакуумній шафі при 50-60°С до постійної ваги. Після одержання ЧАС на основі морфоліну формул (1-11) проводили аналіз молекулярної маси методом потенціометричного титрування за кінцевими групами, визначали вміст зв'язаного та іонного хлору. Властивості ПЧАС на основі морфоліну формул (1-11) наведені у таблиці 1. Приклад 3. Реологічні іспити розчинів ТАЦ. Іспити проводили на ротаційному віскозиметрі "Реотест-2" згідно з методикою, яка наведена в інструкції з експлуатації приладу. Досліджували 10 партій ТАЦ виробництва АВО "Свема", м. Шостка. Показники в'язкості 15% (за масою) розчинів ТАЦ композицій різних партій ТАЦ наведені у таблиці 2. Для спрощення експерименту була складена середня проба з 10 партій (з кожної партії брали рівні за масою частки і потім суміш гомогенізували). За основу розчинної композиції використана суміш, яка застосовується на виробництві підкладки кінофотоматеріалів (таблиця 3). 7 82590 В'язкість ТАЦ композицій вимірювали при 38°С, що відповідає реальним умовам відливу плівок на виробництві. Рецепти досліджуємих складів наведені у таблиці 4, результати реологічних іспитів - у таблиці 5, а фізико-механічні властивості плівок - у таблиці 6. Для зручності аналізу впливу ПЧАС на основі морфоліну формул (1-11) на реологічні властивості ТАЦ розчинів та механічні властивості плівок з них, номера досліджуваних складів у таблицях 4-6 мають однакові позначення. У таблиці 4: - рецептура базового варіанту відповідає рецептурі складу композиції на основі ТАЦ (таблиця 3) без добавки, що регулює в'язкість; - рецептура за прототипом відповідає базовому варіанту з введенням синтезованої ЧАС-ЕД-20 у кількості 0,0075 масових частин (0,05% від маси сухого ТАЦ) (оптимальна кількість); - рецептури 1-5 таблиці 4 відповідають замежним значенням добавки (на прикладі добавки №7 таблиці 1; рецептура №1 - нижче нижчої заявляємої межі, а рецептура №5 - вище верхньої заявляємої межі), - рецептура 5 відповідає верхній межі кількості добавки, що додається (на прикладі сполуки №7, табл. 1), - рецептура 2 відповідає найбільш оптимальній кількості добавки (0,00375 масових частин на 8 прикладі сполуки №7 табл. 1), подальше додавання кількості добавки суттєво не впливає на зміну динамічної в'язкості. - рецептури 6-15 характеризують приклади на вплив добавок різної структури і молекулярної маси при оптимальній їх кількості (0,00375 масових частин) на реологічні характеристики ТАЦ розчинів і механічні характеристики плівок, які одержують з них. Зміну механічних властивостей плівкових матеріалів, відлитих з композицій, що досліджуються, простежували за двома найбільш важливими показниками: - міцності плівок на нормальний розрив при 20°С, - відносної твердості плівок при 20°С товщиною до 50мкм на скляній підкладці, яка визначалась на приладі МЕ-3. Як видно з наведених у таблицях 4-6 даних при додаванні у дослідні ТАЦ композиції в якості регуляторів в'язкості ПЧАС на основі морфоліну формул (1-11), у заявляємих межах, у всіх випадках спостерігається значно більше (ефективніше) порівняно із прототипом зниження реологічних характеристик (наприклад, швидкості зсуву) у 1,252 рази при кількості доданих ПЧАС у два рази менше (0,00375 масових частин проти 0,05% від маси ТАЦ) за прототипом. При цьому спостерігається одночасне підвищення міцності плівок на розрив при розтягу до 88,70 МПа проти 68,0 МПа за прототипом (це складає підвищення показника у 1,31,6 рази), а також збільшення відносної твердості з 0,52 до 0,89. Можна вважати, що останнє пов'язане з зниженням внутрішньої напруги в плівках при використанні ряду заявляємих речовин. Таким чином, використання ПЧАС на основі морфоліну формул (1-11) для регулювання в'язкості розчинів ТАЦ композицій у заявляємих межах дозволяє при їх меншій кількості більш ефективніше регулювати в'язкість ТАЦ розчинів на стадії відливу плівок і одночасно у 1,7 рази підвищити міцнісні характеристики останніх. Завдяки цьому ПЧАС на основі морфоліну формул (1-11) може бути рекомендованими до використання у виробництві плівкових матеріалів на основі триацетату целюлози в якості регулятора в'язкості композиції, які використовуються як основа кінофотоматеріалів або електроізоляції. 9 82590 10 11 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 82590 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601