CC BY
16ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЛОК-
СОПОЛИЭФИРОВ Акталиева А.Г.1, Шустов Г.Б.2, Бекбузаров М.Б.3, Султыгова З.Х.4, Костоева А.И.5, Ялхороева М.А.6
'Акталиева Айна Гаруновна - кандидат химических наук, доцент, кафедра химии, химико-биологический факультет, Ингушский государственный университет, г. Магас;
2Шустов Геннадий Борисович - доктор химических наук, профессор, кафедра биохимии и химической экологии, Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова, г. Нальчик; 3Бекбузаров Магомед Багаудинович - доцент;
4Султыгова Захират Хасановна - доктор химических наук, профессор, кафедра химии; 5Костоева Ашура Ибрагимовна - магистрант,
направление: химия; 6Ялхороева Мадина Абуязитовна - ассистент, кафедра химии, химико-биологический факультет, Ингушский государственный университет, г. Магас
Аннотация: методом низкотемпературной поликонденсации синтезированы блок-сополиэфирформали. Определены оптимальные условия проведения процесса поликонденсации. Установлено, что теплостойкость однородных блок-сополиэфиров выше на 18-1220С теплостойкости полиформаля диана и, в основном, зависит от содержания, природы, длины блоков олигоформаля, а также строения кислотного компонента.
Ключевые слова: поликонденсация, олигоформаль, блок-сополиэфирформали, полиформаль диана.
С целью получения ароматических полиэфиров с более высокой теплостойкостью и улучшенной растворимостью по сравнению с полиформалем на основе 2,2 - ди (4 -оксифенил) - пропана синтезированы однородные и диблоксополиэфирформали на основе синтезированных олигоформалей [1,с. 111].
В качестве кислотных компонентов были использованы дихлорангидриды изо -или тетрафталевой кислоты, а также их смесь в равном соотношении.
Синтез однородных блок - сополимеров осуществляли акцепторно -каталитической поликонденсацией в соответствии со схемой:
СН /-\ /-\ СН
шноЧС ;>—°-СН2 о с \ЦД°Н+
сн3 «н ° °
- 2т Е^ • НС1
т
сН сН о о
Проведенные исследования и полученные результаты позволили оправдать возможные области практики [3, с. 131].
ИК - спектры синтезированных однородных блок - сополимеров содержат полосы поглощения при 3050, 1500 и интенсивную полосу ниже 900 см ароматических ядер. Широкая полоса с максимумом в области 2960 см"1 является следствием наложения полос поглощения связанных с колебаниями группы СН 2
(2940 - 2915см"1 ) и СН3 (2975 - 2950 см-1). В области 1720 - 1710 см-1 находится полоса поглощения соответствующая карбонильной группе сложноэфирной связи. Синтезированные блок - сополимеры растворимы в хлорированных углеводородах, амидных растворителях. При этом блок - сополимеры на основе олигоформаля со степенью конденсации 5, более труднорастворимы по сравнению с блок -сополимерами на основе олигоформаля со степенью поликонденсации 10 [4, с. 232].
Блок - сополимеры образуют поливом из раствора прочные гибкие пленки. По данным термохимического анализа (табл. 2) температуры стеклования блок -сополимеров расположены в интервале 373 - 398 К в зависимости от строения и состава.
Блок - сополимеры, содержащие остатки терефталевой кислоты имеют более высокие температуры стеклования по сравнению с остальными. По - видимому, это связано с большей жесткостью цепи макромолекулы. Блок - сополимеры на основе ОФД - 5 обладают более высокими температурами стеклования по сравнению с аналогичными блок - сополимерами на основе ОФД - 10, что связано, по - видимому, с большим содержанием полярных сложноэфирных связей (табл. 1), обусловливающих более сильное межцепное взаимодействие. Температуры стеклования блок - сополимеров на 18 - 40 К выше температуры стеклования ароматического полиформаля (табл. 1).
По данным ТГА, деструкция синтезированных блок - сополимеров на воздухе протекает в две четко выраженные стадии, различающимися скоростями. Первая стадия при 673 - 373 К, связанная, по - видимому, с разрушением эфирных связей и окислением алифатических фрагментов, протекает быстро с небольшим тепловым эффектом. Вторая стадия наблюдается выше 1046 К, сопровождающая с выделением большего количества теплоты, связана с термоокислительным разрушением конденсированных ароматических структур [5, с. 35].
Процесс термоокислительной деструкции блок - сополимеров зависит от степени конденсации олигоформаля. Увеличение степени конденсации олигомера сдвигает начало деструкции блок - сополимера в области высоких температур, что, вероятно, связано с уменьшением содержания в цепи макромолекулы термически менее стабильных сложноэфирных связей [6, с. 34]. Результаты ТГА синтезированных однородных блок - сополимеров приведены в таб. 1 и на рис. 1-6.
Таблица 1. Термические характеристики блок-сополимеров
№ Блок - сополимер Т н., К Т 10%, К Т макс, К
1 5 М 617 662 689
2 5 ИТ 623 669 694
3 5 Т 639 685 707
4 10 М 633 675 692
5 10 ИТ 637 681 696
6 10 Т 659 704 720
7 Полиформаль 628 678 691
На термостойкость синтезированных однородных блок-сополимеров оказывает влияние также строение удлинителя цепи при одном и том же олигоформале. Замена остатков терефталевой кислоты в макромолекулы блок - сополимера на остатки изофталевой кислоты или смеси кислот уменьшают термостойкость однородных блок - сополимеров (рис. 1-6).
Некоторые свойства синтезированных однородных блок - сополимеров приведены в табл. 2.
Состав блок-сополимера Выхо д, % П прч м3/кг Тст., К ТГА, К Содержание сложноэфирны х связей, масс. %
Олигомер ДХА Тн Т10%
ОФД-5 Тере- 92 0,075 398 639 685 5,74
ОФД-5 Изо- 93 0,146 383 617 662
ОФД-5 Смесь тере- и изо-(1:1) 95 0,109 388 623 669
0ФД-10 Тере- 90 0,088 388 659 704 3,22
0ФД-10 Изо- 94 0,17 373 633 675
0ФД-10 Смесь тере- и изо-(1:1) 93 0,07 383 637 682
Полиформаль (диана) 91 0,044 355 628 678 0
Рис. 1. Термогравиметрический анализ бдок-сополиэфирформаля на основе ОФД-5 и дихлорангидрида терефталевой кислоты
Рис. 2. Термогравиметрический анализ блок-сополиэфирформаля на основе ОФД-5 и дихлорангидрида изофталевой кислоты
Рис 3. Термогравиметрический анализ бдок-сополиэфирформаля на основе ОФД-5 и смеси изо-
и терефталевой кислот
Рис. 4. Термогравиметрический анализ бдок-сополиэфирформаля на основе ОФД-10 и дихлорангидрида терефталевой кислоты
Рис. 5. Термогравиметрический анализ бдок-сополиэфирформаля на основе ОФД-10 и дихлорангидрида изофталевой кислоты
Рис. 6. Термогравиметрический анализ блок-сополиэфирформаля на основе ОФД-10 и смеси дихлорангидридов тере- и изофталевой кислот
Список литературы
1. Темираев К.Б., Шустов Г.Б., Микитаев А.К., Часыгова А.Г. Ароматические олигоформали // 0лигомеры-2000: тез. докл. Междунар. конф. по химии и физико-химии олигомеров. Пермь, 2000. С. 111.
2. Часыгова А.Г., Кярова Г.Н., Темираев К.Б., Скрипко О.И., Шустов Г.Б. Блок-сополиформалькарбонаты // Проблемы теоретической и экспериментальной химии: тез. докл. Х Всероссийской студенческой научной конференции. Екатеринбург: УрГУ, 2000. С. 235.
3. Кярова Г.Н., Ашибокова О.Р., Часыгова А.Г., Темираев К.Б., Шустов К.Б., Микитаев А.К. Синтез и свойства ароматических полиэфиров // Вестник КБГУ. Серия Химические науки, 2003. № 5. С. 126-131.
4. Шнелл Г. Химия и физика поликарбонатов: пер. с англ. / под. ред. Г.С. Колесникова. М.: Химия, 1967. с.232.
5. Насурова М.А., Асуева Л.А., Хасбулатова З.С., Шустов Г.Б., Микитаев А.К. Синтез и термические свойства полиэфирформалей // Известия КБГУ, 2013. Т. 3. № 3. С. 35-39.
6. Хасбулатова З.С., Асуева Л.А., Насурова М.А., Шустов Г.Б., Микитаев А.К. Ароматические полиформали // Пластические массы, 2008. № 8. С. 31-34.
