CC BY
36
ПОЛУЧЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ ОЛИГОМЕРОВ
Жаббаров Тохиржон Абдукодир огли
ассистент, Наманганский инженерно-технологический институт,
Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: _ jabbarov [email protected]
OBTAINING MODIFIED PHENOL-FORMALDEHYDE OLIGOMERS
Toxirjon Jabbarov
Assistant, Namangan Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Namangan
АННОТАЦИЯ
Сегодня роль термореактивных олигомеров в быстро развивающейся полимерной промышленности снижается. Из-за своих специфических свойств устойчивость к высоким температурам, химическим воздействиям, а также устойчивость к ударам и другим механическим воздействиям очень низкая. Поэтому важно создавать термореактивные олигомеры, модифицируя различные олигомеры и мономеры путем сопольной конденсации и делая их устойчивыми к механическим воздействиям.
ABSTRACT
Today, the role of thermosetting oligomers in the rapidly developing polymer industry is declining. Because of their specific properties - resistance to high temperatures, chemical influences, as well as resistance to shocks and other mechanical effects is very low. Therefore, it is important to create thermosetting oligomers by modifying different oligomers and monomers by copolic condensation and making them resistant to mechanical impacts.
Ключевые слова: модифицированные фенолформальдегидные олигомеры, молярное ^отношение, термореактивный олигомер, инфракрасная спектроскопия.
Keywords: modified phenol-formaldehyde oligomers, phenol alcohol, molar ratio, thermosetting oligomers, infrared spectroscopy.
При взаимодействии формальдегида с фталидсо-держащими фенолами и их смесями с фенолом в присутствии кислотного катализатора получены новые фталидсодержащие гомо- и соолигофенолформаль-дегидные новолаки, а также фталидсодержащие сшитые гомо- и сополимеры на их основе. Изучены их свойства [3].
Фенолоформальдегидные олигомеры хорошо модифицируются путем совместной поликонденсации фенола и формальдегида с другими мономерами, в частности, с трет-бутил-Ы-фенилкарбаматами. При совместной поликонденсации применяют смесь трех или более мономеров, если каждый из них в условиях данного процесса не конденсируется самостоятельно, с образованием сополимеров различных типов: регулярно чередующихся, или альтернативных, статистических и блок-сополимеров. Конденсация фенола, алкил-Ы-фенилкарбаматов с формальдегидом, в присутствии катализаторов кислого характера (кислот Льюиса), минеральных, сульфоорганических и галогенсульфоорганических кислот приводит к образованию смеси дифенилметандикарбаматов и соответствующих высокомолекулярных гомологов -полифенол-метилен-полифенил-карбаматов [2].
Синтезированы ФФС, модифицированные кар-данолом (ФФСК). Максимальное содержание модификатора составляет 40 %. ФФСК использованы как пластификаторы и модификаторы ударной вязкости ФФС. Наблюдается полная смешиваемость ФФС и ФФСК с образованием однофазной системы. С увеличением содержания карданола в ФФСК повышаются прочность при изгибе и вязкость при разрушении отвержденной смеси смол. ФФС, имеющая мол. соотношение формальдегид : фенол 1,25 и содержащая 40 % карданола, является самым эффективным модификатором ударной вязкости и эластичности фенолформальдегидной смолы [4].
Получение резольных фенолформальдегидных смол, смол древесных омыленных, пленкообразующих материалов и добавок для укрепления грунта, модифицированных жидкими продуктами быстрого пиролиза древесины. Изучены некоторые физико-химические свойства полученных материалов [1].
Термореактивные олигомеры и полимеры на их основе находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Причиной этого являются высокая стойкость к действию механических нагрузок при высоких температурах (теплостойкость),
Библиографическое описание: Жаббаров Т.А. Получение модифицированных феноло-формалдегидных олигомеров // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. № 8 (74). URL:
https://7universum. com/ru/nature/archive/item/10000
стойкость к термоокислительным воздействиям, высокая стойкость к химическим и радиационным воздействиям. Поэтому термореактивные олигомеры и композиции на их основе широко используются в тех отраслях, где использование широко распространенных термопластов невозможно.
В настоящее время созданы многочисленные классы и виды термореактивных олигомеров, и основные исследования направлены на модификацию с целью придания им тех или иных новых свойств. Сюда относятся введение в состав термореактивных олигомеров или композиций на их основе различных наполнителей специального назначения, наночастиц
Последнее, в свою очередь, приводит к возникновению больших внутренних напряжений в структуре сшитого полимера, что и является основной причиной хрупкости и низких прочностных показателей сшитых оптик-полимеров и композиций на их основе.
Чтобы снизить усадку и внутренние напряжения в сшитых композициях термореактивных олигоме-ров, на кафедре «Технология высокомолекулярных соединений и пластмасс» в течение ряда лет проводятся исследования по получению модифицированных фенолоформальдегидных и фурфуриливых оли-гомеров, в которых гидроксилсодержащие полиэфирполиолы подвергнуты совместной поликонденсации с фенолоспиртами или фурфуриловым. В этих исследованиях было показано, что синтезированные олигомеры хотя и медленно, чем традиционные аналогичные олигомеры, но переходят в сшитое состояние под действием высоких температур. Это доказало, что синтезированные олигомеры являются термореактивными. Однако проведенные исследования по синтезу олигомеров и их превращению в сшитое состояние не дают ответа на вопрос, являются ли синтезированные олигомеры смесью двух различных олигомеров или сополиконденсатом (соолигомером) двух различных соединений, каждый из которых может образовать олигомерные соединения.
В поставленный вопрос, как было указано в экспериментальной части диссертации, можно внести
или же замена синтетических мономеров мономерами, получаемыми из продуктов, воспроизводимых природой ежегодно. Однако эти модификации, в некоторой степени улучшая те или иные свойства термореактивных композиций, не могут существенно улучшить их основной недостаток.
Этим недостатком всех термореактивных композиций являются их низкие по сравнению с термопластами показатели ударной прочности (т.е. хрупкость) и эластичности. Последнее связано с тем, что термореактивные олигомеры имеют очень низкие молекулярные массы (300-700), что приводит к существенным усадкам при их отверждении. Это схематически можно представить следующим образом:
ясность исследованием олигомеров методом турби-диметрического титрования.
Этот метод исследования предусматривает первоначальное растворение олигомеров, затем осаждение путем постепенного добавления осадителя для различных видов синтезированных олигомеров. А для этого необходимо изучить приблизительное строение олигомеров, так как основным фактором, влияющим на их растворимость, является знание структуры исследуемого олигомера. Поэтому сначала рассмотрены ИК-спектры модифицированных фенолоформальдегидных и фурфуриловых олигоме-ров.
На рисунках 1, 2, 3 приведены ИК-спектры гид-роксилсодержащего полиэфирполиола, обычного фенолоформальдегидного олигомера, полученного из фенолоспирта (фенолоспирт синтезирован при мольных соотношениях фенол : формальдегид 1 : 1,50 моль/моль), и фенолоформалдегидного олигомера, синтезированного из полиэфирполиола и фенолоспирта.
Так, в ИК-спектре гидроксилсодержащего поли-эфирполиола, полученного при соотношениях ади-пиновая кислота : диэтиленгликол = 1 : 1,1 моль/моль (рис. 1), имеется не очень интенсивная широкая полоса пропускания при 3600-3200 см-1 (с пиком при 3518-3485 см-1), характерная для гидроксильных групп в полимерах и олигомерах.
Рисунок 1. ИК-спектр гидроксилсодержащего полиэфирполиола синтезированного из адипиновой кислоты
и диэтиленгликоля
4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.0
cm-1
Рисунок 2. ИК-спектр феноло-формальдегидного олигомера синтезированного из феноласпирта (фенолоспирт синтезирован при мольных соотношениях
95.0
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30.0
4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000
cm-1
600 400.0
Рисунок 3. ИК-спектр феноло-формальдегидного олигомера синтезированного при соотношении гидроксилсодержащий полиэфирполиола: фенолоспирта = 1:50 моль/моль
Список литературы:
1.
2.
3.
4.
Использование древесной пиролизной жидкости для получения химических продуктов / Г.М. Файзрахма-нова, С.А. Забелкин, А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров // Вестн. Казан. технол. ун-та. - 2012. - № 15. - С. 101-103.
Петров А.В., Ковалев В.Б. Получение нового сополимера полифенолметиленполифенилкарбаматов, конденсацией фенола и трет-бутил-М-фенилкарбамата с формальдегидом в присутствии N-толуолсульфокислоты // Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности (АСТИНТЕХ-2012): материалы Международной научной конференции (Астрахань, 10-13 мая 2012 г.). Секц. «Новые приборы и аппаратные комплексы», «Современные материалы и технологии их создания». - Астрахань, 2012. - С. 98-99. Синтез и свойства фенолформальдегидных фталидсодержащих новолаков / Л.Н. Мачуленко, В.К. Шитиков, А.И. Нечаев, С.А. Донецкая [и др.] // Пластмассы. - 2013. - № 9. - С. 18-21.
Cardona F., Kin-Tak A.L., Fedngo J. Новые фенольные смолы, имеющие улучшенные механические свойства и ударную вязкость. Novel phenolic resins with improved mechanical and toughness properties // J. Appl. Polym. Sci. - 2012. - № 4. - P. 2131-2139.
105.0
00
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40. 0
800
