CC BY
24
СИНТЕЗ И ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЕРОСОДЕРЖАЩЕГО ОЛИГОМЕРА
Нормуродов Бахтиёр Абдуллаевич,
старший научный сотрудник-исследователь, Термезский государственный университет, 190111, Республика Узбекистан, г. Термез, улица Ф. Ходжаев, 43
E-mail: [email protected]
Тожиев Панжи Жовлиевич
старший научный сотрудник-исследователь, Термезский государственный университет, 190111, Республика Узбекистан, г. Термез, улица Ф. Ходжаев, 43
E-mail: [email protected]
Джалилов Абдулахат Турапович
академик АН РУз, директор Ташкентского научно- исследовательского института химической технологии,
111116, Республика Узбекистан, Ташкентская обл., Зангиотинский р-н, п/о Ибрат
E-mail: [email protected]
Тураев Хайит Худайназарович
д-р хим. наук, профессор, Термезский государственный университет, 190111, Республика Узбекистан, г. Термез, улица Ф. Ходжаева, 43
E-mail: [email protected]
THE SYNTHESIS AND IR-SPECTROSCOPIC STUDY OF A SULFUR-CONTAINING OLIGOMER
Bakhtiyor Normurodov
senior Research Scientist-Analyst, Termez State University, Termez State University, 190111, the Republic of Uzbekistan, Termez, F.Hojayev Street, 43
Panji Tozhiev
senior Research Scientist-Analyst, Termez State University, Termez State University, 190111, the Republic of Uzbekistan, Termez, F.Hojayev Street, 43
Abdulahat Jalilov
academician of the Academy of Sciences of the Republic of Sciences, Director of Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, 111116, the Republic of Uzbekistan, Tashkent Region, Zangiotinsky District, Ibrat
Hayit Turaev
doctor of Chemistry, Professor, Termez State University, Termez State University, 190111, the Republic of Uzbekistan, Termez, F.Hojayev Street, 43
АННОТАЦИЯ
В статье изучено получение серосодержащего олигомера на основе тетрасульфида натрия, эпихлоргидрина и сульфида фосфора (V). Определены оптимальные условия синтеза олигомера и проведены исследования по влиянию мольных соотношений исходных веществ на состав и физико-химические свойства синтезированного олигомера. Исследованы реакции образования олигомера по результатам ИК - спектроскопии.
ABSTRACT
In the article obtaining of a sulfur-containing oligomer based on sodium tetrasulfide, epichlorohydrin and phosphorus sulphide (V) is studied. Optimal conditions of the synthesis of the oligomer have been determined, and investigations on the effect of the molar ratios of the initial substances on the composition and physicochemical properties of the synthesized oligomer have been carried out. The reactions of oligomer formation according to the results of IR-spectroscopy have been investigated.
Библиографическое описание: Синтез и ИК-спектроскопичсекое исследование серосодержащего олигомера // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. Нормуродов Б.А. [и др.]. 2018. № 2(44). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5485
Ключевые слова: серосодержащий олигомер, тетрасульфид натрия, эпихлоргидрин, сульфид фосфора (V), ИК - спектроскопия.
Keywords: sulfur-containing oligomer; sodium tetrasulfide; epichlorohydrin; phosphorus sulphide (V); IR-spectros-copy.
В последнее десятилетие возрастает интерес к наполненным строительным материалам, в которых композиции на основе серы используются в качестве связующего. Это обусловлено техническими преимуществами получаемых композиционных материалов - быстрое затвердевание и набор прочности, устойчивость к воздействию агрессивных сред, гидрофоб-ность [1, а 5].
Алифатические полисульфиды (АП) относятся к жидким тиоколам, которые широко используются в качестве эластомерных герметиков. Полностью новым направлением применения АП являются полисуль-фид-экоксидные системы (ПЭС). Эпоксидные смолы, как известно, используются в качестве химически стойких и износостойких покрытий, недостатком которых является низкая эластичность. Введение в них АП повышает эластичность и одновременно улучшает адгезию и ударную вязкость и снижает склонность к растрескиванию, газо- и водопроницаемости. ПЭС особенно пригодны для защиты от коррозии стальных и бетонных поверхностей. В зависимости от соотношения компонентов и условий реакции образуются различные ПЭС (продукты), имеющие свои конкретные области применения [2, с. 9-13].
В промышленности синтез жидких тиоколов осуществляется путем поликонденсации водных растворов полисульфида натрия с органическими галогенидами с получением дисперсии высокомолекулярного каучука последующим расщеплением его по дисульфидным связям и получением жидкого тиокола с концевыми SH-группами. В качестве исходных мономеров для получения полисульфидных олигомеров (ПСО) широко используются органические ди- и тригалоидопроизвод-ные и полисульфиды натрия различного состава [3, с.9]. Интерес представляет синтез тиоколовых олигомеров, основанный на замещении атомов хлора в алифатических полихлорпроизводных на З^^упт! с последующим окислением образующихся политиолов воздухом
до дисульфидных олигомеров. Это позволяет осуществить контроль над молекулярной массой тиоколов, упростить схему производства и повысить экологич-ность процесса [4, 5].
С целью выявления закономерностей реакция тет-расульфида натрия с хлорсодержащим агентом и сульфидом фосфора (V) и определения его оптимальных условий получения, а также исходя из обзора литературных данных, в качестве хлорсодержащего агента был выбран эпихлоргидрин.
Для синтеза серосодержащего олигомера в качестве исходного компонента использовали раствор тетрасульфида натрия, эпихлоргидрина и сульфида фосфора (V). Процесс синтеза проводили в течение 1-1,5 час с перемешиванием исходных компонентов в мольных соотношениях 2:2:1 соответственно, при 90-110 оС, с повышением температуры. Получаемый серосодержащий олигомер при обычных условиях представляет собой твердое, прочное вещество, имеющее однородную структуру. Идентификация олигомера проводилась путем использования ИК спектроскопии. (рис.).
Из рисунка видно, что частоты поглощения связи 2320 и 2500 см-1, характерны для SH групп, чем подтверждается образование C-S и S-S связей. Это может свидетельствовать о протекании реакции сопо-лимеризации, что приводит к образованию сетчатых или разветвленных структур, имеющих боковые полисульфидные ответвления. Частоты поглощения связи соответствуют 1240 см-1, С^ 700-600
см-1, S-S наблюдается в области 500-400 см-1, частота деформационного колебания связи полисульфида наблюдается в области 478, 495 см-1.
Наличие интенсивного поглощения в характеристических областях ИК- спектров исследуемых оли-гомеров позволяет предположить присутствие в них разнообразных сераорганических соединений, в том числе полисульфидов.
Рисунок 1. ИК - спектр полученного серосодержащего олигомера
Таблица 1.
Влияние мольных соотношений на выход серосодержащего олигомера
№ Соотношение тетрасульфида натрия: эпихлоргидрина: сульфида фосфора (V), моль Температура проведения реакции, оС Нерастворимая часть после экстракции толуолом из 100 г олигомера, г Температура плавления оли-гомера, оС
1 1:1 1 90 79 246
2 1:1 1 100 83 247,3
3 1:1 1 110 81 245
4 2:1 1 90 63 231,8
5 2:1 1 100 67,5 233,5
6 2:1 1 110 67 230,7
7 2:2 1 90 87 259
8 2:2 1 100 94 258
9 2:2 1 110 92 257,5
Известно [6, С.183], что полимерная форма серы нерастворима в толуоле, а содержание нерастворимой части в композиции характеризует полноту реакции образования высокомолекулярных соединений серы. Поэтому за протеканием процесса взаимодействия тетрасульфида натрия с хлорсодержащим агентам следили по массовой доле нерастворимой части после экстракции толуолом непрореагировавшей элементной серы из образцов олигомера. Содержание нерастворимой части использовали в качестве критерия оценки полноты протекания реакции и показателя качества получаемых олигомеров, целесообразно исследовать зависимость выхода олигомер-ных соединений от условий процесса. Это необходимо для возможности проведения дальнейших сравнительных исследований.
Видно из таблицы, что оптимальное мольное соотношение исходных компонентов - тетрасульфида
натрия: эпихлоргидрина: сульфида фосфора (V) в синтезе серосодержащего олигомера соответственно 2:2:1. При данном мольном соотношении компонентов при температуре 100 оС выход продуктов по нерастворимой части после экстракции толуолом из 100 г олигомера составляет 94%.
Выводы:
1. Синтезирован серосодержащий олигомер из тетрасульфида натрия: эпихлоргидрина: сульфида фосфора (V) при мольном соотношении компонентов 2:2:1 при температуре 100 оС.
2. Идентификацию олигомера проводили путем использования ИК спектроскопии. Содержание нерастворимой части использовали в качестве критерия оценки полноты протекания реакции, выход олиго-мерного соединения при оптимальных условиях составляет 94%.
Список литературы:
1. Скрипунов Д.А. Получение композиций на основе органических полисульфидов и серы для дорожных и строительных материалов // Дисс. на соиск. уч.степ. к.т.н., Москва, -2016, -С. 130.
2. Lucke H., Futscher M., Schmidt G. Polysulfid-Epoxi-Systeme Aufbau-Eigenschaften-Anwendungen // Osterr. Kun-stst. Z. 1-2, 1995, -V.26, -P.9-13
3. Минкин В.С. и др. Синтез, структура и свойства полисульфидных олигомеров/ Минкин В.С., Нистратов А.В., Ваниев М.А., Хакимуллин Ю.Н., Дебердеев Р.Я., Новаков И.А. // Известия ВолгГТУ, Волгоград, -2006. -С. 9-20.
4. Минкин, B. C. Строение и вулканизация полисульфидных олигомеров// Труды Междунар. конф. по каучуку и резине IRC'94/ B. C. Минкин, А. В. Косточко, П. П. Суханов, П. А. Кирпичников. - M., 1994. - Т. З. -C. 98-105.
5. Dojka, M. Otrzymywanie cieklych polisiarczkow organicznych// Przem.chem/ М. Dojka, I. Blasiak, М. Kucharski. - 1985. - 64. - № 3. - P. 129-131.
6. Меньковский М.А. Технология серы / М.А. Меньковский, В.Т. Яворский — М.: Химия, 1985. - 286 с.
