Синтез ароматических полиаминосоединений - высокоэффективных мономеров для ПБИ

Курсовой проект - Химия

Другие курсовые по предмету Химия

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



алициклическими группами в основной цепи по термостойкости занимают промежуточное положение между алифатическими и ароматическими полибензимидазолами (табл.1 № 16, 19).

По термостойкости полибензимидазолы ферроцендикарбоновой кислоты (№10) аналогичны алифатическим полнбензимидазолам.

Термостойкость полибензимидазолов с нафталиновыми группами в основной цепи зависит от изомерии использованных нафталиндикарбоновых кислот (№5-8). Свойства полибензимвдазолов 2,6-нафталиндикарбоновых кислот такие же, как и у других ароматических полибензимидазолов. На основе же 1,2- и 1,7-нафталиндикарбоновых кислот получают полимеры, которые по термостойкости занимают промежуточное положение между алифатическими и ароматическими полибензимидазолами.

При введении в структуру мостовых групп термостойкость понижается в следующей последовательности: O > CH2 > SO2.

Полибензимидазсгяы с N-алкилзамещенными группами имеют несколько более высокую стойкость к термической и окислительной деструкции (№32-45).

Полибензимидазолы с N-фенилзамещенными циклами имеют значительно более высокую стойкость к термической и термоокислительной деструкции, что особенно проявляется в условиях термостарения. При замене группы -С= в имидазольном цикле на бор (боримидазолы) или (№ 30) термостабильность не повышается, но улучшается растворимость полимера. Введение в макромолекулы полибензимилазолов кремнийорганических групп в остатках кислотного компонента (№12, 22) не приводит к увеличению термостойкости и вызывает понижение температуры размягчения [71]. Полибензимидазолы (№45-47) благодаря частично-лестничной структуре имеют более высокую термостойкость, чем обычные полибензимидазолы.

 

Таблица 2

Влияние химического строения исходных веществ на кристалличность и растворимость полибензимидазодов

Исходные веществаКристал-личностьРастворимость, %тетрааминдифениловый эфир дикарбоновой кислотыHCOOHДМСОДМФА3,3-Диамино- бензидинТерефталевой+2-30,5- 1НерастворимИзофталевой05-620Растворим частично4,4-Дифенилди- карбоновой+Растворим частичноНерастворимДифеновой02020203,5 - Пиридиндикарбоновой+10-1520Растворим частично2,5-Фурандикарбоновой+3-420201,2,4,5-Тетра- аминобензолТерефталевой+2-3НерастворимИзофталевой+5-6Адипиновой+20Растворим частичноНерастворим

Таблица 3

Температура размягчения и термостойкость полибензимидазолов

ТетрааминДикарбоновая кислотаТемпература размягчения, СПотеря массы в азоте, 0oC500oC550oC600oCТетраамино-бензолТерефталевая-2,81,01,94,0Изофталевая-0,70,31,41,43,3-Диамино-бензидинТерефталевая-1,001,71,0Изофталевая-0,60,41,32,22,6-Пиридиндикарбоновая-0,20,51,42,72,5-Фурандикарбоновая480 (разл.)1,42,62,82,02,7-Нафталиндикарбоновая-0,42,62,82,04,4-Дифенилдикарбоновая-0,30,80,32,13,3 ,4,4-Тетраамино- дифенилметанИзофталевая380-390-5,1615,4531,30Терефталевая400-410-3,447,9515,353,3-Диамино-бензидин4,4 - Дифенил-оксиддикарбоновая460-470-5,447,4110,203,3,4,4- Тетрааминодифенил-метан350-370-3,407,2416,203,3,4,4- Тетраамино-дифенилоксидбис-(4-Карбоксифенил)-метилфосфиноксид380-400-27,5039,8047,853,3,4,4- Тетраамино-дифенилметан1,4- Фенилендиборная500-2,647,1612,803,3-Диаминобензидин2,6- Нафталиндикарбоновая--5,010152,3- Нафталиндикарбоновая--252035 (700 oC)2,7- Нафталиндикарбоновая--253040 (700 oC)4,5- Имидазолдикарбоновая-557-10Ферроцендикарбоновая--252530Малеиновая--20-253,3-Диаминобензидин2,2- Дифенилдикарбоновая--20-25Перфторпробковая--30-35Перфторглутаровая--40-50

 

5. Структура мономеров, используемых для синтеза ПБИ

 

Как видно из вышеприведенного материала в качестве мономеров для получения ПБИ используются различные ароматические тетраамины:

 

[99],

[100],

 

[100] и производные ароматических дикарбоновых кислот:

 

[101],

[102],

[101]

[100]

[18],эфиры [48, 103, 104], нитрилы [105, 106].

 

В целом структурное многообразие не сильно велико. При этом использование тетрааминов не сильно желательно, потому что отдельные представители мало устойчивы и легко окисляемы как во время хранения, так и в процессе синтеза полимеров, что ведет к ухудшению качества полимерного материала. Поэтому применение самоконденсирующихся мономеров более перспективно. Однако, примеров таких соединений невелико.

Так для синтеза ПБИ АБ типа (поли-2,5-бензимидазола) используется один мономер (3,4-диаминобензойная кислота), в среде содержащей CH3SO3H и P2O5. Это гораздо проще и дешевле. В то время как ПБИ синтезируются из двух функциональных мономеров, которые являются дороже, чем для синтеза АБПБИ [107].

 

 

Но есть существенные недостатки использования для синтеза ПБИ АБ типа свободной 3,4-диаминобензойной кислоты (ДАБК), т.к это сопровождается частичным окислением мономера во время синтеза, что выражается в потемнении реакционного раствора и сильно сказывается на молекулярном весе получаемого полимера. К тому же свободная ДАБК очень трудно поддается очистке и всегда содержит 1-2% трудно идентифицируемых примесей, что далает получение высокомолекулярных полимеров на ее основе весьма проблематичным.

Так же для получения ПБИ АБ типа используется 3,4-диамино-4-карбоксидифенилоксид, гомополиконденсацией которого в реактиве Итона при 140С синтезирован поли-2-(4_оксифенилен)-5-бензимидазол, растворимый в органических растворителях [108].

 

 

Список литературы:

 

1. Балев Ф.С. / Полимерные материалы в машиностроении и методы снижения их горючести // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета.- 2007.- № 38. С. 176-179.

2. Морыганов А.П. , Захаров А.Г., Живетин В.В. / Перспективн

s