Введение к работе
Актуальность работы. В связи с возросшим потреблением полимеров их развитие осуществляется по пути улучшении известных и разработки новых материалов со специальными свойствами. Использование изделий из пластических масс во многих областях техники предъявляет к ним повышенные требования, особенно в отношении их устойчивости к действию высоких температур и открытого огня. Поотому актуальной задачей является создание термо- и огнестойких полимеров, в том числе и на основе ароматических полиэфиров. Из существующих способов придания огнестойкости наиболее аффективный путь зниження горючести полимерных материалов - использование фосфор-или галогенсодержащих химически активных ингибиторов горения, вводшзде непосредственно в процессе синтеза полимеров. Перспективными в этом отношении являются ароматические оксисоединения, к которым относится п-гидроксибензойная кислота. п-Гидроксибензой-тая кислота и ее производные широко используются в синтезе термостойких полимеров, однако возможность применения галогензамещен-юй п-гидроксибензойной кислоты в качестве антипирирующей добавки при синтезе ароматических полиэфиров практически не изучалась, известные методы модификации полиэфиров путем использования бром-1ли хлореодержащих соединений помимо технологических трудностей триводят к ухудшению некоторых физико-химических свойств, в частости термо- и теплостойкости.
Исходные данные п-гидроксибензойной кислоты и полимеров на ее эснове дают основание предполагать, что введение в полимер ее фрагментов увеличит жесткость образующихся макромолекул, а замещение атомов водорода в ароматическом кольце на галоген придаст полимерам повышенную огнестойкость.
В связи с этим, проблема создания термостойких ароматических юлиофиров с высоким уровнем огнестойкости путем химической модификации галогенэамещенной п-гидроксибензойнсЙ, кислотой имеет науч-шй и практический интерес. Использование галогенированной п-гид-роксибеняойной кислоты в качестве модифицирующей добавки при синтезе ароматических полиэфиров позволяет расширить ассортимент га-югенорганических антипиренов и композиций на их основе, обладающих ценным комплексом физико-химических свойств.
Цель работы: заключается в создании термо- и огнестойких ароматических полиэфиров путем их химической модификации. В соответст-
вий с отим работа проводилась в следующих направлениях.:
исследование основных закономерностей и определение оптимальных условий получения 3,5-дибром-п-гидроксибенэойной .кислоты и ее хлорангидрида;
исследование возможности синтеза модифицированных ароматических полиэфиров, содержащих звенья 3,5-дибром-п-гидроксибензойной кислоты, методом акцепторно-каталитической полиэтерификации, изучение основних закономерностей процесса сополиконденсации;
синтез и изучение физико-химических характеристик модифицированных сополиофиров, установление закономерностей влияния на физико-химические свойства полиэфиров модифицирующей добавки;
определение оптимального количества содержания хлорангидрида 3,5-дибром-п-гидроксибснзойной кислоты, позволяющего сохранить основной комплекс свойств ароматических полиэфиров.
Научная новизна. Получен хлорангидрид 3,5-дибром-п-гидроксибен-зойной кислоты, разработана методика синтеза и показана возможность его использования в качестве мономера в синтезе полиэфиров методом акцепторно-каталитической полиэтерификации. Впервые хлорангидрид 3,5-дибром-п-гидроксибензойной кислоты использован как актипи-рен при синтезе полиэфиров на основе диана, фенолфталеина, их рав-номолярной смеси и хлорангидридов тере- и изофталевой .кислот { 50:50 ). Установлены оптимальные условия получения указанных ароматических полиэфиров, содержащих звенья З^-дибром-л^гидрокси-бензойной кислоты. Найдено, что введение бромсодержащего компонента наряду с повышением термо- и огнестойкости также улучшает некоторые другие свойства синтезированных полиэфиров. Строение полученных модифицированных сополиэфиров доказано элементным анализом, данными ИК-спектроскопии и турбидиметрического титрования.
Методом термогравимстрического анализа показано, что с введением в полимерную цепь остатков 3,5-дибром-п-гидроксибензойной кислоты термостойкость полиэфиров повышается на 20-30 К, при этом значительно увеличивается огнестойкость. Установлено, что зависимость кислородного индекса от содержания модифицирующей добавки носит линейный характер.
Исследованы деформационно-прочностные, термомеханические и диэлектрические свойства, а такте химическая стойкость синтезироган-ных модифицированных полиэфиров. і'ст?ноьлена енлпь ме>-ду изученными свойствами, строением и надмолекулярной структурой полученных сополиэфиров. Найдено оптимальное содержание хлорангидрида
1,5-дибром-п-гидроксибенэойной кислоты в полиэфирах на основе іиана, фенолфталеина и их равномолярной смеси, позволяющее увели-іить прочностные и термические свойства, улучшить диэлектрические :арактерисгики и химическую стойкость ароматических полиэфиров.
Практическая ценность. Определены оптимальные условия получе-ия хлорангидрида 3,5-дибром-п-гидроксибензсйной кислоты, в ре-ультате чего конечный продукт обладает высокой степенью'чистоты, интеэ модифицированных сополиофиров осуществляли с использовани-м доступных реагентов, освоенных отечественной промышленностью, ысокие значения термо- и огнестойкости п сочетании с хорошими рочностными характеристиками, диэлектрическими свойствами и теп-остойкостью, устойчивость к действию агрессивных сред, а также егкая перерабатываемость в изделия делают возможной перспективу рименения модифицированных ароматических полиэфиров вместо тради-ионно используемых полиарилатов конструкционного назначения.
Хлорангидрид 3,5-дибром-п-гидроксибензойной кислоты может найти рименение в качестве добавки для получения самозатухающих поли-эрных материалов с повышенным уровнем огнестойкости.
Личный вклад автора состоит в непосредственном получении экс-эрименталытых данных, математической обработке измерений и их
5сужден;ш.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались і ХУ республиканской конференции по органической химии ( Ужгород, 386), научно-технической по высокомолекулярным соединениям (Наль-1К, 1986), на П Всесоюзной конференции "Современное состояние и фспективы развития синтеза мономеров для термостойких полимер-ос материалов" (Тула, 1987), на УІ Всесоюзной конференции по го-інию полимеров и созданию ограниченно горючих материалов (Суз-іль,І988), на I Северо-Кавказском совещании по химическим реак-гэам (Махачкала, 1988).
Публикации. По результатам выполненной работы опубликовано 9
ручных работ.
Структура и объем работы. Настоящая диссертация изложена на 9 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора тературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, вы-дов, списка использованной литературы, включающего 159 наимено-ний работ советских и зарубежных авторов, приложения, содержит таблиц и 35 рисунков.