Введение к работе
Актуальность работы, данная работа является составной частью исследований в области термостойких полимеров, проводимых в ИБО РАН. Интерес к синтезу новых полиимидов, модификацш! их химической структуры, установлению корреляций - химическое строеіше -структура - свойства не только не ослабевает, но и усиливается в последние года во всех развитых странах. Это обусловлено важностью полиимидов для решения прикладных задач в прогрессивішх отраслях техники, там, где требуются полимерные материалы, способные к эксплуатации в экстремальных условиях.
После реакции ацилирования диаминов диангидридами тетракар-боновых кислот реакция ацшпфования кислыми эфирами является второй по значимости при получении полиимидов. Используя кислые эфи-ры тетракарбоновых кислот и диамины, получают технически ценные продукты: связующие для углепластиков, пеноматериалы, материалы для электроники и пр. Однако в литературе до сих пор отсутствовали четкие представления о механизмах полиацилирования кислыми эфирами, что осложняло рациональный выбор технологических условий получения полиимидных материалов. В работе исследование механизма реакции ацилирования диаминов кислыми эфирами тетракарбоновых кислот связано с прикладными проблемами создания крио- и термостойких негорючих пенополиимидов для нужд авиации и судостроения.
Настоящая работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ИВС РАН по теме "Термостойкость II, современные проблемы синтеза и генезиса структуры циклогетвроцегашх полимеров".
Цель работы.Целью работы является исследование кинетики и механизма реакции полиацилирования ароматических диаминов кислыми эфирами тетракарбоновых кислот в условиях получения эластичных пенополиимидов (ЭПШ). В частіше задачи работы входило:- исследование условий получения устойчивых комплексов с водородными связями Ш-комплоксов), образующихся при смешении кислых эфиров тетракарбоновых кислот с диаминами в спиртовых расторах,
Исследование структури Н-комплексов в твердом состоянии и в водно-спиртовом растворах;
изучение кинетики термоциклизации Н-комплоксов с образованием полиимидов,
- и -
изучение кинетики вспенивания композиции Н-комплекс - поверхностно-активное вещество іПЛВ) и сопоставление кинетики вспенивания композиции с кинетикой имидизации композиции,
подбор условий вспеїгаваїгля и имидизации композиции на основе ароматических диаминов и кислых эмиров тетракарбонових
Научная новизна работы. Впервые изучено строение Н-комплексов, образованных кислыми эфкрами ароматических тетракарбонових кислот и диаминами, причем показано, что температура плавления Н-комилексов линейно связана с рК диаминов.
Методом светорассеяния изучена надмолекулярная структура растворов Н-комплексов в водном спирте и показано, что в области больших концентраций свойства растворов It-комплексов подобны свойствам растворов гиокоцегшых полимеров;
Показано, что при термообработке Н-комплексов происходит их превращениенепосредственно в полиимид практически без побочных реакций. В случае распада Н-комилексов или в тех случаях, когда они вообще не образуются, имеет место термолиз кислых эфиров с образованием циклических ангидридов, в результате чего образование полинмида протекает путем ацилироваиия аминов ангидридами.
На основании изучения кинетики термоциклизации Н-комплексов с учетом квантовохимичэских расчетов предложен новый механизм превращения их в полиимид, отличный от механизма термоциклизации полпамидокислот.
В результате исследования кинетики вспенивания композиции Н-комплокс - ПАВ, показано, что ЭГПТИ образуются лишь в тех случаях, в которых температуры плавло;шя исходных Н-комплексов близки к температуре начала имидизации;
С учетом различий в температурных областях имидизации полпамидокислот и Н-комплексов получены ЭГОТИ на основе исключительно ароматических диаминов.
Практическое значение работы. Предложен!; способы синтеза ЭГШИ иг основе ароматических диаминов. Полученные ЭПШ обладают повышенной термостойкостью, огнестойкостью и теплостойкостью в широкої, интервале температур (-200 до 250С).
Личный вклад автора. Непосредственное участие во всех этапах роботы. Проведение кинетических исследований, отработка мотодш синтеза, обсуждение и интерпретация полученных результатов.
Апробация работы: результата работа докладывались и обсуждались на научных семинарах ИВС РАЯ; на научно-технической конференции "Химические волокна и материалы на их основе"- Ленинград, 1990 г.; на Всесоюзной конференции "фундаментальные проблемы науки о полімерах"- Ленинград, 1990 г.; на семинаре "Теплостойкие материалы и особенности производства на их основе"- Москва, 1991 г. Публикации: по материалам дассортащга имеется ІЗ публикаций и два авторских свидетельства.
Структура и объем работы: диссертационная работа состоит из ВЕОдеіпія, обзора литературы, постановки задачи, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, еыводов и списка цитируемой литературы ( 143 наименования). Работа изложена на 147 страницах содержит 33 рисунка, 9 таблиц.
Похожие диссертации на Особенности кинетики реакции ацилирования динамиков моноэфирами бис-фталевых кислот в условиях получения эластичных пенолиимидов
