Введение к работе
Актуальность проблеми.Полиолефины (ПО), благодаря ряду ценных свойств занимают ведущее положение среди пластиков по объему производства. Существенным недостатком полимеров этого класса является повышенная пожароопасность, поэтому важной проблемой является защита ПО от действия огня.
Для снижения горючести ПО чаще всего применяют добавки хлор- или Оромсодержащих органических соединений в сочетании с оксидом сурьмы.' В последнее время наблвдается повышенный спрос на замедлители горения полимерной природы, поскольку они, в отличие от низкомолекулярных аналогов, малотоксичны и не склонны к миграции, обеспечивая огнезащиту материала на более продолжительный срок.
Актуальными являются исследования, направленные на создание новых высокомолекулярных антипиренов для полшлефинов путем химической модификации полимеров, уже выпускаемых промышленностью. Введение антипирирующих фрагментов непосредственно в структуру макромолекул не только исключает миграцию антипире-на, но и позволяет получать материалы с новыми свойствами.
Цель работы. Синтез новых галогенсодержащих полимеров методом химической модификации выпускаемых в промышленном масштабе сополимеров этилена с винилацетатом (СЭВА)' и выявление кинетических особенностей процесса; исследование физико-механических свойств полученных полимеров в зависимости от их структуры, состава и условий .синтеза; изучение термической деструкции и горючести синтезированных полимеров и исследование возможности их применения в качестве высокомо-
-I-
лекулярных антипиреноБ для полиэтилена.
Научная новизна. Методом полимераналогичных превращений из сополимеров этилена с винилацетатом синтезированы новые полимеры - тройные сополимеры этилена с виниловыми эфирами галогенсодержащих кислот и виниловым спиртом. Детально исследована заключительная стадия процесса - этерификация сополимера этилена с виниловым спиртом (СЭВС) ангидридами галогенсодержащих дикарбоновых кислот. Определены кинетические параметры реакции этерификащш и найдены оптимальные условия для получения растворимых и термопластичных полимеров, сочетающих пониженную горючесть с высокими прочностными характеристиками.
Установлено, что физические и механические свойства син-' тезированных полимеров определяются взаимодействием в аморфной фазе полимера различных полярных групп, но наибольший вклад вносят карбоксильные группы.
Изучена термическая деструкция полученных полимеров и выявлены пути образования основных продуктов разложения. Установлено, что ведущую роль в процессах дегидрохлорирования и карбонизации при пиролизе сополимеров, содержащих 1,4,5,6,7,7-гексахлорнорборненовые циклы, играет промежуточный продукт деструкции - гексахлорциклопентадиен (ГХЦПД). Впервые исследовано взаимодействие ГЖЩ с различными сополимерами этилена в~ условиях низкотемпературного (523К) пиролиза. Показано, что до 5 атомов хлора молекул ГХЦДД являются реакционноспособными.
Установлено соответствие между химическим строением сополимеров, составом и выходом продуктов их термической деструкции и значениями показателей горючести. Показано, что
-г-
предложенный метод введения галогенсодержащих карбонових кислот в структуру полиэтиленовых молекул позволяет более эффективно снижать горючесть, чем использование тех же кислот в качестве низкомолекулярных антипиренов для полиэтилена.
Практическое значение исследования заключается в том, что некоторые полученные хлорсодержащие сополимеры этилена характеризуются более низкой горючестью, повышенной термостойкостью и более высокими прочностными показателями по сравнению с традиционно применяемым хлорированным полиэтиленом (ХПЭ) с таким же содержанием галогена. На основе полиэтилена низкой плогносги (ПЭНП) и синтезированных полимеров разработаны композиционные материалы, сравнимые по огнестойкости, но значительно превосходящие по эластичности и долговечности аналогичные материалы, содержащие близкие по химической структуре низкомолекулярные антилирены, такие как хлорэндиковая кислота (ХЭК) или дехлоран А.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на и Всесоюзной конференции молодых ученых по физической химии (Москва, 1983г.), на ежегодной научной конференции НИФХИ им. Л. Я. Карпова (Москва, 1983г.), на v Всесоюзной конференции "Горение полимеров и создание ограниченно горючих материалов" (Волгоград 1983г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ и получено I авторское свидетельство на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 200 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы, 28 рисунков и список из 159 наименований использованной литературы.