Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Синтез и свойства некоторых новых полимерных материалов

..pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.54 Mб
Скачать

Как видно из табл. 1, элементарный анализ полученных нами бисфенолформальдегидных резольных смол дает лишь относительные результаты, поскольку неизвестно точное строение элементарного звена олигомерного резола. Если учитывать, что в резольной смоле метнлольные группы этерифицированы н-пропнловым спиртом, то, для гидроксиль­ ных групп экспериментально полученные, заниженные ре­ зультаты воспринимаются вполне удовлетворительно.

Синтезированные нами резолы являются весьма реак­ ционноспособными смолами и имеют высокую скорость желатиинзации на полимеризационной плитке при температу­ рах 200—220°С (5—6 мин.).

Растворимые бисфенолформальдегидные резольные смо­ лы относительно с невысоким молекулярным весом образую­

щиеся на

первой стадии

синтеза,

путем

нагревания при

160°С в течение 9—12 минут, переходят

в каучукоподобиые

материалы

резитолы. В

состоянии

резитола смола теряет

растворимость, но сохраняет текучесть. Дальнейшая термо­ обработка резитола в прессформе, при температуре 200°С и удельном давлении 200 кг/см2 способствует 'образованию полимерного резита с трехмерной пространственной сеткой.

Полученные образцы резита представляют собой проз­ рачную, монолитную, желтого цвета массу. В табл. 2 приве­ дены основные характеристики резита.

В ИК спектре резита появляется полоса поглощения,

характерная для карбонильной группы в области

1660 см '1,

которая образуется при окислении метиленовых

мостиков

до кето-группы (рис. 2).

На рис. 3 представлены термогравиметрические кривые полученных нами полимеров. Полученные резиты обладают высокой термостойкостью. Начало термического разложения для резитов наблюдается при температуре 380°С.

 

 

 

 

Таблица 2

Характеристика резитов на основе полициклических

 

 

 

бисфенолов1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

со

 

 

Элементар­

О)

ся

 

 

 

>->

ш

§

i

 

ный состав,

G.

X

 

найдено %

X

2 5

 

Си

52

-

td

 

 

 

53

Cl 5

s

=<

 

 

 

CLЧ)

 

 

 

Исходный бмсфенол

 

Н X

>> о

 

 

 

* 1

I s

 

 

 

 

 

 

. sf

К Л

й °

 

 

 

х

S м

2 « п

 

 

 

CL V

 

С

Н

ц ш

s е

(US°

 

5

a -

 

 

 

g *

и: о

a o<«

 

 

 

 

E-* н к

 

79,76

7,20

0

2,5—3

 

380

 

79,54

7,26

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

80,41

7,64

0

2,5—3

 

380

н о О \ 0

80,61

7,62

 

 

 

 

ОН

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

82,17

8,11

0

2,5—3

 

380

 

82,30

8,10

 

 

 

 

1 Содержание растворимых продуктов у отвержденного полимера определяли экстракцией измельченного образца кипящим ацетоном в течение 3 часа.

91

а

б

с

 

 

Рис. 2. и к спектры поглощения резитов

на

основе полициклических

бисфенолов

 

 

а) бисфенола I, б) бисфенола

II, с)

бисфенола III

92

 

б

с

Рис. 3. Термогравиметрические кривые разложения

резитов на основе

а)

4,4' (2-норборнилиден) дифенола

 

б)

4,4'(гексагидро-4,7 метилениндан-5-илиден) дифенола

с)

4,4'(декагидро-1, 4, 5, 8 диметнленнафт-2-илиден)дифенола.

93

Экспериментальная часть

ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ. ПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ БИСФЕНОЛОВ

П о л у ч е н и е ре з ола .

а) В трехгорлую колбу, снабженную механической ме­ шалкой, термометром, обратным холодильником, загружают 9.42 г (0,0294 мол) 4,4'- (гексагидро-4,7-метилениндан-5-шш- ден) дифенола, 25 мл н-пропилового спирта. Смесь энергич­ но перемешивают. После растворения бисфенола в реакцион­ ный сосуд вводят 36,7 мл 36%-ного раствора формалина (13,23 г формальдегида, 0,441 мод) и 0,34 мл 22%-ного вод­ ного раствора аммиака (0,0749 г. аммиака, 0,00441 мол). Реакционную смесь выдерживает при температуре 90°С в течение 10—15 часов. После завершения реакции отгоняют н-пропиловый спирт и воду под вакуумом. Полученный резол сушат в вакууме при 80—90°С до постоянного веса. Выход количественный. После сушки резол представляет собой по­ рошок с желтоватым оттенком, хорошо растворимый в про­ паноле, ацетоне, днметилформамиде, диоксане; не растворим в ароматических углеводородах и в воде.

б) В трехгорлую колбу, снабженную механической ме­ шалкой, термометром, обратным холодильником, загружают 9.42 г (0,0294 мол) бисфенола и 59 мл 22,4%-ного раствора формальдегида в пропаноле (13,23 г формальдегида, 0,441 мол). В реакционный сосуд вводят также 0,34 мл 22%-ного водного раствора аммиака (0,0749 г аммиака, 0,00441 мол). Реакционную смесь выдерживают при температуре 90°С в те­ чение 10—15 часов. После завершения реакции отгоняют н-пропиловый спирт под вакуумом. Полученный резол сушат в вакууме при 80—90° с до постоянного веса; Выход коли­ чественный. После сушки резол представляет собой порошок с желтоватым оттенком, хорошо растворимый в пропаноле,, ацетоне, днметилформамиде, диоксане; не растворим в аро­ матических углеводородах и в воде. Резол полученный по этому способу характеризуется теми же показателями, что и по примеру (а).

94

П о л у ч е н и е р е з и т а .

Для получения резита, резол предварительно нагревают на полимеризационной плитке при 160°С в течение 9—12 ми­ нут до каучукоподобного состояния. Образовавшийся резитол теряет растворимость, но сохраняет текучесть. Резитол подвергают горячему прессованию в прессформе при 200°С и удельном давлении 200—250 кг/см2 в течение одного часа.

Аналогичным образом получены резолы, и.резиты на ос­ нове бисфенолов I и III.

П о д г о т о в к а и с х о д н ы х к о м п о н е н т о в

Н-пропиловый спирт был очищен перегонкой и имел температуру кипения 97°С. Бисфенолы I, II и III синтезиро­ ваны по известной методике [5].

Раствор формальдегида в пропаноле готовят кипячением определенного количества параформа в н-пропаноле в течение 6 часов. Содержание формальдегида в растворе определяют по сульфатному методу [61.

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

 

 

 

 

 

1.

10.

П. В о р о б ь е в ,

В. А.

С е р г е е в ,

В.

В. К о р ш а к ,

В.

Г.

Л а н и-

 

 

л о в. Высокомолекулярные соединения, А8,

1763 (1967).

 

 

 

2.

В.

А. С е р г е е в , Ю.

Е. Д о р о ш е н к о .

В. В.

К о р ш а к .

Высокомо­

 

 

лекулярные соединения, А 9, 688

(1967).

 

 

 

 

 

 

 

3.

В.

В. К о р ш а к, В.

А.

С е р г е е в ,

В.К. Ш и т и к о в,

А. А. С е в е ­

 

 

ров, И. X.

Н а з м у т д и н о в а,

С.

Г.

Ж е л т а к о в а,

В. Ф. Б у р-

 

 

л у ц к н н ,

Б. А. К и с е л е в , В.

В.

Я р е м е н к о .

Высокомолеку­

 

 

лярные соединения, А 5, 1085, (1968).

 

 

 

 

 

 

 

4.

В.

А. С е р г е е в , В.

В. К о р ш а к, В.

К-.

Ш и т и к о в.

Высокомолеку­

 

 

лярные соединения, А 10, 2304, (Г968).

 

 

 

 

 

 

 

5.

С.

В. В и н о г р а д о в а,

В. В. К о р ш а к,

Г. Ш. П а п а в а,

Н. А.

 

 

М а й с у р а д з е , П. Д.

Ц и с к а р и

ш в и л и, Изв. АН

СССР,

Сер-

 

 

хим. 1969, 434.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Дж. Уок е р ,

Формальдегид. Госхимиздат,

М.,

1957, стр.

423—424.

 

►УДК 678.07L1

И. Г..ИОСАВА, П. Д. ЦИСКАРИ1ЛВНЛН

О -ВЛИЯНИИ УСЛОВИЙ ОБРАБОТКИ РАБДОПИССИТОВОГО ЭКСТРАКТА НА КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ВЫХОД

ЕГО КОМПОНЕНТОВ

По обычно принятой для лабораторных работ схеме раз­ деления и исследования экстракта рабдописситового пласти­ фиката, бензольный экстракт последнего разделяется петро-

.лейным эфиром с к. к. 60°С [1,2]. Хотя выпавшие асфальте­ ны затем тщательно промываются тем же петролейным эфи­ ром для удаления из них веществ группы масел и смол, но в данном случае петролейный эфир с к. к. 60°С недостаточно шолно извлекает из осадка асфальтенов оставшуюся в них часть смол и масел. Увеличение же выхода последних зна­ чительно облегчает их дальнейшее исследование, так как дашт возможность выделения большого количества узких фрак­ ций с достаточным для исследования весовым количеством каждой из них.

Поэтому, значительные количества асфальтенов, которые ■обычно составляют более половины бензольного экстракта рабдописситового пластификата, были вторично обработаны петролейным эфиром с несколько более высоким концом ки­ пения (70°С). Это дало возможность выделить дополнитель-

.ные количества веществ группы смол и масел, которые даль­ ше исследуются по той же методике, как и основная масса этих веществ, выделенных вначале петролейным эфиром с к. к. 60°С. В [1,2]^ дается подробное описание разделения ве­ ществ группы смол и масел хроматографическим путем, с применением в качестве адсорбентов мелкопористого и круп­ нопористого силикагеля, марок ACM и АСК. В таблице при­ водятся данные, которые относятся к характеристике масля-

■96

Л1Ы.ч фракции, выделенных из смешанной группы веществ ма­ сел и смол. Смешанная группа веществ масел и смол была выделена из бензольного экстракта пластификата петролейным эфиром, с к. к. 60°С.

Таблица

Характеристика масляных и смоляных фракций экстракта пластификата, элюированных петролейным эфиром

 

 

 

 

 

 

 

Элементарный

Морфологи-

 

 

 

 

 

 

 

состав

 

Наименование фракций

ПЬ°

d f

■М

 

%

 

ческая ха­

 

 

 

 

 

 

 

 

рактери­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

стика

 

 

 

 

 

 

 

С

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

1,

Масла,

выделенные из

 

 

 

 

 

 

Густая

 

 

 

 

 

 

жидкость

 

адсорбц. колонки сили­

 

 

 

 

 

 

 

1,5410 0,9387

456

87,76 11,91

0,33

черно-бу­

 

кагелем

ACM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рого цвета

2.

Масла,

выделенные

 

 

 

 

 

 

Густая

 

 

 

 

 

 

жидкость

 

из адсорбц.

колонки

 

 

 

 

 

 

 

1,5565 0,9654

452

87,64 11,38

0,98

красно-бу­

 

силикагелем

АСА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рого цвета

3.

Масла,

выделенные

 

 

 

 

 

 

Полутвер­

 

 

 

 

 

 

дая масса

 

из группы асфальтенов

1,5150 1,070

1080 84,42 10,24

5,34

 

черного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цвета

4.

Смолы

бензольные

 

 

 

 

 

 

 

 

выделенные из группы

1,5230 1,099

688

84,65

8,71

6,64

Тоже

 

асфальтенов

 

После разделения этой группы веществ на хроматогра­ фической колонке мелкопористым и крупнопористым сили­ кагелем были получены приведенные в таблице две первыефракции масел. Третья фракция представляет собой масла, выделенные тем же путем, но из группы масел и смол, вы­ деленных из асфальтеновых веществ петролейным эфиром с к. к. 70°С. Последние, следовательно, являются увлеченной

7. Синтез...

97

асфальтенами частью вещества смол н масел, входившей в- состав экстракта пластификата. Четвертой фракцией явля­ ются смолы, выделенные вместе с третьей фракцией из хро­ матографической колонки, когда элюирование производилось бензолом.

Данные таблицы показывают, что масла, выделенные более высококипящим петролейным эфиром, имеют, как и следовало ожидать, значительно более высокий молекуляр­ ный вес и более высокий удельный вес. Одновременно с этим, содержание углеводородов в этой фракции масел зна­ чительно меньше, чем во фракциях масел выделенных ннзкокппящнм петролейным эфиром (к. к. 60°С). Так как по плану исследования требуется углеводородная фракция ма­ сел, максимально свободная от примесей, то для удаления неуглеводородных примесей из третьей фракции таблицы, предстоит ее очистка. Сколько останется после этого чистой углеводородной фракции, пока неизвестно, но ее прибавление к 1 п 2-ой фракции масел (по таблице) увеличит их вес и облегчит дальнейшее исследование веществ группы масел.

Смолы, элюированные бензолом (фер. 4

табл.), мало от­

личаются по составу от бензольных смол,

выделенных

из

группы смол и масел, получающихся после

обработки

эк­

стракта петролейным эфиром с к. к. 60°С.

Разница между

фракцией масел, выделенных непосредственно из бензольно­ го экстракта рабдоппсснтового пластификата петролейным эфиром с к. к. 60°С и маслами, выделенными при вторичной обработке асфальтеиозого остатка от вышеуказанного эк­ стракта петролейным эфиром с к. к. 70°С, заключается еще и в том, что первый тип масел хорошо растворяется в холод­ ном гексане при соотношении масла: растворитель равном

1 : 5, а для растворения «асфальтеновых»

масел требуется

их обработка кипящим гексаном (69°С)

при

соотношении,

масла: растворитель не менее, чем 1 : 100.

 

 

Также и при разделении этих масел

на

хроматографи­

ческой колонке, элюирование масел первого типа раствори­ телями продолжается недолго, а масла, полученные вторич­ ной обработкой асфальтенов, требуют для своего элюирова-

9 8

ния времени в несколько раз больше чем первый тип масел (из экстракта пластификата).

Примерно, такая же картина наблюдается и для соот­ ветствующих фракций смол, выделенных соответственно из экстракта пластификата вместе с маслами, с дальнейшим разделением их на силикагеле в хроматографической колон­ ке и смолами, также обработанными, но из смеси масел и смол, полученной вторичной обработкой асфальтенов петролейным эфиром с к. к. 70°С. Хотя очевидно, что более высококипящий петролейный эфир выделяет и более высококипящие масла и смолы с несколько иными химическими и физическими показателями, но несомненно, что эти фракции содержат в своем составе и характерные для более легких фракций смол и масел химические соединения, которые должны быть присоединены к последним и исследованы вместе с ними. Это положение и лежит в основе решения о вторичной обработке растворителем веществ группы асфаль­ тенов для увеличения выхода чистой углеводородной фрак­ ции из масел и, частично, также и из группы смол. Положи­ тельная сторона такого решения заключается в том, что вы­ ход веществ группы масел и смол при вторичной обработке асфальтенового остатка составляет дополнительно еще 15,1 %, что значительно увеличивает общий выход масел и смол.

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.

П.

Д.

Ц и с к а р и ш в и л и. Исследования

в области химии и техно­

 

 

логии рабдопнсситовых углей, Тбилиси,

1967.

2.

И.

Г.

И о с а в а , ГГ. Д. Ц и с к а р и ш в и л

и. Труды Института химии

 

 

им.

П. Г. Меликишвили АН ГССР, 15)

1961.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ