CC BY
3УДК 544.6.076; 544.6.018
SYNTHESIS OF NEW ANTIPYRETIC MODIFIERS FOR POLYMER MATERIALS BY
ELECTROCHEMICAL METHOD
Atamov M.
PhD in Chemistry, Associate Professor at the Department of "Depatment of Petrochemistry and Chemical Enginering ", Sumqayit State University
Shirinov P.
Senior Lecturer at the Department of "Depatment of Petrochemistry and Chemical Enginering ", Sumqayit State University
Nazarova M. PhD in Chemistry, Associate Professor at the Department of "Depatment of Petrochemistry and Chemical Enginering ", Sumqayit State University
Veliyeva K.
Head of Laboratory Sumgait State Technical College (SSTC) at
Sumgait State University (SSU) Muradov M.
Candidate of chemical sciences, Associate Professor, Dean of the Department of chemistry and biology, Sumqayit State University Agayev A.
Doctor of chemical sciences, Professor, Head of the Department of "Depatment of Petrochemistry and Chemical Enginering ", Sumqayit State University
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ СИНТЕЗА НОВЫХ АНТИПИРИРУЮЩИХ МОДИФИКАТОРОВ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Атамов М.М.
кандидат химических наук, доцент на кафедре «Кафедра нефтехимии и химической инженерии », Сумгайытский Государственный Университет
Ширинов П.М. Старший преподаватель кафедры «Кафедра нефтехимии и химической инженерии», Сумгайытский государственный университет
Назарова М.К. кандидат химических наук, доцент на кафедре «Кафедра нефтехимии и химической инженерии», Сумгайытский Государственный Университет
Велиева К.С. Заведующий лабораторией Сумгаитского государственного технического колледжа (СГТК) Сумгаитского государственного университета (СГУ)
Мурадов М.М. кандидат технический наук, доцент, декан химико-биологического факультета, Сумгайытский государственный университет
Агаев А.А.
доктор химических наук, профессор, Заведующая кафедрой «Кафедра нефтехимии и химической инженерии», Сумгайытский Государственный Университет
Abstract
In the presented work, 3,6-digaloid (chlorine) of cyclohexandicarboxylic acids was obtained electrochemi-cally, optimal process conditions were determined, and its antipyretic properties were investigated. The resulting 3,6 dichloro cyclohexandicarboxylic acids can be used in the synthesis of fire-resistant resins and additives for various polymers. Its effectiveness in reducing flammability as a flame retardant is far superior to other flame retardants.
Аннотация
В представленной работе электрохимическом способом получен 3,6-дибром циклогексен дикарбоно-вых кислот, определено оптимальные условия процесса, а также, исследован его антипирирующие свойства. Полученный 3,6 дибромциклогексен дикарбоновых кислот могут быть применяться в синтезе огнестойких смол и добавок для различных полимеров. Его эффективность снижения горючести в качестве антипирина намного превосходит других антипиренов.
Keywords: Electrochemical method, organohalide compounds, bicyclo dicarboxylic acids, electrolysis plant, fire resistance, gorenje retardants
Ключевые слова: Электрохимический способ, броморганические соединения, бициклодикарбоно-вые кислоты, электролизная установка, огнестойкость, замедлители горения
Разработка новых конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ), обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками (сочетание высоких тепло- и термостойкости, трещиностойкости и ударной прочности), представляет собой актуальную задачу современного материаловедения. Этот вопрос является особенно важным для такой динамично развивающейся отрасли, как авиационная промышленность [3]. В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений развития авиационного материаловедения является разработка конструкционных ПКМ, предназначенных для длительной эксплуатации в условиях воздействия высоких температур. Это подразумевает создание новых видов термоустойчивых полимерных связующих, способных удовлетворять неуклонно возрастающие требования по тепло-, термо- и огнестойкости, механическим характеристикам и технологичности [4-5]. Термоустойчивые полимеры сочетают высокие деформационную устойчивость при нагреве (теплостойкость) и химическую устойчивость при нагреве (термостойкость).
К огнестойкости конструкции из этих материалов предъявляются очень жесткие требования по пожаробезопасности [6]. Наиболее распространенным и эффективным способом снижения горючести является применение замедлителей горения, т.е. антипиренов. Антипирены представляет собой неорганические и органические вещества, которые содержат в молекулах такие элементы как: фосфор, азот, бор, галогены или группировки с сочетанием этих элементов. Антипирены применяются двух видов: инертные и реакционноспособные, но это деление условное, так как антипирен может быть
С°ч O +2 HCl \ ^
CO
По разработанному нами способу в раствор 3,6-эндоксо или 3,6-эндометилен-тетрагидрофтале-вых кислот в уксусной кислоте пропускает бромистый водород при 60-950С.
При проведение серийных электрохимических реакции обнаружено, что при бромиро-вания 3,6-эндоксометилентетрагидрофталевых кислот процесс протекает при 75±50С, а в случае бромирова-ния 3,6-эндометилентетрагидрофталевых кислот
инертен к одному полимеру, но может взаимодействовать с другими и является для них реакционно-способным. Реакционноспособными являются в основном элементорганические и органические вещества [2].
Хорошо известно, что в качестве эффективных и потенциальных ингибиторов снижения горючести применяется в основном органические соединения, содержащие гетероатомы в молекуле с некоторыми синергиическими добавками, чаще всего Sb2O3 [1]. В связи с этим, проблема снижения горючести полимерных материалов и создание огнестойких и термостабильных материалов с повышенными физико-механическими показателями на их основе актуальна и в настоящее время. Представленная работа является продолжением и развитием исследования по электрохимическому синтезу наиболее потенциальных и эффективных антипире-нов и создание на их основе полимерных композиций с повышенными огне- и теплостойкостями, а также физико-механическими свойствами.
А также в настоящее время утилизация отходов многотоннажного производства галоид-органических соединений химической промышленности относится к одним из экологических проблем. Исходя из этого рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды от загрязнения промышленными отходами является весьма актуален.
Методика проведения электрохимического синтеза
В связи с этим нами впервые разработан электрохимический способ получения 3,6-дибромцик-логексана дикарбоновых кислот на основе бицик-лодикарбоновых кислот по реакции:
Вг
,/С0х
О + Н20
\ /
Вг С0
приШ5-П5°С. Опыты продолжают 1,5 часа до осаждения кристаллических продуктов.
Полученные продукты перекристаллизовали из пентана, высушивали до постоянного веса. При этом выход 3,6-дибромциклогексендикарбоновых кислот составляет 87-91%, т. пл. 1970С, при этом кислотное число 365мг КОН/г.
Реакция бромирования осуществлялась электрохимическим способом в стеклянном цилиндрическом электролизере, снабженным термостатом,
источником питания постоянного тока, графитовыми электродами, обратным холодильником, мешалкой, термометром, разделительной воронкой и сосуд с раствором ЫаОН. При выполнении опыта
бромистый вводили в нижнюю часть электролизёра, а выходящие газы улавливали в ловушку с щелочным раствором (см. рис).
Рис. Установка для получения 3,6-дихлорциклогексен дикарбоновых кислот 1 - рубашка, 2 - анод, 3 - катод, 4- кран, 5 - холодильник, 6 - воронка, 7- мешалка, 8 - термостат, 9 - контактный, 10 - сосуд с р-ом ЫаОН
ВЫВОДЫ. При проведении электрохимического синтеза установлено что, реакция бромирова-ния протекает в легких условиях, оптимальная температура для 3,6 дибромциклогексен дикарбоновой кислоты является 60-950С, а для 3,6 дихлортетра-гидрофталевого ангидрида 105-1150С, продолжительность реакции для обеих реакции 1,5 часа, выход продукта 87-91%.
При исследовании свойств полученных соединений обнаружено , что данные соединения обладают высокими антипирурующими свойствами. На наш взгляд это очень важен для получения огнестойких композиционных материалов с целью дальнейшего расширения их ассортимента и использования их в широких областях. Известно что, галогенсодержащие антипирины в настоящее время пользуется большим спросом, в том числе хлор- и броморганические соединения. Полученный 3,6 дибромциклогексен дикарбоновых кислот могут быть применяться в синтезе огнестойких смол и добавок для различных полимеров. Его эффективность снижения горючести в качестве антипирина намного превосходит других антипиренов.
Процесс является экологически безопасным, отвечает требованиям «зеленной химии».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Кодолов В.И. Горючесть и огнестойкость полимерных материалов. М., Химия
2. Анохин А.Г. Пожарная опасность пластмасс в строительстве, М., Стройиздат, 1969, с 9-13
3. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 7-17
4. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Чурсова Л.В., Коган Д.И. Новые полимерные связующие для перспективных методов изготовления конструкционных волокнистых ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2011. № 2. С. 38-42.
5. Fenolun elektrokimyavi üsulla xlorla§masi / Muradov M.M., Hüseynova i.H., Hatamov M.M., Nazarova M.K., Agayev Э.Э. / Elmi xabarlar, Tabiat va texniki elmlar bölmasi. -2017. -Cild 17, -№ 2, -S. 26-28.
6. Сборник материалов III Московской международной конференции «Полимерные Листы 2008», 23 октябрь 2008 г., стр. 126
