CC BY
42
Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXVIII. 2014. №3
УДК 678.5
А.Е. Сорокин1*, А.П. Краснов2, Л.Ф. Клабукова1, В.В. Шапошникова2, А.В. Наумкин2
Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., 9
2Федеральное Государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва, Россия 119334, Москва, ул. Вавилова, 28
* е-mail: aesorokin1988@mail.ru
ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЛИАРИЛЕНЭФИРКЕТОНОВ
Показана возможность регулирования свойств полиариленэфиркетонов (ПАЭК) за счет изменения строения мономеров и параметров синтеза, что позволяет получать материалы с заданным комплексом свойств. Термомеханические испытания показали, что партия ПАЭК с меньшей удельной вязкостью обладает более низкой температурой размягчения, по сравнению с ПАЭК с удельной вязкостью в 2 раза большей. Термофрикционые испытания полиариленэфиркетонов с разной удельной вязкостью показали, что они имеют близкие значения коэффициента трения в зависимости от температуры. В качестве модификатора предпочтение было отдано более высоковязкому полимеру.
Ключевые слова:. полиариленэфиркетоны; конструкционные пластики; химическая устойчивость; термомеханические испытания; температура размягчения; термофрикционые испытания.
Анализ литературных данных по синтезу полиариленэфиркетонов (ПАЭК) показал возможность получения полимеров
разнообразного химического строения. Именно этот фактор, в основном, определяет свойства, так как регулирование химического строения полимеров позволяет в широком интервале изменять их теплофизические и термические характеристики, физико-механические показатели и т.д. Значения температур плавления и стеклования увеличиваются с ростом жесткости полимерных цепей, усиления межмолекулярного взаимодействия, введения в полимерные цепи объемных (например, кардовых) групп [1-5]. Замещение водорода в мостиковой метиленовой группе исходного бисфенола, будущего фрагмента основной полимерной цепи, на фенильную или метильную группы повышает температуру стеклования на 15-25°С [6]. Введение в ПАЭК кардовых групп повышает температру стеклования на 60-100°С [7]. ПАЭК обладают рядом ценных свойств: высокой гидролитической и химической устойчивостью при высоких температурах. Описанные в работах [8,9] исследования показали, что ПАЭК имеет более высокую гидролитическую устойчивость и стойкость при воздействии концентрированных водных растворов аммиака, гидроксида натрия и органических растворителей по сравнению с ароматическими полисульфонами. Отличия в устойчивости ПАЭК и ароматических полисульфонов заключаются во влиянии электроотрицательных групп. Наличие в цепи ПАЭК менее электроотрицательной по сравнению с SO2-группой CO-гpуппы способствует снижению
степени гидролизации простой эфирной связи в ПАЭК, в отличие от ароматических полисульфонов. В то же время воздействие кислых сред (раствора соляной кислоты в воде) приводит к деструкции ПАЭК и ПФС на одинаковых уровнях.
Наличие комплекса свойств,
характеризующих ПАЭК как конструкционные пластики, позволяет находить им применение в различных областях промышленности. Высокая термостойкость ПАЭК и хорошая совместимость с окислителями, пиротехническими смесями позволяет использовать их в качестве связующих в материалах специального назначения [10]. Использование изделий из стекло-, угле-, органопластиков на основе ПАЭК в ракетно-космических и авиационных конструкциях [11] позволяет снизить радиолокационную заметность конструкций, а также снизить их массу.
Таким образом, анализ большого объема литературных данных по синтезу, свойствам и областям применения ПАЭК свидетельствует о постоянно растущем интересе к этому классу полимеров. Особенно важна возможность регулирования свойств этих полимеров за счет изменения строения мономеров и параметров синтеза, что позволяет получать материалы с заданным комплексом свойств.
С помощью термогравиметрического анализа были проведены исследования двух партий полиариленэфиркетона: ПАЭК ВШ-32 и ПАЭК ВШ-34.Их удельная вязкость различалась приблизительно в 2 раза: 0,63 у ПАЭК ВШ-32 и 1,16 у ПАЭК ВШ-34. Для выбора наиболее
оо
=
с -
=
■а =
-
гс =
и
■е-
73 *
ГС -
С
X
»
03
Коэфф! 1Ц1 гент трения
■а о
■е-
■а
*
С
О =
а £
X
■а
=
се
а £
=
О -
=
■а 8
гс "а
И 8
и о ■9- -е-
5 "в
■а в
£ я
н в
О I
Щ О
» 5
03 ¡в
' 42
Ы 8
ы ев £
Коэффициент трения
Cd ^
Успехи в х&мии и химической технологии. ТОМ XXVIII. 2014. №3
Сорокин Антон Евгеньевич аспирант кафедры технологии переработки пластмасс РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Краснов Александр Петрович д,х.н,, профессор, Федеральное Государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва, Россия
КлабуковаЛюдмила Федоровна к.х.н., доцент кафедры технологии переработки пластмасс, РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Шапошникова Вера Владимировна д.х.н., старший научный сотрудник, Федеральное Государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва, Россия
Наумкин Александр Васильевич Федеральное канд. физ.-мат.наук,старший научный сотрудник,Федеральное Государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва, Россия
Литература
1. Liu B., Dai Y., Robertson G.P., Guiver M.D., Hu W., Jiang Z. A comparative structure-property study of methylphenylated and fluoromethylphenylated poly(aryl ethers) and their gas permeabilities and permselectivities // Polymer. 2005. V. 46, № 25. P. 11279-11287
2. Kang N., Hlil A.R., Hay A.S. Fluorescent poly(aryl ether)s containing benzo[g]phthalazine and benzo[g]isoquinoline moieties // Journal of Polymer Science Part A. 2004. V. 42, № 22. P. 5745-5753
3. Hendy B.N., Patterson K.H., Smith D.M. Polyalkylated aromatic monomers and polymers. Part 2. Some poly(ether ketone)s derived from diaroyldurenes // Journal of Materials Chemistry. 1995. V. 5, № 2. P. 205-212
4. Yildiz E., Inan T.Y., Yildirum H., Kuyulu A., Giingor A. Thermal and mechanical properties of poly(arylene ether ketone)s based on 5-tert-butyl-1,3-bis(4-fluorobenzoyl)benzene // Macromolecular Materials and Engineering. 2001. V. 286, № 10. P. 634-639
5. Gao Y., Jian X., Dai Y., Xue J., Peng S., Liu S. Preparation and characterization of soluble copoly(aryl ether ketone)s containing hindering structures // Journal of Applied Polymer Science. 2000. V. 78, № 1. P. 20-24.
6. Maiti S., Mandal B.K. Aromatic polyethers by nucleophilic displacement polymerization // Progress in Polymer
Science. 1986. V. 12, № 1-2. P. 111-153
7. Коршак В.В., Виноградова С.В., Салазкин С.Н., Кульков А.А. Кардовые ароматические простые эфиры // ДАН СССР. 1973. Т. 208, № 2. С. 360-361
Sorokin Anton Evgenyievich*, Krasnov Aleksandr Petrovich, Klabukova Lyudmila Fedorovna, Shaposhnikova Valeriya Vladimirovna, Naumkin Aleksandr Vasilyevich
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
A.N.Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia. * e-mail: aesorokin1988@mail.ru
THE STUDY OF THE PROPERTIES OF POLYARYLENEETHERSULPHONES
Abstract
The possibility of regulating properties of polyaryleneethersulphones (PAES) due to the change of the structure of monomers and synthesis parameters, which allows to obtain materials with the given complex of properties. Thermo-mechanical tests showed that the party PAES with less specific viscosity has a lower melting point compared to PAES with specific viscosity in 2 times more. Termofikacine testing polyaryleneethersulphones with different specific viscosity showed that they have close values of the friction coefficient depending on the temperature. As modifier preference was given more high-viscosity polymer.
Key words: polyaryleneethersulphones; engineering plastics; chemical resistance; thermo-mechanical tests; softening temperature; termofikacine tests..
