Полиимиды с гексоксильными боковыми группами Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, Серия Б, 2007, том 49, M 5, с. 932-934

УДК 541.64:542.954

ПОЛИИМИДЫ С ГЕКСОКСИЛЬНЫМИ БОКОВЫМИ ГРУППАМИ

© 2007 г. А. Л. Русанов*, JI. Г. Комарова*, М. П. Пригожина*, А. А. Аскадский*, Ю. Н. Маргалитадзе*, Д. Ю. Лихачев**, S. Araujo**, К. Muellen***

* Институт элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова Российской академии наук 119991 Москва, ул. Вавилова, 28 **Национальный автономный университет Мексики 04510 Мехико-Сити, Внешнее кольцо, Мексика ***Max-Plank-Institut fur Polymerforschung Ackermanweg, 10 D-55021, Mainz, Germany Поступила в редакцию 21.09.2006 г. Принята в печать 27.12.2006 г.

Не описанные ранее полиимнды с гексоксильными боковыми группами получены взаимодействием 1-гексокси-3,5-диаминобензола с диангидридами двухъядерных ароматических тетракарбоновых кислот в условиях двустадийной полициклоконденсации в среде n-метилпирролидона. Показано, что введение гексоксильных заместителей приводит к увеличению растворимости полиимидов с одновременным уменьшением их температур размягчения и термодеструкции, а также диэлектрических постоянных.

Ранее нами были описаны полиимиды с ме-токсильными боковыми группами [1], характеризующиеся улучшенной растворимостью в органических растворителях по сравнению с аналогичными ПИ, свободными от метоксильных заместителей. Следует, однако, отметить, что ме-токсизамещенные ПИ растворяются лишь в фе-нольных растворителях, а их температуры размягчения превышают 300°С, что определяет про-

блематичность переработки этих полимеров в изделия.

С целью придания алкоксизамещенным ПИ улучшенной перерабатываемости в изделия мы осуществили синтез гексоксизамещенных ПИ, для чего использовали в качестве исходного соединения 1-гексокси-3,5-диаминобензол (I) [2].

Синтез соединения I был осуществлен в соответствии со схемой

o2n

no2 o2n

no2 h2n

nh2

no2

0

1

C6Hi3

0

1

QH13 I

предполагающей использование 1,3,5-тринитро-бензола [3,4] в качестве исходного соединения.

Строение соединения I было подтверждено данными спектроскопии ИК, ЯМР и элементного анализа. Выход продукта составил 58%; Тпл = 57°С.

E-mail: komarova@ineos.ac.ru (Комарова Людмила Григорьевна).

Гексоксизамещенные ПИ синтезировали взаимодействием соединения I с диангидридами двухъядерных ароматических тетракарбоновых кислот - дифенил-3,3',4,4'-тетракарбоновой, ди-фенилоксид-3,3',4,4'-тетракарбоновой, бензофе-нон-3,3',4,4'-тетракарбоновой, а также 1,1,1,3,3,3-гексафтор-2,2'-бис-(3,4-дикарбоксифенил)пропа-на - в соответствии со схемой

ПОЛИИМИДЫ С ГЕКСОКСИЛЬНЫМИ БОКОВЫМИ ГРУППАМИ

933

СР3

где Я = - (ПИ-1), О (ПИ-2), С (ПИ-3), С (ПИ-4).

О СР3

По аналогии с работой [1] все реакции синтеза ПИ проводили в среде Ы-метил-2-пирролидона (МП) при комнатной температуре с последующей каталитической имидизацией образующихся по-лиамидокислот (ПАК).

Синтез гексоксизамещенных ПИ протекал гомогенно и приводил к образованию полимеров, обладающих сравнительно высокими вязкостными характеристиками (таблица).

В ИК-спектрах всех ПИ наблюдались максимумы поглощения при 720, 1380,1720 и 1780 см-1, характерные для отдельных фрагментов пяти-членных имидных циклов, и отсутствовали максимумы, относящиеся к элементам незациклизо-

ванных фрагментов - амидных и карбоксильных групп.

Синтезированные ПИ растворялись в МП, ДМФА и и«-крезоле. Кроме того, полимер ПИ-2 растворялся при нагревании в ТГФ, СНС13, СН2С12, а ПИ-4 - в тех же растворителях при комнатной температуре. Хорошая растворимость ПИ обусловлена их аморфной структурой и наличием в них гексоксильных заместителей.

Температура стеклования синтезированных ПИ лежала в пределах 140-150°С, а температура 10%-ной потери массы - в интервале 400-420°С. Температура 10%-ной потери массы не отражает термостойкости полимеров, так как деструкция гексоксильных боковых групп начинается при более низкой температуре и накладывается на удаление растворителя и воды. По совокупности перечисленных выше характеристик гексоксиза-мещенные ПИ сопоставимы с описанными ранее

Некоторые характеристики гексоксизамещенных ПИ

Полимер Л„р(МП, 25°С), дл/г т °с л размягч' ^ С Свойства пленок при 25°С

прочность, МПа удлинение, % е

ПИ-1 1.12 170 410 101 6 3.01

ПИ-2 0.89 140 400 88 12 3.12

ПИ-3 0.94 150 420 94 8 3.15

ПИ-4 0.81 140 400 90 14 2.90

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Серия Б том 49 № 5 2007

934

РУСАНОВ и др.

ПИ [5], содержащими перфторалкоксильные группы с сопоставимым количеством атомов углерода в заместителях.

Высокие вязкостные характеристики синтезированных ПИ в сочетании с их растворимостью в органических растворителях позволили получить на их основе прозрачные пленки, обладающие разрывной прочностью 88-101 МПа и разрывным удлинением 6-14%. Диэлектрические постоянные ПИ (е), измеренные на пленках при относительной влажности 50%, лежат в пределах 2.90-3.15, т.е. они существенно ниже соответствующих характеристик обычных ароматических ПИ, но выше, чем у фторированных ПИ различного строения [6,7].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Русанов АЛ., Комарова Л.Г., Трушкин А .М., Шевелев С.А., Дутов МД., Серушкина О.В., Андриев-

ский А.М. // Высокомолек. соед. Б. 1993. Т. 35. № 7. С. 883.

2. Mangel Т., Eberhardt A., Scherf U., Burn U.H.F., Muellen К. // Macromol. Rapid Commun. 1995. V. 16. № 10. P. 571.

3. Radcliffe L.G., Pollitt A.A. // J. Soc. Chem. Ind. 1921. V. 40. 45T.

4. Garner W.E., Albernety CL. // Proc. Roy. Soc. 1921. V. 99. P. 213.

5. Русанов АЛ., Комарова Л.Г., Пригожина М.П., Аскадский A.A., Казанцева В.В., Шевелев С.А., Дутов М.Д., Королев М.А., Сапожников О.Ю. // Высокомолек. соед. Б. 1999. Т. 41. № 8. С. 1357.

6. Русанов АЛ., Стадник Т.А., Мюллен К. // Успехи химии. 1999. Т. 68. № 8. С. 760.

7. Maier G. // Prog. Polym. Sei. 2001. V. 26. № 1. P. 3.

Poly(imides) Containing Hexoxy Side Groups

A. L. Rusanov3, L. G. Komarova% M. P. Prigozhina8, A. A. Askadskii*, Yu. N. Margalitadze*, D. Yu. Likhachevb, S. Araujob, and K. Muellenc

a Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, ul. Vavilova 28, Moscow, 119991 Russia b National Autonomous University of Mexico, University City, Mexico, D.F. 04510 Mexico c Max-Plank-lnstitut fur Polymerforschung Ackermanweg, 10 D-55021, Mainz, Germany

e-mail: komarova@ineos.ac.ru

Abstract—Novel poly(imides) containing hexoxyl side groups have been prepared through the interaction of l-hexoxy-3,5-diaminobenzene with binuclear aromatic tetracarboxylic dianhydrides under the conditions of two-stage polycondensation in N-methylpyrrolidone. It was been shown that, upon incorporation of hexoxyl substituents, the solubility of the resulting polyimides is improved and, simultaneously, their softening and thermal degradation temperatures and dielectric constants are decreased.

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Серия Б том 49 № 5 2007