СОПОЛИМЕРИЗАЦИЯ N-МОРФОЛИН-3-ХЛОР-ИЗОПРОПИЛ-АКРИЛАТА И СТИРОЛА Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

СОПОЛИМЕРИЗАЦИЯ N-МОРФОЛИН^-ХЛОР-ИЗОПРОПИЛ-АКРИЛАТА И СТИРОЛА

Саидов Жахонгир

базовый докторант

Ташкентского государственного технического университета имеи Ислама Каримова,

Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]

Уринов Улугбек Комилжонович

д-р техн. наук, профессор

Ташкентского государственного технического университета имеи Ислама Каримова,

Республика Узбекистан, г. Ташкент

COPOLYMERIZATION OF N-MORPHOLINE-3-CHLORO-ISOPROPYL ACRYLATE

AND STYRENE

Jahongir Saidov

Basic doctoral student at Tashkent State Technical University named after Islam Karimov,

Republic Uzbekistan, Tashkent

Ulugbek Urinov

Doctor of Technical Sciences, Professor of Tashkent State Technical University named after Islam Karimov,

Republic Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлены результаты изучения радикальной сополимеризации №морфолин-3-хлор-изопропилакрилата со стиролом в присутствии азобисизобутиронитрила. Определен состав, свойства в зависимости от соотношения исходных сомономеров в смеси и структура синтезированных сополимеров.

ABSTRACT

This paper presents the results of the study of radical copolymerization of N-morpholine-3-chloro-isopropylacrylate with styrene in the presence of azobisisobutyronitrile. The composition, properties depending on the ratio of initial comon-omers in the mixture and the structure of the synthesized copolymers have been determined.

Ключевые слова: сополимер, №морфолин-3-хлор-изопропилакрилат, структура, стирол, азобисизобутиро-нитрил.

Keywords: copolymer, N-morpholine-3-chloro-isopropylacrylate, structure, styrene, azobisisobutyronitrile.

Введение

Мономеры содержащие функциональные группы представляют научный интерес, так как они способны вступать в различные реакции с образованием полимеров с заданными свойствами. Одним из методов получения подобных полимеров является радикальная сополимеризация непредельных галогенсодержащих соединений с виниловыми мономерами [1].

Реакцией сополимеризацией гетероциклических производных акриловых и метакриловых мономеров с виниловыми мономерами, в том числе со стиролом можно синтезировать сополимеры с ценными физико-химическими свойствами [2, 3].

Цель работы заключалась в получении новых полифункциональных реакционноспособных

сополимеров методом бинарной радикальной

сополимеризации, исследование их состава и строения.

Экспериментальная часть

Стирол (Ст) отмывали от ингибитора, сушили над хлористым кальцием и перегоняли в вакууме. Ткип=26 оС/0,66 кПа, ^20= 1.5462, р420 =0,9060 г/см3. Ацетон очищали перегонкой при атмосферном давлении Ткип=56 оС, ^20=1,3588, р420=0,7908 г/см3. Аз-обисизобутиронитрил (динитрил азобисизомасляной кислоты, ДАК) очишали перекристаллизацией из насыщенного раствора в этаноле. Тпл.=103-105 оС. N морфолин-3-хлор-изопропилакрилат (МХИПА) синтезировали по методике [4].

Перед употреблением растворители очищали перегонкой из колбы Кляйзена с дефлегматором.

Библиографическое описание: Саидов Ж., Уринов У.К. СОПОЛИМЕРИЗАЦИЯ N -МОРФОЛИН-3 -ХЛОР-ИЗОПРОПИЛ-АКРИЛАТА И СТИРОЛА // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2022. 5(95). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/13533

Чистота растворителей контролировалась температурой кипения и показателем преломления [5,6].

Сополимеризацию МХИПА с Ст проводили в присутствии радикального инициатора ДАК при температуре 60-80 оС в среде диметилформамида. Сополимер выделяли из раствора ацетоном, порошкообразный продукт промывали осадителем, сушили в вакуум эксикаторе при комнатной температуре до постоянной массы.

ИК-спектры снимали на спектрометре (ShimadzuCORP., Япония, 2017) в комплекте с приставкой нарушенного полного внутреннего отражения (НРВО) MIRacle-10 с призмой diamond/ZnSe (спектральный диапазон по шкале волновых чисел-4000^400 см-1; разрешение 4 см-1, чувствительность соотношение сигнал шум- 60.000:1; скорость сканирования- 20 спектров в секунду).

Результаты и их обсуждение

Реакцию сополимеризации сложного эфира N морфолин-3-хлор-изопропилакрилата (М1) со стиролом (М2) проводили в присутствии радикального инициатора ДАК при температурах 60-80 оС в среде органических растворителей. Следует отметить, что сополимеризация сложного эфира со стиролом полностью ингибируется в присутствии гидрохинона и кислорода воздуха, что подтверждает радикальный характер механизма процесса.

Изучено влияние природы растворителей на процесс полимеризации указанных сомономеров. В качестве растворителя применяли ацетон, этанол, диметилформамид (рис.1).

Рисунок 1. Влияние природы растворителя на выход продукта при сополимеризации МХИПА

со Ст при 60 оС. [БЛК]=5л10'3 моль/л

Следует отметить, что сополимеризация сложного эфира с стиролом полностью ингибируется в присутствии гидрохинона и кислорода воздуха, что подтверждает радикальный характер механизма процесса.

Состав и структура сополимеров определены по признакам растворимости, данными элементного анализа, методами ИК-спектроскопии (рис.2).

ВйЛнйЁОе чнслй (№-1}

Рисунок 2. ИК-спектр сополимера на основе Nморфолин-3-хлор-изопропилакрилата со стиролом

ИК-спектры сополимеров сравнивали со спектрами исходных мономеров и их гомополимеров, полученных в аналогичных условиях (рис.1). В ИК-спектрах сополимеров полосы поглощения, характерные для двойной связи мономеров в областях 1636-1640 см-1 отсутствуют, что подтверждает протекание реакции по -С=С- двойным связям исходных мономеров. В области 1052-1114 см-1 находятся

валентные колебания сложно эфирной группы, при 11701-1778 см-1 обнаружены валентные колебания карбонильной группы (С=О), а при 2954 см-1 поглощения валентных колебаний С-Ы группы.

На основе полученных экспериментальных и ИК-спектральных анализов, структуру сополимера можно описать следующей схемой:

H2C=C 2 I C=O I

0

1

n ClCH2—CH—CH2—N

O + m

CH=CH2

'ч

H2C

CH I

C=O I

0

1

ClCH2—CH—CH2—N

O

n

m

Для определения влияния состава исходной смеси мономеров на состав образующихся сополимеров

реакцию проводили при различных мольных соотношениях исходных реагентов - №морфолин-3-хлор-изопропилакрилата (М1) и стирола (М2) (табл. 1).

Таблица 1.

Сополимеризация Mi с М2 в растворе ДМФ (ДАК=5-10"3 моль/л, 60 оС, время реакции 2 часа)

Состав исходной смеси, % мол Выход, % Состав сополимера, % мол

Mi М2 mi m2

15 85 3,0 22,36 77,64

35 65 4,2 38,15 61,85

50 50 6,4 40,78 59,22

65 35 8,8 54,59 45,41

85 15 10,2 71,04 28,96

Как видно из табл. 1 с увеличением содержания М1 зависимость состава сополимеров от состава исходной смеси показала наличие азеотропного состава.

Заключение

1. Изучена радикальная сополимеризация N морфолин-3-хлор-изопропилакрилата со стиролом в

присутствии радикальных инициаторов в среде органических растворителей. Найден растворитель, общий для изученных систем - диметилформамид. ИК-спектральным анализом установлена структура синтезированных сополимеров.

2. Изучение влияния состава исходной смеси мономеров на состав образующихся сополимеров показало наличие азеотропного состава.

Список литературы:

1. Шаглаева Н.С., Дронов В.Г., Султангареев Р.Г., Орхокова Е.А. Сополимеризация 2,3-дихлорпропена-1 со стиролом //Вестник ИрГТУ, 2010. №6 (46). -С. 206-209.

2. М.А. Черниговская, Т.В. Раскулова. Радикальная сополимеризация стирола и ненасыщенных глицидиловых эфиров //Известия Вузов. Прикладная химия и биотехнология, 2013. -№ 2 (5). -С.22-27.

3. Худойназарова Г.А., Мавлонов Б.А., Яриев О.М., Хожиева М. Изучение кинетики сополимеризации 6-бром-бензоксазолонилметил акрилата со стиролом. Успехи в химии и химической технологии. Москва. Том. XVII. 2003. №3 (28). -С.125-129.

4. Urinov U.K., Maksumova O.S. Polymerisation of N-morpholine-3-clorineizopropylacrylate. European Applied Sciences, 2016. -№ 3. -P. 38-40.

5. Володина Г.Б., Якунина И.В. Лабораторный практикум по органической химии. Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Техн. Ун-та, 2004. -80 с.

6. Торопцева А.М., Белогородская К.В., Бондаренко В.М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. -Л.: Химия, 1972. -416 с.