|
|
[На предыдущую главу]
Синтез сульфосодержащих ароматических полиамидов (САПА)
в водно-органических средах
Разработанные нами способы получения функциональных полигетероариленов основаны на использовании в реакции поликонденсации мономеров, содержащих заместители кислотного или основного характера [1]. В настоящей работе был использован ряд ароматических диаминов, строение и свойства которых приведены в табл. 1.
В связи с хорошей растворимостью солей диаминосульфокислот в воде было целесообразно изучить возможность использования водно-органических сред для синтеза полиамидов на их основе. В первую очередь, исследования были проведены с использованием диаминобензолсульфокислот (3 и 4 в табл. 1) как наиболее растворимых из выбранных мономеров. Однако оказалось, что во всех исследованных водно-органических системах высокомолекулярных продуктов на их основе получить не удалось. Наиболее вероятными причинами этого являются пониженная активность вторых аминогрупп, которая не обеспечивает высоких скоростей реакций полиамидирования, и стерические препятствия, создаваемые объемным заместителем (сульфогруппой), находящимся в орто-положении к одной из аминогрупп. Более значимые результаты были достигнуты при синтезе водорастворимых сульфосодержащих ароматических полиамидов на основе 4,4'-диаминодифенил-2,2'-дисульфокислоты (6 в табл. 1) (ДАДФДСК). Приведенные в табл. 2 данные показывают, что эти полиамиды могут быть получены в реакционных системах с использованием как смешивающихся, так и не смешивающихся с водой органических растворителей при низких температурах синтеза. Необходимо отметить, что в реакционных системах с не смешивающимися с водой растворителями образуется полимер с большей молекулярной массой (ММ), но с меньшим выходом. При этом максимальная ММ в реакционных средах со смешивающимися с водой растворителями достигается при стехиометрическом соотношении разнотипных мономеров (диамин-дихлорангидрид), а во втором случае - при небольшом (2-3% моль) избытке дихлорангидрида. Высокие скорости реакции полиамидирования, вызванные применением мономеров с большой реакционной способностью ускоряющим действием воды [2], обуславливают незначительную продолжительность синтеза - 30-40 с и вызывают необходимость интенсивного перемешивания реакционной смеси.
Большой неожиданностью оказалась возможность получения достаточно высокой ММ полиамида при синтезе его в воде, т.е. без использования органических растворителей. Процесс синтеза при этом осуществляется путем смешения водного раствора диаминосульфокислоты с расплавом дихлорангидрида в присутствии акцепторов HCl. Реакция в этом случае проводится при температурах выше температуры кристаллизации используемого дихлорангидрида и избытке последнего по отношению к диамину примерно в 5% моль [3]. К сожалению недостаточно высокий выход полимера не позволяет в настоящее время говорить о практическом использовании этого способа, однако при определенных доработках он представляется весьма перспективным с экономической и экологической точек зрения.
При синтезе сульфосодержащих полиамидов исходя из 4,4'-диаминодифениламин-2-сульфокислоты (5 в табл. 1) положительные результаты были получены только при использовании водно-органических сред со смешивающимися с водой растворителями. В этом случае основные закономерности реакции сходны с процессом получения водорастворимого полимера, рассмотренным выше (см. табл. 2). Главные отличия заключаются в виде конечного продукта: в первом случае в результате реакции образуется раствор полимера в водно-органической смеси; во втором - суспензия полимера.
В аналогичных условиях могут быть получены и различные сополимеры по аминной или кислотной компонентам с использованием замещенных и не замещенных диаминов. Строение основных сульфосодержащих полиамидов и сополиамидов приведено в табл. 3. Таким образом, в результате исследований по синтезу сульфосодержащих полиамидов был разработан высокоэффективный способ их получения с использованием легко регенерируемых растворителей.
Для осуществления этих процессов разработан лабораторный реактор оригинальной конструкции, снабженный двухъярусной турбинной мешалкой и направляющим аппаратом, организующим встречные потоки жидкости. Для реализации проведенных разработок в масштабах опытного производства в АО 'Полимерсинтез' изготовлен и смонтирован аналогичный аппарат вместимостью 160 л, использование которого может позволить выпускать разработанные полимеры в количестве 5-8 тонн в год.
[На следующую главу] [На Содержание]
Copyright ї
|
|
|
