Файл: Аскаров, М. А. Химическая стабилизация полимеров.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 71

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

сы соединений: элементоорганические, в которые входят полиорганосилоксаны, оловосодержащие полимеры, олигомеры, азот-, се­ ру- и фосфорсодержащие продукты, эпоксидные соединения, поли­ меры с системой сопряженных двойных связей, полимерные фено­ лы и производные бензофенона и др.

Из способов получения полимерных стабилизаторов привлека­ ют внимание те, при использовании которых структура и свойства основного полимера изменяются незначительно. К ним относятся полимераналогичные превращения и сополимеризация, а также прививка мономерных стабилизаторов [363, 558]. Так, А. М. ШахПароньянц, В. Г. Эпштейн и др. [378] предполагают, что поли­ мерные антиоксиданты каучука обрывают цепи окисления без уменьшения молекулярного веса полимера, обладают хорошей совместимостью и исключают миграцию агента на поверхность вулканизата. Для получения такого соединения сополимер бута­ диена и метакролеина обрабатывается ариламинами или алкилфенолами:

СН,

 

СН,

~СН2- С

HaN.Ar

СН.,—с~

 

нс=о

 

I

 

HC-NH Аг

 

 

 

I

 

R

 

NHA/-

 

 

 

 

( ^ -О Н

 

СН3

R

СН3

 

- СН,—с ~ —

-СН, -С ~ R

I

 

I

I

нс=о

 

Н С - / Ч

 

но

I

\ / \ ОН

 

R

R

где R - (СНз)зС.

Таким образом, реакции деструктивного характера, протекаю­ щие в полимерах под влиянием химических и физических воздей­ ствий, имеют общие стадии образования радикалов, которые яв­ ляются определяющими при исследовании условий ингибирования указанных выше процессов. Химические способы стабилизации по­ лимеров, заключающиеся в синтезе мономеров, а затем полимеров и сополимеров, а также в полимераналогичных превращениях, по­ зволяют увеличить эффективность стабилизирующего защитного действия за счет уменьшения летучести, миграции, увеличения ста­ тистической вероятности гашения окислительных процессов при равномерном распределении стабилизаторов. .


Г л ава II

СИНТЕЗ МОНОМЕРОВ И ОЛИГОМЕРОВ СО С ТАБИЛИЗИРУЮ Щ ИМ И СВОЙСТВАМИ

Гидроксилсодержащйе производные бензофенона широ­ ко применяются для стабилизации полимеров в качестве УФ-аб­ сорберов. Для уменьшения летучести, миграции их из высокомо­ лекулярных соединений авторами [343, 363] предложено использо­ вать светостабилизаторы в виде полимеров, сополимеров и олигомеров. Наиболее перспективны активные мономеры оксибензофенона, способные к гомо- и сополимеризации с другими компо­ нентами, так как осуществление сополимеризации со стабилизирую­ щей добавкой позволяет регулировать состав сополимера и рас­ пределение ее в получаемом продукте.

Синтез акриловых мономеров бензофенона осуществляется обычными методами алкилирования и ацилирования фенолов. Карбонильная группа бензофенона блокирует 2-оксигруппу, сле­ довательно, все указанные выше реакции протекают в мета-, пара- положениях без затрагивания орто-гидроксила. По синтезу акри­ латов оксибензофенона имеется значительное количество литера­ туры, в основном патентной [14, 239—244, 343, 363]. Дж. Фертиг, А. Гольдберг, М. Скульчи [447] получили акрилаты и метакрилаты 2,4-диокси-бензофенона методом оксиалкилирования исходного УФ-абсорбера глицидиловыми эфирами акриловой и метакриловой кислот:

\

О

о

/ \

+сн.,=с/?СООСЛ ь с н — сн2

\ /

\ / \

О—и

 

 

 

 

 

о/

ч о

 

 

II

I

 

 

с

 

 

 

\ / ч

он

II

I

II I

\ /

 

\ / \

I

ОСН2 СНСН2ОСОС/?=СН2,

где R ~ Н, СН3

41


Они показали, что реакция в орто-гидроксильной группе^протекает с незначительным выходом и практически полностью образуется 2-гидрокси-4-(3-акрилокси-2-гидроксипропокси)-бензофенон; не­ прореагировавший глицидилакрилат удаляется с помощью раз­ бавленной серной кислоты, а целевой мономер выделяется фрак­

ционированием.

В ультрафиолетовых спектрах 2,4-диоксибензофенона и метакрилового эфира отмечены идентичные полосы поглощения, ко­ торые у мономера имеют незначительный гипсохромный сдвиг. Хотя фенольные соединения ингибируют радикальную полимери­ зацию, орто-гидроксилытая группа, связанная в псевдоциклическом состоянии межъядерным карбонилом, не оказывает влияния на по­

лимеризацию мономера.

Аналогичным образом получены производные 2,2',4-триоксибен- зофенона и 2,2/,4,4/-тетраоксибензофенона с выходом до 94% [96].

Другим способом получения мономерного производного 2,4-ди- оксибензофенона является алкилирование исходного УФ-абсорбера этиленхлоргидрином с последующей этерификацией |3-оксиэтильно- го соединения акриловой или метакриловой кислотой [251].

И. Лукач с сотрудниками [523] осуществили этот двухстадийный способ:

Н\

О О

О

 

 

II I

 

 

с

 

С1СНаСН.,ОН

 

\ / \

Na2C 0 3

 

ОН

о с н ,с н ,о н

 

 

н.

 

 

О

о

сн3

II

I

с

 

сн3=с-соон

II

СНз

h 3s o 4

 

\

ОСДСНоОСО с = с н 2

и получили 2-гидрокси-4 (2-метакроилокси-(этокси)-бензофенон с выходом 47%. По этой же методике акриловый мономер 2-окси-4 (2-оксиэтокси)-бензофенона получен в присутствии пара-толуол-

сульфокислоты с выходом 96,5% [257].

Акриловые производные 2,4-диоксибензофенона могут быть по­ лучены прямым ацилированием хлорангидридами в среде акцеп­ тора хлористого водорода [551]. По указанному способу акрилоилхлорид добавляли в течение 30 мин. к смеси 2,4-диоксибензофено­ на, диметиланилина и гидрохинона при температуре 20°С. Моно­ мер очищали хроматографически на окиси алюминия:


 

СН2= СНС0С1

он

CuH;N(CH;,)a

ОСОСН=,СН2.

В УФ-спектре мономера авторы [551] отмечают полосы, свя­ занные с п—кп;*- и я—^-переходами, аналогичными исходному соединению, однако последний максимум сдвинут в коротковол­ новую область Х=295—275 нм. В ИК-спектре-мономера, согласно указанной работе, наблюдаются полосы поглощения 905, 985, 1295

и 1410 см~\ относящиеся к

деформационным

колебаниям С—Н

в концевой

и a-группе. Пики

в областях 1745,

1635 и 1250 см~х

относятся к

валентным колебаниям карбонильных групп — слож­

ноэфирной и межъядерной, а также С—О соответственно. Полу­ ченный 2-окси-4-акрилоилоксибензофенон авторы [551] полимеризовали в толуоле в присутствии перекиси бензоила.

Таким же путем получены производные оксибензофенонов с непредельной группой в соседнем ядре и сложными заместителя­ ми [36]:

 

о

Нч

о

 

 

 

Нч

 

 

 

R '

О

 

О

 

сн2=с/?соо

 

 

 

 

 

 

 

R '~ II

 

 

 

/ ч

/ \

/

ч

 

 

 

 

/г"—Ц-

I

II

I

 

\ /

\ /

 

\ У

R"'

\

/ \ осос/?=сн2>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(I)

 

н\

 

 

(П)

н

 

 

о

о

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ Ч /

\ /

Ч

СН3СО

|

 

 

 

 

 

 

 

R - II- I

 

II

-I- -R"',

 

 

 

 

/ \ /

 

\ /

R'

 

ОСОС/?=СН2

 

CH .=CR СО

 

 

 

 

 

 

(III)

 

 

(IV)

 

где

R — Н, СН3;

 

 

 

 

 

 

 

/?' — R" — Н, галоген, алкоксигруппа:

 

 

 

 

R " — алкильная

группа.

 

 

 

 

 

Следует отметить,

что 2-окси-(4-акрилоил-

и метакрилоилокси-

бензофеноны по сведениям авторов [36] с трудом полимеризовались в каталитической системе ацетилацетонат кобальта — гид­ роперекись диоксана [547], однако большинство исследователей