Ароматические моно-, бис- и трифенолы для стабилизации полимеров

Ароматические моно-, бис- и трифенолы для стабилизации полимеров

Реферат

Изобретение относится к органическим соединениям, в частности к ароматическим моно- бис- и трифенолам, которые могут быть использованы в качестве стабилизаторов полимерных композиций.

Известно соединение: бис-[-3-(3',5'-дитретбутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид, патент RU №2288258. Недостатком этого вещества является то, что его нужно вводить в полимер в значительном количестве. Кроме этого деструкционные процессы в полимере наступают при низких температурах.

Наиболее близким к предлагаемым по структуре и свойствам является стабилизатор фенозан-30 [Мирвалиев З.З. // Пласт. массы - 2008. - №2. - С.25.].

Недостатком этого вещества является то, что его нужно вводить в полимер в значительном количестве

Задачей изобретения является расширение ассортимента стабилизаторов с реакционноспособными группами, участвующие в процессе замедления их старения, а также продление срока эксплуатации полимеров.

Сущность изобретения заключается в создании новых стабилизаторов.

Данные стабилизаторы синтезируют взаимодействием n-гидрокси-3,5-дитретбутилбензальдегида с меламином в диметилформамиде.

Ароматический монофенол формулы:

используемый в качестве стабилизаторов полимеров

Ароматический бисфенол формулы:

используемый в качестве стабилизаторов полимеров

Ароматический трифенол формулы:

используемый в качестве стабилизаторов полимеров

Пример 1.

Синтез моно-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенилазометин-)-меламина осуществлен следующим образом: в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром вносят 1, 7600 г (7,5213 ммоль) n-гидрокси-3,5-дитретбутилбензальдегида и растворяют в 6,8 мл диметилформамида. При перемешивании добавляют 0,6424 г хлорида лития, затем 0,9476 г (7,5213 ммоль) меламина, растворенного в 6,8 мл диметилформамида. Сначала реакцию проводят в течение часа при комнатной температуре, затем 5 часов при температуре 150°C, реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и вливают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают несколько раз дистиллированной водой. Полученное вещество сушат под вакуумом, при температуре 90°C.

Выход целевого продукта, желтого цвета, составляет 76,34%; температура плавления 172-174°C; молекулярная масса=342,7646 г/моль; элементный состав, %: C=63,16/63,70, H=7,60/7,25; N=24,56/24,40; O=4,68/4,76 (в числителе - вычислено, в знаменателе - найдено). В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощения в области, см^-1: 1210, 1375 (-C(CH₃)₃); 1637 (-CH=N-); 3550 (-ОН).

Пример 2.

Синтез бис-(-3,5-дитретбутил-4-гидроксифенилазометин-)-меламина осуществлен следующим образом: в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром вносят 1, 6800 г (7,1794 ммоль) n-гидрокси-3,5-дитретбутилбензальдегида и растворяют в 5,2 мл диметилформамида. При перемешивании добавляют 0,4880 г хлорида лития, затем 0,4523 г (3,5897 ммоль) меламина, растворенного в 5,2 мл диметилформамида. Сначала реакцию проводят в течение часа при комнатной температуре, затем 5 часов при температуре 150°С, реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и вливают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают несколько раз охлаждают до комнатной температуры и вливают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают, несколько раз дистиллированной водой. Полученное вещество сушат под вакуумом при температуре 90°C.

Выход целевого продукта, желтого цвета, составляет 71,34%; температура плавления 161-165°C; молекулярная масса=558,7646 г/моль; элементный состав, %: C=70,94/70,92; H=8,23/8,25; N=15,04/15,01; O=5,73/5,76 (в числителе - вычислено, в знаменателе - найдено). В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощения в области, см^-1: 1210, 1375 (-C(CH₃)₃); 1637, 1650 (-CH=N-); 3550 (OH).

Пример 3.

Синтез три-(-3,5-дитретбутил-4-гидроксифенилазометин-)-меламина осуществлен следующим образом: в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром вносят 1, 6536 г (7,0666 ммоль) n-гидрокси-3,5-дитретбутилбензальдегида и растворяют в 4,4 мл диметилформамида. При перемешивании добавляют 0,4152 г хлорида лития, затем 0,2969 г (2,3555 ммоль) меламина, растворенного в 4,4 мл диметилформамида. Сначала реакцию проводят в течение часа при комнатной температуре, затем 5 часов при температуре 150°С, реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и вливают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают несколько раз дистиллированной водой. Полученное вещество сушат под вакуумом, при температуре 110°C.

Выход целевого продукта, желтого цвета, составляет 76,14%; температура плавления 177-180°C; молекулярная масса=775,0866 г/моль; элементный состав, %: C=74,38/74,35; H=8,58/8,61; N=10,84/10,87; O=6,19/6,16 (в числителе - вычислено, в знаменателе - найдено). В ИК-спектрах обнаружены полосы расплава полимера определяется отклонением значения ПТР от первоначального в процессе термостарения на 15% и более:

Е_тс=((ПТР_т-ПТР_и)/ПТР_и)×100%,

где ПТР_и - исходное значение, а ПТР_т - его текущее значение.

Условие Е_тс>0 соответствует деструктивным процессам, а Е_тс<0 - процессам структурирования. Также стабилизирующие свойства синтезированных веществ подтверждают и результаты тестирования термостабильности расплава многократной переработкой из расплава ПЭВП и его композитов. В частности тестирование эффективности полученных веществ в качестве «стабилизатора переработки», оцениваемое изменением значений ПТР при многократной переработке из расплава, проводили на одношнековом экструдере. Результаты исследований приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1.
№	Образец	ПТРисх, г/10 мин	ПТР/Етс
5 мин	10 мин	20 мин	30 мин
1.	ПЭВП (М-276)	0,71	0,88/24	1,05/48	1,37/93	1,17/65
2.	ПЭВП+0,10% трифенол	0,48	0,40/-16	0,41/-14	0,18/-62	0,37/-23
3.	ПЭВП+0,15% трифенол	0,47	0,43/-8	0,47/0	0,43/-8	0,39/-17
4.	ПЭВП+0,20% трифенол	0,39	0,37/-5	0,38/-3	0,47/27	0,37/-5
5.	ПЭВП+0,10% бисфенол	0,50	0,55/10	0,53/6	0,48/-4	0,55/10
6.	ПЭВП+0,15% бисфенол	0,52	0,53/1,9	0,51/-1,9	0,47/-9,6	0,43/-17,3
7.	ПЭВП+0,20% бисфенол	0,50	0,38/-24	0,38/-24	0,36/-28	0,48/-4
8.	ПЭВП+0,10% монофенол	0,56	0,54/-3,6	0,59/5,4	0,56/0	0,51/-8,9
9.	ПЭВП+0,15% монофенол	0,59	0,54/-8,4	0,57/-3,4	0,57/-3,4	0,50/-15,3
10.	ПЭВП+0,20% монофенол	0,59	0,51/-13,6	0,517-13,6	0,517-13,6	0,42/-28,8

Таблица 2.
№	Образец	ПТРисх, г/10 мин	ПТР/Етс
Кратность экструдирования, n
1	2	3
1.	ПЭВП (М-276)	0,71	0,26/-63	0,47/-34	0,38/-46
2.	ПЭВП+0,10% трифенол	0,48	0,36/-25	0,51/6	0,51/6
3.	ПЭВП+0,15%) трифенол	0,47	0,53/12,8	0,50/6	0,44/-6
4.	ПЭВП+0,20% трифенол	0,39	0.47/-17	0,58/48	0,47/-17
5.	ПЭВП+0,10% бисфенол	0,50	0,56/12	0,54/8	0,59/18
6.	ПЭВП+0,15% бисфенол	0,52	0,49/-5,8	0,54/3,8	0,54\3,8
7.	ПЭВП+0,20% бисфенол	0,50	0,57/14	0,60/7,1	0,61/22
8.	ПЭВП+0,10% монофенол	0,56	0,61/8,9	0,62/10,7	0,65/16,1
9.	ПЭВП+0,15% монофенол	0,59	0,70/18,6	0,63/6,8	0,65/10,2
10.	ПЭВП+0,20% монофенол	0,59	0,62/5,1	0,57/-3,4	0,57/-3,4

Таким образом, предлагаемые органические соединения обладают стабилизирующими свойствами, что подтверждено экспериментальными данными.

Ароматический монофенол в качестве стабилизаторов полимеров,ароматический бисфенол в качестве стабилизаторов полимеров,ароматический трифенол в качестве стабилизаторов полимеров.