3,4-эпоксигексагидробензил-/4,5эпоксигексагидро- - фталимидо/ бензоат как мономер для синтеза теплостойких полимеров

Патент 702021

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Соватских

Социалистических

Республик

Государственный ком нтет

СССР

Ilo делам наобретеннА н открытнА (72) Авторы

-ИЗОбрЕТЕНИЯ Л. В. Козлова, A. Е. Батог и Н. A. Дурманенко (71) Заявитель (54 ) 3, 4-ЭПОКСИГЕКСАГИДРОБЕНЗИЛ- (4, 5ЭПОКСИГЕКСАГИ Д РО-N-ФТАЛИМИДО ) -БЕ НЗОАТ

KAK МОНОМЕР ДЛЯ СИНТЕЗА TEHJIOCTORKHX ПОЛИМЕРОВ

СООН %

С вЂ” Хс ,С вЂ” + ноос

С о

Н N

К г

Изобретение относится к области синтеза диэпоксидных соединений, содержащих имидную группу, которые могут найти применение как мономеры для синтеза теплостойких полимеров.

Известны циклоалифатические имидоэпоксиды общей формулы(Х) 0 ф 10 с 0

0 _#_- СН вЂ” СН- СН вЂ” О - С

2 ) 2

R о 08 О fÕ) .в качестве связующих для получения термостойких полимеров (11. однако полимеры, полученные на основе известных имидоэпоксидов, обладают недостаточно высокой термостойкостью и прочностными свойствами °

Целью изобретения .является повышение теплзстойкости и улучшение прочностных свойств полимеров, полученных на основе имидоэпоксидов.

Поставленная цель достигается

Новой химической структурой диэпоксидных соединений, содержащих имидную группировку, которая выражается следующей общей формулой „- -С " где R а= Н, СНЗ.

Синтез данных соединений заключатся в эпоксидировании циклоалкениновыми эфиров замещенных бензойных кислот и может быть представлен следующей схемой

702021

О ф СН ОН

КООС М R + i i З

СН COOK

1 Г 1 СО О-СН О ф (0 где В = (; С(0 дя С22И„И06 вычислено 21,65%. (Ia всех стадиях обеспечивается (найдено,%: С 65,72; (H 5,77;

25 достижение выходов промежуточных и целевых (не менее 90%) продуктов.

Пример l ° 3,4-эпоксигексагидробен зил- (4, 5-эпоксигексагидро-И-фталимидо) -бензоат. Во взвесь

137 r (1 моль) п-аминобензойной кислоты в 300 мл ацетона прибавляют

152 r (1 моль) тетрагидрофталевого . ангидрида. (нагревают реакционную 20 смесь при кипячении в течение 1 ч.

После отгонки ацетона при атмосферном давлении реакционную массу выдеро живают при 200 С в течение 1 ч, а затем для полного удаления водывЂ” в вакууме при давлении 2-5 мм рт. ст при той же температуре в течение

2 ч. Получают 260 r (96%) расплава имидокислоты с кислотным числом 211 (вычислено для С,.(Я„ NO4 вЂ” 206,6 мгKvH/г, 203 r (0,75 моль) имидокислоты, 202 r (1,8 моль) тетрагидробензилового спирта, 1,5 и-толуолсульфокислоты и 300 мл толуола нагревают при кипении с одновременной отгонкой реакционной воды.

После отгона расчетного количества воды температуру реакционной массы поднимают(до 200 С и выдерживают вЂ” в вакууме при давлении 5-10 мм рт.ст (в течение 2 ч. Получают 260 r (953) 40 имидоэфира,, Строение и состав.подтверждается данными элементарного анализа. ((Найдено,Ъ: С 71,5; (I 6,40;

N 3,88. 45

С22 и эноФ (/

Вычислено,Ъ: С 72,32; H 6,34;

0 3,83.

292 (0,8 моль) полученного продукта растворяют в 1200 мл хлороформа, добавляют 30 г кристаллического ацетата натрия и при 35-40- С в 1 ч прибавляют 310 г (1,9 моль) 47%-ной надуксусньй кислоты. Реакционную массу перемешивают при этой температуре еще в(течение 4 ч. За это время расходуеФся расчетное количество надкислоты.

Органический слой отделяют, промывают 15%-ны(раствором соды и водой до нейтральной реакции и отсутст- 50 вия перекисных соединений. Хлороформ отгоняют и после сушки в вакууме при 120 С получают 286 r (90%) светлб-желтой смолы с содержанием-эпоксидных грутш 20,3%. 65

N 3,48.

Мол. вес. 38,8.

С,И„ )о, (Вычислено,Ъ: С 66,44; H 5,84;

N 3;52.

Мол. вес. 39 7, 4.

Пример 2. 3,4-эпоксигексагидробензил- (4-метил-4, 5-эпоксигексагидро-N-фталимидо)-бензоат..В условиях примера 1 из 55 г (0,4 моль) о-аминобензойной кислоты в 150 мл ацетона, 67 r (0,4 моль) 3(4)-метилтетрагидрофталевого ангидрида, 90 r (0,8 моль) тетрагидробензилового спирта, 160 r (0,96 моль) 45%-ной надуксусной кислоты и 16 г ацетата натрия после аналогичной обработки получают

151 r (92%) диэпоксидимида с содержанием эпоксидных групп 19,2Ъ. для С ((Иоь вычислейо 20,904. (айдейо,(a: С 67,65; (I 6,26(N 3,59.

Мол. вес. 398 . C((H N06

Вычислено, Ъ: С б 7, 13 d б, 12;

N 3,40.

Мол. вес. 411, 5.

Строение полученных в примерах 1 и 2 соединений (кроме функционального и элементного анализа промежуточных продуктов и самих диэпоксидов) подтверждено анализом их ИК-спектров, В ИК-спектрах синтезированных соединений обнаружены частоты в области 830-820 см, характерные для эпоксидной группы при циклогексановом кольце, при 1730 см (вЂ” указывающие на наличие карбонильной группы в сложноэфирной группировке и, наконец, одновременно присутствующие дуб(летные полосы в областях 17901720 см и 1420-1370 см убедительно подтверждает наличие в молекуле имид.ной группировки.

Пример 3. 100 вес.ч. эпоксиимида, полученного по примеру 2, нагревают до 60-80 С, добавляют

43,8 sec.÷. расплавленного малеиново. го ангидрида, тщательно перемешивают.

Приготовленную композицию заливают в металлические формы и отверждают по режиму: 120 С вЂ” 2 ч, 140ОC вЂ” 2 ч, 160 С вЂ” 2 ч, 180 С вЂ” 2 ч, 200 С

10 ч.

Свойства отвержденного полимера приведены в табл.1.

702021

Т а б л и ц а 1

Теплостойкость по артенсу, oÑ 170-185 180-185

1 70-180

Теплостойкость по

Вика, С

265

260

230

Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см

900-1000 900-1000 700-900

Потеря веса при

300 С (в динамическом режиме), 4

7,1

6,9

9,3

Потеря веса при

500 С (в динамическом режиме),% 58,3

57,3

Пример 4. 100 вес.ч. эпоксиимида, полученного по примеру 2, 43,8 вес.ч. малеинового ангидрида растворяют в 90-100 вес.ч. ацетона

Приготовленным раствором пропитывают стеклоткань Т-10-80. Пропитанную стеклоткань высушивают от растворителя при комнатной температуре в теТаблица 2

Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см

5500-6000

5400-6050

3400

1500

800"1000

2600-2800

Сохранение показателя,Ъ при 200 С при 250 С

50..при 20 С при 200 С при 250 С чение 24 ч. Высушенные листы стекло3$ ткани укладывают в пакет и прессуют по режиму: 150 С вЂ” 6 ч, 180 С вЂ” 2 ч„

200 С вЂ” 6 ч, 230 С вЂ” 5 ч при удельном давлении 1 кг/см

Свойства стеклопластиков приведены в табл 2

702021

Составитель Н.Антипова

Редактор Е.Виноградова ТехредМ.Келемеш Корректор Г.РешеФник

:4аказ 7534/26 Тираж 513 Подписное

ЦЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,-Рауиекая наб., д. 4/5

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 5. 100 вес.ч. эпоксиимида, полученного по примеру 1, нагревают до 60-80 С, добавляют

45,2 вес.ч. малеинового ангидрида, тщательно перемешивают и отверждают в условиях примера 3. 5

Как видно из приведенных данных, стеклопластики на основе новых соединений имеют более высокое сохранение показателя разрушающего напряжения при изгибе при температурах

200 С (в 2,3 раза) и 250 С (в 3 раза)

Формула изобретения

3, 4-эпок сигексагидробен зил- (4, 5-эпокси гексагидро-N-фталимидо) -бенэоат общей формулы 15 где R = H, как мономер для синтеза теплостойких полимеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2072519/23-04, кл. С 07 D 209/48, 1975.