777046 - Сополиамиды для получения пластических масс и волокон с повышенной эластичностью

Сополиамиды для получения пластических масс и волокон с повышенной эластичностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

777046

Процесс получения сополиамидов осуществляли в конденсационных пробирках или автоклаве нагреванием в расплаве капролактама, солей производных адамантана и каталитического количества воды при температуре 265 С с последующим выдерживанием в указанных условиях в течение

8 ч.

Формование модифицированных образцов осуществляли расплавным методом на лабораторной установке или аппарате

Фурне. Температуру формования выбирали в зависимости от молекулярной массы от

255 до 260 С.

Вытягивание сформованных нитей проводили на лабораторной установке в одну стадию методами горячего вытягивания.

Температура термоэлемента 130 С. Кратность вытягивания 5,0. При вытягивании в цеховых условиях процесс осуществляли в две стадии методом холодного и горячего вытягивания. Температура термоэлемента

130 С. Кратность вытягивания 4,75.

Все полученные сополиамиды растворимы в крезоле и серной кислоте.

Строение полученных сополиамидов подтверждается инфракрасными спектрами.

В ИК-спектрах четко выражены полосы поглощения в области (см вЂ” ): 3300, 1650, 1540, 1470, 1280, 980, 680.

Молекулярная масса синтезированных сополиамидов составляет 20000 вЂ” 30000.

Степень полимеризации составляет от 130 до 200, степень поликонденсации от 1 до 50.

Пример 1. Сополиамид капролактама, адамантан-1,3-дикарбоновой кислоты и 1,6гексаметилендиамина.

В конденсационную пробирку, снабженную устройством для подвода и отвода инертного газа, загружали 20,0 г капролактама, 1,6 г соли адамантан-1,3-дикарбоновой кислоты и 1,6-гексаметилендиамина и 1,0 г дистиллированной воды. Процесс осуществляли в токе инертного газа при температуре 265 С в течение 8 ч.

По окончании сополиамид измельчали и экстрагировали низкомолекулярные соединения дистиллированной водой в течение

12 ч, осуществляя многократно промывки.

По окончании крошку сушили в вакууме при 100 вЂ”:105 С до постоянного веса. Относительная вязкость сополиамида в серной кислоте при 25 С составляет 2,58.

Пример 2. Сополиамид капролактама, 1,3-бис(аминометил)адамантаиа и адипиновой кислоты.

В автоклав загружали 250 г расплавленного капролактама, 200 r соли 1,3-бис(аминометил) адамантана и адипиновой кислоты и 125 мл дистиллированной воды. Систему многократно вакуумировали и заполняли азотом. Затем повышали температуру в течение 3,5 ч до 265 С, поддерживая давление в автоклаве не более 6 атм. Выдерживали в указанных условиях 1 ч, далее снижали давление до атмосферного в течение 1 ч и пропускали инертный газ 6 ч. По окончании реакции сополиамид выгружали литьем из автоклава, получая жилку диаметром 1,5 вЂ” 2,5 мм, Измельчали в крошку и экстрагировали низкомолекулярные соединения дистиллированной водой в течение 12 ч, осуществляя многократно промывки, По окончании крошку сушили

10 в вакууме при 100 вЂ” 105 C до постоянного веса. Относительная вязкость сополиамида в серной кислоте при 25 С составляет 2,64.

Пример 3. Сополиамид капролактама, 1,3- бис (карбоксиметил) адамантана и 1,6гексаметилендиамина.

В автоклав загружали 3000 г капролактама, 240 г соли 1,3-бис(карбоксиметил) адамантана и 1,6-гексаметилендиамина и

150 мл дистиллированной воды. Систему многократно вакуумировали и заполняли азотом. Затем повышали температуру в течение 3,5 ч до 265 С, поддерживая давление в автоклаве не более 5 ати. Выдерживали в указанных условиях 1 ч, далее снижали давление до атмосферного в течение

1 ч и пропускали инертный газ в течение

6 ч. По окончании реакции сополиамид выгружали литьем из автоклава, получая жилку диаметром 1,5 вЂ” 2,5 мм. Измельчали в крошку и экстрагировали низкомолекуЗо лярные соединения дистиллирован кои водой в течение 12 ч, осуществляя многократно промывки. По окончании крошку сушили в вакууме при 100 вЂ” 105 С до постоянного веса. Относительная вязкость

35 в серной кислоте при 25 С составляет 2,71. о

Аналогичными приемами получены другие сополимеры. Свойства синтезированных сополиамидов приведены в табл. 1, 2, 3 и4.

1,3-бис (аминоэтил) ада45

Используемые обозначения:

Ad (СООН) г 1,3-адамантандикарбоновая кислота.

Ad(СН СООН)2 1,3- бис(карбоксиметил) адамантан.

Ad (CHgNHg) g 1,3-бис (аминометил) адамантан.

Ad (CHgCHgNHg) 2 мантан.

ГМДА 1,6-гексаметилендиамин.

Адк адипиновая кислота.

Изофт изофталевая кислота.

Тереф терефталевая кислота.

Анализ данных табл. 1 свидетельствует о том, что при модификации капрона производными адамантана происходит уменьшение их твердости и снижение температуры размягчения.

Исследование физико-механических свойств сополиамидных волокон (табл, 2) показало, что предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве, модуль упругости практически соответствует идентичным величинам поликапроамидного волокна.

777046

Таблица 1

Некоторые свойства полученных сополиамидов

af о.< оо

< ф Й е о

la (tl v<, g V 9U о о î>

° 2<-а

Э «g (о

< д о о о

Додо

ОООЕ Ъ

О) х о о.

И оп1

<, Z о

Ct! а ц С0 д е» «1

Ф л< э

<О

С0 « о .О

„а, Ñ

„"« ы е.хИ

q V о о.

<" и х

И и к о

О - жо

М и/п

Исходное вещество для синтеза сополиамида Для срзвиеиия

Таблица 2

Физико-механические свойства модифицированного волокна „капрон"

95,2 "u Ad (СН,СООН)2

44,6 23,3

Лабор. 5,0

Лабораторныйый

2,73

2«<

41,1 ..51, 3

40,3

17,2

4,0 5,0

100%

92,5% Ad (СН<ЫН<)<

2,70

2,64

Автоклав

22,6

9,95

55,4

72,2

5,0

4,75

2,66

2,64

100%

92,5!î Ad (CH NH,), <

Ап. Фурне

540,2

878,1

75,8 9,43

77,8 9,20

92,5% Ad (СН,ООН), 4,75

2,71

721, 9

4,75

100%

2,66

* Для сравнения.

16*

Капролактам

ГМДА 4,8%

Капролактам

Адк 7 5%

Капролактам

Адк 7,5%

Капролактам

ГМДА 7,5%

Капролактам

92, 5%

90%

80%

92,5%

90 0%

80 I 0%

70,0%

92,5%

90,0%

80,0%

70, 0%

90,0 О

80 0%

9Q, Q%

100%

Ad (СООН)

Ad (COOH)

Ad (СООН)л

Ad (СН СООН)

Ad (СН,СООН), Ад (СН СООН)

Ад (СН СООН),.

Ad (Сн,сн,11Н2), Ad (CHgNH )g

Ad (CH NHg)g

Ad (CHgNHg)g

Ад (СН,NH,), А4 (СН2NH,)2

Ad (CHgNHg)g

Ad (CH CHgNHg)g

ГМДА 7,5%

ГМДА 10,0 о

ГМДА 20,0%

ГМДА 7,5%

ГМДА 10,0%

ГМДА 20,0%

ГМДА 30,0%

Адк 7,5%

Адк 10,0%

Адк 20,0%

Адк 30,0%

Изофт 10,0%

Изофт 20,0%

Тереф 10%

2,58

2,34

2,32

2,71

2,56

2,44

2,23

2,58

2,64

2,48

2,31

2,18

2,24

2,12

2,34

2,66

208

215

777046

Таблица 3

Термоокислительная устойчивость сополиамидов

Потеря массы (в %) при температуре, С

)1!Ъ п/п

Исходное вещество для синтеза сополиамида

250 ) 300 ) 350

400

370

ГМДА 7,5%

ГМДА 20%

ГМДА 30%

Адк 7,5%

Адк 20%

Адк 30%

ГМДА 7,5%

ГМДА 80%

ГМДА 30%

Изофт 7,5%

Изофт 20%

Изофт 30%

Терефт 10%

92 5%

80%

7000

92,5%

80%

7() %

92, 5%

80%

70%

92,5%

80%

70%

90%

100%

* Для сравнения.

Таблица 4

Водопоглощение адамантансодержащих сополиамидов

Водопоглощеиие при 85 С (в %) спустя, ч

PJo

Исходное вещество для синтеза соиолиамида и, п

2 4 6 8 10 12

Капролактам 92,5% Ad (СН ХН )., Изофт 7,5%

Капролактам 80,0% Ad )CH ХН,),. Изофт 20,0%

Капролактам 70,0% Ad (CH,NH,), Изофт 30,0%

Капролактам 100%

6,4

4,0

3,5

8,5

6,0

3,8

3,2

7,3

7,0

4,0

3,5

9,4

7,0

4,0

3,5

9,5

4,9

3,2

2,9

5,5

7,0

4,0

3,5

9,1

7,0

4,0

3,5

9,5

Отличительной особенностью синтезированных сополиамидов является их повышенная термоокислительная устойчивость и низкое водопоглощение по сравнению с капроном (табл. 3 и 4) . Так, например, для сополимера капролактама и соли 1,3бис(аминометил) адамантана с изофталевой кислотой температура окислительной деструкции на 10 вЂ” 20 С меньше по сравнению с этим показателем капрона, а водопоглощение составляет соответственно 3,5 (табл. 4, № 3) и 9,5% (табл. 4, № 4), т. е. для сополиамида водопоглощение меньше в 2,7 раза.

Представленные данные свидетельствуют о том, что сополиамиды капролактама, диаминов или дикарбоновых кислот ряда адамантана и алифатических или ароматических дикарбоновых кислот и алифатических диаминов обладают большей термоокислительной устойчивостью и меньшим водопоглощением по сравнению с найлоном-6 (капроном).

Предлагаемые сополиамиды в отличие от известных арамантансодержащих полиамидов имеют в 2 раза более высокую ударную вязкость, а их относительное удлинение при разрыве составляет до 70% .

Формула изобретения

Сополиамиды общей формулы

14":

Капролактам

Каиролактам

Капролактам

Каиролактам

Ad (CH COOH), Ad (СН СООН)з

Ad (CH,COOH), Ad (с1-41чн,)

Ad (СН,NH,), Ad (СН,ЯН,)2

Ad (СООН), Ad (СООН)2

Ad (СООН)

Ad (CHgNH )2

Ad (СН,NH,), Ad (СН,NH2)

Ad (СН,С Н,Нз)зз

0,9

0,8

0,6

1,0

0,8

0,7

1,0

0,8

0,6

0,9

0,8

0,6

0,9

1,0

12,0

10,5

9,8

12,5

10,9

10,0

12,5

10,8

9,8

12,0

11,4

9,3

11,8

13,0

26,0

23,2

21,0

26,0

22,5

21,5

26„0

23,0

20,4

24,5

21,1

19,6

21,9

28,0

68,0

6(т, 5

57,5

56,0

51,3

48,6

56,5

51,2

47,5

5,3

48,8

44,1

50,3

70,4

777046

0 0 О и 1 нjюн+ cn, ;,с З„-(юы вЂ” к,вЂ” нн-с-з;c+ он

M З (20 вЂ” 50) 103 где К g вЂ” нгС

СН вЂ” вЂ” Н "вЂ” СН

2 1 2"

СН -CH

2 2 при R2-1 Иг-)- 1 Q Q

) Н2С Снг 1-ТСНг 7- "/ 1 2

Составитель А. Переверзева

Корректор P. Беркович

Редактор Л. Редактор

Техред И. Пенчко

Заказ 2703/11 Изд. М 602 Тираж 569 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 для получения пластических масс и волокон с повышенной эластичностью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1194481, кл. С 3 Р, опублик. 17.03.70 (прототип).

Сополиамиды для получения пластических масс и волокон с повышенной эластичностью

Патент 777046