Aromás poliszulfonok előállítását és alkalmazását
Aromás poliszulfonok ENGINEERING (strukturális) hőre lágyuló, amelynek fő láncban szulfonsav csoportot -SO2-.
Három tagja ennek az osztálynak a polimerek ipari jelentőségű: polyszulfon (PS), poliéter (PES), polyarylsulfone (PPS). Továbbá szulfonsav csoportok a fő láncban ezen polimerek éterkötéseket, alifás és aromás csoportok különböző kombinációkban.
Szulfonsav gyanták amorf, hőre lágyuló nagy teljesítményű. poliszulfonok hidrolitikus stabilitása lehetővé teszi a használatát e polimerek érintkező termékek víz és gőz. Kémiai stabilitás poliszulfon lehetőséget ad a dolgozni savas és lúgos közegben. Mivel a magas üvegesedési hőmérsékletű és termikus stabilitás A magas hőmérsékletű folyamatos működése ez a sorozat a polimerek: SS - 150 ° C, PES - 180 ° C, SFC - 190 ° C-on
A megkülönböztető jellemzője az egész sorozat aromás poliszulfonok van a magas tűzállósági, alacsony füstkibocsátási sűrűségű, vegyi ellenállóság sok korrozív környezetben és oldószerek. A legfontosabb alkalmazási területei aromás poliszulfonok: elektronika, elektrotechnika, repülőgépipar, közlekedési eszközök, orvosi berendezések, háztartási gépek, és az építőipar.
Szintézise aromás poliszulfonok által végzett aromás nukleofil polikondenzációs aprotikus oldószerekben. Alkalmas oldószerek általában használt dimetil-szulfoxid, dimetil-acetamid, N-metil-pirrolidon, dimetil-szulfon, a difenil-szulfon. Az alkáli-sók biszfenolok használnak nátrium-hidroxid vagy kálium-karbonát. Polikondenzációt végezzük hőmérsékleten 160 - 3200S függően az oldószert és reakcióképesség a monomerek. Polysulfone úgy állítjuk elő, az alkálisó a biszfenol-A monomer szulfon, a 4,4'-diklór-difenil-szulfon:
Poliéterszulfon úgy állítjuk elő, 4,4'-szulfon-dioksidifenil például alkalikus só 4,4'-dihlordifenilsulfonom:
Polyphenyl állítjuk elő 4,4'-és 4,4'-dioksidifenila dihlordifenilsulfona:
Alkalmas kiindulási monomerek előállítására aromás poliszulfonok eltérő difenilol, 4,41 és 4,41-dioksidifenilsulfona-dioksidifenila legismertebb, mint a fenolftalein biszfenolok, hidrokinon, 4,41- (dioksifenilsulfonil) -bifenil. Az itt használt digalogenarilsulfonov: 4,41-dihlordifenilsulfon, tetrahlordifenilsulfon, 4,41- (dichlorophenylsulphonyl) -bifenil.
Kutatás a nukleofil aromás polikondenzációjával annak érdekében, hogy fejlesszék a legjobb aromás poliszuifonok előállítási eljárások elvégzett számos vegyészek csoportok, vezető országok, mint az Egyesült Államok, Németország, Egyesült Királyság.
Magyarországon vezető szervezete a fejlődő technológia és aromás poliszuifonok digalogenarilsulfonov (monomer) a Tudományos Kutató Intézete műanyagból őket. G.S.Petrova, amely 1976 végén, a Laboratory of Chemistry and Technology jött létre poliszulfonok. A fő célja ennek laboratóriumi kidolgozása volt technológia poliszulfon (PS) alapján difenilol és 4,41-dihlordifenilsulfona, valamint a kutatás a szintézisét aromás poliszulfonok, kiváló bizonyos tulajdonságai alapján difenilol poliszulfon.
Az aromás nukleofil polikondenzációs kinetikáját tanulmányoztuk a dinátriumsóját 4,41-difenilol a dihlordifenilsulfonom dimetil-szulfoxidban. Ez a tanulmány kimutatta, hogy a polikondenzációs reakció komplex, definíció szerint a jelentős különbség az arány közötti kölcsönhatás az első és második hidroxilcsoportok difenilol és egy első és egy második klór-dihlordifenilsulfona 4,41, és a változást a növekedés a molekulatömege a poliszulfon reakcióközeg reológia.
4,41 vizsgálata a hidrolízis-dihlordifenilsulfona nátrium-hidroxid és kálium-karbonát dimetil-szulfoxidban, dimetil-acetamid és N-metil-pirrolidon megmutatta az előnyeit használja gyengébb lúgos szer szintézisében a poliszulfonok. Különböző fizikai és kémiai módszerekkel vizsgálták összetétele és szerkezete a poliszulfon polimer lánc. A tanuló a szerkezet a poliszulfon polimer lánc megállapításra kerül, hogy a nátrium-hidroxid jelenlétében vízmentes közegben részleges benzol alkilezésére gyűrűk nátrium demokratikus származó erőket a reakció dimetil-szulfoxidban nátrium-hidroxiddal.
Az első, hogy jelenlétét mutatják poliszulfon ciklikus oligomerek különböző gyűrű méretét. tömegspektrometria módszerrel azonosított makrociklusok tartalmazó egy-hat elemi polimerizált egységeket. Nyilvánvaló, hogy a ciklizálási reakciót a szintézis a poliszulfonok gyakori az ilyen sorozat a polimerek, hiszen még a poliszulfon-alapú kártolt fenolftaleint és biszfenol tartalmaz makrociklusokat. Azt találtuk, hogy a szintézis a poliszulfon-alapú és difenilol-dihlordifenilsulfona előnyösen 4,41 makrociklus képződik, amelynek szerkezete a következő:
A karakter makrociklusok tulajdonságait befolyásolja a poliszulfon és megjeleníti vezető feltételek képződésük során a szintézis. A fejlődő a folyamat előállítására poliszulfon azonosított alapvető termodinamikai, hő és reológiai jellemzőit a kiindulási monomerek, a köztes reakció média az egész folyamat és a végső termékek.
Úgy tervezték folyamat [15-28] előállítása poliszulfonréteg valósult meg kísérleti narabotochnoy NIIPM telepítés, ahol a paramétereket az egyes eljárási lépések nem csak a meghatározott, hanem termelni soros kimenet porított poliszulfonréteg film ragasztók.
1984-ben került poliszulfonréteg gyártási kapacitása 200 tonna / év, a Sevcsenko műanyag gyárban (Kazahsztán) és a termelés a monomer 4,41 dihlordifenilsulfona kapacitású 300T / év PO „Kaprolaktám” (Dzerzhinsk, Nyizsnyij Novgorod régióban.). A 90 éves laboratóriumi csapat szenvedett jelentős anyagi és erkölcsi veszteség, a termelés a poliszulfon és 4,41-dihlordifenilsulfona zártak. Ugyanakkor a laboratóriumban folytatta a munkát.
Ebben az időszakban, folytattuk a kutatás a kémia és kinetikája polikondenzációs dimetilacetamidban reológiai poliszulfon és poliéterszulfon oldatot a dimetil-acetamidban, klór-benzolban, és az N-metil-pirrolidon. Ennek eredményeként ez a munka egy új univerzális technológia a termelés poliszuifonok jött létre [29], amely lehetővé teszi, hogy csökkentsék az energia intenzitása a folyamat, a hulladék csökkentése és minőségének javítása, a késztermékek. Ez a technológia lehetővé teszi, hogy a termelés egy technológiai rendszer, és ugyanazt a technológiai berendezések különböző poliszuifonok, beleértve poliszulfon, poliéterszulfon, és polyarylsulphone sopolisulfony különböző összetételű.
Synthesis polifenilensulfonsulfidov végzett dimetil-acetamidban, a kálium-karbonát jelenlétében, két lépésben. Az első lépésben 4,41-dihlordifenilsulfon reagáltatunk nátrium-szulfidot a második - difenilol az alábbi séma szerint:
Kutatásokat végeztek a szintézis a szulfonált, epoxidált és hidrofilizált poliszulfonok. A pozitív E tanulmányok eredményei lehetőséget adnak arra, hogy kibővíteni a poliszulfon membrán folyamatok különféle, valamint, hogy növelje a hőállóságot e polimerek, hogy csökkentsék a gyúlékonyság, hő és a füst kibocsátás, és öntapadó bélyegek az adhézió fokozására a üveg és fém.
Néhány ilyen tudományos fejlődés jelenleg a szakaszában a termelés kísérleti tételek és tesztelése egyedi termékeket. Ennek eredményeként átfogó kutatás területén a kémia és technológia aromás poliszuifonok, amelyek birtokában az intézet több mint húsz éve, és az alapján szerzett tapasztalatok a letelepedés és a működés kísérleti narabotochnoy létesítmények és ipari poliszulfonok, dolgoztak három változatban a technológia, a blokk diagram látható táblázat:
Összehasonlító folyamatábra poliszulfon termelés.
Regeneration DMAC-víz keverék
A kísérleti elrendezés narabotochnoy NIIPM felszabadulását porított poliszulfon állítottunk elő az 1. megvalósítás szerinti, de a választék a polimer por előállított a reakcióelegyből. Kifejlesztése technikai megoldások a szintézis a poliszulfon-amid oldószerek a közeget engedjük jelentős mértékben egyszerűsíti a technológiai rendszert, és képes elkülöníteni a polimer por formájában és granulátum (variánsok II és III). Ez szükségtelenné teszi újrafeíoldást szakaszában klór és annak regenerálódását. Ezzel egyidejűleg egyszerűsített hardver regisztrációs lépés a mosás a polimer oldószer, amikor izolált por formájában.
A poliszulfonok szintézis amid oldószerek kiviteli alak II realizált kísérleti telepítési narabotochnoy kapacitás akár 5 tonna / év után a rekonstrukció. Értékeli az összes fenti megvalósítási módokban a költségek tekintetében, úgy kell tekinteni, mint a leghatékonyabb kereskedelmi végrehajtását kiviteli III. Tekintettel arra, hogy a hardver tervezése az egyes szakaszában ez az opció be van jelölve a kísérleti üzemben a megvalósítási módok I. és II technológia épült be a projekt a termelési kapacitás 400t / év JSC „Tverhimvolokno”.
Az előnye, hogy a kifejlesztett eljárások az a képesség, hogy megkapja a poliszulfonok formájában granulátum vagy por alakban, amely kiterjeszti alkalmazási területét ezen polimerek, különösen a film-ragasztó készítmények.
Poliszulfonokból termelés és a fogyasztás az Egyesült Államokban és Nyugat-Európában.
Az alábbi táblázatok Amoco cég kapacitása, az egyetlen termelő Szulfonvegyületek polimerek az USA-ban [30].
Polimerek előállítására az US szulfon.