Монозамещенные -оксикарбонилоксиэтилен -метакрилаты мономеры для синтеза оптических прозрачных полимеров с повышенной лазерной прочностью

Скачать ZIP архив.

Формула

Монозамещенные -оксикарбонилоксиэтилен- -метакрилаты общей формулы

где R - метил, этил, н-бутил, трет-бутил, гексил, фенил,

- мономеры для синтеза оптически прозрачных полимеров с повышенной лазерной прочностью.

Описание

Предлагаемое изобретение относится к новым химическим соединениям - производным метакрилового ряда, содержащим карбонатную группу в боковой цепи, - монозамещенным -оксикарбонилоксиэтилен- -метакрилатам общей формулы

на основе которых могут быть получены оптически прозрачные полимеры с повышенной лазерной прочностью.

Указанные соединения в патентной и научной литературе не описаны.

Известны мономеры метакрилового ряда, например метилметакрилат (ММА), на основе которых могут быть получены оптически прозрачные полимеры (Энциклопедия полимеров. - М., 1977 г., т.2). Однако лазерная прочность таких полимеров невысока (J.Appl.Phys., 1969, 40, 3954), что делает их непригодными для использования в лазерных приборах.

Монозамещенные -оксикарбонилоксиэтилен- -метакрилаты могут быть получены несколькими способами, в том числе:

1) взаимодействием алкильных или арильных эфиров хлоругольной кислоты с монометакриловым эфиром этиленгликоля (ММЭГ)

где R - алкил или арил;

2) взаимодействием монохлорформиата монометакрилового эфира этиленгликоля со спиртами или фенолами

где R - алкил или арил.

Полученные монозамещенные -оксикарбонилоксиэтилен- -метакрилаты (сокращенно МОК) представляют собой бесцветные высококипящие жидкости, способные полимеризоваться в массе в присутствии инициаторов радикального типа с образованием оптически прозрачных полимеров. Свойства и характеристики мономеров приведены в табл.1.

В отличие от известных мономеров метакрилового ряда, например метилметакрилата (ММА) и его аналогов, монометакрилового эфира этиленгликоля (ММЭГ) и др., на основе которых получают оптически прозрачные полимеры (ПММА, ПММЭГ), обладающие низкой лазерной прочностью, полученные на основе МОК полимеры обладают повышенной лазерной прочностью (см. табл.2) как при однократном, так и многократном воздействии мощных импульсов светового излучения нонасекундной длительности, что делает их весьма перспективными для применения в лазерной технике.

Для лучшего понимания сущности изобретения приводятся следующие примеры получения монозамещенных -оксикарбонилоксиэтилен- -метакрилатов и полимеров на их основе.

Пример 1. Получение -метилоксикарбонилоксиэтилен- -метакрилата (МОК-1).

В 4-горлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром и капельной воронкой и охлажденную сухим льдом, загружают 49,6 г (0,38 моля) монометакрилового эфира этиленгликоля, 33,5 г (0,42 моля) пиридина, 100 мл хлористого метилена и постепенно в течение 1 часа при температуре 0÷-5°С добавляют из капельной воронки раствор метилового эфира хлоругольной кислоты, 36 г (0,38 моля) в 30 мл хлористого метилена.

После окончания подачи метилового эфира хлоругольной кислоты температуру реакционной массы постепенно поднимают до 40°С и выдерживают ее при этой температуре 3 часа, после чего отделяют органический слой, который далее подвергают вакуумной перегонке. Отбирают фракцию, кипящую при остаточном давлении 1 мм рт.ст. при 87-88°С. В результате перегонки получают прозрачную бесцветную жидкость - МОК-1, выход 44 г (61%). Характеристики МОК-1 приведены в табл.1.

Блочная радикальная полимеризация МОК-1, проводимая при 50 - 70°С (инициатор - перекись бензоила или динитрилазоизомасляной кислоты, 0,1 - 1 вес.%), приводит к получению оптически прозрачного полимера (электронный спектр поглощения приведен на чертеже), обладающего высокой лазерной прочностью (см. табл. 2) (ПМОК-1).

Примеры 2-6. -Этил, -н-бутил-, -трет-бутил-, -гексил- и -фенилоксикарбонилоксиэтилен- -метакрилаты (МОК-2, МОК-4, МОК-4-трет, МОК-6ц, МОК-6Ф соответственно) получают при взаимодействии монометакрилового эфира этиленгликоля и соответствующих эфиров хлоругольной кислоты в условиях, аналогичных приведенным в примере 1, при указанном соотношении компонентов.

Характеристики мономеров и данные по лазерной прочности полученных из них полимеров приведены в табл. 1 и 2 (полимеры ПМОК-2, ПМОК-4, ПМОК-4-трет, ПМОК-6ц, ПМОК-6ф).

Таблица 1
Характеристики монозамещенных -оксикарбонилоксиэтилен- -метакрилатов (МОК)
МОК
ТКИП , °С при 1 мм рт.ст. d20 Элементный состав, % *
C HO
1 МОК-1 (R=CH3) 87-381,43873,9 1,1351
2 МОК-2 (R=C2H5) 88-901,4394 4,51,106
3 МОК-4 (R=н-C4H9) 99-1011,4430 6,01,060
4 МОК-4-трет (R=трет-C4H9 )77-791,4453 6,41,075
5 МОК-6ц
-1,4672 96,71,071
6 МОК-6ф
132-134 1,50017,21,169
х Числитель - определено по данным элементного анализа.
Знаменатель - вычислено.

Таблица 2
Данные по лазерной прочности полимеров на основе МОК
Полимер Лазерная прочность x
Id (отн.ед.)N
1ПММА XX12
2ПММЭГ 1,22
3 ПММА+20% олигокарбонатаXXX 1,510
4ПМОК-1 2,0200
5 ПМОК-22,0 150
6ПМОК-4 2,050
7ПМОК-4-трет2,0 35
8 ПМОК-6ц2,025
9ПМОК-6ф 2,025

* Лазерная прочность при однократном воздействии излучения определялась величиной интенсивности светового потока, приводящего к появлению видимого разрушения в образце с одной вспышки (Id). Лазерная прочность при многократном воздействии импульсов излучения определялась количеством лазерных вспышек (N) с интенсивностью I=0,8 Id, которые выдерживает образец до появления в нем видимого разрушения.

** Условные обозначения рассматриваются в тексте описания.

*** Матрица с наиболее высокой лазерной прочностью из известных к настоящему времени.

Из приведенных в табл.2 результатов видно, что лазерная прочность полимеров на основе синтезированных монозамещенных -оксикарбонилоксиэтилен- -метакрилоилов значительно выше, чем у известных полимерных матриц (например, полиметилметакрилата, пластифицированного ПММА), что делает перспективным использование полимеров на основе МОК в качестве материала для элементов лазерной техники.

Изобретение относится к новым химическим соединениям - производным метакрилового ряда, содержащим карбонатную группу в боковой цепи, - монозамещенным -оксикарбонилоксиэтилен- -метакрилатам общей формулы

Предназначены для использования в качестве мономеров для синтеза оптически прозрачных полимеров с повышенной лазерной прочностью. 1 ил., 2 табл.

Рисунки

Заявка

2270225/04, 02.01.1980

Государственный научный центр РФ "НИОПИК"

Альтшуллер Юдифь Марковна, Герасимов Борис Георгиевич, Дюмаев Кирилл Михайлович, Ефимов Алексей Васильевич, Кефели Тамара Яковлевна, Маслюков Александр Петрович, Пономаренко Елена Павловна, Нечитайло Владимир Степанович, Стронгин Григорий Миронович, Шашкова Валентина Трофимовна

МПК / Метки

МПК: C07C 69/52

Метки: мономеры, монозамещенные, прозрачных, лазерной, метакрилаты, прочностью, оксикарбонилоксиэтилен, оптических, синтеза, полимеров, повышенной

Опубликовано: 27.08.2006

Код ссылки

<a href="http://patents.su/6-1840295-monozameshhennye-oksikarboniloksiehtilen-metakrilaty-monomery-dlya-sinteza-opticheskikh-prozrachnykh-polimerov-s-povyshennojj-lazernojj-prochnostyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Монозамещенные -оксикарбонилоксиэтилен -метакрилаты мономеры для синтеза оптических прозрачных полимеров с повышенной лазерной прочностью</a>

Похожие патенты