Бис-(эпоксигексагидрофталимидо)феноксипропанолы-мономеры для термостойких полимеров

ПИСАНИ ЗОБРЕТЕНИ Союз Советски СоциалистическРеспублик АВТОРСКОМ ДЕТЕЯЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 28.02.77, Бюллетень8Дата опубликования описания 08.08.7 51) Л, Кл.- С 07 Р 209 осударственныи комитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(54) БИС-(ЭПОКСИГЕКСАГИДРОФТАЛ ИМИДО)ФЕНОКСИПРОПАНОЛЪ - МОНОМЕРЪ ДЛЯ ТЕРМОСТОЙК ПОЛИМЕРОВ,г 0 Нг-Н-СНе 0 ОН е звойства соедие описаны.диэпоксидиимиды,рованием двойныхнсации ароматичефталевы ми ангид Синт литераИзве ные эп дуктах с тетр форму формулы 1 в ненни зис уре н тны ксиди конде гидро ы 11 синтезирован- связей в проких диаминов идами общей С-СН - С х СН,/ О / 2 е К=СНз Изобретение относится к моном ности к диэпоксидным соединения щим имидную группировку следу формулы 1+ сн, -)-,конкретных свойств полимеров на их осно ве не приведено, поскольку высокая температура плавления таких соединений и низкая реакционная способность не позволяют получить качественные литые образцы 1.Проведенные исследования по отверждениюэпоксидиимидов показали, что в чистом виде переработка их затруднительна.Хрупкость отвержденных полимеров, обусловленная компактностью молекул и большой 10 частотой сшивки при отвержденип, не позволяет огределить их деформационную тепло- стойкость.Описан синтез диэпоксидиимидов на основететрагидрофталевого ангидрида и алифатиче ских диампнов (гексаметилендиамина, трпметиленгексаметилендиамина). Свойства полимеров на основе дпэпоксидиимидов не приведены. Однако, учитывая, что для синтеза последних применяют алифатические диамины, диэпоксидимиды значительно уступают по термостабильности днэпоксидиимидам на основе ароматических диаминов 2. Запатентованы 3 также диэпоксипмиды формулы 111235 65 Указанные соединения наиболее близки к предлагаемым и рассматриваются в качестве аналогов.Сопоставление свойств показывает, что полимеры, приготовленные на основе известных эпоксидов, уступают полимерам, приготовленным на основе предлагаемых соединений, по теплостойкости и термостабильности.Это объясняется тем, что в структуре этих соединений, имеется только одна имидная группа, обуславливающая повышение термостабильности, а в заявляемых соединениях их две.Кроме того, в предлагаемых соединениях имеется гидрокспльная группа, что приводит при отверждении к дополнительной сшивке полимера и, следовательно, к повышению термостабильности.Соединения формулы 1 получают взаимодействием тетрагидрофталимидов с (окси,3- эпоксипропил) - фенилтетрагидрофталимидами с последующим эпоксидированием водными растворами надуксусной кислоты.В отличие от ранее описанных диэпоксидиимидов диэпоксидипмиды, получаемые по предполагаемому способу, могут быть переведены в эпоксиполимеры без модифицирующих добавок, Причем, полученные полимеры характеризуются сочетанием высокой тепло-, термостойкости и физико-механических характеристик. Это объясняется сочетанием в структуре олигомера жестких имидных циклов, ароматических ядер и фрагмента алифатической цепи с гидроксильной группой.Полученные олигомеры могут быть рекомендованы в качестве компонентов термостойких (до 200 - 250 С) связующих для армированных пластиков, компаундов, клеев и других материалов,П р и м ер 1. Бис,0-(4,5-эпоксигексагидрофталимидо) -1-феноксипропанол.К кипящему толуольному раствору 151 г (1 моль) тетрагидрофталимида в присутствии 0,5 г диметилбензиламина прибавляют по каплям толуольный раствор 300 г (1 моль) глицидилового эфира тетрагидрофталимидофено. ла. Реакционную массу кипятят 1,5 - 2 час до исчерпания эпоксидных групп. Полученный продукт 451 г (1 моль) растворяют в 1800 мл хлороформа, добавляют 46 г кристаллического ацетата натрия и при 35 - 40 С в течение 1 час прибавляют 460 г 40%-ной надуксусной кислоты. Реакционную массу перемешивают при этой температуре до израсходования рассчетного количества надкислоты. Органический слой отделяют, промывают 15%-ным раствором соды и водой до нейтральной реакции и отсутствия перекисных соединений. Хлороформ отгоняют и после сушки в вакууме при 120 С получают 454 г (94%) светло-желтой смолы,Найдено эпоксидных групп 16,30%.Вычислено 17,85%. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4П р и м ер 2, Бис.З-и-(3-,метил,5-эпокси.гекеагидрофталимидо)-1-феноксипропанол.В условиях примера 1 из 83 г (О 5 моль)изометилтетрагидрофталимида и 157 г(0,5 моль) глицидилового эфира метилтетрагидрофталимидофенола, 23 г ацетата натрияи 200 г 47,5%-ной надуксусной кислоты послеаналогичной обработки получают 243 г (95% )олигомера с содержанием эпоксидных групп14,3 Ь.Для СНзоМаОв вычислено 16,86%.Строение полученных в примерах 1 и 2 соединений, кроме функционального и элементного анализа промежуточных продуктов и самих диэпоксидов подтверждено анализом ихИК-спектров.В спектрах отсутствуют полосы поглощенияолефиновых связей при 1632 и 697 см - , обнаруживаемых в бис- (тетрагидрофталимидо) -1 амино- (аминофенокси) -пропанолахи появились полосы при 793 см - , которые отнесены к колебаниям эпоксидных групп в цпклогексановом кольце. Там же идентифицированы гидроксильные группы по широкой полосе поглощения при 3450 см - ; имидныйцикл по поглощению при 1785 и 1820 см - .П р и м е р 3. Получение образца полимера.100 вес, ч. бисэпоксида, полученного попримеру 2, нагревают до 60 - 80 С, добавляют32,6 вес. ч. расплавленного малеинового ангидрида, тщательно перемешивают. Приготовленную композицию заливают в металлические формы и отверждают по режиму:120 С - 2 час, 140 С - 2 час. 160 С - 4 час180 С - 2 час, 200 С - 10 час,Свойства отвержденных полимеров:Теплостойкость по Мартенсу, С 185Предел прочности при изгибе,кгс/см:при 25 С 1200при 150 С 856Предел прочности при сжа.тии, кгс/см 1700Температура начала деструк.ции, СПотеря веса при 300 С в динамическом режиме, % 8,2Потеря при 500 С, % 60,8П р и м е р 4, 100 вес, ч, эпоксиимида, полученного по примеру 1 и 37 вес. ч. малеино.вого ангидрида растворяют в 86 вес. ч. аце.тона, Приготовленным связующим пропитыва.ют стеклоткань ТС 8/3-250. Пропитанную стеклоткань высушивают от растворителя прпкомнатной температуре в течение 24 час. Вы.сушенные листы стеклоткани укладывают впакет и прессуют при удельном давлении1 кг/см по режиму: 150 С - 6 час, 180 С -2 час, 200 С - 6 час, 230 С - 5 час.Свойства стеклопластика.Предел прочности при изгибе,кгс/смпри 25 С 6700при 200 С 2600при 250 С 1050548601 545261 Составитель Л. ВиноградРедактор Л. Герасимова Техред И. Карандашова Корректор И, Позняковская Заказ 1998/3 Изд, гв 334 Тираж 589 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Предел прочности при растяжении, кгс/см 9000 Формула изобретенияБис - (эпоксигексагидрофталимидо) - феноксипропанолы общей формулы0 где К = Н, СН - мономеры для термостойких полимеров.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения: 5 1. Патент СШЛ3450711, кл. 260 - 309,1969.2. Патент Франции1531899, кл. С 07 Р,1968.3, Патент США3692705, кл. 260 - 2, 10 1972 (прототип).