Полимеризуемый состав для получения прозрачных полимерных материалов

(С 0 ОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТВЕДОМСТВО СССР(54) ПОЛИМЕРИЗУЕМЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Использование; в промышленности пластмасс при получении полимеризуемых составов для изготовления прозрачных полимерных материалов, Сущность изобретения; состав содержит винилароматический мономер и/или акриловый и/или аллиловый эфир (мет)акриловой кислоты, имеющий С 1 - С 15-алкильный радикал, и соль или смесь солей одноосновной алифатической карбоновой кислоты и з-, р-, б-, и 51- металла или смесь этих солей с солями лантаноидов и галоганэамещенной алифатической С 1 - С 4-карбоновой кислоты, соли применяются в количестве 1 10 -2,0 моль/л мономер ной смеси. 5 з,п, ф-лы, 1 табл,2твенн ниверсите .Мокроусо ие венны нт МО ниверсит0519,В качестве мономера выступает алкиловый эфир (мет)акриловой кислоты, имеющий в алкил ьном радикале от одного до шестнадцати атомов углерода и/или аллиповый эфир (мет)акриловой кислоты, и/или стирол, и/или производные стирола формулы:= СВС 6 Н 5 ВУ где Р-, С 1-, Вг-, 3-, СНэ-, СНзО-, СбН ИН 2-, й 02-, Ь 1-5, В =- Н- или С стве органической соли металла о соль фтор-, хлор-, бром- или иодз низшей алифатической карбонов имеющей в алкильном радикале о четырех атомов углерода и метал ного иэ группы, состоящей из ли лия, натрия, магния, алюмин кальция, хрома, марганца, желе 50 ач НзВК е н содержит амещен ной ой кислоты, т одною до ла, выбрантия, берилия, калия, эа, кобальмономерсоли металла галогеьзамещенных низшихалифатических кисло 10(56) Европейский паткл, С 08ЭЭ/10, 1984 Изобретение относится к области химии и технологии материалов, селективнопропускающих электромагнитное излучение, и может быть использовано в светотехнике, опто- и микроэлектронике в качествесред. преобразующих излучение оптического диапазона,Целью изобретения является увеличение светопоглощения при определенныхдлинах волн,Поставленная цель достигается тем, чтополимеризуемый состав содержит мономери органические соли металлов галогензамещенных низших алифатических кислот вследующих концентрациях. моль/литр;- основа 1806152 АЗта, никеля, меди, цинка, галлия, рубидия,стронция, циркония, серебра, кадмия, индия, олова, сурьмы, цезия, бария, золота,ртути, таллия, свинца,.урана или их смеси,или смеси с их солями галогензамещенных 5низших алифатических карбоновых кислот,имеющих в алкильном радикале от одногодо четырех атомов углерода и металла, выбранного из группы, состоящей из скандия,иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия,диспрозия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция.Полимеризуемый состав дополнительно может содержать одну или смесь из низших кэрбоновых кислот, имеющих валкильном радикале до шести атомов углерода, в концентрациях от 1 10 до 1моль/литр,Полимеризуемый состав дополнительно может содержать комплексообразующиедобавки. выбранные из ряда органическихсоединений, имеющих гетероатом азотаи/или кислорода, и/или серы. и/или соединений, имеющих группы = 0;О,-"-М, в концентрациях от 1 10 до 3 моль/литр.Выбор мономера обусловлен тем, чтоалкиловые эфиры и аллиловый эфир (мет)акриловых кислот, а также стирал и его производные прозрачны в области 300 - 1100 нм. 30Замена атома водорода в мономере на группы О-, Вг-, 3-, СНз-, СНзО-, С 6 Н 5, С 6 Н 50-,ИН 2-, М 02- приводит к повышению показателя преломления получаемого материала.Технология получения полимера на основе 35выбранных мономеров хорошо изучена, широко применяется в промышленности, Полимеризуемый состав в качестве мономерапредпочтительнее содержит метилметакрилат ММА), Мономер - ММА, так и полимер 40на его основе. прозрачен в ближайшей Уф-,видимой и ближней ИК области спектраэлектромагнитных колебаний - 250-1100нм. Это позволяет снизить до минимума поглощение полимерной матрицы в области 45пропускания материала. ММА коммерческидоступен, технология получения полимерана его основе хорошо изучена, широко применяется в промышленности и позволяет вшироких пределах регулировать физико-химические и физико-механические свойстваполучаемого полимера путем использования различных модификаторов, изменяя условия проведения полимеризации.Введение металла в состав для полимеризации в виде соли галогензамещенныхнизших алифатических кислот обусловлентем, что анион не оказывает влияния нэ общее светопропускание материала, светопропускание не отличается от пропускания чистого ММА и полимера на его основе. Предпочтительно в качестве соли использовать соли галогенуксусных кислот (наиболее растворимы из них соли трифторуксусной кислоты) и 3-, р-,а- и 55-металлов или их смеси, или смеси их с солями указанных выше кислот и лантэноидов, Выбор р-, б- и 51-металлов обусловлен тем, что они имеют интенсивные широкие полосы поглощения, что позволяет получать материалы, пропускающие в достаточно узком интервале длин волн, что невозможно при использовании 41-металлов, Смесь з-, р-, б- и 51-металлов с лантаноидами позволяет усиливать контрастность материалов, повысить показатель преломления, регулировать область пропускания материала, Определенно выбранное сочетание солей металлов позволяет получать материалы, не пропускающие излучение оптического диапазона,Дополнительно введение в полимеризуемый состав низших алифатических кислот, имеющих до семи атомов углерода, в концентрации от 1 1 О до 1 моль/литр приво дит к увеличению растворимости солей в мономере, что является положительным эффектом в случае использования металлов, имеющих полосы поглощения малой интенсивности. что является важным в ряде случаев конкретной реализации, Введение галогенкарбоновых кислот, содержащих вместо атомов водорода более тяжелые атомы галогенов, приводит к увеличению показателя преломления получаемого материала,Дополнительное введение в полимеризуемый состав комплексообразующих добавок, выбранных из ряда органических соединений, имеющих гетероатом азота, кислорода или серы и/или соединений, имеющих грппы = О,О,: - Й в концентрациях от 1 10 до 3 моль-литр, приводит к расширению функциональных воэможностей материала: вводя различные добавки, появляется возможность получать материалы с заданной областью пропускания электромагнитного излучения, повышается интенсивность полос поглощения, повышается показатель преломления,Использование дейтерированных компонентов (мономер, кислота, комплексообразующие добавки) приводит к увеличению светопропускания в пропускающей области материала.Состав получают по следующей методике:1. В предварительно очищенном моно- мере растворяют заданное количество солигалогензамещенной низшей алифатической кислоты.2. В раствор, полученный по п,1, добавляют при необходимости рассчитанное количество галогензамещенной карбоновой кислоты.3. В раствор, полученный по п,2, добавляют при необходимости комплексообраэующие добавки в необходимом количестве,4, В раствор, полученный по п.3, при необходимости добавляют инициатор полимериэации,5, Полученный по п,4 раствор фильтруют и полимеризуют одним из известных способов (термическая, фото- или гаммаполимеризация).П р и м е р. В 8 мл предварительно перегнанного (очищенного) ММА растворяют 0,58 г Си(СРзСОО)2 (0,2 моль/литр, 1,3 мас.меди), 0,54 г Н 20 (3 моль/литр, 5,4 мас.%), 0,05 г перекиси бензоила. Прибавлением ММА доводят раствор до 10 мл. Растеор фильтруют и попимеризуют при 60 С в течение 10 ч, В результате получают прозрачный полимерный блок, имеющий интенсивную голубую окраску, Общее светопропускание в области 380 - 480 нм составляет 92 , Процент поглощения в области 300 нм составляет 100 , в области 700 нм 100 К при толщине поглощающего слоя в 2 мм. При облучении лампой ДРТизменений спектрального состава не обнаружено.В таблице приведены примеры предлагаемых составов и некоторые их характеристики. Формула изобретения 1. Полимеризуемый состав для получения прозрачных полимерных материалов, содержащий винилароматический мономер и/или эфир (мет)акриловой кислоты и соль металла и одноосновной алифатический карбоновой кислоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения светопоглощения при определенных длинах волн, он содержит в качестве эфира (мет)акриловой кислоты акриповый и/или аллиловый эфир(мет)акриловой кислоты, имеющий в апкильном радикале 1 - 16 атомов углерода и в качестве соли металла карбоновой кислоты соль или смесь солей з-, р-, б-, и 5-металлов 5 или их смесь с солями лантаноидов и галогенэамещенной алифатической карбоновой кислот, имеющей в алкильном радикале 1-4 атомов углерода в количестве 1 10 -2,0.4моль/л мономера и смеси мономеров.10 2, Составпоп 1,отличающийсятем, что в качестве соли металла галогенэамещенной алифатической карбоновой кислоты он содержит соль металла и дейтеронезамещенной или дейтероэаме щенной галогензамещенной алифатическойкарбоновой кислоты.3. Состав по и 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что в качестве винилароматического мономера он содержит дейтерозамещен ный или дейтерозамещенный стирол и/илиего производные общей формулы СН 2 = СЯС 6 Н 5-ЬЕ,25 где-Р-,О-, Вг-, -, СНзО-, СвН 5-, СбН 50-, ЙН 2-,ИОг:Ь+5;Я = Н- или СНз,4. Состав по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и й с я30 тем, что он дополнительно содержит дейтерозамещенную или дейтеронезамещеннуюгалогензамещенную алифатическую карбоновую кислоту, имеющую в алкильном радикале от 1-6 атомов углерода в концентрации35 1 10 - 1 моль/л мономера или смеси мономеров.5. Состав по пп.1 -4, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что он дополнительно содержит дейтерированные или недейтерированные комп 40 лексообраэующие органические добавки,содержащие гетероатомы аэотаб кислородаили серы, в концентрации 1 10 3 моль/лмономера или смеси мономеров.6, Состав по и 1, о т л и ч а ю щ и й с я45 тем, что в качестве алпилового и/или алкипового эфира(мет)актиловой кислоты он содержит их дейтерированные производные,14 1806152 Нродолиение таблицн 250-350 660-780 85 360-650 800"900 400-850 7 З СН ССН СНд НСР СОО)д 0,1,0,6 7 а с,н,гснсн, са(сг,соо),(4-фтор) 0 1 1,(2-анино-) 0,1,07 Вз ЯНО СНСнд ИВ(СР СОО)д. Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 963 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5