Ароматические олигоэфиры и  сополиэфиры, содержащие дихлорэтиленовые, кетонные  и другие группы в основной цепи (27.09.2010)

Автор: Бажева Рима Чамаловна

где ?Vi, - инкременты ван-дер-ваальсовских объемов атомов и групп атомов, входящих в повторяющееся звено; ai, - константы для каждого вида атомов, характеризующие энергию слабых дисперсионных взаимодействий; bi, - константы для полярных групп, характеризующие вклад специфического межмолекулярного взаимодействия.

Предположив, что для БСП пригодна модель смеси, были рассчитаны Тс некоторых блок-сополимеров, воспользовавшись соотношением:

где ?A и ?B - мольные доли компонентов; ТсA и ТсB - соответственно Тс компонентов смеси.

Оказалось, что разница между прогнозными и экспериментальными значениями Тс находится в пределах 5-7 %.

Для расчета термостойкости полимеров использованы соотношения:

где ?Vi – ван-дер-ваальсовый объем; Е – энергия диссоциации связей; d0 - равновесное расстояние; a - параметр ангармоничности; Ri - ван-дер-ваальсовый радиус

Анализ данных показал, что значения Тдрасч для всех полимеров, содержащих группировку >С=ССI2 существенно отличаются от экспериментально найденных. Оказалось, что инкремент хлора, приведенный в литературе мало пригоден для расчета вклада атомов, входящих в группу >С=ССI2. Для определения инкремента группы >С=ССI2 была составлена избыточная система уравнений с использованием экспериментально найденных значений ТD, решение которого проводилось методом наименьших квадратов. С помощью этой процедуры найдено, что инкремент >С=ССI2 равен 1,64. Величины ТDрасч, вычисленные с использованием данного инкремента находятся в хорошем соответствии с экспериментальными данными.

Для вычисления кислородного индекса полученных полимеров, содержащих дихлорэтиленовые группировки, использовано корреляционное уравнение:

КИ = 29,5+12,2Х

где Х – мольные доли >С=ССl2-содержащего компонента.

Отклонение вычисленных по уравнению значении КИ от экспериментальных данных не превышает 5 %.

Заключение

С учетом потребностей современной техники в различных полимерных материалах синтезированы полимеры характеризующиеся высокими эксплуатационными характеристиками. Так, полиариленэфиркетоны ПАЭК-Д, ПАЭК-С-2 и полиарилатсульфон ПАС-С-2 отличаются высокими показателями термостойкости (Т2%-ной потери массы доходит до 410-4500С), что позволяет рекомендовать последние в качестве термостойких конструкционных материалов. Высокие деформационно-прочностные свойства (?р = 106 МПа, ?р = 156%) делают их перспективными конструкционными и пленочными материалами. Высокопрочными являются также полиарилатсульфоны ПАС-ДС-2 и ПАС-ДФХ с эквимольным содержанием исходных бисфенолов. Разрывная прочность данных полиэфиров составляет 113-124 МПа. Последние проявляют также повышенную ударную вязкость (Ар?140 кДж/м2). Разработанные полиэфиры отличаются повышенной огнестойкостью и характеризуются высокими показателями кислородного индекса (КИ достигает 50-55%). Композиционные материалы на основе поликарбоната отличаются высокой эластичностью (?р= 235-250%) и текучестью (ПТР = 12-18 г/10 мин).

Высокие показатели механических характеристик позволяют рекомендовать данные полиэфиры и композиты в качестве конструкционных и пленочных материалов в автомобильной, авиационной и космической технике, где к материалам предъявляют также высокую огнестойкость в сочетании с теплостойкостью.

В таблице 11 даны некоторые сравнительные характеристики наиболее перспективных из числа синтезированных в работе полимеров и их композитов. Предлагаемые для практического использования полиэфиры и композиты по многим эксплуатационным характеристикам превосходят аналогичные показатели промышленных полиэфиров, таких как полиарилаты, полисульфоны и покарбонаты.

Различные анализы и исследования свойств полученных полимеров выполнялись совместно со специалистами в следующих организациях: НИФХИ им.Л.Я.Карпова, МГУ им. М.В.Ломоносова, УкрНИИПМ, МТИММП, ЦИТО им.Н.Н.Приорова, ВСХИ им К.Д.Глинки, РХТУ им. Д.И.Менделеева, НПО «Пластмассы», НИИЭМ, ИНХС им. А.В. Топчиева РАН.

Таблица 11

Некоторые технологические свойства полиэфиров

Показатели ПАЭК-Д ПАЭК-С-2 ПАС-С-2

(ОС, n=20) ПАС-ТБ-С-2

(ОС, n=20) ПАС-ДС-2

(50:50%

масс.) ПАС-ФС-2

(50:50%

масс.) ПАС-ДФХ

(50:50%

масс.) ПК-ПТМО

масс.) ПЭК-ПТМО

масс.) ПК+БСП

масс.) Промышленные полиэфиры

ПК ПАр ПСн PEEK

ММ,?103 751) 781) 391) 441) 571) 531) 601) 452) 432) - 402) - - -

Тс, 0С (ДСК) 165 183 193 196 - - - 148 - - 149 - - -

Тс, 0С (ТМА) - - - - 210 250 256 150 165 150 150 174 180 140

Ттек, 0С (ТМА) 292 307 - - 270 320 320 190 200 200 - - - -

Т2%-ной потери массы (воздух) 450 420 410 350 370 360 365 370 380 370 360 380 400 400

?р, МПа 94 106 67 76 124 103 113 69 83 81 56 65 71 80

?р, % 156 4 5 5 25 24 28 235 150 250 130 40 100 30

Е, ГПа 2,8 3,2 2,8 4,5 2,5 3,0 2,8 1,2 1,5 1,2 1,2 - 2,5 2,6

Ар, кДж/м2 - - - - ?140 100 120 20,53) - 23,63) 19,23) 25 3,03) -


загрузка...