Полиэфиры и полиметиленэфиры борной кислоты-синтез, структура, свойства и применение

• Автор: Ленский, Максим Александрович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ БОРОРГНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ

1.1 Особенности борорганических полимеров

1.2 Эфиры борной кислоты

1.3 Полиэфиры борной кислоты

1.4 Полиметиленэфиры борной кислоты.

1.5 Обоснование выбора направления исследования.

2 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛИМЕРОВ.

2.1 Трифениловый эфир борной кислоты трифенилборат

2.2 Полиметиленнтрифениловый эфир борной кислоты

2.3 Синтез полиэфиров резорцина и борной кислоты

2.4 Синтез смешанных полиэфиров резорцина, фенола, бисфенола А
и борной кислоты
2.5 Реакция политриэфира фенола, резорцина и борной кислоты с триоксаном
2.6 Синтез полиэфиров бисфенола А и борной кислоты
2.7 Синтез полиметиленэфиров бисфенола А и борной кислоты
2.8 Синтез смешанного политриэфира бисфенола А, фенола и борной кислоты
2.9 Реакция политриэфира бисфенола А, фенола и борной кислоты с триоксаном.
2. Термическая деструкция синтезированных полимеров.
2. Применение полиметиленятрифенилового эфира борной кислоты в композиционных материалах на основе эпоксидных смол
3 МЕТОДЫ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ
3.1 Методы исследования полимеров.
3.2 Методы синтеза полимеров и данные об их структуре.
3.3 Методы исследования модифицированных эпоксидных
композиций
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ИКспектры некоторых полимеров ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ЯМР Нспектры некоторых полимеров ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ЯМР иВспектры некоторых полимеров ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Теоретические данные о структуре трифенилового эфира борной кислоты
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Личный вклад автора состоял в участии в планировании направлений исследования, в разработке методов синтеза и очистки полученных полиэфиров и полиметиленэфиров борной кислоты, в изучении их структуры и свойств с использованием различных методов, в анализе и обсуждении результатов. Органические и неорганические полимерные соединения на основе борной кислоты типа полиэфиров и полиангидридов нашли широкое практическое применение в технике сравнительно давно. Еще во второй половине XIX века смесь полиэфиров борной кислоты, известная под названием акварезин, использовалась как клеевая основа 1. Однако, несмотря на широкое практическое применение, бурное развитие отрасли борорганических соединений началось лишь в середине прошлого века и было обусловлено стремительным развитием химии. Полиэфиры и полиангидриды борной кислоты, особенности их синтеза и перспективы широкого практического применения как органических, так и неорганических соединений содержащих связь В0 дали начало новому классу борорганическим полимерам. Наиболее интересными представителями данного класса соединений являются боросилаксаны 2 4, полиэфиры борной кислоты и полиангидриды, содержащие бор. Применение этих полимеров обусловлено их специфическими особенностями. Специфика борорганических полимеров определяется наличием в их составе атома трехвалентного бора, имеющего шесть электронов на внешней орбите, что приводит к образованию так называемой лакуны. В результате этого борсодержащие соединения весьма склонны к присоединению атомов различных элементов и целых групп, обладающих неподеленными электронными парами 1, 5. Как видно из приведенной схемы, характерной особенностью большого числа борорганических полимеров, относящихся к классу полиэфиров, является склонность к гидролизу под действием воды, а также к окислению при воздействии кислорода воздуха и других окислителей. Однако отмеченные соединения обнаруживают высокую термостойкость в инертной атмосфере, не содержащей паров воды 6 8. Одной из важнейших особенностей борорганических соединений является большая энергия образования связей бора с другими элементами, например, энергия связи кДжмоль составляет В0 9,5 ВИ 8,0 ВС1 4,1 ВЫ 6,7 ВСар 8,7. Тогда как энергия связей С См и С составляет 7,5 и 3,1 кДжмоль соответственно. Очевидно, что борорганические соединения должны быть более прочными, чем соединения углерода или кремния 1. Однако на практике данная закономерность соблюдается не всегда. Данное обстоятельство объясняется способностью бора к присоединению за счет своей лакуны, как было показано на вышеприведенной схеме. Номенклатура эфиров борной кислоты очень велика. Свойства, строение, методы синтеза эфиров борной кислоты широко изучены 9. В данном разделе речь пойдет о свойствах, строении и методах синтеза эфиров борной кислоты и фенолов арилборатах. Триарилбораты обычно получают нагреванием фенолов с борной кислотой или борным ангидридом при одновременной отгонке образующейся воды или обменными реакциями. Простейшими эфирами отмеченного класса соединений являются эфиры борной кислоты и фенола фенилбораты. Трифениловый эфир борной кислоты трифенилборат широко используется в промышленности, например, в качестве отвердителя для эпоксидных смол , катализатора слабая кислота Льюиса И, компонента для синтеза модифицированных фенольных и эпоксидных смол , компонента синтетических трансмиссионных машинных масел , а также в качестве специфического комплексообразователя для антител, иммобилизованных на гетероароматических соединениях . Его получают различными методами, однако свойства эфира по литературным данным значительно различаются. В данной работе применение трифенилбората связано с использованием его в качестве мономера для реакции поликонденсации с триоксаном. Получение трифенилбората реакцией фенола и борной кислоты описано в работах 9, . Согласно данному методу 0 г 5,3 моля фенола и г 1 моль борной кислоты нагревают в хлористом метилене при температуре, необходимой для перегонки на колонке азеотропной смеси вода фенол в соотношении 91 т. С. В результате реакции получен трифенилборат с т. С0, мм рт. С выход 1 г . Согласно данному методу 9,6 г фенилацетата в течение минут добавляли к 8,3 г треххлористого бора при С.