Синтез, свойства и разработка термостойких, ударопрочных материалов на основе полиарилатсульфонов

• Автор: Газаев, Мухтар Алиевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 251 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.Ю

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ПОЛИАРИЛАТСУЛЪФОНЫ.

1.1. Модифицированные полимеры

1.2. Механизмы термической деструкции полиарилатсульфонов.

1.3. Увеличение термоокислительной устойчивости.

1.4. Использование синергетики и фрактального анализа при создании

композиционных материалов.

1.5. Смеси на основе поликарбонатов.

1.6. Композиции на основе насыщенных полиэфиров.

1.7. Композиции на основе полиарилатов

Глава 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
2.1. Синтез полиарилатсульфоновых блоксополиэфиров
на основе двух бисфенолов и олигосульфона.
2.1.1. Анализ структуры полиарилатсульфона
2.1.2. Физические свойства
2.1.3. Растворимость
2.1.4. Технологичность
2.1.5. Термостабильность СульфарилаБ
2.1.6. Модификация СульфарилБ7 эпоксидными соединениями
2.2.Основные закономерности модификации полиарилатсульфонов
эпоксидными олигомерами.
2.3. Исследование термической и термоокислительной деструкции модифицированного и немодифицированного блоксополимера СульфарилаБ7
2.4. Композиции на основе полиарилатсульфонов.
2.5. Композиции на основе полиарилатсульфона БСП7 и поликарбоната.
2.6. Применение фрактального анализа для описания структуры и
свойств полимеров
2.6.1. Общие положения концепции.ИЗ
2.6.2. Фрактальная трактовка молекулярных параметров полимеров
2.6.3. Кластеры и диссипативные структуры в полимерах
2.6.4. Фрактальность свободного объема полимеров.
2.6.5. Фрактальная физика формирования сшитых каркасов.
2.6.6. Фрактальный анализ стеклования полимеров
2.6.7. Фрактальная модель текучести полимеров
2.6.8. Деформация разрушения полимеров.
2.6.9. Турбулентный режим пластической деформации полимеров
2.6Неравновесность структуры и тепловое расширение эпоксиполимеров
2.6Фрактальное описание физического старения эпоксиполимеров
2.6Фрактальнос гь процессов разрушения.
2.6 Применение фрактального анализа для описания
поведения ПЭВП в ударных испытаниях.
2.7. Механические свойства гетероцепных поликонденсационных полиэфиров и смесей на их основе
2.7.1. Самоторможение трещин в смесях ПКПААСО.
2.7.2. Фрактальная трактовка эффекта самоторможения
трещин.
2.7.3. Повышение ударной вязкости смесей ПКПААСО в
процессе физического старения.
2.8. Структура и свойства экструдированных полиарилатов.
2.8.1. Формирование структуры в процессе твердофазной
экструзи и полиарилатов.
2.8.2. Модель деформации макромолокулярного клубка в
процессе экструзии при ТЖТС.
2.8.3. Фрактальный анализ экструдированных полиарилатов
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Хлорсодержашис диэпоксиды
3.2. Олигосульфон на основе фенолфталеина и 4,
дихлордифенилсульфона со степенью поликонденсации .
3.3. Синтез олигоэфиров, полиэфиров, сополиэфиров и
блоксополиэфиров.
3.3.1. Хлорсодержащие олигоэфиры на основе диаллилдиана и гексахлорбензола
3.3.2. Синтез полиарилатсульфонов на основе олигосульфонов
3.3.3. Синтез модифицированного полиарилатсульфона
типа БСП
3.3.4. Способ получения и выделения полиэфиров
типа БСП7Д, БСП
3.3.5. Акцепторнокаталитическая поликонденсация в высококипящем растворителе.
3.3.6. Высокотемпературная поликонденсация с использованием триэтиламина.
3.3.7. Синтез хлорсодержащих солюлиэфирсульфонов.
3.4. Композиции на основе полиарилатсульфонов
3.5. Основные требования к технологии синтеза полиэфиров акцепторнокаталитической поликонденсацией.
3.5.1. Подготовка реагентов к синтезу.
3.5.2. Стадии технологического процесса и требования к ним
3.5.3. Технологическая инструкция на процесс получения термопласта МакопластАК в реакторе
поли конденсации
3.5.4. О возможности создания непрерывного технологического процесса получения БСП7.
3.6. Термическое структурирование образцов ненасыщенных полиэфиров
3.7. Методики исследования
3.7.1. Полидисперсиость полимеров.
3.7.2. Исследование химстойкости
3.7.3. Термомеханический анализ.
3.7.4. Исследование кислородного индекса
3.7.5. Использование диэлектрических характеристик
3.7.6. Деформационнопрочностные свойства.
3.7.7. Спектроскопия
3.7.8. Ударная вязкость
Глава 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ПОЛИЭФИРОВ, СОПОЛИЭФИРОВ, БЛОКСОПОЛИЭФИРОВ и КОМПОЗИЦИЙ НА ИХ ОСНОВЕ.
4.1. Конструкционные материалы
4.2. Антифрикционные материалы
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


На скорость и направление дальнейших химических превращений существенное влияние оказывает строение структурной единицы. Наименее термостойкими являются полиэфиры алифатического ряда в условиях термоокисления. Термостойкость полиэфиров начинает возрастать с увеличением содержания ароматических и гетероциклических фрагментов. Это связано с высокой энергией сопряжения ароматических и гетероциклических фрагментов, увеличивающих термоокислительнто устойчивость 4. Деструкция блоксополимеров типа полиарилатсульфона происходит по двум механизмам радикальноцепному и гидролитическому. По мере накопления воды в системе начинается гидролитическая деструкция 6. Термическая деструкция ароматических полисульфонов рассмотрена в обзоре 7, где приводится подробный анализ работ, посвященных механизмам распада иолисульфона, полисульфонарилатов и полисульфонариленоксидов, и указывается на связь химического строения полимера с его термостабильностью. На полимерах этого класса изучена кинетика образования ТЬО, СбНзОН, СбНзСНз, Суу. Гомолитический разрыв полимерной цепи начинается с наиболее слабых связей СО, ОБ, переходя в радикальноцепной, а по мере накопления воды в системе механизм распада становится преимущественно ионным. При термической деструкции данного полимера наибольшему разрушению подверглись сложноэфирные, сульфоновые группы и лактонный цикл. В работе 9 проводились исследования по термо окислитель ной деструкции блоксополимеров различного строения. На термоокислительную устойчивость полимеров влияет процентное соотношение блоков в сополимерах. В продуктах распада установлено наличие большого количества воды, которая способна влиять на процессы окисления полимеров. Термическая устойчивость ароматических термопластов 0 на основе дифенилолпропана поликарбоната и полисульфона определяется количеством низкомолекулярных примесей остатков исходных веществ и побочных продуктов поликонденсации, катализаторов поликонденсашш, соединений железа. Наибольшее влияние на падение молекулярной массы при температурах переработки оказывают примеси железа, в меньшей степени остатки дифенилолпропана, примеси хлорида натрия оказывают большее влияние на термостабильность поликарбоната, чем полисульфона. Низкая термостабильность поликарбоната по сравнению с полисульфоном связана с низкой устойчивостью к деструкции карбонатных связей. Литературный поиск показывает, что в настоящее время очень мало работ посвящено стабилизации ароматических полиарилатсульфонов. Увеличение термоокислительной устойчивости позволит ускорить промышленное применение полиарилатсульфонов. Вторая часть обзора посвящена основным принципам стабилизации термостойких полимеров и получению полимерполимерных смесей на их основе. Реализация этих принципов позволит значительно расширить область применения термопластов. Работы в области полиарилатсульфонов при высоких температурах сформировались как самостоятельный раздел науки о старении полимеров. Приемы стабилизации при высоких температу рах отличаются от обычных приемов стабилизации полимеров при работе в обычном температурном режиме. Многие работы но стабилизации полимеров при повышенных температурах рассматривают влияние тех или иных добавок на старение. Применение обычных антиоксидантов и ингибиторов при высоких температурах малоэффективно. Литературные сведения о механизмах стабилизации термостойких полимеров , т. С, противоречивы. В х годах был предложен ряд общих подходов к стабилизации полимеров при высоких температурах и описан их механизм 7, 9, 1. Основная задача стабилизации термостойких полимеров сводится к замедлению ингибированию тех или иных процессов, протекающих при высоких температурах , 6. Известные приемы стабилизации можно разбить на две группы. К одной группе относятся методы, связанные с введением химических добавок, называемых стабилизаторами или ингибиторами. Вторую группу представляют методы химической модификации полимера. Основным приемом стабилизации при высоких температурах является замедление процесса деструкции.