Химическая модификация полистирола и сополимеров стирола

• Автор: Сухинина, Ольга Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1. Химическая модификация полимеров стирола.
1.1. Синтез блок-сополимеров на основе стирола
1.2. Химическая модификация полистирола методом
привитой сополимеризации
1.3. Полимераналогичные превращения как способ химической модификации полистирола.
1.3.1. Сульфирование
1.3.2. Гидрирование
1.3.3. Хлорирование
1.3.4. Хлорметилирование
1.3.5. Фторирование
1.3.6. Бромирование
1.3.7. Фосфорилирование
1.3.8. Модификация полистирола другими реакционноспособными соединениями
1.4. Использование методов химической модификации в целях
увеличения огнестойкости полистирола
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2Л. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Хлорирование полистирола
3.2. Пластификация хлорированного ПС
3.3. Поверхностное хлорирование изделий
3.4. Химическая стойкость хлорированного полистирола
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЫ НОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Прогресс в области науки и техники в настоящее время невозможен без интенсивного применения пластических масс. Трудно назвать хотя бы одну отрасль народного хозяйства, в которой не использовались бы полимерные материалы. Основная масса выпускаемых в мире пластмасс приходится на термопластичные материалы: полиолефины, поливинилхлорид и полистирольные пластики. Поэтому от степени совершенствования свойств и расширения их ассортимента в значительной степени определяется прогресс в различных отраслей народного хозяйства.
Полистирол (ПС) относится к термопластам общетехнического назначения /1,2/. Обладая высокими диэлектрическими показателями, он используется в электротехнике, в том числе для изготовления тонких ориентированных конденсаторных пленок. Нетоксичен, в связи с чем допущен к контакту с пищевыми продуктами и используется в медицинской технике, водостоек и радиационностоек. Благодаря хорошей формуемости, окрашиваемости и стабильности размеров, используется в качестве упаковочного материала и для изготовления изделий культурно-бытового назначения.
К недостаткам ПС можно отнести хрупкость при нормальных условиях, низкую ударную прочность - это значительно ограничивает его применение. ПС горюч. Теплостойкость, химическая стойкость и стойкость к воздействию УФ-лучей также невелики. Пленки из полимера сильно электризуются.
Относительно невысокий комплекс потребительских свойств полистирола обусловил, в свое время, постановку широких исследований по его физической и химической модификации. Однако методы физической модификации (наполнение и т.п.) ПС не получили широкого применения в промышленности. Химическая модификация полистирола путем сополимеризации стирола с другими мономерами обусловила появление целого ряда крупнотоннажных полимерных продуктов: оптически прозрачных сополимеров стирола с акрилонит-рилом (САН), стирола с метилметакрилатом (МС), стирола с метилметакрила-

тора протекает исключительно в п-положение, [р] получаемых бронированных ПС (БПС) уменьшается с увеличением степени бромирования /195/. Процесс сопровождается деструкцией полимера /196/, хотя в зависимости от используемого растворителя для полимера бромирование ПС может сопровождаться и образованием сшитых структур /197/. Данные ТГА показали, что при термической деструкции БПС происходит дегидробромирование, разрыв цепи по закону случая и деполимеризация. Полибромстирол менее термостабилен, чем ПС /198/.
Стиролсодержащий полимер, в состав которого входит 10-75% Вт , получают бромированием при -20-60° С продукта гомо- и сополимеризации стирола (ПС, поли-п-, поли-а-метилстирол, сополимер стирола с малеиновым ангидридом или CH=CHCN), с помощью BrCl (образуется in situ при пропускании тока С12 через Вг2) в присутствии кислоты Льюиса /199/.
Слабоокрашенный БПС получают бромированием в среде органического растворителя в присутствии в качестве катализатора двойной соли, полученной нагреванием в расплаве в атмосфере N2 галогенида щелочного металла или NH4 с тригалогенидом Fe и последующим охлаждением и измельчением /200/. Полученный полимер содержит до 30% брома.
Фирмой Exxon Chemical выпускаются новые бронированные сополимеры изобутилена и п-метилстирола /201/, которые применяются в автомобильной и фармацевтической промышленности.
1.3.7. Фосфорилирование.
Модифицированные фосфорсодержащими группами полимеры приобретают свойства полиэлектролитов, повышенную механическую прочность и термостойкость. При исследовании процесса фосфорилирования был использован сополимер стирола и дивинилбензола /202/. Введение фосфорсодержащих групп в матрицу сополимера осуществляли по реакции Фриделя-Крафтса с ис-