полидиорганосилоксаны и сополидиорганосилоксаны в качестве пленкообразующих материалов
Классы МПК: | C08G77/04 полисилоксаны |
Автор(ы): | Тартаковская Л.М., Божко С.В., Макарова Н.Н. |
Патентообладатель(и): | Институт элементоорганических соединений им.А.Н.Несмеянова РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-10-27 публикация патента:
10.07.1997 |
Использование: для получения пленкообразующих материалов, обладающих мезоморфными свойствами. Сущность изобретения: заявлены полидиорганосилоксаны общей формулы [(R")(C6H5) SiO]l[(C6H5)2SiO]m, где R" = C2H5, н-C4H9, н-C6H13; l = 16,7-33,3, m = 66,7-83,3, сополидиорганосилоксаны общей формулы: [(C6H5)(R")SiO] l[(C6H5)2 SiO] m[(R"")>C6H5)SiO] n, где R"= н-C6H13, R""= CH2=CH, l = 2,8,16,7, m= 66,7, n = 16,6-30,5 или R"R"" = н-C6H13, н-C4H9 l = 1,1-6,7, m= 66,7, n= 26,6-32,2. 2 c.п. ф-лы, 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Полидиорганосилоксаны общей формулыгде R" CnH2n + 1, от С2Н5 до н-С6Н13;
l 16,7 33,3;
m 66,7 83,3;
Mw 8104 8,3105, Mw/Mn 1,60 2,27,
в качестве пленкообразующих материалов, проявляющих мезоморфные свойства в температурном интервале от -6 до 300oС. 2. Сополидиорганосилоксаны общей формулы
где R" н-С6Н13;
R" СН2=СН;
l 2,8 16,7;
m 66,7,
n 16,6 33,3. или
R" R" н-С4Н9, н-С6Н13;
l 1,1 6,7;
m 66,7;
n 26,6 32,2;
Mw (2,0 9,6)105, Mw/Mn 1,6 2,0,
в качестве пленкообразующих материалов, проявляющих мезоморфные свойства в температурном интервале 50 300oС.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к полимерным соединениям класса полидиорганосилоксанов, конкретно к линейным полидиорганосилоксанам общей формулыгде R" C2H5H9H13-; l=16,7-33,3; m=66,7-83,3
и к сополидиорганосилоксанам общей формулы
где 1). R" н-C6H13-, R"" CH2=CH-; l=2,8-16,7, m=66,7, n=16,6-30,5;
2). R"R""= н-C4H9H13-; l=1.1-6.7, m=66.7, n=26.6-32.2
в качестве пленкообразующих материалов, проявляющим мезоморфные свойства в широком диапазоне температур. Заявляемые соединения являются растворимыми полимерами с температурным диапазоном мезоморфного состояния от -6 до 300oC, что позволяет получать ориентированные пленки и волокна в широком температурном интервале. Предлагаемые полимеры наиболее эффективно могут быть использованы в технической химии для получения полимерных материалов, ультратонких пленок, мембран и термостойких волокон, сохраняющих эластичность при высоких температурах, что позволяет использовать их, например, при изготовлении изоляционных материалов. Указанные соединения, их свойства в литературе не описаны. Известны полидиорганосилоксаны на основе 1,1 - дифенил-3,3,5,5-тетра-m-толил-циклотрисилоксанов, 1,1-дифенил-3,3,5,5 - тетракис-(m-трифторметилфенил)циклотрисилоксана [1] а также на основе диалкилтетрафенилциклотрисилоксанов [2] полученные реакцией анионной полимеризации. Известны также полидиорганосилоксаны, а именно полидифенил силоксаны [3] в которых часть фенильных групп имеет различные заместители в пара-положении фенильного кольца, или полидифенилсилоксаны, в которых часть фенильных групп замещена на н-гексильную. Основным недостатком этих полимеров являются невысокие прочностные характеристики. Задачей изобретения является получение новых полимерных соединений - растворимых полидиорганосилоксанов общей формулы (1) и сополидиорганосилоксанов (2), обладающих широким диапазоном мезоморфного состояния в сочетании с хорошими физико-механическими характеристиками, которые могут быть использованы для получения пленкообразующих материалов в ненаполненном и несшитом состоянии, легко подвергающихся переработке. Поставленная задача решается тем, что линейные полидиорганосилоксаны общей формулы (1) получают реакцией анионной полимеризации алкилпентафенилциклотрисилоксанов общей формулы
где R C2H5-, н-C4H9H13-
по схеме
а сополидиорганосилоксаны общей формулы (2) получают реакцией анионной сополимеризации алкилпентафенилциклотрисилоксанов по схеме
где R" C2H5H9-, н-C6H13-;
R"" R" н-C4H9-, CH2=CH-, C6H5-. При температуре 110-150oC в качестве катализатора используют дикалиевую соль поли(фенил)(p-толил)силоксана. Строение полученных полимеров было подтверждено данными элементного анализа и ЯМР-спектроскопии. Полимеры 1-9 получены по общей методике. В реакционную колбу с мешалкой, краном для ввода аргона и системой для отгонки растворителя, предварительно отожженную в вакууме и заполненную аргоном, помещают расчетное количество циклотрисилоксана или циклотрисилоксанов в сухом толуоле. Толуол отгоняют при кипячении в токе аргона и колбу с циклом (или со смесью циклов) термостатируют, после чего при тщательном перемешивании вводят 0,26N раствор дикалиевой соли поли(фенил)(p-толил)силоксана в толуоле из расчета 0,001-0,048 мас. на K+-г. Реакцию проводят при температурах от 110 до 150oC во временном интервале от 10 до 105 мин. По окончании реакции продукты полимеризации растворяют в толуоле и переосаждают в этиловом спирте. Высадившийся полимер промывают спиртом и сушат в вакууме при 60oC до постоянного веса. Загрузки исходных циклотрисилоксанов (ЦТС), структуры звеньев полученных полимеров с соответствующими выходами представлены в табл.1
Из данных, представленных в таблице 1, видно, что при получении сополимеров общей формулы (2) количество дифенильных звеньев (индекс m) в каждом из них, независимо от соотношения исходных алкилпентафенилциклотрисилоксанов, остается постоянным. Из этого следует, что на механические свойства сополимеров (табл. 2, n/n 5-9) в значительной степени влияет соотношение содержания гетерозвеньев в полимерной цепи (индексы 1 и m), которое зависит от количества взятых в реакцию мономеров (каждый из них обладает отличным от другого радикалом). В том случае, когда одним из исходных циклотрисилоксанов является гексафенилциклотрисилоксан, а другим алкилпентафенилциклотрисилоксан, можно видеть влияние содержания дифенильных звеньев на механические свойства полученных сополимеров. Увеличение числа дифенильных звеньев приводит к увеличению прочности сополимера и к резкому падению эластичности. (n/n 3-4, табл. 1, 2), поэтому дальнейшее увеличение числа дифенильных звеньев в сополимере нецелесообразно, т.к. это приведет к получению жестких, но хрупких пленочных материалов. Физико-химические свойства линейных полидиорганосилоксанов представлены в табл.2 (порядковые номера соответствуют табл. 1). Заявляемые полидиорганосилоксаны и сополидиорганосилоксаны, в зависимости от модифицирующего заместителя у атома кремния, обладают широким диапазоном мезоморфного состояния (от -6 до 300oC в сочетании с хорошими физико-механическими характеристиками, а именно предел прочности на разрыв составляет от 14 до 160 кгс/см2 при относительном удлинении от 30 до 400% что позволяет использовать предлагаемые полимеры для получения пленкообразующих материалов в ненаполненном и несшитом состоянии, легко подвергающихся переработке.