Химия и химические науки/ 1. Пластмассы, полимерные и синтетические

материалы, каучуки, резинотехнические изделия, шины и их производство

Магистр Маннанова Олеся Рафисовна

Башкирский государственный университет, Россия

Синтез полимерных продуктов на основе низкомолекулярного

1, 2 – полибутадиена и малеинового ангидрида

На одно из первых мест в химии и технологии полимеров выдвигается проблема синтеза новых полимеров путем химической модификации уже существующих полимеров с целью получения на их основе новых материалов с комплексом ценных свойств.

Ненасыщенные полимеры, благодаря наличию в составе макромолекул реакционноспособных двойных связей, являются удобными объектами для осуществления химической модификации. Введение в состав макромолекул ангидридных группировок позволяет улучшить ряд свойств полимера: теплостойкость, прочность, твердость, адгезионные свойства и растворимость полимерных продуктов. Подобные полимерные продукты могут быть подвергнуты дальнейшей модификации по ангидридной группе с введением функциональных групп различной природы.

Целью настоящей работы являлась модификация 1,2-полибутадиена (1,2-ПБ) малеиновым ангидридом (МА) и изучение свойств синтезированных полимерных продуктов.

Синтез модифицированных полимерных продуктов проводили в автоклаве в среде органического растворителя при температуре 190-195оС.

Изучено влияние различных факторов (мольного соотношения реагентов и продолжительности реакции) на степень функционализации 1,2-НПБ. Установлено, что с увеличением мольного соотношения МА/1,2-ПБ от 0,1 до 0,7 наблюдается повышение степени функционализации от 3,1% до 9,5%. При мольном соотношении реагентов более 0,8 наблюдалось гелеобразование с получением нерастворимого продукта.

Таблица 1.

Влияние мольного соотношения реагентов на выход и степень функционализации модифицированного полимера (хлороформ, 190оС, 5 ч.).

№ п/п	Мольное отношение МА/1,2-ПБ	α, %	Выход полимера, %
1	0,1	3,1	91,2
2	0,3	4,6	92,4
3	0,5	5,7	93,1
4	0,7	9,5	91,9
5	0,8	-	*
6	1	-	*

*-гелеобразование

Рис. 1. Зависимость степени функционализации МПБ от времени

Результаты ЯМР13-спектроскопии свидетельствуют, что присоединение малеинового ангидрида происходит как ен-реакция по винильным связям полимера без раскрытия цикла, при этом двойная связь смещается к β-углеродному атому винильной связи:

Определены условия модификации 1,2-ПБ малеиновым ангидридом, позволяющие получать полимерные продукты со степенью функционализации до 15% с высоким выходом.

Получение модифицированного полимера подтверждается данными ИК-спектроскопии. В области 1780 см^-1 и 1875 см^-1 появляются сигналы, соответствующие ангидридной группе. Интенсивность сигналов в области 1630 см^-1, соответствующих винильным группам, снижается, что может свидетельствовать об уменьшении количества концевых двойных связей в результате модификации.

Модификация 1,2-ПБ малеиновыми группами приводит к изменению физико-химических свойств полимера: увеличению характеристической вязкости и константы Хаггинса, снижению текучести полимерного расплава и повышению температуры стеклования.

Экспериментально показана возможность получения на основе малеинизированного 1,2-ПБ новых полимерных продуктов, содержащих амидные группы.

Установлено, что соли (Na, Zn, Ca), полученные на основе малеинизированного 1,2-полибутадиена, повышают термостабильность ПВХ и могут быть использованы в составе ПВХ-композиций в качестве добавок, улучшающих текучесть полимерного расплава и термическую устойчивость полимера при условиях переработки.

Таким образом, химическая модификация 1,2 – ПБ позволяет получить ряд ценных продуктов и расширить области их применения.