Введение к работе
Актуальность темы. Создание промежуточных продуктов для эластичных полиуретанов, обладающих высокими физико-механическими показате-іями, повышенной термостойкостью, пониженной горючестью - одна из акту-тьных проблем современной химии высокомолекулярных соединений. Из-іестно, что введение атомов фосфора в структуру полиуретанов является іаиболее распространенным методом повышения термоокиспительной ус-ой.чизости и негорючести данного класса полимеров. В качестве фосфори-іирующнх агентов зачастую используют фосфорорганические соединения. )днако, фосфорсодержащие полиэфиры промышленностью не выпускаются і гидролитическая стабильность их недостаточна, а синтез фосфорсодержащих полиизоцианатоз является весьма трудоемким процессом. ПерСПеКТИВ-ими м wnnfiuuin рпплпКліі оіїіпвиід(і i+ir>rrhrma а плп«іюп овппдтга nnWMAW/=*MMP
фосфорсодержащих полиолов в качестве удлинителей цепи и сшивающих гентов.
Наиболее приемлемыми соединениями такого рода являются диалкил-фссфиты, которые вступают в реакцию переэтерификзции с гликолями с образованием фосфорилированных полиолов. В тоже время, в информацион-ых источниках отсутствуют данные об использовании для синтеза полиуре-анов смешанных г.ошолов, содержащих фосфор и бор, соединения послед-его также являются эффективными ингибиторами термоокисления и горения азных классов полимеров.
Таким образом, изучение возможности синтеза полиуретанов с приме-ением борсодержащих производных димэтилфосфита является перспектив-ым направлением решения проблемы повышения устойчивости полиурета-ов к термоокиспительной деструкции и горению.
Работа выполнялась при финансовой поддержке Министерства общего профессионального образования РФ. Грант 1998 г. «Разработка композици-нных материалов нового поколения на основе привитых волокнистых поли-іеров и полиуретанов пониженной горючести» (шифр 98-8-2.2-12S).
Цель работы заключалась в выявлении закономерностей процесса синтеза эластичных полиуретанов на основе промышленных мономеров и борсодержащих производных диметилфосфита, обладающих повышенной термоокислительной устойчивостью и негорючестью.
Достижение цели обеспечивалось:
синтезом олигомерного соединения - бората метилфосфита - в результате взаимодействия борной кислоты и диметилфосфита, его переэтерификацией гликолями ( этиленгликолем, дизтиланглико-лем, глицерином и 1,4-бутандиолом), исследованием условий синтеза;
разработкой оптимальных условий синтеза фосфор-, борсодержащих полиуретанов, оценкой физико-механических свойств полимеров, устойчивости их к действию термоокиспительной деструкции и действию открытого пламени.
Научная новизна. Впервые получены полиуретаны с применением синтезированных борсодержащих производных диметилфосфита, являющихся удлинителями цепи макродиизоцианата, полученного на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и политетраметиленэфиргликоля. Для синтеза фосфор-, босодержащих агентов исследовали реакцию диметилфосфита с борной кислотой. Установлено, что реакционным центром при взаимодействии является атом фосфора, содержащий концевые метоксифосфитные группы. Реакция протекает по бимолекулярному механизму и имеет второй порядок. Изучена возможность переэтерификации гликолями продукта реакции диметилфосфита и борной кислоты. Процесс переэтерификации протекает по двум реакционным центрам: по метоксифосфитным группам при атоме фосфора и по гидроксифуппам при атоме бора. Реакция имеет второй порядок. Показано, что фосфор-, борсодержащие полиуретаны имеют высокие показатели физико-механических свойств, характеризуются повышенной устойчивостью к действию термоокислительной деструкции и открытого пламени.
Практическая ценность. Результаты исследований по применению борсодержащих фосполиолов в качестве удлинителей цепи при синтезе зла-
зтичных полиуретанов и изучение термоокислительной устойчивости и устой-швости к действию открытого пламени данного класса полимеров позволили юлучить и рекомендовать для использования эластичные полиуретаны в ка-^стве более термостойких пленочных покрытий. Для этого разработаны но-зые методики синтеза фосфор-, борсодержащего полиэфира, а также борсо-^ержащих фосполиолов. Методы обеспечивают высокие выходы соединений. Апробация работы. Материалы работы представлялись и доклады-
"" ПІ1ЯІ 111 VI ІПМ/ ПІ И тГ\*\ П І ІЛН linmillnu irril ll-tt<-.r4<-M и tl II л „II l^n n--i Ь <-»П(-Ч ПІ IV WI IrtI 14- u
JQJ irtlst3 П<Д /\i iViCi/r^jf rtafJWf\n\jv\ пау-іпикі rxVJn^C^K^riL^rivi SLui\*jjili iviwj iw^uia ji iui lumJ
Владимир, 1998 г.); на V международной конференции «Наукоемкие химические технологии» ( Ярославль, 19S8 г.), ежегодных научных конференциях ВолгГТУ и Золжского политехнического института 1993-2000П на IV и V межвузовских научно-ірактических конференциях студентов и молодых ученых Волгограда и Волгоград-жой области (Волгоград, 1998 (3-я премия), 1999 г.); на международной конференции-совещании «Современные технологии в образовании и науке» (Саратов 1999 г.), ^з (И и !У мл,"''1ун20'^г,нь!х i(ou/^,Qrtft4i,ij,nv 2^г,и**СкГ1ные '^те^ч^г"-1 пониженной го-5ЮЧЄСТИ» (Волгофад, 1998 г., 2000 г).
Публикация результатов. По материалам диссертации опубликовано 5 статей и тезисы 9 докладов, имеется один патент.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 132 страницах, содержит 23 таблицы, 49 рисунков, состоит из введения, трех глав, выводов, библио-рафическсго списка из 105 наименований и приложения. Впервой главе \ан анализ публикаций о роли молекулярной организации полиэфиров в реакциях образования полиуретанов, а также о методах получения полиуретанов, содержа-цих атомы фосфора и бора. Обзор заканчивается формулировкой задачи исследо-зания. Во второй главе изучена реакция диметилфосфита с борной кислотой, з также переэтерификзция ряда гликолей продуктом этой реакции. Обсуждаются ре-іультатьі применения борсодержащих фосполиолов при синтезе полиуретанов. Да-іее рассмотрены возможные области применения фосфор-, борсодержащих полиуретанов. Третья глава содержит характеристики исходного сырья, описание жспериментов, методики изучения кинетики реакций и свойств полученных полиуре-_анов
