Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Анилино-формальдегидные полимеры



 

Анилино-формальдегидные олигомеры (АФО.) – продукты взаимодействия анилина с формальдегидом. В зависимости от условий синтеза получают термопластичные или термореактивные олигомеры.

Получение. В зависимости от соотношения обоих компонентов и условий проведения реакции (рН среды) получают низкомолекулярные вещества или олигомеры, превращающиеся при длительном нагревании в полимеры.

В щелочной, нейтральной и слабокислой средах при избытке анилина (мольное соотношение 2:1)образуется метилендифениламин, который перегруппировывается в п,п-диаминодифенилметан:

 

 

 

Механизм реакции

1.   N-метилоланилин

 

2.     метилендифениламин
3. Перегруппировка
   

 

 

n,n’-диаминофенилметан

 

Полученный продукт используется в основном в качестве исходного мономера в производстве полиамидов.

В нейтральной и слабокислой средах при эквимолекулярном соотношении исходных реагентов образуется, по-видимому, метиленанилин
C6H5–N=CH2, который не удается выделить, так как он выпадает из водного раствора в виде тримера метиленанилина – ангидроформальдегиданилина. Это кристаллический продукт (Тпл. = 143°С) строения:

I

В сильнокислой среде (рН = 4) при соотношении компонентов 1:1 или небольшом избытке формальдегида в качестве промежуточного продукта образуется п-аминобензиловый спирт (Тпл .= 65°С), превращающийся при отщеплении воды в ангидроаминобензиловый спирт пл. ~214°С):

Термопластичные анилино-формальдегидные олигомеры линейной структуры получают, нагревая продукты I или II с минеральными или органическими кислотами при 130 – 180°С в течение нескольких часов; при этом, по-видимому, происходит полимеризация с раскрытием циклов. Причем, в случае ангидроформальдегиданилина (I) вначале образуются линейные цепи, содержащие громоздкие заместители

 

 

которые под влиянием кислот и при длительном нагревании подвергаются перегруппировке с образованием олиго-п-бензиламина олигомера линейного строения:

 

 

Полимеризация п-ангидроаминобензилового спирта (II) происходит по схеме:

 

Попытки отверждения олиго-п-бензиламина путем обработки формальдегидом не увенчались успехом. Поэтому он находит весьма ограниченное применение, например, в качестве добавки в производстве дугостойких прессматериалов на основе меламиноформальдегидных олигомеров. Такие добавки способствуют улучшению диэлектрических свойств материала.

 

Mодифицированные термопластичные анилино-формальдегидные олигомеры для лаков получают нагреванием I с жирными кислотами при 230 – 240°С или с растительными маслами при 260 – 270°С.

Термореактивные АФО. получают при большом избытке формальдегида (1 : 2 и более) в сильнокислой среде. На первой стадии процесса происходит протонирование молекулы формальдегида с образованием нестойкого карбониевого иона, который атакует ароматическое кольцо, образуя смесь моно-, ди- и триметилоланилинов:

 

 

 

 

Преимущественное количество о,п-диметилоланилина (III) в смеси метилоланилинов способствует образованию статистического преполимера, при дальнейшем нагревании которого в результате трехмерной поликонденсации получают полимер пространственного строения.

Промышленный синтез этих смол осуществляют по следующей методике: в смесь анилина (1 масс. ч.) и воды (6 масс. ч.) при охлаждении и перемешивании постепенно добавляют раствор НСl (конц.); затем при
30 – 40°С, продолжая перемешивание, вносят формалин (1,5 моль на
1 мольC6H5NH2), после чего продолжают нагревание еще 1 – 1,5 ч. Образовавшийся олигомер выделяют при нейтрализации смеси 25%-ным раствором NaOH. Его промывают водой, сушат в вакууме при 60 – 70°С до остаточной влажности 4% и измельчают. После отверждения олигомера при нагревании получают продукт сетчатой структуры (IV):

Отверждение происходит медленнее, чем в случае феноло-формаль­дегид­ных резольных смол; конечный продукт способен при нагревании незначительно размягчаться. Поэтому переработка термореактивных АФО. методом прессования малоэффективна, так как для извлечения изделия из прессформы последнюю необходимо охлаждать. В производстве чаще используют смешанные анилино-феноло-формальдегидные олигомеры, технология получения которых аналогична технологии получения резольных феноло–формальдегидных олигомеров.

Свойства. Термопластичные смолы – хрупкие низкомолекулярные вещества от желтого до красно-коричневого цвета; хорошо растворяются в смеси спирта с бензолом; температура размягчения 72 – 85°С.

Их существенным недостатком являются низкая теплостойкость и недостаточная текучесть, что ограничивает использование этих олигомеров для пропитки наполнителя. Кроме того, прессование ненаполненных АФО. должно осуществляться при высоких давлениях [30 – 80 МН/м2
(300 – 800 кгс/см2)] и температурах (160 – 185°С).

Отвержденные АФО. непрозрачны, цвет их – от желтого до коричневого; они плохо окрашиваются. Характеризуются хорошей водо- и маслостойкостью, устойчивы к действию щелочей. Их электроизоляционные свойства выше, чем у мочевино-, меламино- и феноло-формальдегид-ных смол. Отвержденные АФС. (без наполнителя) темнеют под действием солнечного света и разлагаются сильными кислотами (см ниже).

Переработка и применение. АФО. перерабатывают методами компрессионного прессования и литья под давлением.

Для получения пластмасс (пресс-порошки, слоистые пластики) используют только термореактивные АФО., причем наиболее широко анилино-феноло-формальдегидные смолы с различными наполнителями. Такие смолы обладают высокими электроизоляционными свойствами. Слоистые пластики на основе АФО. характеризуются низким водопоглощением и хорошими механическими и диэлектрическими свойствами. АФО. .применяют также для отверждения эпоксидных смол. Модифицированные термопластичные АФО. используют для получения лаков.

За рубежом АФО. выпускают под названием цибанит.

 

Основные характеристики АФС (без наполнителей):

 

Плотность, г/см3 1,22 – 1,25
Прочность, МН/м2 (кгс/см2) при растяжении при статическом изгибе при сжатии   60 – 70 (600 – 700) 86 – 140 (860 – 1400) 140 – 160 (1400 – 1600)
Ударная вязкость, кДж/м2, кгс·см/см2 0,68
Относительное удлинение при разрыве, % 1,5
Модуль упругости, ГН/м2 (кгс/см2) 3,5 (0,35·105)
Теплостойкость по Мартенсу, °С 130 – 140
Удельная теплоемкость, кДж/(кг·К) [кал/(г°С)] 1,05 – 1,26 [0,25 – 0,30]
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) [ккал/(м·ч·°С)] 3,02·10–4 [2, 6·10–5]
Водопоглощение, % 0,1
Диэлектрическая проницаемость (20° С, 50 гц) 3,7
Удельное объемное электрическое сопротивление, Том·м [ом·см] 0,1 – 0,3 [(1 – 3)1013]
Тангенс угла диэлектрических потерь (50 гц) 0,002
Электрическая прочность (20° С), МВ/м или кВ/мм

 


[1] Текс – масса (в граммах) нити или жгута длиной 1000 м.

*Повышая температуру сушки и соотношение формальдегида и фенола, можно получить новолаки с более высокой температурой каплепадения (до 115 °С)

*Безаммиачными называют пресс-порошки, не содержащие уротропина, при разложении которого выделяется аммиак.

* Сиккативы – катализаторы окисления ненасыщенных растительных масел, применяемые для ускорения высыхания маслосодержащих лакокрасочных покрытий.




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.