Диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров
DIGLYCIDYL ETHER OF 4-CHLOROPHTHALIC ACID AS A MONOMER FOR PRODUCING EPOXY POLYMERS

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к хлорсодержащему диглцидиловому эфиру, который может быть использован в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров.
Изобретение относится к новому химическому соединению, конкретно к ди[1,2-карбокси-(2,3-эпокси-пропан)]4-хлор-бензолу.
в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров.
Известны хлорсодержащие эпоксидные соединения, которые используются в качестве мономеров для синтеза эпоксидных полимеров:
1. Пат. Японии № 15540, сер. 2, сб. 12-68, опубл. 1964.
2. Пат. США № 3399174, кл. 260-47, опубл. 1968.
3. Авт. свид. СССР № 684044, С 08G 59/00. Опубл. 05.09.79. Бюлл. №33.
4. Авт. свид. СССР № 1219595, С 08G 59/06. Опубл. 23.03.86. Бюлл. №11.
Недостатками этих мономеров являются недостаточно высокие значения огнестойкости и механических свойств получаемых на их основе эпоксидных полимеров.
Более близким к предлагаемым по структуре и свойствам является авт. свид. СССР № 1126571, C 07D 303/28.«Хлорсодержащие ди- и триэпоксиды в качестве мономеров для получения эпоксидных полимеров», от 09.01.81. опубл. 30.11.84., бюлл. № 44. В этом источнике из предлагаемых мономеров - ди, и триэпоксидов получают хлорсодержащие эпоксидные полимеры.
При достаточно высоких значениях огнестойкости и механических свойств получаемых полимеров, они не обладают высокой термостойкостью.
Задачей изобретения является расширение ассортимента мономеров с реакционноспособными концевыми эпоксидными группами и получаемых на их основе полимеров с заранее заданным комплексом необходимых свойств и работающих под действием различных внешних условий.
Задача решается получением нового хлорсодержащего диэпоксида - ди[1,2-карбокси-(2,3-эпокси-пропан)]4-хлор-бензола взаимодействием4-хлорфталевой кислоты с эпихлоргидрином (ЭХГ) в присутствии раствора щелочи.
Пример 1.
В трехгорловую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 5,0145 г (0,025 моль) 4-хлорфталевой кислоты, 9,25 г (0,1 моль), эпихлоргидрина. Включают перемешивание, и повысив температуру до 75°С, выдерживают в течение 1 часа, добавляют 3,65 г (0,0505 моль) гидроксида натрия в виде 14,5 н. раствора. Температура за счет экзотермической реакции поднимается до 80°С. Выдерживают при этой температуре в течение двух часов. После этого, содержимое колбы охлаждают до 50°С, убирают мешалку, присоединяют прямой холодильник, и под пониженным давлением, отгоняют эпихлоргидрин. Содержимое колбы - маслянистую жидкость разбавляют 50 мл хлороформа и промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции промывных вод на хлор-ионы, и нейтральной реакции по фенолфталеину. После этого, проводят отгонку хлороформа при 75°С сначала при атмосферном давлении, затем при пониженном давлении. Получают 7,43 г (95 %) светло-желтой жидкости - диэпоксида - ди(1,6-карбокси-2,3-эпокси-пропан)4-хлор-бензола
Из результатов элементного анализа, функционального анализа, тонкослойной хроматографии, ИК-спектроскопии образуется диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты формулы:
Расчетная молекулярная масса продукта = 312,705; элементный состав, %:
С = 53,77/52,95; Н = 4,19/4,22; О = 30,7/30,86; Сl = 11,34/11,25 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено). Содержание эпоксидных групп (%) - 27,5/22,8 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).
-1
аром
В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощения в области, см: 1085-1065 (C-Cl); 920, 880 (эпоксидная группа); 1735-1720 (сложноэфирная группа).
Пример 2.
По примеру 1, только количество эпихлоргидрина в реакционной смеси составляет 13,88 г (0,15 моль). Выход продукта реакции составляет 95,6%. Содержание эпоксидных групп (%) - 27,5/23,6 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).
Пример 3.
По примеру 1, только количество эпихлоргидрина в реакционной смеси составляет 18,5 г (0,2 моль). Выход продукта реакции составляет 96,4%. Содержание эпоксидных групп (%) - 27,5/25,7 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).
Пример 4.
По примеру 1, только количество эпихлоргидрина в реакционной смеси составляет 23,1 г (0,25 моль). Выход продукта реакции составляет 98%. Содержание эпоксидных групп (%) - 27,5/26,9 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).
Синтезированный диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты отверждается известными отвердителями аминного и ангидридного типов. Наряду с простотой процесса синтеза, важным преимуществом предлагаемого соединения является так же и то, что оно является жидкостью, что даст возможность получать на ее основе заливочные компаунды, обладающие повышенной огнестойкостью и другими эксплуатационными характеристиками.
В таблице приведены некоторые свойства эпоксидных полимеров, полученных по примеру 4 и аналога, отвержденных 4,4'-диаминодифенилметаном.
Таблица
Эпоксидный полимер
Свойства отвержденных эпоксидных полимеров<sup>⃰</sup>
Время самозатухания, сек
σ<sub>разр., </sub>кгс/см<sup>2</sup>
Т<sub>2%,</sub>°С
По примеру 4
1-2
850-880
400-420
Аналог
2-3
800-830
375-380
разр.
σ- разрушающее напряжение при статическом изгибе;
2%
Т - температура 2%-й потери массы на воздухе.
При прикладном использовании предлагаемого диглицидилового эфира 4-хлорфталевой кислоты получаются полимеры с повышенными значениями огне-, тепло- и термостойкости, сохраняющие хорошие диэлектрические свойства в широком интервале температур и частот, легко растворимы в обычных органических растворителях и могут перерабатываться в изделия обычными технологическими методами.
Технический результат - расширение ассортимента мономеров с реакционноспособными концевыми группами, вступающих в реакции синтеза полимеров.