Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Модифицирующие системы на основе координационных соединений некоторых амидов для полимерных композиций

Диссертация: Модифицирующие системы на основе координационных соединений некоторых амидов для полимерных композиций
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Актуальность работы. Один из способов направленного изменения физико-механических свойств полимеров, преобразования их надмолекулярной структуры и придания им новых специфических свойств заключается в модифицировании полимеров малыми количествами веществ иного строения. Создание эффективных модифицирующих систем возможно лишь на базе детального исследования механизма действия модификаторов… Читать ещё >

Модифицирующие системы на основе координационных соединений некоторых амидов для полимерных композиций (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
  • ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
    • 1. 1. Структурно-химическая модификация эластомеров
      • 1. 1. 1. Модификация соединениями содержащими полярные группы
      • 1. 1. 2. Модификация соединениями е-капролактама
      • 1. 1. 3. Модификация блокированными изоцианатами
    • 1. 2. Синтез полимеров акриламида
    • 1. 3. Нефтеполимерная смола
    • 1. 4. Методы исследования некоторых физических свойств жидких кристаллов
  • ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
    • 2. 1. Характеристика исходных веществ
    • 2. 2. Подготовка исходных веществ
    • 2. 3. Синтез металлкоординированных полиуретанов на основе олигоэфирдиола, 4,4'-метандиизоцианата и бутандиола
      • 2. 3. 1. Приготовление реакционноспособных металлокомплексных систем
    • 2. 4. Методы исследования
      • 2. 4. 1. Спектральные методы анализа
      • 2. 4. 2. Гель-проникающая хроматогрфия и дифференциально-термический анализ
      • 2. 4. 3. Определение характеристической вязкости
      • 2. 4. 4. Определение физико-механических характеристик
      • 2. 4. 5. Методика исследования электрофизических характеристик
      • 2. 4. 6. Метод определения величины подвижностей носителей заряда
      • 2. 4. 7. Оптические исследования
    • 2. 5. Приготовление резиновых смесей
      • 2. 5. 1. Определение вулканизующей активности
    • 2. 6. Расчет компонентов для синтеза металлкоординированного
      • 2. 6. 1. Синтез БКТ, модифицированного металлокомплексом (МК)
    • 2. 7. Синтез металлкоординированного аддукта акриламида
  • ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
    • 3. 1. Система блокированный е-капролактамом 2,4 толуилендиизоцианат — хлорид переходного металла — моноэтаноламин
    • 3. 2. Система акриламид—2,4-толуилендиизоцианат—СоС12— моноэтаноламин
    • 3. 3. Система е-капролактам—СоС12(МпС12)—моноэтаноламин
  • ВЫВОДЫ

В последнее время интерес к химической модификации полимерных композиций возрос в связи с уменьшением некоторых природных ресурсов, например, нефти и необходимости защиты окружающей среды. Проблема же модификации химической структуры синтетического каучука (СК) возникла практически сразу после получения первого промышленного аналога натурального каучука (НК). Причиной тому явились более высокие физико-механические свойства НК, обусловленные более высокой в сравнении с СК энергией когезии между макромолекулами. Последнее обусловлено наличием в составе НК остаток растительных полипептидов. Основным структурным звеном полипептидов является пептидная группа, сходная по химическому строению с амидной. Способность пептидной группы образовывать лабильные водородные связи, по общепринятому мнению, определяет их повышенную клейкость. Один из способов приближения свойств СК к свойствам НК связан с созданием модификаторов, содержащих полярные группы.

Актуальность работы. Один из способов направленного изменения физико-механических свойств полимеров, преобразования их надмолекулярной структуры и придания им новых специфических свойств заключается в модифицировании полимеров малыми количествами веществ иного строения. Создание эффективных модифицирующих систем возможно лишь на базе детального исследования механизма действия модификаторов, изучения взаимосвязи между их структурой, реакционной способностью и свойствами конечных полимерных композиций. Одним из важных направлений в этой области является получение модификаторов, содержащих в своем составе полярные группы или способных к усилению взаимодействия электронодонорных групп входящих в состав макромолекул. Представление о важной, а иногда и определяющей роли межмолекулярных взаимодействий в процессах образования полимеров не вызывает в настоящее время сомнений, а создание и совершенствование модификаторов, усиливающих эти взаимодействия является актуальной проблемой.

В связи с этим целью настоящей работы является синтез и исследование модифицирующих систем на основе координационных соединений Со (И) и Мп (Н) с некоторыми амидами для полимерных композиций.

Поставленная цель определяет основные задачи теоретических и экспериментальных исследований, такие как: установление реакционных условий получения металлкоординированных модификаторов, изучение строения этих соединений, исследование комплекса свойств модифицированных полимеров и принципа взаимодействия макромолекулярных цепей с координирующими центрами.

Научная новизна работы. Установлена способность полиядерных комплексов на основе хлоридов Со (П), Мп (П) и моноэтаноламина оказывать структурирующее действие на модификаторы полимерных композиций за счет координационного связывания их по амидным группам. На основе комплексов СоС12 с моноэтаноламином и е-капролактамом впервые обнаружены координационные соединения, проявляющие жидкокристаллические свойства. Установлен механизм повышения когезионной прочности макроцепей в полимерных композитах, реализуемый за счет использования микроколичеств металлокомплексных жидкокристаллических систем.

Практическая значимость результатов работы состоит в ее направленности на разработку эффективных способов улучшения свойств полимерных композиций.

Объем и структура работы.

Общий объем диссертации составляет 132 страници, включая 20 таблиц, 57 рисунков и список используемой литературы из 87 наименований.

Во введении обоснована актуальность и определена цель работы, сформулированы основные решаемые задачи и приведены результаты, выносимые на защиту.

В первой главе изложен обзор литературы. На основание проведенного анализа показана научная новизна и актуальность цели работы.

Во второй главе представлены основные объекты исследования и экспериментальные методы, использованные в настоящей диссертации. Для получения металлокомплексных модифицирующих добавок использовали моноэтаноламин, хлориды переходных металлов, акриламид, 2,4-толуилендиизоцианат и е-капролактам. Исходные вещества подвергали очистке согласно описанным в литературе методам. Резиновые смеси готовили согласно общепринятым в резиновой промышленности методам приготовления резиновых смесей и используемым рецептурам. Для получения полиуретанов использовали полибутиленгликольадипинат, 1,4 — бутандиол и 4,4' -дифенилметандиизоцианат. В работе были использованы следующие методы исследования: масс-, электронная и ИК-спектроскопия, гель-проникающая хроматография, дифференциально-термический анализ, дифференциально-сканирующая калориметрия, поляризационная микроскопия и электрофизические методы исследования.

В третьей главе представлены результаты исследований и проведено их обсуждение.

ВЫВОДЫ.

1. Установлена способность полиядерных комплексов на основе хлоридов Со (И), Мп (П) и моноэтаноламина оказывать структурирующее действие на потенциальные модификаторы полимерных композиций за счет координационного связывания их по амидным группам.

2. Установлены реакционные условия получения координационно-связанных аддуктов акриламида и 2,4-толуилендиизоцианата, при которых бы сохранялись свободные изоцианатные группы ТДИ и способность двойных связей акриламида прививаться к ненасыщенным макромолекулам каучука и, таким образом, появлялась возможность повышению его когезионной прочности.

3. Путем взаимодействия хлорида кобальта, моноэтаноламина и в-капролактама получены координационные соединения, проявляющие жидкокристаллические свойстваустановлено строение этих соединений и принцип формирования упорядоченной структуры.

4. Изучены электрофизические свойства полученных жидкокристаллических систем. Установлено, что фазовые переходы кристаллическая фаза — жидкий кристалл — изотропная жидкость проявляются на температурной зависимости электропроводности в виде излома или резкого скачка, а механизм переноса заряда в образцах носит перескоковый электронный характер.

5. Установлена способность координационных соединений на основе хлорида кобальта, моноэтаноламина и в-капролактама улучшать физико-механические свойства и адгезионную прочность к текстильному корду вулканизатов резиновых смесей при использование их микроколичеств в качестве модификатора.

6. Показано, что химическая модификация резиновых смесей координационными соединениями на основе СоС12(МпС12), моноэтаноламина и 8-капролактама осуществляется за счет повышения когезии между макромолекулами в результате координационного связывания полярных групп, входящих в химическую структуру полимеров.

Показать весь текст

Список литературы

  1. З.В., Кутяпина B.C. Структурно-химическая модификация эластомеров основа создания композиционных компонентов резин. //Каучук и резина. — 1996, № 2 — С.3−8.
  2. В.Д., Сахарова Е. В., Потапов Е. Э. Влияние модификации СКИ-3нитронами на кинетику вулканизации и свойства наполненных резин.//Каучук и резина. 1996, № 4-С.29−31.
  3. В.А., Гончарова Л. Т. Новое в рецептуростроении.// Каучук ирезина. 1995, № 1 — С.24−26.
  4. В.Д., Сахарова Е. В., Потапов Е. Э. Влияние модификации СКИ-3нитронами на кинетику вулканизации и свойства наполненных резин.//Каучук и резина. 1996, № 4. — С.29−31.
  5. Л.Е., Масагутова Л. В., Сапронов В. А., Лыкин A.C. О комплексном улучшении свойств резин путем химической модификации каучуков общего назначения.// Каучук и резина. 1985, № 1 — С.16−19.
  6. А.Г. Химическая модификация резин. М., ЦНИИТЭнефтехим, 198 064 с.
  7. В.Н., Аленушкина Л. А. Технология резиновых технических изделий.1. Л.: Химия., 1988 -288 с.
  8. Н.В. Технология резины. М.: Химия. 1979 472 с.
  9. .А., Донцов A.A., Шершнев В. А. Химия эластомеров.- М.: Химия.1981 -376 с.
  10. Т. А., Кавун С. М., Сахновский Н. Л., Елыпевская Е. А. Технологические и технические свойства протекторных резин, модифицированных ПНДФА.// Каучук и резина. 1991. № 12 — С.5−7.
  11. К.Л., Потапов Е. Э. Модифицирующие системы с взаимной активацией компонентов на основе ГХПК и аминов./ Каучук и резина.1996. № 6 С.21−23.
  12. П., Кавун С. М. Новые системы крепления брекерных резин к металлокорду без применения резорцина и солей кобальта./ Каучук и резина. 1999, № 1 — С.32−35.
  13. К.А., Берилло С. А., Потапов Е. Э. Модифицирующие системы нового поколения с взаимной активацией компонентов.//Каучуки резина. -1995, № 2 С.26−29.
  14. К.Л., Потапов Е. Э. Промоторы адгезии резин к металлокорду, содержащие гексахлор-я-ксилол.// Каучук и резина. 1998, № 3 — С.30−32.
  15. A.A., Левит Г. М., Соколов В. Д., Шварц А. Г. Новые адгезионные добавки отечественного производства в брекерных резинах./ Каучук и резина. 1994, № 2 — С.32−35.
  16. А.П., Шварц А. Г., Ершов Е. А., Шехтер В. Е. Повышение прочности крепления брекерной резины к металлокорду.//Каучук и резина. 1995, № 4 — С.22−24.
  17. Т.И., Гришин Б. С., Коссо P.A., Есенькина Г. И., Власов Г. Я. Изучение свойств обкладочных резин в присутствии новых композиционных промоторов адгезии./ Каучук и резина. 1993, № 5 — С.44−47.
  18. Г. Г., Потапов Е. Э., Сахарова Е. В., Шершнев В. А. К механизму формирования адгезионных соединений в системе резина — латунированный металлокорд в присутствии хелатов кобальта и дисульфидов алкилфенолов./ Каучук и резина. 1987, № 9 — С.24−27.
  19. А.Б. Повышение прочности адгезионной связи эластомерныхкомпозиций на основе цис-полиизопрена с текстилем и латунированной сталью./ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань 1988.
  20. Т.В., Ушмарин Н. Ф., Фомин А. Г. Использование продукта Эластид как эффективной модифицирующей добавки для резин с серными вулканизующими системами.//Каучук и резина. 1994, № 5 — С. 18−20.
  21. C.B., Голицина JI.A., Багаев С. И. Продукт взаимодействия s-капролактама с трихлоридом фосфора стабилизатор эластомерные композиции на основе СКИ-3.//Каучук и резина. — 1995, № 4 — С.27−28.
  22. C.B., Буркова Е. В., Алалыкин A.A. N-замещенные олигоамиды е-аминокапроновой кислоты модификаторы резиновых смесей//Каучук и резина. — 1996, № 6 — С.24−27.
  23. И.Г., Демченко Л. П., Холоденко Б. В. Полимерные материаллы и их применение в легкой промышленности. М.: НИИТЭН, 1989 С. 23.
  24. Патент № 2 084 309, Франция, МКИ. Способ вулканизации каучуков. 1972 г.
  25. Патент № 3 793 252, США, МКИ. Вулканизуемые композиции. 1974 г.
  26. А.Г. Совмещение каучуков с пластиками.-М. .-Химия, 1972,-200с.
  27. A.A. Каучук-олигомерные композиции в производстве резиновых изделий.-М.:Химия, 1986,-216с.
  28. A.A. Процессы структурирования эластомеров.-М.:Химия, 1978,-287с.
  29. B.B. Химическое строение и температурные характеристики полимеров.-М.:Химия, 1970,-419с.
  30. И.А., Потапов Е. Э., Шварц А. Г. Химическая модификация эластомеров.-М. :Химия, 1993 ,-304с.
  31. Bergeson C.A.//Modern Plastics Encyclopedia. 1974, V.51, N 10A — P.260−262.
  32. Заявка № 95 102 902/04 Россия (1995) Сальников Г. А., Киселев В. И., Квартальнов В. В., Фадеев Е. И. Способ получения блокированного эпсилон-капрлактамом толуилендиизоцианата.//РЖ. Хим, 1998. 5Н83П.
  33. JI.T., Шаврц А. Г., Андреева B.C., Сафронова JI.B. Модификация резиновых смесей блокированными диизоцианатами.//Каучук и резина. -1982, № 6 С.8−10.
  34. Дж.Х., Фриш К. К., Химия полиуретанов. Пер. с англ./Под. ред. С. Г. Энтелиса. М., Химия, 1968 — 470 с.
  35. И. Б. Модификация свойств обкладочных резин. -М. :НИИТЭ Нефтехим, 1972−109 с.
  36. Т.Е., Василева О. В., Шварц А. Г., Вакула B.JI. К вопросу крепления полиэфирных нитей к резине на основе СКИ-3./ Каучук и резина. 1986, № 6 — С.24−25.
  37. Гаретовская H. JL, Беляева Н. В. Исследование пропиточных составов для полиэфирного волокна на основе блокированных диизоцианатов.//Каучук и резина. 1996, № 6 — С.29−31.
  38. B.C., Габдувалиева А. К. Определение блокированных изоцианатов в пропиточных смесях для тканей транспортных лент//Каучук и резина. 1990, № 8 — С.20−22.
  39. Аверко-Антонович Ю.О., Омельченко Р. Я., Охотина H.A., Эбич Ю. Р. Технология резиновых изделий: Учеб. Пособие. JL: Химия, 1991.-352 с.
  40. И.JI., Дедусенко В. Н. Совершенствование рецептуры адгезивов для крепления шинного корда к модифицированным резинам.//Каучук и резина.- 1983, № 11 С. 25−26.
  41. И.Л., Дедусенко В. Н., Миняйлова П. П. Влияние диффузии модификаторов из обкладочной резины на свойства граничных областей адгезива.//Каучук и резина. 1984, № 2 — С. 16−17.
  42. А.Ф. Влияние блокированного изоцианата на физико-механические свойства резиновых смесей и вулканизатов.//Каучук и резина. 1998, № 5 -С. 23−25.
  43. Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, 1972, Т.1 -1224с.
  44. H.H., Тюринев В. А., Глаголев В. А., Люсова Л. Р. Взаимодействие изоцианата с полиэфирным волокном.// Каучук и резина. 1988, № 6 — С. 14.
  45. А.Ф., Огрель A.M., Туренко C.B., Рева C.B. Особенности модификации каркасных резин блокированным полиизоцианатом и м-фениленбис(малеимидом).//Каучук и резина. 1999, № 5 — С.20−22.
  46. Д.Б., Туслистая Б. Г., Бородушкина Х.Н.//Каучук и резина. -1972, № 4 СЛ3−16.
  47. В.И., Подгорнова В. А., Уставщиков Б. Ф. Синтез N-замещенных амидов ненасыщенных кислот.//Ж.прикл.химии. 1975, Т.48, № 1 — С.2240−2243.
  48. Matejicik A, Cerny J.//Collect. Czechosl. Chem. Commun: 1986, V.51, № 8 -P.1656−1664.
  49. Jedliski Z., Groszek S.//Roczn. Chem. 1967, V.41, № 6 P. l 115−1117.
  50. В.Ф. Водорастворимые полимеры акриламида./Соросовский образовательный журнал, № 5, 1997.
  51. Синтез полистирол акрил амида в присутствии хлорида неодима на носителе/Qu Yahuan, Li Yuliang//Huaxue Shiju=Chem. Reagents.-1996.-18, № 2.-с. 100,69.- Кит.- рез. англ.
  52. В.И., Шадрин В. Н., Казбеков Э. Н., Молотков В. А., Букина М. К. Свободные радикалы в реакциях окисления спиртов и углеводов трехвалентным кобальтом и четырехвалентным церием.//Журн. общ. химии. 1974, Т.44, № 7 — С. 1593.
  53. Л.Г., Курлянкина В. И. Исследование кинетики полимеризации акриламида в водных растворах серной и уксусной кислот, инициируемой ионами трехвалентного кобальта.//Высокомолек. соед. 1987, Т.29, № 5. -С.1086−1090.
  54. А.Л., Фролов В. И., Курлянкина В. И. Спектрофотометрические исследование комплексообразования Со(Ш) в водных растворах уксусной кислоты.//Журн. общ. химии. 1985, Т.55, № 3, — С.522−529.
  55. Исследование термической полимеризации акриламида./Я. Macromol. Sei. -1981, А16, № 5 P. 941−951.
  56. Д.А., Савостьянов B.C., Пономарев А. Н. Особенности термической полимеризации комплексно-связанного акриламида. Изв. РАН, Сер. хим. 1993, № 8 — С.1410−1413.
  57. Ю.В., Бутов Г. М., Беляков М. Е., Черндникова Г. Ф. Новый эффективный заменитель стирольно-инденовой смолы.//Каучук и резина. -1995, № 4 С.24−26.
  58. H.A., Козодой Л. В. Исследования закономерностей синтеза карбоксилсодержащих нефтеполимерных смол.// Новые направления использования продуктов нефтепереработки и нефтехимии. -М., 1989, -С.72−76.
  59. А.П. Экспериментальные исследования жидких кристаллов./ М. Наука, 1978 368 с.
  60. A.C. Введение в физику жидких кристаллов./М.:Наука, 1983 320 с.
  61. А., Стругальский 3. Жидкие кристаллы./ Пер. с польск.// Под ред. Чистякова И. Г. М.: Советское радио, 1979 160с., ил.
  62. Гель-проникающая хроматография./ Под. ред. Кузаева А. И., Черноголовка: Ин-т хим. физики АН СССР, 1974 159 с.
  63. А.И. Определение абсолютных значений молекулярных масс олигомеров стирола и окиси этилена методом гель-проникающей хроматографии.// Высокомол.соед.-Сер.А., 1980, Т.22, № 5 С.1146−1151.
  64. Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. -М: Мир, 1969−236 с.
  65. .Я. Термомеханический анализ полимеров. М.: Наука, 1979 -233 с.
  66. И.М., Исмагилова А. И., Тютько К. А., Хайрутдинов А. Р. Исследование мезоморфного поведения металлкоординированных производных ароматических изоцианатов// Шестая Межд. Конф. По химии и физикохимии олигомеров. Черноголовка, 1997 С. 56.
  67. А.И. Структурная организация и электрофизические свойства металлкоординированных полиуретанов.// Дисс. канд. хим. наук., Казань, КГТУ, 2000- 150 с.
  68. И.М. Зс1-металлкоординированные полиуретаны.//Дисс.докт. хим. наук., Казань, КХТИ, 1995 380 с.
  69. Патент РФ № 2 028 317. Давлетбаева И. М., Рахматуллина А. П., Кузаев А. И., Целикова Е. П., Михалкин В. И., Бердников В. И. Способ получения антистатического полиуретана.
  70. Патент РФ № 2 028 318 Давлетбаева И. М., Рахматуллина А. П., Кузаев А. И., Целикова Е. П., Михалкин В. И., Ступмнская A.M. Способ получения антистатических полиуретанов.
  71. И.М., Рахматуллина А. П. Исследование взаимодействия хлоридов Cu(II), V (II) и Co (II) с ароматическими изоцианатами методом электронной спектроскопии.//Ж. прикл. химии., 1994, Т.67, № 4 С.618−622.
  72. И.М., Хайрутдинов А. Р., Насыбуллина JI.A. Модификация резиновых смесей металлкоординированными олигомерами, содержащими полярные группы.// Шестая Российская научн.-практ.конференция резинщиков. Москва, 1999 С. 132.
  73. И.М., Парфенов В. В., Хайрутдинов А. Р., Сатдарова Н. М. Электрофизические свойства мезогенных комплексов на основе низкомолекулярных полиамидов. // Шестая Межд. Конф. По химии и физикохимии олигомеров. Черноголовка, 1997 С. 105.
  74. Baessler Н., Labes М.М., Phys. Pev. Lett. Vol.21, N.27, 1968 p. 1791−1793.
  75. Kusabayshi S., Labes M.M., Molec. Cryst. and Liquid Cryst. N.7, 1969 p.395−405.
  76. Ф.К., Башук M.A., Сб. Докладов II Всесоюзной конференции по жидким кристаллам и их практическому применению. Иваново, 1973 -с.103−107.
  77. Kauffman J.W., J. Chem. Phys., Vol.54, N 6, 1971 P.2424−2429.
  78. В.И. Межвузовский сборник научных трудов., Иваново, 1980 с.65
  79. Бобров В.И. Ill Всесоюзная конференция по жидким кристаллам и их практическому применению. Тезисы докладов. Иваново, 1974 с. 69.85 Бобров В. И. Там же, с. 69.
  80. L.Orion, Jose L. Serrano Metallomesogenic Polymers.// Advanced materials, 1995, 7, № 4
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!