SU619492A1 - Method of obtaining carboran-containing polyamides - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области п5лучени  карбора НС о держащих полиамидов (полиамидофенилхиноксалинов). Известен способ получени  полиамидснt t-Y NHCOгде V - м - или И - фенилен; А - ом-j П -фенилен или И . - Х- П (,0,S,SO,S02 ГТН 3 Недостатком этого способа  вл етс  необходимость проведени  реакции привы соких температурах ( - 20О°С) в течени 2-4 ч. Кроме того, полученные этим методом полимеры имеют сравнительно низкую теплостойкость, по данным ТГА их деструкци  на воздухе сопровождаетс  полным разложением полимера уже при тем™ пер турах пор дка 60О°С. Наконецпри осуществлении этогосцособа используют токсичный растворитель-л -.1фез известен способ получени  карборансо держащих полиамидов поликонденсацией диаминов с дихлорангидридами дикарбоно вых кислот 2j . фенилхиноксалинов, не содержащих в структуре карборана, основанный на взаимодействии ароматических тетраминов с бис(с1.- Дикетонами) следующего строени  ONH-Y-6-t- Основным недостатком полимеров, по лученных указанным способом,  вл етс  их низка  термостойкость - по данным ТГА их разложение на воздухе начинает СИ уже при 200°С, это преп тствует использованию полимеров при высоких температурах . Крометого, они имеют очень высокие температуры разм гчени  (выше . температур рааложени ), что создает значительные трудности при переработке. Целью изобрет чи  Я1вл етс  повыщение тепло- и термостойкости полиамидов и получение вьюокопл.коксового остатка при термоокислительной . деструкции последних-. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в качестве диаминов используют бис (аминофенилхиноксадины) обще и формулыFIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of Carbene HC 5 containing polyamides (polyamidophenylquinoxalines). A known method of producing polyamide t-Y NHCO is where V is m - or I - phenylene; And - om-j P -phenylene or And. - Х - П (, 0, S, SO, S02 ГТН 3 The disadvantage of this method is the need to carry out the reaction at high temperatures (–20 ° C) for 2-4 hours. In addition, the polymers obtained by this method have relatively low heat resistance , according to TGA, their destruction in air is accompanied by complete decomposition of the polymer already at those stages in the order of 60 ° C. Finally, the toxic solvent is used in this method: l-1fez, there is a known method for producing polymers of polymers in Carborans-containing polycondensation of diamines with dicarbonyl dichloride hydrides acidic acids of 2j. phenylquinoxalines, which do not contain carboranes in the structure, based on the interaction of aromatic tetramines with bis (c1.-diketones) of the following structure ONH-Y-6-t- The main disadvantage of polymers obtained by this method is their low thermal stability. according to TGA data, their decomposition in air begins to occur at 200 ° C, which prevents the use of polymers at high temperatures. In addition, they have very high softening temperatures (higher). delivery temperatures), which creates considerable difficulties in processing. The aim of the invention is to increase the heat and heat resistance of polyamides and to obtain a cooper residue when it is thermal-oxidative. destruction of the latter-. The goal is achieved by the use of bis (aminophenylquinoxadines) as diamines in general and

H,N « где R - оцинарна  св зь; OjSO; COjSjCHp в качестве дихлорангидридов дйкарбоновых кислот используют дихлорангидрид карборандикарбоновой кислоты или смесь последнего с дихлорангидридами дикарбане вых кислот при содержании в этой смеси дихлорангидрида карборандикарбоновой кислоты 6-rts Сочетание в структуре полученных по предлагаемому способу полимеров фенилхиноксалиновых и карборановых фрагментов , как обнаружилось, peaico мен ет их термические характеристики: они имеют высокую теплостойкость и в результате образовани  вторичных структур их тбрмо окислительна  деструкци  не сопровождаетс  полным разрушением полимеров. Наличие высокого коксового остатка при 800°С может быть объ снено образо ванием вторичных структур в полимере за счет взаимодействи  карборановых фрагментов с реакционноспособными группами уже присутствующими в полимере или образующимис  в процессе его деструкции Таким образом, введение карборановы циклов в макроцепь полиамидофенилхиноксалинов оказывает несомненный стабили . О - (i В ИК-спектрах модельного соединени  и полученных полимеров наблюдаетс  поглощение при 260О см , приписываемое колебани м карборанового  дра и поглощение в области 168О-1720 см , хара теризующее колебание амидной св зи. Полученные полиамидофенилхиноксалины могут быть использованы в качестве теш1е - и термостойких конструкционных материалов, клеевых композиций, пленочных материалов и покрытий. Пример 1.К раствору 1з1,84 г (О,ОО2 моль) (4-амидофенил)-3NHzH, N "where R is an occine bond; OjSO; COjSjCHp as dichloric acid dichloric acids use dichlorohydrate carboranic acid or a mixture of dichloric acid and dichloric acid with a mixture of dichloric acid and dichloric acid; characteristics: they have high heat resistance and, as a result of the formation of secondary structures, their oxidation is tbrmo the pipe is not accompanied by the complete destruction of the polymers. The presence of a high coke residue at 800 ° C can be explained by the formation of secondary structures in the polymer due to the interaction of carborane fragments with reactive groups already present in the polymer or formed in the process of its destruction. Thus, the introduction of carborane cycles into the macrochip of polyamidephenylquinoxinoxins exerts undoubted stability. O - (i In the IR spectra of the model compound and the polymers obtained, absorption at 260 O cm, attributable to vibrations of the carborane core and absorption in the 168 O-1720 cm region, characterizing the vibration of the amide bond, is observed. The polyamide-phenylquinoxalines obtained can be used as tester and heat-resistant structural materials, adhesive compositions, film materials and coatings. Example 1. To a solution of 1s1.84 g (O, OO2 mol) (4-amidophenyl) -3NHz

Реакцию провод т в среде инертного растворител  (например, в тетрагидрофу- ране) с применением в качестве акцептора выдел ющегос  НС6 триэтиламина. Реакци  бис( аминофенилхиноксалинов) с карборандикарбоновой кислотой проходит по схеме ТГФ f (10бБ,аН,/С0111 -р. NHtO- tB.oHioti зируюший эффект, привод  к улучшению других физико механических свойств полимеров (например, относительное удлинение повышаетс  на пор док). Количество карборановых фрагментов в полимере можно регулировать изменением исходного соотношени  дихлоранЬидрида карборанди- карбоновой кислоты и дихлорангидридов прочих дикарбоновых кислот. Получающиес  этим методом полимеры обладают хорощей растворимостью, что позвол ет легко осуществл ть переработку их в издели . Структура полученных карбораисодержащкх полиамидофенилхиноксалинов подтверждена идентичностью ИК-спектров полимеров и модельного соединени , специально синтезированного дл  этой цели o И - « ONH: -фeнилxинoкcaлилaJ в 5 мл тетрагидроф рана (ТГФ) при комнатной температуре и перемешивании добавл ют 0,5 мл (0,004 моль) триэтиламина и 0,484 г (0,002 моль) дихлорангидрида м-карборандикарбоновой кислоты. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре 30 мин в токе аргона, после чего разбавл ют 1О мл ТГФ и выливают в воду. Полимер отфильтровывают, тщательно промывают водой, затем метанолом и сушат. Выход количественный. Г1олиме) пере- осаждают из раствора в хлороформе- мета-The reaction is carried out in an inert solvent (for example, in tetrahydrofuran) using triethylamine as the acceptor. The reaction of bis (aminophenylquinoxalines) with carborane dicarboxylic acid is carried out according to the scheme THF f (10bB, anH, / C0111 - p. NHtO- tB.oHioti, the resulting effect, leading to an improvement in other physicomechanical properties of polymers (for example, the relative elongation increases by order). The amount of carborane fragments in the polymer can be controlled by changing the initial ratio of the dichlorohydride of carboradicarboxylic acid to the dichloroanhydrides of other dicarboxylic acids. The polymers obtained by this method have good solubility, which allows to process them into articles. The structure of the obtained carboral-containing polyamidophenylquinoxalines is confirmed by the identity of the IR spectra of the polymers and the model compound specially synthesized for this purpose by o AND - "ONH: phenylquinoxyllylJ in 5 ml of tetrahydrofusion (THF) at room temperature and mixing added 0.5 ml (0.004 mol) of triethylamine and 0.484 g (0.002 mol) of m-carborane dicarboxylic acid dichlorohydride.The reaction mixture is stirred at room temperature for 30 minutes in a stream of argon, then diluted with 100 ml of THF and poured into water. The polymer is filtered off, washed thoroughly with water, then with methanol and dried. The output is quantitative. G1Molime) is precipitated from solution in chloroform-methane

НОЛОМ. пр. 0,8 дл/г {0,5%-ный раствор в м,-крезоле при 25°С). Температура разм гчени  300°С(по термомеханической кривой)температура начала разложени  на воздухе 270 С ( по данм,1м ТГА при скоростм подъема температуры 6 С/мин, NOLOM. pr. 0.8 DL / g {0.5% solution in m, -Cresol at 25 ° C). Softening temperature 300 ° С (according to the thermomechanical curve) the temperature of the beginning of decomposition in air is 270 ° C (according to danam, 1 m TGA with a temperature rise rate of 6 ° C / min,

Величина коксового остатка при SOO C57% .The coke residue with SOO C57%.

Пример 2. Получение и выделение п,олимера аналогично описанному в примере 1, но в качестве диамина использу- ют 1,210 г (0,О02 моль) (4-амидофенил )-3 фенилхиноксалилЗ-7,7-оксида. Прр. продукта 1,85 дл/г (0,5%-ный рас.т вор в м-крезоле при ).Example 2. Preparation and isolation of p, an olimer as described in example 1, but 1,210 g of (0, O02 mol) (4-amidophenyl) -3 phenylquinoxyalyl 3 -7,7-oxide is used as the diamine. Pr. product 1.85 dl / g (0.5% rast.t thief in m-cresol at).

Температура разм гчени  300°С. The temperature of softening is 300 ° С.

Пленка, полученна  поливом из 10% ного раствора полимера в хлороформе наA film obtained by pouring a 10% solution of polymer in chloroform on

целлофановую подложку, имеет0р 916 кг/см 276%.cellophane substrate, has 0p 916 kg / cm 276%.

Примеры 3-5. Полимеры и сополимеры получали и выдел ли аналогично описанному в примерах 1 и 2, использу  в реакции в качестве дихлорангидридов дикарбоновых кислот смесь дихлорангидрида м-карборандикарбоновой с дихлорангидридами терефталевой и аципиновой кислот в различных соотношени х. Характеристика полученных сополимеров и соотношение исходных компонентов представлены в таблице , в которой дл  сравнени  приведены свойства карборансодержащего полиамида, не содержащего фенилхиноксалиновых зв€ ньев (№7) и полиамидофенилхиноксалина, не содержащего карборана (№ 6). Сополимеры общей формульExamples 3-5. Polymers and copolymers were prepared and isolated as in Examples 1 and 2, using a mixture of m-carboranicarboxylic acid dichlorohydride and terephthalic acid and acipic acid dichlorohydride in different ratios in the reaction as dicarboxylic acid dichlorides. The characteristics of the copolymers obtained and the ratio of the starting components are presented in the table, in which, for comparison, the properties of carborane-containing polyamide containing no phenylquinoxaline links (No. 7) and polyamide-phenylquinoxaline not containing carboranane (No. 6) are given. Copolymers of general formulas

формуль (№7)Formula (№7)

Г О С СБюНю t CiONH U бН.ч.)гКН-ЬGO S SBNU t CiONH U bN.ch.) gKN-b

L- .L-.

Примечание. Сополимеры переосаждали на растворе H-SOi в воду.Note. The copolymers were precipitated on H-SOi solution in water.

Измерена дл  0,5%-ного раствора в м-крезоле при 25°С. Measured for a 0.5% aqueous solution in m-cresol at 25 ° C.

Из термомехани еских кривых. По данным ТГА при скорости подъема температу1 Ы 6 С/мин. From thermomechanical curves. According to TGA data, at a rate of rise of temperature of 1 S 6 C / min.

NH iO-R-tO-L еНа J.51 ,85 ЗОО 1,8О ЗОО 1,30 ЗООNH iO-R-tO-L eHa J.51, 85 ZOO 1,8O ZOO 1.30 ZOO

5О 0,95O 0.9

230230

1.81.8

270270

Claims (2)

1.Патент США № 3746687, кл. С 08 g- 15/00, 1973.1. US Patent No. 3746687, cl. C 08 g- 15/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 254074, кл. С 08 G 69/42, 1969. лью повышени  тепло- и термостойкости полиамидов и получени  высокого коксового остатка при термоокислителыюй дест.рукцин последних, в качестве диаминов используют бис(аминофенилхиноксалины) общей формулы2. USSR author's certificate number 254074, cl. C 08 G 69/42, 1969. To increase the heat and heat resistance of polyamides and to obtain a high coke residue with thermal oxidative destruktsii of the latter, bis (aminophenylquinoxalines) of the general formula are used as diamines.