Полиэфиры

admin | Полиэфиры | 14.09.2009

Следующей группой полимеров класса Б являются полимеры на основе эфиров. Из них более широко применяют в строительной технике глифталевый полимер, полиэфирмалеинаты и полиэфиракрилаты. Эфирные полимеры получают поликонденсацией двухосновных кислот и многоатомных спиртов.

Глифталевый полимер. Этот полимер синтезируют путем взаимодействия глицерина и фталевого ангидрида, т. е. насыщенных соединений, вследствие чего и полимер получается насыщенным. Глицерин является простейшим трехатомным спиртом С3Н5(ОН)3. Его можно получить гидролизом любого жира. Глицерин — прозрачная жидкость сладковатого вкуса.

Фталевый ангидрид С6Н4(СО)2О — органическое соединение, продукт отщепления молекулы воды от ортофталевой кислоты С6Н4(СООН)2. Ортофталевая кислота при обычных условиях имеет вид бесцветных кристаллов, слабо растворимых в воде и несколько лучше в спирте.

Фталевая кислота в условиях технического синтеза всегда образуется в форме ангидрида. Последний получают каталитическим (в присутствии пятиокиси ванадия) окислением нафталина в паровой фазе. Как было указано выше, в результате взаимодействия глицерина и фталевого ангидрида получают трехмерный глифталевый полимер.|

При получении глифталей нагревать смесь нужно осторожно и тщательно контролировать процесс конденсации, так как протекает он в несколько стадий и весьма сложно. Обычно исходят из эквивалентных отношений реагирующих веществ: на 2 моля глицерина берут 3 моля фталевого ангидрида. Процесс складывается из трех стадий. На первой ангидрид растворяется в глицерине, на второй — образуются первичные кислые эфиры и на третьей, заключительной, стадии образуются плавкий и растворимый полимер.

В реактор загружают глицерин и нагревают до 110-120°, затем постепенно загружают в реактор фталевый ангидрид при работающей мешалке. Когда ангидрид растворится, температуру медленно поднимают до 150-160°. При этой температуре резко снижается кислотность смеси и образуются кислые эфиры. После того как снижение кислотного числа замедлится, температуру постепенно поднимают до 210-240°. Дальнейший процесс ведут при тщательном контроле температуры плавления, кислотного числа и растворимости полимера в смеси спирта с бензолом. По достижении соответствующих показателей полимер сливают в противни.

Готовый полимер в плавком и растворимом состоянии имеет кислотное число в пределах 70-120 и температуру плавления по Уббелоде 90-120°. Чистые глифталевые полимеры обычно не применяют в качестве лаков из-за хрупкости пленок, малой водо- и погодоустойчивости, что обусловлено большим кислотным числом. Кроме того, они нерастворимы в масле.|

Путем совмещения с маслами, со смоляными жирными кислотами получают эластичные маслорастворимые композиции с хорошими показателями по кислотным числам водо- и погодоустойчивости. Глифталевые полимеры в основном применяют в промышленности строительных материалов для изготовления лаков, эмалей, грунтовок и шпаклевок для внутренней отделки помещений. Используют их и для производства алкидного линолеума.

Эфирмалеинатные полимеры относятся к ненасыщенным полимерам, так как они являются продуктами поликонденсации непредельных многоосновных кислот и многоатомных спиртов (чаще всего малеинового ангидрида и диэтиленгликоля). Малеиновый ангидрид имеет вид кристаллических игл с температурой плавления 52,8° и температурой кипения 199,9°, он растворим в ацетоне, хлороформе и воде. Малеиновый ангидрид получают парафазным каталитическим окислением бензола, а также фурфурола в присутствии V2O5. Перспективный метод получения этого ангидрида окислением бутана при 400° в присутствии V2O5.

Этиленгликоль (СН2ОН-СН2ОН) получают каталитической гидратацией окиси этилена. Эфирмалеинатный полимер получают реакцией поликонденсации 1 моля диэтиленгликоля с 1 молем малеинового ангидрида в присутствии 15 г стабилизатора — гидрохинона — в среде азота. Температура этерификации 180-190°, продолжительность цикла 6 ч при непрерывной отгонке воды через холодильник. По достижении кислотного числа 20-30 мг КОН на 1 г полимер подают в другой аппарат — смеситель, где его охлаждают до 80°, вводят гидрохинон и затем добавляют 0,3-0,4 моля стирола и тщательно перемешивают.|

В качестве отвердителей этого полимера применяют перекись бензоила, перекись метилэтилкетона и др. Эфирмалеинатный полимер имеет следующие показатели: вязкость — 500-800 спз, кислотное число — 35. Эти качества сохраняются полимером 7-8 месяцев. Основная область применения этого полимера — производство стеклопластиков.

Эфиракрилатные полимеры получают путем конденсации метакриловой кислоты и триэтиленгликоля. Метакриловая кислота представляет собой жидкость с температурой плавления 15°, температурой кипения 161°, удельным весом 1,015 (по ТУ МХП 2629-53). Более распространенным способом получения метакриловой кислоты служит синтез ее из ацетонциангидрида. Триэтиленгликоль (ТЭГ) — прозрачная жидкость, бесцветная или слабо окрашенная в желтый цвет. Получают ее гидратацией окиси этилена. Удельный вес ТЭГ не менее 1,118; ацетильное число 725-765 мг КОН на 1 г продукта.

Триэтиленгликоль хранят в герметически закрытой стальной таре, причем хранение допускается не дольше 6 месяцев. Более часто в производстве стеклопластиков применяют эфиракрилатный полимер МГФ-9, представляющий собой жидкость желто-коричневого цвета. Для его конденсации используют помимо метакриловой кислоты и триэтиленгликоля фталевый ангидрид.

Физико-химические свойства полимера МГФ-9 следующие: удельный вес 1,13-1,22; вязкость 100-350 спз при 20°; кислотное число не более 5 мг КОН на 1 г. При температуре выше 145° МГФ-9 разлагается. Растворяется он в ароматических растворителях, спиртобензоле, толуоле (в воде нерастворим).