Лекция 24. Производство полиарилатов

Полиарилаты (ПАР) — полиэфиры двухатомных фенолов и ароматических ди-карбоновых кислот. В промышленности ПАР получают из дихлорангидридов арома­тических дикарбоновых кислот и двухатомных фенолов двумя способами:

1) поликонденсацией компонентов в инертной среде в высококипящем раство­рителе;

nClC(O)-Ar-C(O)Cl + nHO-Ar¢-OH ® [-OCArC(O) - OAr¢O-]_n +2nHCl

2) межфазной поликонденсацией компонентов при комнатной температуре.

В промышленности в качестве исходного сырья применяют ДФП и дихлорантидрид терефталевой и изофталевой кислот (полиарилаты Д), фенол­фталеин и дихлорангидрид терефталевой или изофталевой кислот (полиарилаты Ф)

Поликонденсация в высококипящем растворителе в токе инертного газа пртекает при 180-220°С в течение 5- 12ч. Природа растворителя влияет на ММ и структуру ПАР. При получении полиарилата Ф в среде динила концентрация исходных компонентов в растворе - 0,6-1,0 моль/л, а образующийся полимер выподает в осадок. При использовании хлорированных растворителей концентрация мономеров 2-5 моль/л, и полимер остается в растворе. Из суспензий ПАР выделяют фильтрованием и последующей промывкой или экстракцией высококипящего растворителя, используемого для получения полиме­ра. Растворы охлаждают до получения суспензии или осаждают осадителем. И в этом случае полимер выделяют из образующейся суспензии, промывают и сушат. Моле­кулярная масса ПАР составляет 30 –100тыс, конверсия ³ 90%.

Межфазная поликонденсация. Межфазная поликоиденсация протекает на гра­нице раздела фаз, образующейся при сливании раствора дихлорангидрида дикарбоновой кислоты (или смеси дихлорангидридов разных дикарбоновых кислот) в орга­ническом растворителе (раствор I) с водно-щелочным раствором двухатомного фенола (раствор II). В промышленности этот процесс осуществляют следующим об­разом. В аппарате 1 (рис. 24.1) готовят раствор I из дихлорангидридов терефталевой и изофталевой кислот в м -ксилоле, а в аппарате 2 — раствор II из ДФП, водного раствора едкого натра и эмульгатора. Профильтрованные растворы подают в реак­тор 3, где при 20-25°С и перемешивании мешалкой в течение 20-40мин происходит реакция поликонденсации, сопровождающаяся выделением полимера в виде порош­ка. Суспензию собирают в сборнике 4, порошок полимера отделяют па центрифуге 5, многократно промывают водой, переводят в сборник влажного порошка 6 и пода­ют на сушку в сушилку с кипящим слоем. Высушенный мелкодисперсный порошок поступает на упаковку или на грануляцию

Рис. 24.1.Схема производства полиарилатов периодическим методом: 1 — аппарат для приготовления раствора дихлорангидридов; 2 — аппарат для приготовления ра­створа бисфенола; 3 — реактор; 4 — сборник суспензии; 5 — центрифуга; 6 — сборник влажного порошка

Свойства и применение полиарилатов (ПАР)

ПАР термопластичные материалы, благодаря наличию в основной цепи ароматических цик­лов, характеризуются высокой теплостойкостью, химической стойкостью, механи­ческой прочностью и хорошими диэлектрическими свойствами. Выпускаются две разновидности ПАР — Д и Ф:

Отличительной особенностью ПАР является незначительное изменение диэлект­рических свойств в широком диапазоне температур: от -60 до 200 °С.

ПАР марок Д растворяются в тетрахлорэтане и смесях тетрахлорэтана с фенолом (60:40 или 80:20); в спиртах и в алифатических углеводородах не растворяются и ненабухают. ПАР марок Ф хорошо растворяются в хлорированных алифатических и ароматических углеводородах.

ПАР длительно устойчивы к действию минеральных и органических кислот, раз­бавленных растворов щелочей, масел и различных видов топлива, к УФ- и ионизиру­ющему излучениям. Они горят, но самозатухают при выносе из огня.

ПАР перерабатывают методами литья под давлением и экструзии. ПАР применя­ют в качестве антифрикционных, абразивостойких и уплотиительпых материалов в электро- и радиотехнической промышленности, приборостроении. На основе ПАР готовят лаки, связующее для стеклопластиков, пленочные материалы (конденсатор­ная и обмоточная пленка и др.), клеи и покрытия.

Полиарилатные пленки толщиной 20-100 мкм, полученные методом полива из 10-15 %-ного раствора в метиленхлориде, и толщиной 6-20 мкм, изготовленные ме­тодом экструзии с последующей ориентацией, бесцветные и светло-желтого цвета используются в электро- и радиотехнической промышленности, а также в приборо­строении в качестве межобмоточиой изоляции высоковольтиых трансформаторов и электромашин, изоляции проводов и высоковольтных кабелей.

Лаки, представляющие собой 6-10 %-ные растворы ПАР марок Д в тетрахлорэтане или смеси тетрахлорэтана с фенолом (80: 20), используются для получения антикоррозионных покрытий по алюминиевым, латунным и стальным строитель­ным конструкциям, электроизоляционных покрытий по проводам, антифрикцион­ных покрытий по трущимся поверхностям, абразивостойких покрытий и материа­лов для авиационной, автомобильной промышленности и сельскохозяйственной техники.

Для облегчения переработки (снижение температуры, повышение текучести) ПАР модифицируют введением пластификаторов как низкомолекулярных — высококипящих органических веществ (совол, эфиры фталевой и фосфорной кислот), так и специальных высокомолекулярных — ПЭФ на основе себациновой кислоты и фенолфталеина и др. В ПАР можно вводить до 30-40 % наполнителей (тальк, квар­цевая мука), которые также облегчают переработку полимеров, ие снижая механи­ческой прочности и термостойкости (изделия не растрескиваются при многократ­ном термическом ударе от -60 до 250 °С).

Термореактивные модифицированные ПАР применяются для изготовления термо­стойких стеклопластиков, пригодных для работы при повышенных температурах (200-250 °С) и сохраняющих при этом высокую механическую прочность (до 150 МПа).

Дата добавления: 2014-01-20