Общие представления о ненасыщенных полиэфирах

Получение ненасыщенных полиэфирных смол и их сополимеров с виниловыми мономерами

Технологический регламент

Рады видеть Вас 22 марта в 17. 15.

Итак, если хоть одна проблема, или похожая на нее, оказалась среди перечисленных – Вы наш собеседник, и мы очень хотим помочь Вам.

УВАЖАЕМЫЕ РОДИТЕЛИ!

Анкета 13

Проверьте, для Вас ли наши занятия.

- Ваш ребенок отказывается посещать детский сад.

- Выполняет ваши просьбы только под контролем.

- Если предоставляется самостоятельность, то это длится часами.

- Появилась ложь, крадет сладости.

- Устраивает беспорядок и отказывается убирать за собой.

- Подражает детям, ведущим себя непослушно и агрессивно.

- На многие просьбы реагирует грубо или не реагирует совсем.

- Часто не слышит, что ему говорят, приходится повторять много раз.

- Ругается даже в присутствии родителей.

- Постоянно ссорится с детьми и родственниками.

- Не следит за своими вещами, бросает где попало.

- Ничем не интересуется, кроме телевизора и компьютера.

Ненасыщенными полиэфирами называют гетеро- или же карбоцепные термореактивные олигомеры, содержащие сложноэфирные группы и кратные углерод-углеродные связи. Наличие ненасыщенных связей в основных и боковых цепях макромолекул придает им способность к гомополимеризации или сополимеризации с образованием трехмерносшитых полимеров [1]. Существующие полиэфирные смолы делятся на три основные группы: общего назначения, для препрегов и премиксов, на основе виниловых эфиров [2]. Они находят применения практически во всех отраслях хозяйства: строительстве, авиации, судостроении, автомобилестроении и вагоностроении, химической электротехнической промышленностях, используются при изготовлении мебели, спортивных товаров и предметов искусства, изделия, применяемые в медицине при протезировании, для изготовления моделей различных органов, закрытии костных дефектов и других целей. Также благодаря перечисленным свойствам ненасыщенные полиэфиры используют в качестве лакокрасочных материалов.

Первые шаги в исследовании ненасыщенных полиэфирных смол были сделаны в середине XIX века. Первый полиэфир – продукт взаимодействия винной кислоты с глицерином был синтезирован Берцелиусом в 1847 г. Далее Лоренцо [3] описал свойства полиэтиленсукцината, полученного при нагревании янтарной кислоты с этиленгликолем. Считается, что Краут [4] на основе работ с полимером, полученным из ацетилсалициловой кислоты высказал, первые соображения о структуре полиэфирных цепей. Современники Форлендера [5] полагали, что полиэфиры имеют циклическое строе­ние, данное предположение было далее развито в середине XX в. Так, в 1904 г. Блез и Марцилли [6] опубликовали работу, посвященную исследованиям полиэфиру, полу­ченному из оксипивалиновай кислоты, где также считали, что его строение является цепным. Согласно литературным данным, приблизительно в первом десятилетии ХХ в. в продаже появились пленкообразующие для от­делки дерева и металлов, полученные из фталевого ан­гидрида и глицерина. В 1927 г. Кинли применил моди­фикацию полиэфиров жирными кислотами для улучше­ния способности полиэфиров к высыханию. Он же ввел термин «алкид» (от alcohol и acid). Изучив труды Штаудингера [7-8], Мейера и Марка [9] Карозерс впервые получил полиэфир с определенной полимерной структурой. Считаетеся, что его исследования, проведенные в тридцатые годы ХХ века, легли в основу современной химии и технологии полиэфиров [10-11]. В тридцатые годы предыдущего века было показано, что ненасыщенные поли­эфиры становятся при «высыхании» неплавкими и не­растворимыми вследствие наличия в полиэфирных це­пях двойных связей [12-14], а также было установлено, что скорость отверждения ненасыщенных полиэфиров увеличивается более чем в тридцать раз в присутствии ненасыщенных мономеров. Данные открытия положили начало промышленному применению ненасы­щенных полиэфиров. Другим важным шагом явилась разработка иниции­рующих систем для холодного отверждения, что поз­волило изготовлять корпуса лодок, полупрозрачные листовые материалы и другие изделия при низких давлениях и температурах.

Полиэфирная цепь обычно содержит три основных типа структурных единиц: остатки насыщенных кислот, ненасыщенных кислот и гликолей. При синтезе поли­эфиров общего назначения в качестве исходных компо­нентов обычно используют фталевую или малеиновую кислоту с пропиленгликолем, к которому иногда добавляют в небольших количествах диэтиленгликоль. Этот состав обусловливает получение полиэфиров хоро­шего качества при низкой стоимости исходного сырья. Пропиленгликоль и фталевый ангидрид являются наи­более дешевыми продуктами такого типа. С малеиновым ангидридом может конкурировать только фумаровая кислота. Пока еще не найдены нена­сыщенные двухосновные кислоты, которые могли бы со­перничать как по стоимости, так и по качеству с этими двумя реагентами. Все эти соединения выполняют в полиэфирной цепи следующие функции: ненасыщенные кислоты вносят в структуру цепи потенциальные центры сшивания, насы­щенные кислоты определяют расстояние между центра­ми или концентрацию остатков ненасыщенной кислоты в полимерной цепи, а гликоли в процессе этерификации соединяют молекулы кислот с образованием поли­мера.

Учеными КарГУ им.Е.А.Букетова на протяжении последних десятилетий ведутся непрерывные работы по разработке технологий получения ненасыщенных полиэфиров. Одной из проблем в химической промышленности Казахстана является отсутствие опытного производства ненасыщенных полиэфирных смол. В связи с этим сотрудниками НИИ химических проблем ведутся разработки по наименее затратному и наиболее эффективному получению ненасыщенных полиэфиров из дешевого сырья. По данным работам был получен патент «Способ получения ненасыщенной полиэфирной смолы из малеиновой кислоты и этиленгликоля» [15]. Полученные ненасыщенные полиэфирные смолы представляют собой перспективные вещества для получения композиционных материалов различного назначения. С недавнего времени сотрудники НИИ химических проблем нашли совершенно новое применение ненасыщенных полиэфирных смол в качестве полимерных гидрогелей. Полимерные гели представляют собой длинные полимерные цепи, сшитые друг с другом поперечными ковалентными связями (сшивками) в единую про­странственную сетку. Благодаря своим удивительным свойствам их часто заслуженно называют «умными полимерными гидрогелями». Несмотря на новизну полимерные гидрогели прочно вошли в обиход и являются широко выпускаемым товаром. Мало кто знает, что так часто используемые в быту современные гигиенические изделия (гигиенические салфетки, мягкие стельки, принимающие форму стопы и т.д) имеют существование благодаря полимерным гелям, которые обладают способностью поглощать огромное количество воды по сравнению с исходным объемом геля: до 1000 г растворителя на 1 г сухого геля. Кроме того, они изменяют свои свойства при воздействии на них различных внешних условий (рН среды, температура, электрическое воздействие) Благодаря данным способностям полимерные гидрогели имеют хорошие перспективы применения в качестве различных манипуляторов (искусственных "мышцах") и датчиках, добавок для повышения влагоемкости почв и улучшения влагоснабжения растений, что особенно актуально в экстремально жарких странах и засушливых регионах. В настоящее время сотрудники НИИ химических проблем активно занимаются разработкой технологии получения сополимеров из ненасыщенных полиэфиров и виниловых мономеров. Получаемые результаты апробируются в качестве ранозаживляющих средств, в создании нанокатализаторов, пролонгирования лекарственных препаратов, влагосорбентов. Некоторые результаты работы были опубликованы в диссертации на соискание ученой степени доктора PhD «Синтез и исследование сополимеров полиэтиленгликольмалеината с некоторыми ионогенными мономерами» [16]. Объекты исследования относятся к химии высокомолекулярных соединений, в частности были получены новые стимулчувствительные полимеры сетчатой структуры на основе полиэтиленгликольмалеината с акриловой, метакриловой кислотами и терполимеры полиэтиленгликольмалеината с акриловой кислотой и акриламидом, которые могут быть использованы в качестве адсорбентов в различных областях техники, в частности в агрохимии, как влагосорбент для повышения семенной всхожести, показателей урожайности растений.

Исследования, направленные на разработку и внедрение в интродукцию растений и отрасли сельского хозяйства современных влагосорбентов, позволят снизить себестоимость производимой продукции за счет экономии воды, удобрений и средств защиты растений, повысит эффективность выращивания посадочного материала и снизить потери при получении урожая. Композиционные материалы, полученные путем отверждения ненасыщенных полиэфирных смол некоторыми виниловыми мономерами, позволят производить конкурентноспособную продукцию на их основе.