Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

11.1. Модификация низкомолекулярного стиролсодержащего полимерного материала малеиновым ангидридом

Для химической модификации был использован НСПМ из отходов производства полибутадиена, содержащий звенья стирола; 4 - винилциклогексена (ВЦГ); циклододекатриена - 1,5,9 (ЦДТ); н-додекатетраена - 2,4,6,10 (НДТ). Содержание связанного стирола 75 - 80 %.

Процесс взаимодействия МА с НСПМ контролировали периодическим отбором проб из ампулы с последующим определением молекулярной массы ( ), вискозиметрическим методом, и кислотного числа, аналитическим методом.

Экспериментальными исследованиями было установлено, что протекание процесса модификации НСПМ зависит от содержания МА в реакционной смеси и продолжительности процесса (рис. 19).

Процессы деструкции и структурирования протекают непрерывно, но в определенный момент один из них является доминирующим.

Результаты проведенных исследований показали, что модификация НСПМ малеиновым ангидридом при 160 оС в первые 18 - 20 часов сопровождается снижением молекулярной массы, т.е в системе протекают процессы деструкции, затрагивающие в первую очередь макромолекулы с высокой молекулярной массой, а также звенья ВЦГ, ЦДТ, НДТ, так как именно они характеризуются высокой степенью ненасыщенности.

p

Рис. 19. Зависимость молекулярной массы ( ) от продолжительности      модификации (τ, ч) и дозировки малеинового ангидрида (МА): 1 - без МА; 2 - 3,0 %; 3 - 5,0 %; 4 - 7,0 %.

Дальнейшее увеличение продолжительности процесса (более 20 часов) приводит к повышению молекулярной массы получаемых продуктов. Это связано с тем, что после достижения некоторого минимального значения молекулярной массы в системе начинают доминировать процессы структурирования, приводящие к повышению молекулярной массы и соответственно вязкости получаемой системы.

Повышение дозировки МА до 5 % приводит к появлению опалесценции и небольшого количества осадка, что не наблюдалось при 3 %. Масса осадка значительно возрастает с повышением в реакционной массе МА до 7 %. Его появление в системе может быть связано как с частичным осаждением непрореагировавшего МА, так и с образованием нерастворимых структур полимера пространственного строения. 

Кислотное число с увеличением продолжительности синтеза непрерывно повышалось с 0,4 - 0,6 до 5 - 6 мг КОН/100 г. (рис. 20).

Взаимодействие МА с НСПМ из отходов производства полибутадиена может протекать по нескольким направлениям, основными из которых являются: а) присоединение МА по двойным связям - реакция Дильса-Альдера [126], приводящая к снижению непредельности; б) сополимеризация (или сшивка) молекул олигомера МА, увеличивающая молекулярную массу получаемого продукта. Какое из этих направлений будет доминировать зависит от технологических особенностей процесса модификации.

p

Рис. 20. Зависимость кислотного числа (К.Ч., мг КОН/100 г) от продолжительности модификации (τ, ч) и дозировки малеинового ангидрида (МА):
1 - без МА; 2 - 3,0 %; 3 - 5,0 %; 4 - 7,0 %.

Ниже приведены некоторые из возможных вариантов взаимодействия МА с НСПМ.

p

p

Спектральные исследования стиролсодержащего олигомера, модифицированного МА показали, что в ИК спектрах присутствуют типичные полосы поглощения, характерные для монозамещенного бензольного кольца в области 700, 760, 1490, 1600 см-1.

Одновременно с этим отмечено появление полос, характерных для колебаний группы d (С=О) в области 1710, 1780 см-1 и в области 1840 см-1, обусловленной валентными колебаниями ангидридных групп (СО - О - СО). Появление этих полос подтверждает присоединение МА к исходному НСПМ.

Таким образом, наилучшими условиями модификации НСПМ МА являются: продолжительность процесса 18 - 20 часов, дозировка МА 3 - 5 %.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074