polisulfonele aromatice sunt inginerie termoplaste (structurale) având un grup principal lanț sulfonic -SO2-.
Trei membri ai acestei clase de polimeri sunt de importanță industrială: Polisulfoni (PS), polietersulfonă (PES), polyarylsulfone (PPS). In plus grupurile sulfonice în catena principală a acestor polimeri sunt legături eterice, alifatice și fragmente aromatice în diferite combinații.
rășini sulfonici sunt termoplaste amorfe cu performanță ridicată. polisulfonele stabilitate hidrolitică permite utilizarea acestor polimeri în produse în contact cu apă și abur. polisulfonă Stabilitate chimică oferă posibilitatea de a lucra în medii acide și alcaline. Datorită temperaturii mari de tranziție de sticlă și stabilitatea termică Funcționarea la temperatură ridicată continuă a acestei serii de polimeri este: SS - 150 ° C, PES - 180 ° C, SFC - 190 ° C
O trăsătură distinctivă a întregii serii de polisulfonele aromatice este rezistența ridicată la foc, densitatea emisie redusă de fum, rezistență chimică la multe medii corozive și solvenți. Cele mai importante domenii de aplicare a Polisulfon aromatice sunt: electronica, inginerie electrica, aerospațiale, echipamente de transport, echipamente medicale, aparate de uz casnic și de construcții.
Sinteza polisulfonele aromatice efectuate de policondensare nucleofilă aromatică în solvenți aprotici. Solvenții adecvați sunt în general utilizate dimetilsulfoxid, dimetilacetamidă, N-metilpirolidonă, dimetil sulfonă, difenil sulfonă. Pentru săruri alcaline ale bisfenolilor se utilizează hidroxid de sodiu sau carbonat de potasiu. Policondensare se efectuează la o temperatură de 160 - 3200S în funcție de solvent și reactivitatea monomerilor. Polysulfone se prepară prin reacția sării alcaline a bisfenolului-A cu monomer sulfonă, 4,4'-diclor-difenil sulfonă:
Polietersulfonă este preparat prin reacția 4,4'-sulfon-dioksidifenil sub formă de sare alcalină cu 4,4'-dihlordifenilsulfonom:
Polifenil preparat prin reacția 4,4'-și 4,4'-dioksidifenila dihlordifenilsulfona:
Monomerii adecvați pentru pornire pentru prepararea polisulfonele aromatice altele decât difenilolpropan, 4.41 și 4.41-dioksidifenilsulfona-dioksidifenila cel mai bine cunoscut, cum ar fi bis-fenolii fenolftaleină, hidrochinonă, 4,41- (dioksifenilsulfonil) -bifenil. Așa cum digalogenarilsulfonov utilizat: 4,41-dihlordifenilsulfon, tetrahlordifenilsulfon, 4,41- (dichlorophenylsulphonyl) -bifenil.
Cercetarea în domeniul policondensare aromatice nucleofile pentru a dezvolta cele mai bune metode aromatice polisulfone de sinteză efectuat un număr de grupuri chimiști aceste țări duc ca SUA, Germania, Marea Britanie.
În România lider de organizație pentru dezvoltarea tehnologiei și Polisulfon aromatice digalogenarilsulfonov (monomeri) este științific-Institutul de Cercetare a maselor plastice ele. G.S.Petrova, care la sfârșitul anului 1976, Laboratorul de Chimie și Tehnologie a fost creat Polisulfonă. Obiectul principal al acestui laborator a fost de a dezvolta o tehnologie pentru polisulfonă (PS) bazat pe difenilolpropan și 4,41-dihlordifenilsulfona, precum și cercetarea asupra sintezei polisulfonele aromatice, superioare în unele proprietăți bazate pe polisulfonă difenilolpropan.
In aromatice cinetica policondensare nucleofilică a fost studiată a sării disodiu a 4,41-difenilolpropan cu dihlordifenilsulfonom în dimetilsulfoxid. Acest studiu a arătat că reacția de policondensare este complexă, definită ca o diferență semnificativă în rata de interacțiune între prima și a doua grupe hidroxil difenilolpropan și un prim și un al doilea clor-dihlordifenilsulfona 4,41, iar schimbarea cu creșterea greutății moleculare a reacției polisulfonă reologia medie.
4.41 Studiul de hidroxid de sodiu hidroliză dihlordifenilsulfona și carbonat de potasiu în dimetilsulfoxid, dimetilacetamidă și N-metilpirolidonă a arătat beneficiile utilizării unui agent alcalin mai slab în sinteza Polisulfonă. Diferite metode fizice și chimice a fost investigat compoziția și structura lanțului polimeric polisulfonă. Studiind structura lanțului polimeric polysulfona se stabilește că, în prezență de hidroxid de sodiu într-un mediu anhidru, o alchilare parțială a inelelor benzenice de sodiu forțelor democratice care rezultă din reacția dimetilsulfoxid cu hidroxid de sodiu.
Primul care arăta prezența oligomeri ciclici polisulfonice cu diferite dimensiuni inel. macrociclilor identificate metoda de spectrometrie de masă conținând de la unu la șase unități polimerizate elementare. Evident, reacția de ciclizare în sinteza Polisulfon este comun pentru această serie de polimeri, deoarece chiar fenolftaleinei și bisfenolului cardat bazate pe polisulfonă cuprinde macrocicluri. Se constată că în sinteza-polisulfonă pe bază și difenilolpropan-dihlordifenilsulfona preferabil 4,41 macrociclu este realizată având următoarea structură:
Caracterul macrociclilor influență asupra proprietăților polisulfonice și afișează condiții favorabile formării lor în timpul sintezei. In dezvoltarea procesului de producere a polysulfona identificat termodinamic de bază, caracteristicile termice și reologice ale monomerilor de pornire, mediile intermediare de reacție pe tot parcursul procesului și produsele finale.
procesul de prelucrare [15-28] Producerea de polisulfonă a fost implementat la instalare NIIPM pilot narabotochnoy, în cazul în care parametrii etapelor individuale de proces nu numai că au specificat, dar, de asemenea, să producă rezultate de serie pentru adezivi de film polisulfonă sub formă de praf.
În 1984 a fost pus o capacitate de producție de polisulfonă de 200 de tone / an, la fabrica de materiale plastice Shevchenko (Kazahstan) și producția de monomer 4,41 dihlordifenilsulfona-capacitate 300t / an PO „Caprolactama“ (Dzerzhinsk, regiunea Nijni Novgorod.). În 90 de ani, echipa de laborator a suferit pierderi materiale considerabile și morale, producția de polisulfonă și 4,41-dihlordifenilsulfona au fost închise. Cu toate acestea, laboratorul a continuat să lucreze.
Pe parcursul acestei perioade, am continuat cercetarea în domeniul chimiei și cinetica policondensare în polysulfona reologia dimetilacetamidă și soluția polietersulfonă în dimetilacetamidă, clorbenzen, și N-metilpirolidona. Ca rezultat al acestei lucrări a fost creată o nouă tehnologie universală de producție a Polisulfon [29], care permite reducerea intensității energetice a procesului, reducerea deșeurilor și îmbunătățirea calității produselor finite. Această tehnologie permite producerea unui sistem tehnologic unic și același echipament tehnologic de o varietate de polisulfonele, incluzând polisulfonă, polietersulfonă și compoziție diferită polyarylsulphone sopolisulfony.
Sinteza polifenilensulfonsulfidov efectuate în dimetilacetamidă, în prezență de carbonat de potasiu în două etape. În prima etapă de 4,41-dihlordifenilsulfon reacționat cu sulfură de sodiu, în al doilea - difenilolpropan cu următoarea schemă:
Efectuat de cercetare privind sinteza Polisulfon sulfonate, epoxidat și hydrophilized. Rezultatele pozitive ale acestor studii oferă o oportunitate de a extinde domeniul de aplicare al proceselor de membrană polisulfonă de diferite tipuri, precum și pentru a crește rezistența la căldură a acestor polimeri pentru a reduce inflamabilitatea lor, căldură și emisie de fum și timbre adezive pentru a crește aderența la sticlă și metal.
Unele dintre aceste evoluții științifice sunt în prezent în etapa de producție a loturilor pilot și testarea produselor specifice. Ca rezultat al cercetării cuprinzătoare în domeniul chimiei și al tehnologiei de Polisulfon aromatice, care sunt deținute în cadrul Institutului de mai mult de douăzeci de ani, și pe baza experienței dobândite în crearea și exploatarea instalațiilor pilot narabotochnoy și Polisulfon industriale, au fost dezvoltate trei versiuni ale tehnologiei, este prezentată o diagramă bloc tabel:
producție organigrame polisulfonă comparativă.
Regenerarea amestec DMAC-apă
În eliberare experimentală NIIPM configurare narabotochnoy polysulfona sub formă de pulbere a fost produs conform variantei 1, dar selectarea pulberii de polimer obținută din masa de reacție. Dezvoltarea unor soluții tehnice pentru sinteza solvenților polisulfonă amidice în mediu a permis simplificarea considerabilă schema tehnologică și să fie capabil să izoleze polimerul sub formă de pulbere și granulate (variantele II și III). Aceasta elimină necesitatea etapelor de redizolvare în clorbenzen și regenerarea sa. Concomitent cu această etapă de înregistrare hardware simplificată spălarea solventului polimer atunci când este izolat sub formă de pulbere.
Sinteza Polisulfon în solvenți amidici varianta II realizate asupra capacității narabotochnoy instalare pilot de până la 5 tone / an după reconstrucție. Evaluarea toate realizările de mai sus, în termeni de costuri, ar trebui să fie considerate ca punerea în aplicare comercială cea mai eficientă Variantei III. Având în vedere faptul că proiectarea hardware-ul fiecăreia dintre etapele acestei opțiuni se verifică pe instalația pilot la variantele de realizare I și II, tehnologia a fost construit în proiect capacitatea de producție 400t / an pentru SA „Tverhimvolokno“.
Avantajul proceselor dezvoltate este abilitatea de a primi polisulfonele sub formă de granule sau sub formă de pulbere, care se extinde domeniul de aplicare al acestor polimeri, în special pentru compozițiile de film adeziv.
producția și consumul Polisulfon în Statele Unite și în Europa de Vest.
Tabelele următoare descriu capacitatea fermă Amoco, singurul producător de polimeri sulfone în SUA [30].
Producerea de polimeri în U.S. sulfonă.