Модификация насыщенных и ненасыщенных полимеров дифторидом ксенона в различных средах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.06, кандидат химических наук Прудникова, Ольга Анатольевна

• Прудникова, Ольга Анатольевна
• кандидат химических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат химических наук Прудникова, Ольга Анатольевна

введение.:. гллва1. литературный обзор.

1.1. свойства и применение фторсодержащих полимеров.

1.2. получение фторполимеров методом полимеризации.

1.3. получение фторполимеров методом модификации.2. 2.

1.4. применение дифторида ксенона в качестве фторирующего агента.

глава 2. экспериментальная часть.

2.1. исходные вещества.

2.2. методы исследования.

глава 3. результаты и их обсуждение.

3.1. модификация дифторидом ксенона насыщенных полимеров.:.

3.2. модификация дифторидом ксенона ненасыщенных полимеров.

3.3. модификация полимеров дифторидом ксенона в водных исперсии.

3.4. изучение свойств модифицированных полимеров выводы. литература.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модификация насыщенных и ненасыщенных полимеров дифторидом ксенона в различных средах»

В последние годы в различных областях техники и технологии широко используются фторсодержащие высокомолекулярные соединения. Область применения фторполимеров чрезвычайно велика — от космической техники до товаров народного потребления. Эти соединения, обладающие высокой стойкостью к химическим реагентам, нашли применение для защиты внутренних поверхностей химических аппаратов, трубопроводов и сделали возможным развитие новых химических производств, имеющих дело с коррозионно-агрессивными жидкостями и газами. Их антифрикционные свойства позволили существенно повысить эффективность процессов производства пластмасс за счет использования форм, легко отделяемых от формованных изделий. Кроме того, низкий показатель преломления фторсодержащих смол открывает для них новые области использования в оптико-электронных устройствах, где их применяют в составе оболочек для оптических волокон.

Однако, фторсодержащие полимеры не растворяются или плохо растворяются в растворителях, требуют высоких температур для формирования покрытий. Кроме того, технологические трудности синтеза соответствующих полимеров и мономеров, а также экологические требования, предъявляемые к процессу полимеризации, ограничивают производство фторполимеров.

В этом случае более перспективным способом получения фторсодержащих соединений является фторирование полимерных материалов с использованием различных фторирующих агентов. Модификация полимеров открывает большие возможности для расширения области применения полимерных материалов, переработки полимерного сырья с целью получения новых функциональных полимеров.

В настоящее время в промышленности и лабораторных условиях наиболее используемым является молекулярный фтор. Способ модификации полимеров с помощью фтора заключается в обработке поверхности смесью фтора и инертного газа (концентрация фтора составляет 10—15%). В результате фторирования поверхности материал приобретает свойства фторсодержащих полимеров: уменьшается смачиваемость, увеличивается устойчивость к коррозионно-активным реагентам и растворителям, резко уменьшается проницаемость газов и жидкостей, уменьшается коэффициент трения и увеличивается износостойкость поверхности. Однако этот метод обладает рядом существенных недостатков, поскольку фтор является токсичным веществом, вызывает ожоги слизистой оболочки и кожи человека и обладает способностью при определенных условиях реагировать со взрывом и воспламеняться при контакте с органическими веществами.

В настоящей работе в качестве фторирующего агента выбран дифторид ксенона. Дифторид ксенона является мягким фторирующим агентом, что позволяет селективно проводить реакцию фторирования полимеров и значительно упрощает технологический процесс. Дифторид ксенона представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с давлением пара 606 Па (4,5 мм рт. ст., 298 К). Использование дифторида ксенона стало доступно после разработки низкотемпературного термокаталитического метода получения. Растворимость дифторида ксенона в органических растворителях и воде открывает широкие перспективы модификации 5 полимерных материалов в жидких средах, например, растворах полимеров и дисперсиях.

По сравнению с наиболее распространенными фторирующими агентами (фтор, фториды брома, серы, щелочных металлов) дифторид ксенона обладает рядом существенных преимуществ: удобен в обращении и хранении, не требует применения специального оборудования, аппаратуры и условий, в коррозионном отношении малоактивен.

Цель работы заключается в исследовании особенностей процесса взаимодействия дифторида ксенона с полимерами различной природы в газовой фазе и жидких средах для создания условий получения фторсодержащих полимеров с необходимым комплексом свойств.

Заключение диссертации по теме «Высокомолекулярные соединения», Прудникова, Ольга Анатольевна

выводы.

1. Проведены сравнительные исследования фторирования насыщенных и ненасыщенных соединений дифторидом ксенона в газовой фазе и жидких средах. Показано, что наличие двойных связей в полимере повышает эффективность фторирования.

2. Установлено, что фторирование протекает по радикальному механизму, кислород оказывает ингибирующее влияние на реакцию.

3. Выявлено, что образующийся в качестве продукта реакции НБ может вызывать циклизацию полидиенов.

4. Впервые разработан метод фторирования непредельных полимеров ХеР2 в водной дисперсии, позволяющий получать высокофторированный полимер с равномерным распределением фтора.

5. Показано улучшение физико-химических и эксплуатационных свойств модифицированных дифторидом ксенона полимеров: повышается термостойкость, резко понижается коэффициент трения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Прудникова, Ольга Анатольевна, 2000 год

1. Соединения фтора: Синтез и применение: Пер. с япон./Под ред. Н. Исикавы. - М:Мир. 1990.407с.

2. Новое в технологии фтора: Пер. с япон./ Под ред. Н.Исикавы.-М.: Мир, 1984.-592с.

3. Фторполимеры: Пер. с англ./ Под. ред. И.Л.Кнунянца, В.А.Пономаренко.-М.:Мир. 1975.-448с.

4. Фтор: Химия и применение. Пер. с япон./ Под ред. И. Исикавы, Е. Кобаяси.-М:Химия. 1976.320с.5. Патент 4861647 (США)1989.

5. Патент 5095072 (США) 1992.

6. Патент 4865915 (США)1989. 8.3аявка 61-190525 (Япония)1986.

7. Заявка 63-56532 (Япония) 1988.

8. Патент 4895752 (США) 1990.

9. Заявка 64-51454 (Япония)1989.

10. Frohn H.J., Klockhaus Chr. //J. Fluor. Chem.- 1989. V.45.N 1. P.205.

11. Заявка 1-139667 (Япония)1989.14. Патент 5091463 (США)1992.15. Патент 4861408 (США)1989.

12. Заявка 2-16197 (Япония)1990.

13. Заявка 1-210439 (Япония) 198918. Патент 4920787 (1989)

14. Заявка 2-145669 (Япония) 199020. Патент 5008340 (США) 1991

15. Патент 4972030 (США) 1990.

16. Заявка 3-35032 (Япония) 1991.23. Патент 266114 (ГДР)1989.

17. Заявка 3-12441 (Япония) 1991.

18. Заявка 2-92985 (Япония) 199026. Заявка ФРГ 3903005 (1990)27.Патент 5032641 (США) 1991

19. Заявка 2-214791 (Япония) 1990

20. Селиванов Г.К. и др. Микроэлектроника. 1980. №6, с.517. 30 .Моро У. Микролитография. М: Наука. 1990. 606с.

21. Е.П. Ефремова, H.A. Варгасова, И.И. Каширичева, С.Д. Ставрова, В.П. Зубов. "Пласт, массы", 1991, №8, с.7-8.

22. H.A. Варгасова, Е.П. Ефремова, С.Д. Ставрова, В.П. Зубов. //Пласт, массы, 1991, №11, с. 51-53.33. Патент 4963539 (США)1990

23. Патент 4880675 (США)1989 35.Заявка 2-140239 (Япония)1990

24. Gebel G., Ottomani Е., Betz N.Nucl. Instr. and Meth. In Phys. Res.B 105. 1995. P.145-149.

25. С.И. Семенова, Д.М. Амирханов, H.A. Вдовин и др. Пласт, массы, 1991, №1, с. 55-57.

26. Г. К. Горячева, С. В. Будрис, В.А. Тверской, И. П. Чихачева, С. Д. Ставроваидр. "Пласт.массы", 1990, №3, с. 10-13.

27. Ю.Э. Кирш. Успехи химии. 1990. Т.59.№5. С.1390-1430.40. Патент 4971736 (США)198941. Патент 5091252 (США)1990

28. В.В. Сабуров, М.Р.Муйдинов и др. Ж. физ. химии. 1991, №10, с.2692-2698.

29. Д.В. Капустин, В.В. Сабуров, В.П. Зубов, И.П. Чихачева, С.Д. Ставрова, Г.Б. Барсамян, A.B. Пебалк. Тезисы докладов VII Всероссийского симпозиума по молекулярной жидкостной хроматографии. М., 1996.44. Патент 4957971 (США)1988

30. Патент 608173 (Австралия) 1990.46. Патент 4935181 (США) 198847. Заявка 3-41130 (США) 1990

31. Заявка 94034356/04 (Россия) 199748. Патент 483465 (США) 198549. Патент 5637663 (США) 199750. Патент 4897439 (США) 199051. Патент 4954869 (ФРГ) 1987

32. Рогова E.B. Эмульсионная полимеризация 1,1,2-трифторбутадиена-1,3. Дис. .канд.хим.наук. М: МИТХТ им. М.В. Ломоносова. 1996.

33. Заявка 2-563251 (Япония) 1983

34. Renol M.V. J.Am.Chem.Soc. 1987. V.68. N3. Р.1135-1139.

35. Brooks L.A. J.Am.Chem.Soc. 1985. V.66. N7. Р.1295-1300.56. Патент 4968570 (ФРГ) 198757. Патент 5034806 (США) 198558. Патент 3254810 (ФРГ) 198559. Заявка 3732360 (ФРГ) 1989

36. Заявка 2-22352 (Япония) 1990

37. Тютнев А.П., Боев С,Г., Флоридов А.А.//Химия высок, энергий. 1994.Т.28. С.232-236.62. Патент 4820589 (США) 1989

38. Thekla Volkmann, Hartmut Widdecke. Makromol.Chem.l989.V.25. Р.243-248/

39. Барсамян Г.Б. Применение дифторида ксенона для поверхностной модификации полимерных материалов. Дис. .канд.хим.наук. М: РНЦ"Курчатовский институт". 1994.

40. LagowRJ. //J.Chem.Soc.PerkinTrans. Ptl. 1991. №4.C.871-875.66. Патент 4904743 (США) 1990

41. Энциклопедия полимеров. М:1977. Том З.С.799.

42. Selig Н., Luski Shalom. //J.Fluor.chem.//.1988.39.№3.P.421-423.

43. Заявка 63-125590 (Япония) 198870. Заявка 3245915 (ФРГ) 1984

44. Заявка 64-51406 (Япония) 198972. Патент 4859747 (США) 198873. Патент 4879358 (США) 1989

45. Заявка 58-13637 (Япония) 198375. Патент 4694047 (США) 1987

46. Volkmann Т, Widdecke H. Makromol. Chem., Makromol.Symp.l989. V.25. P.243-248.77. Патент 4694047 (США) 1987

47. Shaw M.J., Hyman Н.Н/Д/Amer. Chem. Soc. 1970.N6. P.1432.

48. Патент 4020223 (США) 1977.

49. LagowRJ., Margrave J.L.//Prog. ininorg. Chem. 1979.V.26.№2.P.162.

50. Florin R.E. /Д. Fluor. Chem. 1979.№2.P.253.82. Ссылка 66., c.31.83. Патент 1440605 (США) 1976

51. Woytek A.J., Gentilcore J.F.//lastics and Rubbers//. 1979.

52. Kiplinger C.L., Pérsico P.F., Lagow R.J. //J. of Applied Polymer Science. 1986.V.31.№2.P. 2617-2626.

53. Щербаков А.Б., Соколова Г.А и др.//Каучук и резина.1995. №4.С.20-22.

54. Mohr J.M., Raul D.R. J.of Membrane Science. 1991.V.55. P.131-148.

55. Mohr J.M., Raul D.R. J.of Membrane Science. 1991.V.56. P.77-98.89. Патент 4020223 (США) 1977

56. Clark D.T., Feast W.J.,Mucgrave W.R.//J.of Polymer Science. 1975.V. 13.P.857-890.

57. Колпаков Г.А., Кузина С.И., Харитонов А.П., Москвин Ю.Л., Михайлов А.И.//Ж. Хим. физика. 1989. Т.8. №10.С.1382-1385.

58. Харитонов А.П., Москвин Ю.Л. //Ж. Хим. физика. 1994.Т. 13.№5.С.53-63.

59. Харитонов А.П., Москвин Ю.Л. //Ж. Хим. физика. 1994.Т.13.С.44-52.

60. Харитонов А.П., Москвин Ю.Л., Кузина С.И., Михайлов А.И. //ВМС. 1996. Т.38.№2.С.226-230.

61. Назаров В.Г., Столяров В.П., Евлампиева Л.А., Фокин A.B. //ДАН.1996.Т.35.№5. С.639-641.96. Патент 5108667 (США) 1992

62. Corbin G.A., Cohen R.E. //Macromolecules.1985.V18. №1.Р.98-103.

63. Мамосэ Е. Плазмообработка и поверхностная модификация. ЦНП. 198899. Патент 4557945 (США)1985

64. Назаров В.Е, Денисов Е.И., Громов А.Н. //Пластмассы. 1993.№5.С.31-33.

65. Асович B.C., Корнилов В.В., Костяков Р.А.//Ж.прикладной химии. 1994. Т.67.№1. С. 103-106.

66. Асович B.C., Корнилов В.В., Максимов Б.Н.// Ж.прикладной химии. 1994.Т.67.№1. С. 107-110.

67. Нейдинг А.Б., Соколов В.Б. //Успехи химии.1974. Т.43. №12.С.2148-2189.

68. Zaic В., Zupan М.//J.Fluor.Chem.-1989.V.45.№1.P. 138.

69. Duket Wolfgan W., Holloway John H., Hope Eric G.// J. Fluor. Chem. 1993. V.62. N2-3. P.293-296.

70. Zupan M., Pollak A.//J.Org.Chem. 1970V.41.P.4002.

71. Zupan M., Stavber S. "IX Международный симпозиум по химии фтора". 1979.

72. Filler R.//Israel J.Chem. 1978.V.17.P.71.

73. И.В. Целинский, А.А. Мельников, А.Е. Трубицин, Г.М. Фролова.//Ж. орган, химии. 1990. Т.26. №1.С.69-70.1 lO.Forster Alan М., Downs Anthony J. Polyhedron. 1985. V4. N9. P. 16251635.

74. ZupanM., Zaic B. J. Org.Chem. 1990.V55.N3.P. 1099-1102.

75. G.B. Barsamyan, V.V. Markov, S.N. Spirin, V.B. Sokolov, B.B. Chaivanov. MatTech 91»,Finland, 1991.

76. G.B. Barsamyan, S.N. Spirin, V.B. Sokolov, B.B. Chaivanov.// J.Fluor.Chem. 1991. V.54. P. 85.

77. Барсамян Г.Б., Соколов В.Б., Варгасова H.A., Зубов В.П., Ставрова С.Д. «Наукоемкие химические технологии», тезисы доклада. 1993. С.21.

78. G.B. Barsamyan, S.N. Spirin, V.B. Sokolov, B.B. Chaivanov, N.A. Vargasova, V.P. Zubov. Тезисы доклада X European International Symposium of Fluorine Chemistry, J.Fluor.Chem. 1992. V.58. N 2-3. P.220.

79. Барсамян Г.Б., Белоконов К.К., Варгасова H.A., Зубов В.П., Ставрова С.Д. «Переработка полимерных материалов в изделия», 1993.С.11.

80. Г.Б. Барсамян, H.A. Варгасова, С.Д. Ставрова, В.П. Зубов. //ЖПХ.1994.Т.67.№4 С.610-612

81. Wang Bin, Wang Dedui//Aeron. adn Astronaut. 1997.V.29.№5.P.51-54.

82. Вайсбергер А., Проскауэр Э., Риддик Дж., Тупс Э. Органические растворители., М: Изд-во Иностр. Лит-ры., 1958, 325 с.

83. Авраменко В.Л., Базалей Н.В., Бочарова В.П. Пластмассы. 1984.Т.43.№6.С.32-34.

84. Розенбайем H.A., Овчинников C.B. Каучук и резина. 1987.№8.С.27-29.

85. РабекЯ. Экспериментальные методы в химии. М: Мир. 1983. Т.2. С.225.

86. Лазарев С. А., Рейсфельд В. О. Лабораторный практикум по синтетическим каучукам. М: Химия. 1986. С.224.

87. Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии. Под ред. Воюцкого С.С. Панича P.M. М: Химия. 1974. 224 с.

88. Николаев A.B., Опаловский A.A., Назаров A.C. ДАН СССР. 1968. Т.181. №2. С.361-368.

89. Malm J.G., Selig H. Chem. Rev. 1969. №3.P.1280-1288.127. Pat.USA 4020223. 1989/

90. Florin R.E., Wall L.E. J.Chem. Phys. 1972.V.57. N4.P.1791-1803/

91. Ставрова С.Д., Медведев C.C., Непогодина О.И. и др.//ДАН СССР. 1970.Т.194.№З.С.1135-1140.99

92. Кузьминский A.C., Лежнев H.H.,Зуев Ю.С. Окисление каучуков и резин. М:Госхимиздат. 1957.

93. Кулезнев В.И., Шершнев В.А./ Химия и физика полимеров., М: Высшая школа., 1992, 309с.

94. Туторский И. А., Бойкачева.Э.Г., Польсман Г. С., Догадкин Б.А.//ВМС.1965. Т5. №3.C.1394-1400.

95. Лебедев A.B. Коллоидная химия синтетических латексов., Л: Химия, 1976,100с.

96. С. Уэндландт М:Мир.«Термические методы анализа» . 1976.С.331.