Рассмотрен один из методов синтеза модифицированной дициклопентадиеном ненасыщенной полиэфирной смолы c использованием этиленгликоля в заданных условиях, определена зависимость кислотного числа при температуре 160 °C
поликонденсация, ненасыщенные полиэфиры, дициклопентадиен, кислотное число
Ненасыщенные полиэфирные смолы (НПС) – вид полимеров, полученных путем поликонденсации (при 200°С) двухатомных спиртов и дикарбоновых кислот, один компонент из которых имеет ненасыщенную связь в структуре. НПС применяются в композитных материалах в роли связующего, а также в виде различных защитных покрытий – лаков, красок и шпатлевок. В качестве модификаторов НПС чаще всего используются насыщенные двухосновные кислоты, не вступающие в реакции сшивания: адипиновая – для придания гибкости, фталевая – для снижения себестоимости, хлорэндиковая – для придания огнестойкости. Одним из востребованных модификаторов для НПС является дициклопентадиен (ДЦПД – I).
ДЦПД содержится в составе продуктов пиролиза углеводородного сырья и выделяется из фракции C5. Его добавка позволяет ограничить молекулярный вес образующейся НПС и скорректировать ее растворимость и перерабатываемость. Смола, модифицированная ДЦПД, обладает повышенной химической стойкостью к агрессивным щелочным и кислотным средам. Данный вид смол используется при изготовлении труб, ёмкостей, корпусов лодок и прочих деталей [1].
Для получения НПС, модифицированных ДЦПД, предложено использование пропиленгликоля [2], но он характеризуется высокой стоимостью и малым объемом производства.
Целью данной работы является синтез НПС, модифицированных ДЦПД, с использованием малеинового ангидрида и этиленгликоля в качестве замены пропиленгликолю.
Синтез вели в круглодонной четырехгорлой колбе, снабженной якорной мешалкой с механическим приводом, в температурном интервале от 70 до 160ºС в токе инертного газа в течение 4 часов. Процесс синтеза НПС состоял из двух основных стадий: получения продукта взаимодействия малеинового ангидрида и ДЦПД (аддукта) и дальнейшей поликонденсации аддукта с этиленгликолем. Контроль процесса поликонденсации осуществляли по изменению кислотного числа. Кислотное число определяли титрованием навески смолы раствором гидроксида калия в присутствии индикатора – фенолфталеина в соответствии с ГОСТ 22304-2015 [3].
Изменение кислотного числа в процессе поликонденсации приведено на рисунке 1.
Рисунок 1 – Изменение кислотного числа (к.ч.) НПС при 160°С
Анализ экспериментальных данных показывает, что с увеличением времени поликонденсации значения кислотного числа снижаются. Это свидетельствует о протекании реакции поликонденсации с образованием сложноэфирных групп. Минимальное значение кислотного числа, достигнутое в ходе синтеза, составило 85. По истечении 60 минут наблюдается замедление динамики изменения кислотного числа. Это может быть объяснено накоплением воды в реакционной смеси, что приводит к смещению равновесия в обратном направлении и снижению общей скорости поликонденсации.
1. Седов, Л.Н. Ненасыщенные полиэфиры / Л. Н. Седов, З. В. Михайлова - М.: Химия, 1977. - 398 с.
2. Патент № 4,443,580 USA. DCPD MODIFED POLYESTER PHYSICAL PROPERTY MPROVEMENT : заявл. 25.08.1982 : опубл. 17.04.1984 / Robert E.,
3. ГОСТ 22304-2015 (ISO 2114:2000) Определение кислотного числа не-насыщенных полиэфирных смол.
