Полиэфирные полимеры

Полиэфирные полимеры это полимеры на основе эфиров относящиеся к группе полимеров класса Б,включающие такие виды как глифталевые полимеры, полиэфиракрилаты и другие.

Полиэфиры – это полимеры, изготовленные на основе эфиров и относящиеся к группе полимеров класса Б. Они нашли широкое применение в строительной технике, где главными материалами являются глифталевый полимер, полиэфиракрилаты и полеэфирмалеинаты. Получают эфирные полимеры методом поликонденсации многоатомных спиртов и двухосновных кислот.

Глифталевый полимер синтезируют методом взаимодействия насыщенных соединений – фталевого ангидрида и глицерина, вследствие чего получаются насыщенные полимеры. Глицерин – это простейший трехатомный спирт, который имеет вид прозрачной жидкости сладковатой на вкус. Он получается методом гидролиза любого жира.

Читай также :

◊ Классификация полимеров;

◊ Синтетические полимеры;

◊ Полиэфир;

Фталевый ангидрид представляет собой органическое соединение, которое является продуктом отщепления молекул воды от ортофталевой кислоты. При обычных условиях ортофталевая кислота выглядит в виде бесцветных кристаллов, которые очень слабо растворяются в воде и чуть лучше в спирте.
В условиях технического синтеза фталевые кислота образуются в форме ангидридов, которые получают в паровой фазе каталитическим окислением нафталина, где присутствует пятиокись ванадия. В результате взаимодействия фталевого ангидрида и глицерина получается трехмерный глифталевый полимер.
Процесс получения глифталей надо тщательно контролировать, так как он имеет три стадии и протекает весьма сложно. В первую стадию входит растворение ангидрида в глицерине, во вторую – образование первичных кислых эфиров, а в третью – образование плавкого и растворимого полимера. Смесь надо нагревать с большой осторожностью.

В реакторе, загруженный глицерин, нагревается до 110-120°, затем в реактор при работающей мешалке постепенно добавляют фталевый ангидрид. После растворения ангидрида температуру в реакторе поднимают до 150-160°, из-за чего при резком снижении кислотности происходит образование кислых эфиров. Затем при замедлении снижения кислотного числа температуру постепенно поднимают еще до 210-240°. Дальше необходимо вести за температурой плавления, кислотным числом и растворимостью полимера в смеси бензола и спирта тщательный контроль. Когда полимер достигнет соответствующих показателей, его сливают в специальные противни.

Готовый полимер в растворимом и плавком состоянии имеет температуру плавления 90-120° и кислотное число 70-120. Из-за малой погодоустойчивости и водоустойчивости, а также хрупкости пленок в качестве лаков чистые глифталивые полимеры не применяются. Кроме этого, такие полимеры в масле нерастворимы.

Путем совмещения с жирными смоляными кислотами и маслами получаются малорастворимые эластичные полимеры, которые имеют хорошие показатели по кислотным числам погодоустойчивости и водоустойчивости. Глифталевые полимеры применяют в строительной промышленности для изготовления эмалей, лаков, шпатлевок, грунтовок, а также в производстве алкидного линолеума. Все эти продукты используются только для отделки внутри помещений.

К ненасыщенным полимерам относятся эфирмалеинатные полимеры, являющиеся продуктами поликонденсации многоатомных спиртов и многоосновных непредельных кислот. Чаще всего используют малеиновый ангидрид и диэтиленгликоль.

Малеиновый ангидрид имеет температуру плавления 52,8°, а температуру кипения 199,9°. Он выглядит в виде кристаллических игл, растворим в воде, хлороформе и ацетоне. Малеиновый ангидрид получают с помощью парафазного каталитического окисления бензола или фурфурола, где присутствует V2O5. Очень перспективным методом получения этого ангидрида является окисление бутаном, которое происходит при температуре 400° с присутствием V2O5.

Процесс каталитической гидратации окиси этилена позволяет получить этиленгликоль. С помощью реакции поликонденсации диэтиленгликоля (1 моль) и малеинового ангидрида (1 моль) в присутствии стабилизатора гидрохинона (15 г) в среде азота получается эфирмалеинатный полимер. Продолжительность цикла, при котором производится непрерывная отгонка воды через холодильник, длится 6 часов. Этерификация происходит при температуре 180-190°. Когда кислотное число достигает 20-30 мг КОН на 1г, полимер подается в смеситель, где охлаждается до 80°. В смеситель вводят гидрохинон, а потом добавляют стирол (0,3-0,4 моля) и тщательно перемешивают.

Для производства этого полимера в качестве отвердителей применяют перекиси метилэтилкетона, бензоила и другие. Эфирмалеинтовый полимер имеет кислотное число 35 и вязкость 500-800 спз. Такие качества полимера способны сохраняться в течение 8-ми месяцев. В основном эти полимеры применяются в производстве стеклопластиков.

Путем конденсации триэтиленгликоля и метакриловой кислоты получаются эфиракрилатные полимеры. Триэтиленгликоль (ТЭГ) представляет собой слабо окрашенную в желтый цвет или совсем бесцветную, прозрачную жидкость. Получают ее с помощью гидратации окиси этилена. ТЭГ имеет ацетильное число 725-765мг, а удельный вес 1,118.

Для хранения триэтиленгликоля применяют герметически закрытую стальную тару. Срок хранения не более 6 месяцев. Самым частым полимером, применяемым в производстве стеклопластиков, является эфиракрилатный полимер марки МГФ-9, который представляют собой желто-коричневую жидкость. Для его конденсации, кроме триэтиленгликоля и метакриловой кислоты, используют фталевый ангидрид.

Полимер МГФ-9 имеет следующие физико-химические свойства: кислотное число не выше 5мг КОН на 1г, вязкость при температуре 20° 100-350 спз, удельный вес 1,13-1,22. При температуре более 145° этот полимер разлагается. МГФ-9 хорошо растворяется в толуоле, спиртобензоле и в ароматических растворителях. В воде полимер не растворяется.