Хімічна модифікація карбоксилвмісних олігоестерів епоксидними сполуками

Abstract

Дисертація присвячена синтезу багатофункційних олігоестерів на основі карбоксилвмісних похідних піромелітового діангідриду або двохосновних карбонових кислот та діанових епоксидних смол або пероксидної похідної епоксидної смоли. Вивчено основні кінетичні закономірності перебігу реакцій між карбоксилвмісними олігоестерами на основі піромелітового діангідриду або двохосновними карбоновими кислотами та епоксидними смолами в присутності різних за природою каталізаторів. Розроблено методики синтезу та одержано низку нових олігомерних продуктів, які містять у своїй структурі вільні карбоксильні і гідроксильні групи й епоксидну групу або пероксидний фрагмент. Структура одержаних продуктів підтверджена хімічними, ІЧ та 1Н й 13С ЯМР спектроскопічними дослідженнями. Методом термогравіметричного аналізу встановлено термічну стабільність синтезованих олігоестерів. Досліджено структуруючі властивості одержаних продуктів та вивчено їхню роль у процесах формування просторово-зшитих структур в епокси-олігомерних сумішах. Встановлено хімізм формування зшитих структур у полімерних плівках на основі таких сумішей. Запропоновано використовувати синтезовані олігоестерні продукти як компоненти захисних покриттів на основі епокси-олігомерних та полівінілхлоридних сумішей, а також при створенні бітум-полімерних сумішей. Диссертация посвящена синтезу многофункциональных олигоэфиров на основе карбоксилсодержащих производных пиромеллитового диангидрида или двухосновных карбоновых кислот и диановых эпоксидных смол или пероксидной производной эпоксидной смолы. Изучены основные кинетические закономерности протекания реакции между карбоксилсодержащими соединениями на основе пиромеллитового диангидрида или двухосновными карбоновыми кислотами и эпоксидными смолами в присутствии различных по природе катализаторов. Разработаны методики синтеза и получен ряд новых олигоэфирных продуктов, содержащих в своей структуре свободные карбоксильные и гидроксильные группы, а также эпоксидную группу или пероксидный фрагмент. Структура полученных продуктов подтверждена химическими, ИК и 1Н и 13С ЯМР спектроскопическими исследованиями. Методом термогравиметрического анализа исследована термическая стабильность синтезированых олигоэфиров. Исследованы структурирующие свойства полученных продуктов, изучена их роль в процессах формирования пространственно-сшитых структур в эпокси-олигоэфирних смесях. Установлен химизм образования сшитых структур в полимерных пленках на основе таких смесей. Предложено использовать синтезированные олигоэфирные продукты в качестве компонентов защитных покрытий на основе эпокси-олигоэфирных, а также поливинилхлоридных смесей, либо для получения битум-полимерных смесей. The thesis is devoted to the synthesis of polyfunctional oligoesters based on carboxycontaining derivatives of pyromellitic dianhydride or dibasic acids and dianic epoxy resins or peroxy derivative of epoxy resin. The effect of the catalyst nature and amount, as well as reagents ratio and temperature on the reaction rate has been determined for the interaction between carboxy-containing oligoesters based on pyromellitic dianhydride or dicarboxy acids and different epoxy resins. The effective rate constants of the mentioned reaction have been calculated and the activation energy has been determined. The regularities of carboxy-containing oligoesters synthesis as a result of the oligoesters based on pyromellitic dianhydride reaction and also different dicarboxylic acids with epoxy resins and peroxy derivative of epoxy resin ED-24 have been investigated. It has been synthesized a number of new oligoesters containing in their structure free carboxy, hydroxyl and epoxy groups or peroxy fragment. The properties of the synthesized oligoesters have been investigated. The structure of the synthesized compounds has been confirmed by IR and 1Н and 13С NMR spectroscopy. The thermal stability of polyfunctional oligoesters has been established by thermogravimetric analysis. While crosslinking of epoxy-oligomeric mixtures based on industrial ED-20 dianic epoxy resin, oligoesteracrylate TGM-3, carboxy-containing derivative of ED-24 resin and polyethylenepolyamine at room temperature and heating to 383, 403 or 423 K it has been established that extent of crosslinked structures formation depends upon the mixture composition and crosslinking conditions. The role of obtained products in crosslinking of epoxy-oligomeric mixtures has been studied. The chemism of crosslinked structures formation into polymeric films based on such mixtures has been examined. In particular it has been investigated that epoxy-oligoesteric mixtures based on epoxy resin ED-20, oligoesteracrylate TGM-3, hardener polyethylenepolyamine and synthesized reactive oligoesters characterized by hight gel-fraction content, hardness, better viscous-elastic properties and physic-mechanical characteristics of polymeric films to compare with usual industrial mixture. The poly(vinyl chloride) mixture modified by the synthesized oligoester I is characterized by better aging stability to compare with known industrial material. The bitumen-polymeric mixture which includes 1 g of oligoester I per 100 g bitumen is characterized by better adhesive properties to compare with neat bitumen.