Влияние способа выведения компонента инициатора из комплекса триэтилбор - гексаметилендиамин на молекулярно-массовые характеристики сополимеров бутилакрилат - винилбутиловый эфир при компенсационной сополимеризации в кипящем мономере

Автор: Семенычева Л.Л., Часова Ю.О., Валетова Н.Б., Маткивская Ю.О., Лиогонькая Т.И., Подгузкова М.В.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry

Рубрика: Химия элементоорганических соединений

Статья в выпуске: 4 т.10, 2018 года.

Бесплатный доступ

Осуществлена радикальная компенсационная сополимеризация бутилакрилата с винилбутиловым эфиром при кипении последнего в присутствии триэтилбора, Соинициатором ему в данных условиях выступает присутствующий в системе остаточный кислород воздуха. Как выяснилось, в кипящем винилбутиловом эфире кислорода достаточно для окисления триэтилбора и осуществления сополимеризации. При введении в реакционную смесь использовали комплекс триэтилбора с гексаметилендиамином. Триэтилбор из комплекса выделяли непосредственно в реакционной среде добавлением метакриловой кислоты двумя способами: совместно с бутилакрилатом (способ 1) или единовременно перед введением бутилакрилата (способ 2). Активный мономер в обоих случаях дозировали в течение 20 мин и перемешивали реакционную смесь еще необходимое время. Непрореагировавшие мономеры удаляли при пониженном давлении (до 0,5 мм. рт. ст.). В условиях вакуумирования полимер сушили до постоянного веса при Т = 20-25 °С. Показано, что в том и другом случае формирование макромолекул происходит по двум центрам роста цепи - олигомерному и низкомолекулярному, причем с ростом конверсии кривая молекулярно-массового распределения первого смещается в область больших значений молекулярных масс. Отмечены признаки формирования олигомерной моды с участием бороксильного радикала, образующегося при окислении триэтилбора, по механизму обратимого ингибирования. Изучена зависимость конверсии мономеров от времени синтеза сополимеров бутилакрилата и винилбутилового эфира, синтезированных компенсационным способом в присутствии триэтилбора. В обоих случаях конверсия нарастает до 40-60 мин значительно быстрее, чем в последующем. Следует обратить внимание на то, что выход по активному мономеру в начале процесса при дозировании метакриловой кислоты совместно с бутилакрилатом (способ 1) нарастает медленнее, чем в случае дозирования метакриловой кислоты до введения бутилакрилата (способ 2). Это можно объяснить тем, что при введении кислоты до бутилакрилата окисление триэтилбора происходит в самом начале процесса, а при совместном введении указанных компонентов в течение 20 мин. В результате в случае способа 2 происходит образование заметно большего количества «неживого» полимера. Анализ состава сополимеров методом ИК-спектроскопии показал, что сополимеры бутилакрилата с винилбутиловым эфиром имеют близкий к эквимольному состав в обоих случаях. Молекулярно-массовые параметры сополимеров исследовали методом гель-проникающей хроматографии. Значения среднечисленной молекулярной массы Мn равномерно увеличиваются с ростом конверсии (Мn имеет смысл рассматривать для унимодального молекулярно-массового распределения начиная с 50 мин для первого способа и 60 мин для второго способа после начала синтеза). Такая зависимость является характерным признаком псевдоживых процессов.

Еще

Бутилакрилат, винилбутиловый эфир, компенсационная сополимеризация, триэтилбор, гексаметилендиамин, введение компонентов инициатора, состав, молекулярно-массовые параметры

Короткий адрес: https://sciup.org/147233111

IDR: 147233111   |   DOI: 10.14529/chem180407

Список литературы Влияние способа выведения компонента инициатора из комплекса триэтилбор - гексаметилендиамин на молекулярно-массовые характеристики сополимеров бутилакрилат - винилбутиловый эфир при компенсационной сополимеризации в кипящем мономере

  • Особенности «компенсационной» сополимеризации бутилакрилата с винилбутиловым эфиром в присутствии триэтилбора / Л.Л. Семенычева, Ю.О. Маткивская, Н.Б. Валетова и др. // Известия Академии наук. Серия химическая. - 2017. - № 9. - С. 1660-1664.
  • Органические растворители. Физические свойства и методы очистки / А. Вайсбергер, Э. Проскауэр, Дж. Риддик и др. - М.: Издатинлит, 1958. - 520 с.
  • О структуре сополимеров алкил(мет)акрилатов и винилалкиловых эфиров - новых модификаторов вязкости смазочных масел / Л.Л. Семенычева, Е.В. Гераськина, Ю.О. Маткивская и др. // Журнал прикладной химии. - 2015. - Т. 88, № 10. - С. 1505-1510.
  • Особенности синтеза сополимера бутилакрилата с винил-н-бутиловым эфиром для получения эффективной загущающей присадки к маслам / Л.Л. Семенычева, В.В. Винс, Е.И. Богатова и др. // Журнал прикладной химии. - 2009. - Т. 82. - С. 1542-1545.
  • Гераськина, Е.В. Некоторые особенности компенсационной сополимеризации бутилакрилата и винилбутилового эфира в кипящем мономере / Е.В. Гераськина, А.А. Мойкин, Л.Л. Семенычева // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т. 18, № 4. - C. 28-31.
  • Влияние условий синтеза сополимеров бутилакрилата и винилбутилового эфира при компенсационном способе на их молекулярно-массовые параметры и загущающие свойства в диоктилсебацинате / Л.Л. Семенычева, Н.Б. Валетова, А.А. Мойкин и др. // Журнал прикладной химии. - 2016. - Т. 89, № 10. - С. 1351-1356.
  • Krusic, P.J. Electron spin resonance studies of homolytic substitution reactions. Organoboron, -aluminum, and -gallium compounds / P.J. Krusic, J.K. Koshi // J. Am. Chem. Soc. - 1969. - V. 91. - P. 3942-3944.
  • Rensch, R. Autoxidation von trialkylboranen. 1H-NMR-spektroskopische untersuchungen zum mechanismus der oxidation von Trimethylboran / R. Rensch, H. Friboli // Chem. Ber. - 1977. - V. 110, № 6. - P. 2189-2199.
  • Study of initiator system of trialkylboron and oxygen by spin trapping technique / T. Sato, K. Hibino, N. Fukumura et al. // Chem. and Ind. - 1973. - № 15. - P. 745-750.
  • Системы органобораны-кислород воздуха как нетрадиционные инициаторы радикальной полимеризации / М.Ю. Заремский, Е.С. Гарина, М.Е. Гурский и др. // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. - 2013. - Т. 55, № 5. - С. 601-624.
  • Chung, T.A Novel "stable" radical initiator based on the oxidation adducts of alkyl-9-bbn / T. Chung, W. Janvikul, H. Lu // J. Am. Chem. Soc. - 1996. - V. 118, № 3. - P. 705-706.
  • Chung, T. Boroxyl-mediated living radical polymerization and applications / T. Chung // Polymer news. - 2003. - V. 28, № 8. - P. 238-244.
  • Гришин, Д.Ф. Проблемы регулирования реакционной способности макрорадикалов и управления ростом полимерной цепи / Д.Ф. Гришин, Л.Л. Семенычева // Успехи химии. - 2001. - Т. 70, № 5. - С. 486-509.
  • Fundamentals of controlled living radical polymerization / N.V. Tsarevsky, B.S. Sumerlin. - Cambridge: RSC, 2013. - 364 p.
  • Progress in reactor engineering of controlled radical polymerization: a comprehensive review / X. Li, E. Mastan, W.J. Wang, et al. // Reaction Chemistry & Engineering. - 2016. - Т. 1, № 1. - С. 23-59.
  • Matyjaszewski, K. Handbook of Radical Polymerization / K. Matyjaszewski, T.P. Davis. - West Sussex: Wiley &Sons, 2002. - 936 p.
  • Заремский, М.Ю. Обратимое ингибирование в радикальной полимеризации / М.Ю. Заремский, В.Б. Голубев // Высокомолекулярные соединения. Серия С. - 2001. - Т. 43, № 9. - С. 1689-1728.
  • Matyjaszewski, K. Controlled radical polymerization / K. Matyjaszewski. - Washington: American Chemical Society, 1998. - 484 p.
  • Matyjaszewski, K. Controlled/living radical polymerization: from synthesis to materials / K. Matyjaszewski. - Washington: American Chemical Society, 2006. - 671 p.
  • Королев, Г.В. Радикальная полимеризация в режиме «живых» цепей / Г.В. Королев, А.П. Марченко // Успехи химии. - 2000. - Т. 69, № 5. - С. 447-475.
  • Barner-Kowollik-Weinheim, C. Handbook of RAFT polymerization. / C. Barner-Kowollik-Weinheim: Wiley-VCH, 2008. - 541 p.
  • Matyjaszewski, K. Macromolecular engineering. Precise synthesis, materials, properties, applications / K. Matyjaszewski, Y. Gnanou, L. Leibler. - Weinheim: Wiley-VCH, 2007. - 564 p.
  • Oudian, G. Principles of Polymerization / G. Oudian. - West Sussex: Wiley & Sons, 2004. - 834 p.
  • Якиманский, А.В. Механизмы «живущей» полимеризации виниловых мономеров / А.В. Якиманский // Высокомолекулярные соединения. Серия С. - 2005. - Т. 47, № 5. - С. 1241-1301.
  • Mueller, A.H.E. Controlled and living polymerizations: methods and materials / A.H.E. Mueller, K. Matyjaszewski. - Weinheim: Wiley-VCH, 2009. - 605 p.
Еще
Статья научная