Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
https://wos-scopus.com
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Медицина
Размещена 15.04.2015. Последняя правка: 07.05.2015.

Производные бензимидазола и хинозолона-4 как стабилизаторы поливинилхлорида

Курбанова Нодира Наврузовна

-

Ургенчский филиал Ташкентской медицинской академии

старший преподаватель

С. Машарипов, М. Алимова, Ташкентская медицинская Академия, Ургенчский филиал, Узбекистан


Аннотация:
С целью получения ПВХ повышенной термоокислительной устойчивости содержащих меньше внутренних ненасыщенных дефектных структур, полимеризацию ВХ проводили в присутствии (0.6 моль.%) 3-метил-2-метакрилоиламинохинозолона-4. В результате был получен ПВХ с улучшенной термоокислительной устойчивостью. Наблюдается увеличение времени термостабильности ПВХ в присутствии (0.1 моль/кг ПВХ) производных бензимидазола в 4,6 раза.


Abstract:
In order to receive PVC with high termooxydic resistance having less unsaturated defective structures, polymerization of VC was carried out in presence of (0.6 mole.%) 3-methyl-2methacrylilaminchynole-4. As a result, PVC with increased termostable effect was received. Increasing of termostability PVC in presence(0.1 mole/kg PVC) of benzimidazole’s derivatives in 4.6 times was seen.


Ключевые слова:
ПВХ; термостабильность; время термостабильности; кинетика дегидрохлорирования; композиция

Keywords:
thermostability; thermostability time; dehydrocloration kinetics; composition


УДК 541.64:547.322

Целью данной работы является изучение возможности повышения термоокисли­тельной устойчивости поливинилхлорида (ПВХ) с применением З-метил-2-метакрилоил- аминохиназолона-4 (ММАХ) и некоторых солей производных бензимидазола.

Методика эксперимента

Хроматографически  чистый винилхлорид (ВХ) получали из дихлорэтана с после­дующей очисткой путем преполимеризации. Инициаторы: диизопропилпероксиди - карбонат (ДИПДК) синтезировали и очищали по методике, динитрилазоизомаслянной кислоты (ДАК) дважды перекристаллизовывали из ацетона и сушили до постоянной массы, т. пл. 374—375 К. ПВХ (С-70, М= 129000) очищали 3х-кратным переосаждением из тетрагидрофурана в этиловый спирт с последующей экстракцией в аппарате «Сокслет». 2-Аминобензимидазол (АБ) и 2-гуанидинамидобензимидазол (ГБ)  были получены и очищены по методике . Натриевая соль 2-АБ (Na-АБ) и бензимидазол (БИ) синтезированы и очищены как описано в литературе . Кадмиевая, оловянная соли АБ (Cd-АБ, Sn-АБ) и кобальтовые соли БИ, АБ и ГБ (Со-БИ, Со-АБ, Со-ГБ) получены взаимодействием хлоридов соответствующих металлов с натриевыми солямипроизводных БИ в среде абсолютного метанола соответственно при мольном соотношении 1 : 2. 

ММАХ синтезировали взаимодействием хлорангидрида метакриловой кислоты с 3-метил-2-аминохиназолоном-4 (МАХ) по схеме:

 

 
Для осуществления синтеза в колбу загружали 17.5 г (0.1 моля) МАХ с температурой плавления 505—506 К, 10.1 г (0.1 моля) вновь перегнанного триэтиламина (ТЭА) с т. кип. 362.5 К и 400 мл абсолютного диметилформамида (ДМФ) и при перемешива­нии добавляли по каплям 10.5 г (0.1 моля) хлорангидрида метакриловой кислоты в 100 мл ДМФ. Реакционную смесь перемешивали в течение 6 ч при 371—373 К, после охлаждения выпавший осадок обрабатывали водой. После сушки перекристаллиза­цией из спирта получили 16.2 г (67 %) ММАХ с т. пл. 493—495 К.

Полимеризацию ВХ в массе и в суспензии проводили при 333 К в вакуумированных ампулах при 10-2 Па, в термостате, снабженном перемешивающим приспособлением. В качестве стабилизатора суспензии применяли 0.1%-й водный раствор «Сольвара» (поливиниловый спирт, содержащий 17 % ацетатных групп). Водный модуль 1:3. Полимеры промывали водой и очищали 3-кратным переосаждением из тетрагидрофурана в смесь метилэтилкетона с этанолом (объемное соотношение 3:2) и после промывки этиловым спиртом сушили до постоянной массы в вакууме при 323 К. Время термостабильности ПВХ оценивали по изменению окраски индикаторной бумаги конго-красный. Кинетику дегидрохлорирования ПВХ изучали в токе кислорода при скорости 7.2 л/ч, 7=443 К.

Результаты и их обсуждения

Ответственными за низкую термостабильность ПВХ являются внутренние ненасыщенные группировки, содержание которых зависит от условий и способа получения полимера. Нами с целью получения полимера с меньшими дефектными структурами,  была проведена суспензионная

полимеризация ВХ в (присутствии малого количества ММАХ (0.6 мол%) инициированием ДИПДК. Полученные данные кинетики полимеризации показывают, что с увеличением концентрации ДИПДК увеличивается и скорость полимеризации и кинетические кривые имеют S-образный вид, что свидетельствует о протекании реакции полимеризации в гетерогенных условиях при глубоких стадиях превращения.

Вычисленные значения порядка реакции по инициатору для ДАК и ДИПДК соответственно равны 0.6 и 0.45, что указывает на радикальный механизм реакции полимеризации и о существовании бимолекулярного обрыва полимерных цепей.

Изучение кинетики дегидрохлорирования (ДГХ) ПВХ, полученного полимеризацией ВХ при малых концентрациях ММАХ, инициированного ДАК, в массе показывает, что введение в макромолекулярную цепь ПВХ до 0.6 мол % ММАХ приводит к уменьшению количества выделившегося хлористого водорода. Дальнейшее увеличение содержания ММАХ в составе ПВХ сопровождается увеличением скорости ДГХ, видимо, наблюдаемое связано с резким уменьшением молекулярной массы полимера.

Сопоставление кинетики ДГХ ПВХ, полученного инициированием ДИПДК и ДАК, показывает, что полимеры с инициатором ДИПДК обладают сравнительно высокой термостабильностью. Это, по всей вероятности, связано с образованием поли­меров с меньшими дефектными структурами благодаря протеканию процессов при более низкой температуре (313 К) и в присутствии акцептора хлористого водорода (ММАХ).

Полученные результаты времени термостабильности ПВХ, стабилизирован­ного БИ и АБ (0.1 моль/кг ПВХ), показывают, что введение БИ в композицию ПВХ приводит к увеличению его термостабильности по сравнению с исходным образцом в 6 раз. Введение аминной группы в бензимидазольный гетероцикл ведет к уменьшению этого показателя 4.6 раза. Среди использованных солей наиболее эффективной оказалась Co-ГБ, в присутствии которой наблюдается увеличение времени термостабильности в 27 раз. Кинетика дегидрохлорирования ПВХ в присутствии Со-БИ, Со-АБ и Со-ГБ показывает, что введение их в композицию ПВХ сопровождается уменьшением скорости дегидрохлорирования, ярко выражающейся в начальной стадии процесса деструкции. Использованные производные бензимидазола (ПБИ) по степени их влияния на скорость дегидрохлорирования ПВХ можно расположить в ряд: Со-ГБ > Со-БИ > Со-АБ >Cd-АБ >Sn-АБ. Стабилизирующее действие солей ПБИ, вероятно, обусловлено реакцией его с хлористым водородом, выделяю­щимся в процессе деструкции.

Смеси стабилизаторов обычно обеспечивают не только необходимые свойства полимеров, но и существенно улучшают их по сравнению со свойствами, которые проявляются в присутствии каждой из стабилизирующих добавок в отдельности. Полученные нами данные времени термостабильности ПВХ в присутствии солей ПБИ с промышленными стабилизаторами показывают, что стеарат кальция в смеси с Со-АБ, Со-БИ и Со-ГБ усиливает стабилизирующий эффект и при определенном соотношении компонентов смеси наблюдается синергизм. При использовании Cd-АБ такого явления не наблюдается. Действие смеси PbSi03с вышеназванными солями (кроме Со-ГБ) аддитивно действию отдельных компонентов. Изучение стабилизирую­щего действия ацетата натрия и его смесей с солями ПБИ показывает, что ацетат натрия, повышая термостабильность ПВХ (35 мин), образует и эффективные синергические смеси с изученными нами соединениями, в присутствии которых увеличивается время  термостабильности ПВХ в 15—21 раз.

Термоокислительная устойчивость поливинилхлорида, стабилизированного солями производных бензимидазола  (Скорость нагрева 10 град/мин) 

Поливинилхлорид + 0,1 моль/кг производные бензимидазола

Температура начала термоокис­лительного распада (К)

Максимум темпе­ратуры разложения (К)

Е (кДж/моль)

Без добавок

463

518

108

Добавка:

 

 

 

оловянная соль 2-аминобензимидазола

463

565

115

кадмиевая соль 2-аминобензимидазола

493

543

164

кобальтовая соль 2-аминобензимидазола

498

540

146

кобальтовая соль бензимидазола

500

520

187

кобальтовая соль 2-гуанидин аминобензимидазола

503

530

188

Изучение термоокислительной устойчивости ПВХ в присутствии солей ПБИ в динамических условиях показывает, что введение солей ПБИ в композиции ПВХ приводит к увеличению температуры начала термоокислительной деструкции (см. таблицу), максимума температуры разложения и энергии активации процесса деструкции ПВХ.

Судя по данным, полученным в изотермических и динамических условиях, самым -эффективным стабилизатором в отношении ПВХ является Со-ГБ.

Выводы

1. Установлено, что проведение синтеза ПВХ в присутствии ММАХ позволяет получить самостабилизированный полимер.

2. Показано, что введение солей производных бензимидазола в состав компози­ции ПВХ приводит к повышению термоокислительной устойчивости композиции.

Библиографический список:

1. Машарипов С., Касымова С.С.: Метакриловые производные 2-аминохинозолона-4 в качестве термостабилизаторов ПВХ и полистирола, Узбекский химический журнал, 1995, №4, с41-45.
2. Машарипов С., Касымова С.С., Султанов М., Хакимжанов С.Г.: XXXV конгресс LUPAC, Стамбул, 14-19 августа 1995г.
3. Машарипов С., Юнусов Ю.Т., Хасанов С, А., Касымова С. С., Аскаров М.А.—Некоторые соли бензимида как стабилизаторы ПВХ. ДАН УзССР, 1986, №3,с.34.
4. Машарипов С., Нажимов К.О., Касымова С.С., Аскаров М.А.: Стабилизация ПВХ солями 2,4-гексадиеновой кислоты, Узбекский химический журнал, 1995г, №1
5. Минскер К. С., Федосеева Г. Т. Старение и стабилизация поливинилхлорида. М.:Химия, 1979, с.187.
6. С.Машарипов,Н.Курбанова – Химические способы стабилизации поливинилхлорида металлсодержащими производными азотсодержащих гетероциклических соединений. MATERIALY x mezinarodni vedecko-prakticka conference “Efektivni nastroje modernich ved – 2014” Praha Publoshing House “Education and Science” s.r.o. 2014
7. С.Машарипов, Н.Курбанова – Соли производных хинозалона-4 как стабилизаторы поливинилхлорида. «Актуальные вопросы теоретической и клинической медицины» Сборник, Ургенч, 2011
8. С.Машарипов, Н.Курбанова – Повышение устойчивости поливинилхлорида металлсодержащими производными азотсодержащих гетероциклических соединений. «Актуальные вопросы теоретической и клинической медицины», Сборник, Ургенч. 2014




Рецензии:

16.04.2015, 8:49 Розыходжаева Гульнора Ахмедовна
Рецензия: Статья оригинальная, содержит собственные данные автора. Она может быть рекомендована к публикации после доработки: следует расшифровать сокращения по мере первого появления в тексте, строго соблюдать структуру статьи (четко обозначить материал и методы, результаты и обсуждение). Желательно, чтобы список литературы охватывал последние 5-10 лет.

6.05.2015, 17:33 Походенько-Чудакова Ирина Олеговна
Рецензия: Р Е Ц Е Н З И Я на статью Н.Н. Курбановой, С. Машарипова, М. Алимовой «Производные бензимидазола и хинозолона-4 как стабилизаторы поливинилхлорида» Представленная статья «Производные бензимидазола и хинозолона-4 как стабилизаторы поливинилхлорида» рассматривает актуальный вопрос – исследование возможности повышения термоокислительной устойчивости поливинилхлорида с применением 3-метил-2-метакриол- аминохинозалона-4 и некоторых солей производных бензимидазола. Рецензируемый материал представляет собой оригинальную статью, состоящую из: цели, разделов «Объекты и методы», «Результаты», «Выводы», библиографического списка источников специальной литературы в количестве 8 наименований (7 – на русском и 1 – на английском языке). Материал, представленный в публикации, изложен автором последовательно, логично, легко читается, хорошо воспринимается. Иллюстративный материал представлен 1 схемой и 1 таблицей. Однако, при детальном изучении работы был обнаружен ряд недочетов, требующих коррекции: − необходимо четко структурировать статью, выделив все разделы; − следует ввести раздел «Введение», где будет обоснована актуальность представленного в публикации материала; − поддерживаю рекомендации первого рецензента указавшего на необходимость введения раздела «Обсуждение» и доработку библиографического списка. Последний следует доработать не только в соответствии с датами издания, но и ввести в него некоторое число англоязычных публикаций по рассматриваемому в статье вопросу с целью представления информации по данной проблеме в международных изданиях. На основании изложенного выше, считаю возможным заключить, что статья на статью Н.Н. Курбановой, С. Машарипова, М. Алимовой «Производные бензимидазола и хинозолона-4 как стабилизаторы поливинилхлорида» соответствует профилю электронного журнала «SCIARTICLE.RU» и межет быть рекомендована к опубликованию после выполнения авторами соответствующей коррекции. Заведующая кафедрой хирургической стоматологии учреждения образования «Белорусский государственный» медицинский университет», доктор медицинских наук, профессор И.О. Походенько-Чудакова 06 мая 2015 года



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх