СТРОЕНИЕ МАКРОМОЛЕКУЛ СОПОЛИМЕРОВ АКРИЛОНИТРИЛА И МЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ

 

Тимошенко Н.В.,¹ Дятлов В.А.²

¹ Российский Химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева,

Москва, Россия.

Аспирант 3г.

[email protected]

² Российский Химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия. Молодой учёный.

Научный руководитель: Киреев В.В.

 

Сополимеры акрилонитрила с метакриловой кислотой используют для получения конструкционных метакрилимидных пен, способных длительно нести статическую нагрузку. Они нашли широкое применение в аэрокосмической промышленности, судостроении, при производстве спортивного инвентаря, и в других областях, где сочетание термостойкости и прочности с низким удельным весом является крайне важным.

Статистические сополимеры акрилонитрила и метакриловой кислоты (рис.1) получали радикальной сополимеризацией в водной среде: без добавок, в присутствие солей металлов, в водном растворе диметилформамида.

Рисунок 1.Сополимеризация акрилонитрила и метакриловой кислоты.

В процессе осадительной сополимерзации акрилонитрила с метакриловой кислотой в водной среде до конверсии 62% образуется полностью статистический сополимер, не содержащий существенного количества блоков полиметакриловой кислоты. С увеличением конверсии возрастает содержание микроблоков полиакрилонитрила в сополимере, которое достигает 15 мол. % при конверсии 85%. В конце реакции образуется ненабухающий в воде сополимер, содержащий до 77 мол.% акрилонитрила, выделяющийся в виде отдельной фазы. В процессе синтеза происходит частичная внутримолекулярная имидизация (рис. 2).

Рисунок 2. Конденсация соседних нитрильных и карбоксильных групп по реакции Риттера.

Анализ строения макромолекул сополимеров, образующихся при разной степени конверсии, проводили на основе данных ЯМР ¹³С и Фурье ИК-спектроскопии.

Присутствие солей LiCl и ZnCl₂ в дисперсионной среде позволяет получать сополимер с высокими вязкостными характеристиками, регулировать состав образующегося сополимера и предотвращать коагуляцию частиц набухшего сополимера вплоть до высоких степеней конверсии. При введении в реакционную среду общего для обоих мономеров и сополимера растворителя диметилформамида сополимеризация протекает в гомогенных условиях, однако при этом образуется сополимер с более низкими вязкостными характеристиками, что типично для растворной полимеризации.