Библиографическое описание:

Бозорова Н. Х., Исмоилова Х. Д., Нарзуллаев А. Х. Физико-химические свойства модифицированных сшитых сополимеров акрилонитрила // Молодой ученый. — 2015. — №16. — С. 24-26.

Ранее сотрудниками кафедры химии полимеров Национального Университета Узбекистана имени Мирзо Улугбека были синтезированы пористые гранулированные сорбенты на основе сополимеров акрилонитрила со сшивающими агентами как дивинилбензол и N,N-метилен-бис-акриламид с последующей модификацией полученных сополимеров различными органическими аминами. Были получены ионообменные гранулированные материалы, обладающие анионообменными, амфотерными и комплексообразующими свойствами.

Как указывает автор, физико-химические характеристики и сорбционные свойства полученных модифицированных сополимеров зависят от структуры макроцепи, строение молекулы сшивающего агента, природы функциональных групп полученных анионитов полученных модификацией сополимеров и т. д. Поэтому было интересно изучить процесс сополимеризации акрилонитрила со сшивающим агентом гексагидро-1,3,5-триакрилилтриазином, содержащим в своей структуре три виниловых групп.

Высококачественные ионообменные материалы, в основном, получены сополимеризацией гидрофобных мономеров, диспергированных в водной среде, с последующим введением в звенья полимера ионогенных групп путем химических превращений. В этом отношении сополимеризация акрилонитрила с малыми количествами многофункциональных мономеров представляет особый интерес, поскольку акрилонитрил частично растворяется в воде и имеет полярную группу, а эти свойства должны отразиться как на процессе формирования полимерно-мономерных частич, так и на кинетике сополимеризации.

Процессы ионного обмена играют важнейшую роль в различных отраслях промышленности. Это вызвало появление различных видов ионообменных материалов, ионообменных смол, сорбентов. Синтезированные на основе акрилонитрила и его сополимеров волокнистые и гранулированные сорбенты занимают особое место в ряду селективно сорбирующих различные ионы ионообменные и комплексообразующие материалы.

Термо- и теплостойкость[1]

Термостойкость образцов изучали дифференциально-термическим и гравиметрическим методами на дериватографе системы Паули и Эрлей (фирмы МОМ) с автоматической записью дериватограмм на фотобумагу.

100 мг исследуемых образцов помещали в керамические тигли; в качестве стандарта сравнения применяли прокаленную окись алюминия. Динамический режим нагревания проводили в атмосфере воздуха; программированный подъем температуры осуществляли со скоростю 5 град/мин. до 500о, запись дифференциальной кривой потери веса (ДТГ), осуществили на чувствительность 1/10, а кривой тепловыделения (ДТА)-1/5.

Результаты экспериментальных данных по изучению термостойкости сополимеров и ионитов на их основе показывают, что в процессе нагревания наблюдается потеря в весе, которая сопровождается различными тепловыми эффектами — эндотермическими (связанные с потерей гигроскопической и кристаллизационной воды) и экзотермическими, которые обусловлены деструкцией полимера.

Термограммы сополимеров АН:ГТТ, представленные на рис. 13 по внешнему виду схожи. Так, на термограммах наблюдаются слабые эндоэффекты в интервале температур 50–800С для образца АН:ГТТ с потерей веса (Dg) 1 %. Вероятнее всего это связано со содержанием соответствующих количеств гидратационной воды. Дальнейшее увеличение температуры приводит к значительным экзоэффектам Тmax=2750С для АН:ГТТ. Такой эффект можно объяснить образованием внутримолекулярной циклизации и выделением некоторых количеств NH3, HCN. при этом Dg составляет 9. За экзоэффектом последуют два эндоэффекта: первый имеет Тmin=3750С для АН:ГТТ и второй Тmin=4600С, которые, по-видимому, объясняются эндотермической деструкцией цепи.

Дальнейшее увеличение температуры системы сопровождается все возрастающим выделением теплоты за счет термоокислительной деструкции и разрывом -С-С- связи основной цепи. Видно, что сополимер АН с ГТТ полученный в присутствии 30 % -ном содержании толуола при 500оС является менее термостабильным (потеря веса 32 %) по сравнению с сополимером содержащим 50 % толуола (потеря веса 21,4 %).

На рис.2 приведены термограммы катионитов на основе сополимеров АН:ГТТ. Эндоэффект наблюдается в интервале температур 100–200оС для катионитов на основе АН:ГТТ, который сопровождается с потерей веса 10,5 %. Наблюдаемый эндоэффект можно объяснить влажностью ионитов. С ростом температуры ускоряется уменьшение веса ионитов с одновременным выделением тепла (экзоэффект). Этот эффект характеризуется с Тmax=445оС. Потеря веса =54,8 %. Вероятной причиной экзоэффекта является выделение воды в результате реакции конденсации соседних карбоксильных групп в цепи. При этой температуре также возможно выделение углекислого газа за счет декарбоксилирования.

Scan0016

Рис. 1. Термограммы сополимеров АН:ГТТ, полученных в присутствии различных количествах толуола. Т — изменение температуры, ДТА –дифференциальное изменение температуры, ТГ — изменение веса, ДТГ — дифференциальное изменение веса.

 

Второй эндоэффект наблюдается при Тmin=640oС. При этой температуре катионит потеряет около 90 % своего первоначального веса. Этот эндоэффект обусловлен эндотермической деструкцией.

Второй экзоэффект имеет максимум при температуре 650оС (=97,58 %). Вероятнее всего при этих температурах происходит термоокислительная деструкция ионитов.

Scan0015

Рис. 2. Термограммы гидролизованных сополимеров АН:ГТТ. Т — изменение температуры, ДТА –дифференциальное изменение температуры, ТГ — изменение веса, ДТГ — дифференциальное изменение веса.

 

За вторым эндоэффектом следует третий эндоэффект с Тmin=730oC (=99,85 %). Общие потери веса до 500оС составляли 62 %.



[1] Термостойкость образцов определены на дериватографе Паулик и Эрдей в ИХФП АН РУз под руководством к. т.н. Абдураззакова М. А.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle