Исследование синтезированного азот и фосфорсодержащего тиоколового олигомера

Research of synthesized nitrogen and phosphorus-containing thiocol oligomer
Цитировать:
Исследование синтезированного азот и фосфорсодержащего тиоколового олигомера // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Нормуродов Б.А. [и др.]. 2019. № 11 (65). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/8069 (дата обращения: 04.12.2022).
Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

Данное статье изучена физико-химические свойства: плотности, температуры плавлений, растворимости синтезированного сера-, азот и фосфорсодержащего тиоколового олигомера на основе тетрасульфида натрия и полифосфата аммония. Состав и термические характеристики тиоколового олигомера были исследованы методами ИК спектроскопии и дифференциального сканирующего калориметрии.

ABSTRACT

In this work we studied the physicochemical properties: density, melting point, solubility of the synthesized sulfur, nitrogen and phosphorus-containing thiocol oligomer based on sodium tetrasulfide and ammonium polyphosphate. The composition and thermal characteristics of the thiokol oligomer were studied by IR spectroscopy and differential scanning calorimetry.

 

Ключевые слова: фосфорсодержащий олигомер, азотсодержащие соединения, вязкость, олигомеры.

Keywords: phosphorus-containing oligomer, nitrogen-containing compounds, viscosity, oligomers.

 

Введение. Тиоколовых олигомеры представляют несомненный интерес для разработка герметизирующих и защитных покрытий. Потребление герметизирующих материалов в строительстве на сегодняшней день достигает 50% от общего объема их производства [1, c. 23]. В последние время широкое распространение приобретают герметизирующие материалы на основе реакционноспособных олигомеров. Особое место среди них занимают герметики на основе жидкого тиокола. В настоящее время существует множество новых методов синтеза тиоколовых олигомеров и их модифицированных аналогов [2, с.301].

Введение в состав молекулы тиокола фрагментов реакционноспособных соединений приводит к существенному увеличению адгезионного взаимодействия с субстратами, а также к повышению прочностных характеристик и химической стойкости отвержденных материалов. Это позволяет значительно расширить области практического применения модифицированных олиготиолов [2, с. 302; 3, с.194].

В целом комплекс свойств наполненных полимеров определяется совместным действием ряда факторов, наиболее значимыми из которых являются: природа термопласта и наполнителя, форма и размер частиц наполнителя, взаимное расположение частиц наполнителя и изменение их локальной плотности по объему образца, концентрация наполнителя [4, с.40].

Данная работа посвящена получению эффективных наполнителей на основе сера-, азот и фосфорсодержащих олигомеров для полиэтилена. Поэтому модификация известных полимеров, разработка наполненных функциональными добавками полимерных композиционных материалов, либо смесевых композиций, является сегодня одним из приоритетных направлений в создании полимеров и композитов с прогнозируемыми свойствами.

Получение новых синтезированных высоконаполнительных добавок для полимерных материалов, обладающих высокой термостойкостью и огнезащитной эффективностью, стабилизации полимеров, экологически безопасных и экономичных на сегодняшний день является актуальной задачей.

Обсуждение полученных результатов. Были изучены физико-химические свойства: плотность, температура плавления, растворимость, ИК-спектроскопия и ДСК в сера-, азот- и фосфорсодержащими олигомерами. Данные физико-химических характеристик синтезированного высоконаполнительного олигомера марки NMA-5 (тетрасульфид натрия и полифосфата аммония с органическими галоидсодержащими соединениями) представлены в табл.1.

Таблица 1.

Физико-химические показатели тиокол олигомера

Показатели

Тиокол олигомер

NMA-5

Плотность, г/см3 ГОСТ 15139-69

1,28

Тпл оС

124

Ƞхв

0,065

Растворимость

диметилформамид

Внешний вид и цвет

вязкое вещество коричневого цвета

 

На ИК-спектре NMA-5 в областях 2850-1470 см-1 имеются полосы поглощения, подтверждающие наличие -СН2- групп, и полосы поглощения в области 1650 см-1, подтверждающие наличие в свободном состоянии –СОNH2  группы. ИК-спектр содержит полосы поглощения в области 3400 см-1, соответствующие первичным –СОNH2 группам и полосы поглощения в областях 3300-3440 см-1, соответствующие вторичным –СОNHR группам. Деформационные колебания всех активных групп проявляются в виде сильных узких полос между обычными полосами деформационных колебаний –СН2–СО– в области1400 – 1465 см-1. Полосы поглощения в областях 800 и 1600 см-1, подтверждают наличие –NH2 групп. Наличие групп, содержащих фосфор Р=О и Р–О–С в области 1000–1180 см-1, подтверждает широкая интенсивная полоса и серосодержащие соединения в областях 400-900 см-1, 1040-1060 см-1 и 1100-900 см-1.

Кроме того, на ИК-спектроскопии в областях 600-800 см-1 и 1460 см-1 появляются узкие малоинтенсивные полосы, содержащие связи серосодержащего соединения. При рассмотрении ИК-спектров NMA-5 наблюдается сильная интенсивная -СН2-N- группа с показателями 1400-1440 см-1 и органические фосфаты 1180 см-1 -1150 см-1(Рис.1).

Исследование влияния олигомеров на процесс ДСК сера-, азот- и фосфорсодержащий олигомер марки NMA-5. Масса образца NMA-5 не меняется до 216 оС. На кривой ДСК в этом температурном диапазоне 20 -210ОС наблюдаются три эндотермических пика (106, 151 и 194оС), что соответствует двум фазовым переходам (структурным перестройкам) и плавлению образца. Выше температуры 216оС образец начинает разлагаться в два этапа – до 275оС со скоростью 5%/мин, потерей массы 29.32%, и выше 280оС со скоростью 2.5%/мин, потерей массы 34.23%. Первый этап разложения – экзотермический (Энергия 39.7 J/g), второй эндотермический (Энергия -28.3 J/g). Рис.2.

 

Рисунок 1. ИК-спектр сера-, азот- и фосфорсодержащий олигомер марки NMA-5

 

 

Рисунок 2. ДСК сера-, азот- и фосфорсодержащий олигомер марки NMA-5

 

Выводы. Таким образом, характеристические свойства сера-, фосфор- и азотсодержащего олигомера были определены методом ИК-спектроскопии и ДСК, в результате лабораторных испытаний и можно предложит, благодаря высоких термических устойчивости что олигомер может быть использован в качестве высоконаполнительных добавок для полимерных материалов и компонента тиоколовых герметиков.

 

Список литературы:
1. Нормуродов Б.А. Синтез модифицированных тиоколовых олигомеров на основе местного сырья и их применение / автореферат дисс. на. соиск. степ. доктора философии по т.н. по спец. 02.00.14., Термез, 2019. – 44, с. 23.
2. Хакимуллин Ю.И. Герметики на основе полисульфидных олигомеров: синтез, свойства, применение / Ю. И. Хакимуллин, В. С. Минкин. Ф. М. Малютин [и др.] - М.: Наука, 2007.- С.301.
3. Deryagina E. N., Levanova E. P., Grabel’nykh V. A., Sukhomazova E. N., Russavskaya N. V., Korchevin N. A. Thiylation of Polyelectrophiles with Sulfur in Hydrazine Hydrate Amine Systems // Russian Journal of General Chemistry, - 2005, -V.75, -I. 2, p.194 -199.
4. Шостак Т. С., Будаш Ю. А., Пахаренко В. В., Сташкевич И. А., Пахаренко В. А. Композиции на основе ПЭ, наполненные алюмосиликатом//Пластические массы, 2011.№4 .С. 39-43.

 

Информация об авторах

д-р хим. наук, профессор, Термезский государственный университет, 190111, Республика Узбекистан, г. Термез, улица Ф. Ходжаева, 43

doctor of chemical sciences, professor, Termez State University, 190111, Republic of Uzbekistan, Termez, F.Hojayev str., 43

старший научный сотрудник-исследователь, Термезский государственный университет, 190111, Республика Узбекистан, г. Термез, улица Ф. Ходжаев, 43

senior Research Scientist-Analyst, Termez State University, Termez State University, 190111, the Republic of Uzbekistan, Termez, F.Hojayev Street, 43

преподователь, Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез

Teacher, Termez State University, Uzbekistan, Termez

докторант, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез

Postdoctoral Student, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez

студент химического факультета, Термезский государственный университет, Узбекистан, г. Термез

student of the Faculty of Chemistry, Termez State University, Uzbekistan, Termez

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top