ПОЛУЧЕНИЕ АКРИЛ-КРОТОН-УРЕТАНОВОГО СОПОЛИМЕРА И АНАЛИЗ ЕГО СТРУКТУРЫ

АННОТАЦИЯ

Во время экспериментов реакция сополимеризации проводилась в эмульсионной среде в присутствии инициатора и эмульгатора. При этом в качестве исходных продуктов были использованы мономеры акрил и кротон, а также олигомер уретана. Данное исследование проводилось в два этапа и определяло продуктивность реакции сополимеризации. В ходе практических экспериментов анализировались состав и структура полученного продукта. Были определены мольное соотношение и временная зависимость исходных веществ, зависимость выхода продукта от температуры и определена структура сополимера методом ИК-спектроскопии.

ABSTRACT

During the experiments, the copolymerization reaction was carry out in an emulsion medium in the presence of an initiator and an emulsifier. At the same time, acrylic and croton monomers, as well as a urethane oligomer, were use as starting products. This study was conduct in two stages and determined the productivity of the copolymerization reaction. In the course of practical experiments, the composition and structure of the resulting product analyzed. The molar ratio and time dependence of the starting materials, the dependence of the product yield on temperature were determined and the structure of the copolymer determined by IR spectroscopy.

Ключевые слова: реакция сополимеризации, ИК-спектроскопия, мономеры акрил, крoтон и олигомер уретана.

Keywords: copolymerization reaction, IR spectroscopy, acrylic, krotone monomers and urethane oligomer.

Введение. Результаты анализа свидетельствуют о том, что в последние годы в мировом масштабе резко возрос спрос на потребление акриловых мономеров и сополимеров на их основе. В области химической технологии высокомолекулярных соединений выросла потребность на полимерные материалы на основе акриловых мономеров. В данной исследовательской работе получен сополимер акрил-кротоновый-уретан с участием мономеров акрила, кротона и олигомера уретана [1].

Экспериментальная часть. В ходе практических экспериментов был получен сополимер акрил-кротоновый-уретан из акриловой кислоты, кротонового альдегида и полиуретана. При получении сополимера этим методом обращалось внимание на то, что использованные мономеры и олигомеры являются местным и вторичным сырьем [2].

Во время экспериментов была использована трёхголовая колба, холодильник, капельница, термометр и нагревательное устройство с механической мешалкой. В качестве исходных веществ были использованы акриловая кислота, кротоновый альдегид и полиуретан. При получении эмульсионного сополимера в качестве растворителя использовали дистиллированную воду. Исходные мономеры и олигомер брали в соответствующих массовых соотношениях. Также использовались инициатор, эмульгатор и поверхностно-активные вещества [3].

В начале практических экспериментов была проведена сополимеризация акриловой кислоты и кротонового альдегида,

В полученный акрил-кротоновый сополимер добавляли уретановый олигомер.

Процесс реакции сополимеризации при получении акрил-кротонового-уретана проводился при различных температурных показателях. В этой реакции сополимеризации фактор времени имеет большое значение, в первую очередь для образования активных центров, для разрыва двойной связи, а также для образования азометиновой связи.

Результаты и их обсуждение. Наблюдались случаи образования высокомолекулярных соединений в результате медленного образования активных центров вовремя проведении процесса при низких температурных показателях, а также образования неструктурных звеньев в результате образования сверх нормы активных центров при высоких температурах (табл.1).

Таблица 1.

Мольное соотношение и временная зависимость исходных веществ при получении сополимера в присутствии мономеров акрила, кротона и олигомера уретана

Согласно данной таблице видно, что реакция сополимеризации проводилась с участием мономеров акрила, кротона и олигомера уретана, взятых в различных массовых соотношениях. Установлено, что при получении уретанового олигомера в соотношении исходных веществ 1:1:1 выход реакции небольшой. Практическими экспериментами доказано, что высокая эффективность получения сополимера была достигнута при использовании мономеров и олигомера в соотношении 4:4:1.

Также в практических экспериментах было рассмотрено, что выход продукта при температуре 80^ОC достигает 80% при использовании исходных мономеров и олигомера в соотношении 4:4:1 (рис.1).

Рисунок 1. Зависимость выхода продукта от температуры при образовании акрил-кротонового-уретана

На этом этапе был проведен анализ показателей методом инфракрасной спектроскопии с целью исследования химических связей и функциональных групп, присутствующих в полученном сополимере акрил-кротоновый-уретан [4].

В частности, были проанализированы показатели, полученные с целью изучения химических связей и существующих функциональных групп сополимера акрил-кротонового-уретан. На ИК-спектре, согласно полученным результатам, в области деформационных колебаний 1774,5 см^-1 видна уретановая группа RR’N-COOR, в области 1699,3 см^-1 группа С═ O, в области сильных валентных колебаний 1558 см¹ наблюдается группа R-NH_2, а также в области 1635,64-1616,35 см^-1 между кротон-акрилом и уретановым олигомером видна азометиновая связь (рис-2).

Анализ показателей ИК-спектра, полученного в ходе практических экспериментов, показывает образование сополимера акрил-кротонового-уретана.

Рисунок 2. Показатели инфракрасной спектроскопии сополимера акрил-кротонового-уретана

Заключение. Таким образом, в практических экспериментах был исследован процесс образования акрил-кротон-уретанового сополимера при температуре 80^ОС, а также высокая производительность процесса образования сополимера при использовании исходных продуктов в массовом соотношении 4:4:1. Во время продолжающихся исследований целесообразно определить среднюю молекулярную массу полученного акрил-кротон-уретанового сополимера, чтобы определить области будущего применения сополимера.

Список литературы:

1. Б.К.Шайкулов, Ф.Н. Нуркулов, А.Т.Джалилов / Изучение физико-химических свойств сополимеров синтезированных на основе акриловой кислоты/ «Развитие науки и технологий научно – технический журнал», 5/2022, стр. 110-114.
2. J.-B.Lee, S.-H.Park, S.-S.Kim, Physical properties of polymer-modified cement mortars by the functional additives and modification of polymerization, J. Ceram. Process. Res. 18 (3) (2017) 220–229.
3. Fan D., He J., Xu J., Tang W., Liu Y., Yang Y. //J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2006. V. 44. P. 2260.
4. Тарасевич Б.Н., «ИК спектры основных классов органических соединений», Москва 2012, стр.18-42.
5. Б.К.Шайкулов, Ф.Н. Нуркулов, А.Т.Джалилов /Исследование сополимера акрил-стирол-уретан/ Журнал «Universum», выпуск 8(98) 2022г. стр. 33-37.