Wpływ budowy układu katalitycznego i warunków polimeryzacji utleniającej 2,6-dimetylofenolu na wydajność i masę molową poli(tlenku fenylenu)

• Autorzy: Firlik S. , Stasiński J. , Pawłowski S.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.6.1

Warianty tytułu

EN

Effect of catalytic system structure and conditions of oxidative polymerization of 2,6-dimethylphenol on yield and molar mass of poly(phenylene oxide)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Porównano aktywność układów katalitycznych CuX2/L [gdzie: X =BrŻ, ClŻ, L = dibutylo­amina (DBA), N,N-dimetylobutyloamina, N-metyloaminopropylotrimetoksysilan, morfolina] w polimeryzacji utleniającej 2,6-dimetylofenolu (2,6-DMP) do poli(tlenku fenylenu) (PPO). Zbadano wpływ stosunku molowego 2,6-DMP/Cu = 500–750 najaktywniejszego układu CuBr2/dibutyloamina oraz składu mieszaniny toluen/heksan jako środowiska reakcji na wydajność procesu syntezy i masę molową otrzymanego PPO. Układ CuBr2/DBA (stosunek molowy 2,6-DMP/Cu = 250) pozwolił na otrzymanie z największą wydajnością (90,4 %) PPO o największej masie molowej (67 900 g/mol). Stwierdzono, że w obecności CuBr2/DBA w ciągu kilkunastu minut od zakończenia dozowania monomeru wytwarza się produkt małocząsteczkowy (5000 g/mol), po godzinie powstaje polimer o typowej dla gatunków handlowych masie molowej (56800 g/mol), a dalsze wydłużanie czasu syntezy nie wpływa już w istotnym stopniu na masę molową produktu. Wprowadzenie dodatkowej aminy (N,N-dimetylobutyloaminy, N,N’-di-t-butyloetylenodiaminy) pozwoliło na wytworzenie PPO z dużą wydajnością i o typowej dla gatunków handlowych masie molowej, przy jednocześnie zmniejszonym molowym nadmiarze dibutyloaminy w stosunku do Cu. Nieefektywna okazała się metoda polimeryzacji w układzie rozpuszczalnik/nierozpuszczalnik.

EN

The activities of catalytic systems CuX2/L [where: X = Brˉ, Clˉ, L = dibutylamine, N,N-dimethylbutylamine (DBA), N-methylaminopropyltrimetoxysilane, morpholine] in the oxidative polymerization of 2,6-dimethylphenol (2,6-DMP) to poly(phenylene oxide) (PPO) were compared. The effects of 2,6-DMP/Cu molar ratio (500—750) in the most active CuBr2/dibutylamine system and the composition of toluene/hexane mixture as reaction medium on the PPO yield and molar mass were investigated. The CuBr2/DBA system (molar ratio 2,6-DMP/Cu = 250) allowed to obtain the highest yield (90.4 %) of PPO with the highest molar mass (67 900 g/mol). It has been found that in the presence of CuBr2/DBA during a dozen or so minutes after completing monomer dosing, low molecular weight product (5000 g/mol) was produced, after one hour polymer with molar mass typical for commercial species (56 800 g/mol) was produced, and further extending of the time did not significantly affect the molar mass of the product. The introduction of additional amine (N,N-dimethylbutylamine or N,N’-di-t-butylethylenediamine) enabled PPO synthesis with high yield and molar mass typical for that of commercial polymer at lower dibutylamine to Cu molar excess. The use of solvent/non-solvent mixture turned out to be ineffective in the synthesis of PPO.

Słowa kluczowe

PL

poli(tlenek fenylenu); poli(tlenek 2,6-dimetylo-1,4-fenylenu); polimeryzacja utleniająca

EN

poly(phenylene oxide); poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide); oxidative polymerization

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 6
• Strony: 409--415
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Firlik S.

• Instytut Chemii Przemysłowej, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Stasiński J.

• Instytut Chemii Przemysłowej, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Pawłowski S.

• Instytut Chemii Przemysłowej, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

Bibliografia

• [1] Chanda M., Roy S.K.: “Industrial Polymers, Specialty Polymers, and Their Applications”, CRC Press, Boca Raton 2009, str. 126, 127.
• [2] Jeziórska R., Wielgosz Z., Szadkowska A. i in.: Polimery 2016, 61, 710. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.710
• [3] Wu F.S., Woo E.M.: Polymer Engineering and Science 1999, 39, 825. http://dx.doi.org/10.1002/pen.11470
• [4] Pat. PL 224 607 (2016).
• [5] Weber M.: Macromolecular Symposia 2001, 163, 235. h t t p : / / d x . d o i . o r g / 1 0 . 1 0 0 2 / 1 5 2 1 -3900(200101)163:1%3C235::AID-MASY235%3E3.0.CO;2-3
• [6] Hay A.S.: Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 1998, 36, 505. h t t p : / / d x . d o i . o r g / 1 0 . 1 0 0 2 / ( S I C I ) 1 0 9 9 -0518(199803)36:4<505::AID-POLA1>3.0.CO;2-O
• [7] Hay A.S., Blanchard H.S., Endres G.F., Eustance J.W.: Journal of the American Chemical Society 1959, 81, 6335. http://dx.doi.org/10.1021/ja01532a062
• [8] Li K.T.: Polymer Bulletin 1995, 34, 419. http://dx.doi.org/10.1007/BF00306235
• [9] Van Aert H.A.M., Venderbosch R.W., Van Genderen M.H.P. i in.: Journal of Macromolecular Science, Part A: Pure and Applied Chemistry 1995, A 32, 515. http://dx.doi.org/10.1080/10601329508013680
• [10] Pat. US 3 639 656 (1972).
• [11] Li K.T., Shieh D.Ch.: Industrial & Engineering Chemistry Research 1994, 33, 1107. http://dx.doi.org/10.1021/ie00029a006
• [12] Kim M., Feng X., Kim Y.T. i in.: Macromolecular Research 2013, 21, 1054. http://dx.doi.org/10.1007/s13233-013-1150-2
• [13] Zhao Y., Wu L., Li B.G., Zhu S.: Journal of Applied Polymer Science 2010, 117, 3473. http://dx.doi.org/10.1002/app.32252
• [14] Zhang W., Wang H., Shentu B. i in.: Journal of Applied Polymer Science 2011, 120, 109. http://dx.doi.org/10.1002/app.33088
• [15] Chen H.Y., Lee H.W., Hua S.Ch. i in.: Journal of Polymer Research 2016, 23, 248. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-016-1147-6
• [16] Saito K., Kuwashiro N., Nishide H.: Polymer 2006, 47, 6581. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2006.07.033
• [17] Gui L., Wang H., Shentu B., Weng Z.: Journal of Applied Polymer Science 2013, 128, 2919. http://dx.doi.org/10.1002/app.38467
• [18] Pat. US 3 733 299 (1973).
• [19] Pat. US 3 661 848 (1972).
• [20] Pat. US 3 306 874 (1967).
• [21] Pat. US 4 607 085 (1986).
• [22] Camus A., Garozzo M.S., Marsich N., Mari M.: Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 1996, 112, 353. http://dx.doi.org/10.1016/1381-1169(96)00237-3
• [23] http://www.sabic.com/en/products/specialties/noryl-resins/noryl-ppo-oligomers (data dostępu 31.08.2017)
• [24] Zgłosz. pat. PL 411 646 (2015)

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).