Научный отчет Института органической химии уфимского НЦ РАН

Одной из главных проблем современной макромолекулярной химии является создание и разработка инициирующих/каталитических систем с целью усовершенствования условий синтеза и физико-химических характеристик получаемых полимеров. Задачи проведенного исследования – это поиск новых катализаторов - органических соединений переходных и непереходных металлов - контролируемой радикальной и ионно-координационной полимеризации, установление механизмов процессов.

1. Металлокомплексные соединения в радикальной полимеризации виниловых мономеров – фундаментальная разработка

Обнаружено, что использование вещественных промышленных инициаторов (диацильные пероксиды, азодиизобутиронитрил, гидропероксиды) в сочетании с металлосодержащими соединениями (порфирины Fe(III)Cl, макробициклические трис-1,2-диоксиматы Fe(II), гетероциклические производные ферроцена) позволяет влиять как на кинетические параметры процесса, так и на молекулярные характеристики синтезируемых полиметилметакрилата и полистирола. На основании полученных результатов подготовлена заявка на патент “Способ получения полиметилметакрилата” (№ 2009117583/20(024159) от 08.05.2009), согласно которой гетероциклические производные ферроцена в полимеризации метилметакрилата и стирола, инициированной диацильными пероксидами или азодиизобутиронитрилом, позволяют снижать расход промышленных инициаторов в 10-20 раз; проводить процесс полимеризации при температурах, близких к комнатной; получать полимеры с молекулярной массой от 300 тысяч до 3 миллионов, отличающиеся повышенными температурами начала разложения.

Введение хлорсодержащих порфиринов Fe(III)Cl в полимеризацию виниловых мономеров, инициированную азодиизобутиронитрилом, позволяет проводить процесс в режиме “живых” цепей: гель-эффект процесса вырождается, отсутствует спонтанный неконтролируемый рост молекулярной массы, значения коэффициентов полидисперсности уменьшаются до 1.2-1.3. Использование макробициклических трис-1,2-диоксиматов Fe(II) в сочетании как с пероксидными, так и азо-инициаторами дает возможность синтезировать полиметилметакрилат с более высоким содержанием синдио-структур в макроцепи.

Ответственный исполнитель: к.х.н., с.н.с. Исламова Р.М.

2. Ионно-координационная полимеризация диенов в режиме турбулентного перемешивания – внедренческая разработка

На основе результатов экспериментов по изучению влияния турбулентного перемешивания на стереоспецифическую полимеризацию диенов был внедрен в производство каучука СКИ-3 (ЗАО “Каучук”, г. Стерлитамак) трубчатый турбулентный реактор диффузор-конфузорной конструкции (160×30 мм). Реактор установлен в цехе приготовления титанового катализатора
TiCl₄-Al(i-C₄H₉)₃-ДФО-пиперилен. В процессе подготовки катализатора к полимеризации изопрена реактор функционирует как диспергирующее для частиц катализатора устройство. Установлено, что непрерывная циркуляция каталитического комплекса через трубчатый турбулентный реактор снижает средний размер частиц с 5.2 до 3.3 мкм, т.е. происходит снижение на 36.5%. Получены первые положительные результаты по влиянию турбулентного перемешивания на технологические показатели получения каучука СКИ-3.

Ответственный исполнитель: д.х.н., проф. Захаров В.П.