СИНТЕЗ ТА ТЕРМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОРОЗЧИННОГО БЛОКОВАНОГО О-ТОЛІЛІЗОЦІАНАТУ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.35433/naturaljournal.1.2023.143-154

Ключові слова:

ізоціанати, латентна форма, водорозчинні реагенти, функціональні матеріали

Анотація

Одержання латентних реагентів, зокрема ізоціанатів, у водорозчинній формі є актуальним і мало розвиненим напрямком хімічних  досліджень.  Заміна  ізоціанатних  сполук  на  їх блоковані аналоги сприяє одночасному вирішенню кількох проблем: підвищення безпеки при використанні і зберіганні таких  токсичних  сполук,  якими є  ізоціанати,  полегшення проведення багатостадійного синтезу в активних середовищах, підвищення селективності основної реакції, зниження токсичного впливу реагентів. Крім того, завдяки можливості проведення реакції блокування ізоціанатів у водному середовищі підвищується екологічна безпека процесу їх отримання та покращується вихід цільового продукту. З метою синтезу водорозчинного латентного моноізоціанату для модифікування полімерних систем, в тому числі і водорозчинних біополімерів, синтезовано водорозчинний натрій 6-(о- толілкарбамоїламіно)гексанат шляхом взаємодії орто-толілізоціанату з водним розчином натрієвої солі 6-аміногексанової кислоти.  Визначені  оптимальні  температурні  умови синтезу водорозчинного блокованого орто-толілізоціанату.  Методами  ІЧ-спектроскопії з Фур’є перетворенням та ЯМР 1Н спектроскопії доведено структуру одержаного продукту реакції. Згідно даних термогравіметричного аналізу у динамічному режимі та піролітичної мас-спектрометрії температурний інтервал термічної дисоціації водорозчинного орто- толілізоціанату, блокованого натрієвою сіллю 6-аміногексанової кислоти, складає від 100 до 140оС і є ширшим, ніж температурний інтервал термічної дисоціації гідрофобної сполуки - орто-толілізоціанату, блокованого ε- капролактамом.

Посилання

Hubina, A.V., Dmitrieva, T.V., Bortnytskyi, V.І. (2014). Osobennosty termycheskoj dyssocyacyy toluylendyyzocyanata, blokyrovannogho ε-kaprolaktamom [Peculiarities of thermal dissociation of toluenediisocyanate blocked by ε –caprolactame]. Polymernyj zhurnal [Polym. J.], Т. 36. № 4. P. 257-261. [in Russian].

Didenko, K.S., Kozak, N.V., Klepko, V.V. (2014) Puty blokyrovanyja o- tolylyzocyanata kaprolaktamom [The ways of blocking of o-tolyl isocyanate by ε- caprolactam]. Voprosy khymyy y khymycheskoj tekhnologhy [Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii]. №4. P. 53-56. [in Russian].

Didenko, K.S., Kozak, N.V., Bortnytskyi, V.І., Komliakova, О.М., Klepko, V.V., Rukhailo, М.V. (2016). Vplyv budovy i funkcionaljnosti izocianativ blokovanykh ε- kaprolaktamom, na jikh termichni vlastyvosti [The influence of structure and functionality of ε-caprolactam blocked isocyanates on their thermal properties]. Ukrajinsjkyj khimichnyj zhurnal [Ukr. Chim. J.]. Т. 82, № 8. Р. 110-116. [in Ukrainian].

Kozak, N.V., Shekera, O.V., Nesterenko, H.M., Nizelskii, Yu.M. (2001). Teplofizychni vlastyvosti termostijkykh polimeriv funkcionaljnogho pryznachennja na osnovi [Thermophysical properties of thermostable isocyanate containing polymers]. Kompozycyonny polymerny materyaly [Compos. Polym. Mater.]. Т. 23, №2. P. 96–102. [in Ukrainian].

Kozak, N.V., Nizelskii, Yu.M., Nesterenko, H.M. (2002). Modyfikuvannja polimernykh kompozycij blokovanymy poliizocianatamy [Modification of polymer compositions with blocked poliisocyanates]. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. №3, P. 196–198. [in Ukrainian].

Kozak, N., Didenko, K., B. Davidenko, B., Klepko B. (2014) Neizotermichna kinetyka termookysnjuvaljnoji destrukciji poliizocianatu, blokovanogho e-kaprolaktamom [Non- isothermal kinetics of -caprolactame bloked polyisocyanate thermooxydative destruction]. Polimernyj zhurnal [Polym. J.]. Т. 36. № 1. P. 33-38. [in Ukrainian].

Khmelnytskyi, R.A., Lukashenko, Y.M., Brodskyi, E.S. (1980). Pyrolytycheskaia mass-spektrometryia vysokomolekuliarnykh soedynenyi [Pyrolytic mass spectrometry of high-molecular compounds]. Chemistry. 280 p. [in Russian].

Delebecq, E., Pascault, J., Boutevin, B., Ganachaud, F. (2013). On the Versatility of Urethane/Urea Bonds: Reversibility, Blocked Isocyanate, and Non-isocyanate Polyurethane. Chem. Rev. Vol. 113. P. 80–118. [in Russian].

Didenko, K., Kozak, N., Klepko, V. (2017). Рreparation and characterization of phenol sorbents based on konjac glucomannan and water-soluble blocked isocyanates. Chem. Technol. Chemistry Vol. 11. №3. Р. 270–276. https://doi.org/10.23939/chcht11.03.270. [in Russian].

Gedan-Smolka, M., Haubler, L., Fischer, D. (2000). Thermal deblocking of masked low molecular isocyanates I. Aliphatic isocyanates. Thermochimica Acta. Vol. 351. P. 95- 105. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(00)00408-1. [ in English]

Kozak, N.V., Nizelskii, Yu.M. (1994). Alternative reactivity of isocyanates. Ways of activation in polymerization processes. Ukr. Polym. Journ. Vol. 3. № 1-4. P. 20-38. [ in English]

Kozak, N.V., Didenko, K.S., Davidenko, V.V., Klepko, V.V. (2016). Non-isothermal kinetics of ε-caprolactam blocked polyisocyanate thermal dissociation. Polym. J. Т. 38. №4. P. 297-301. https://doi.org/10.15407/polymerj.38.04.297. [ in English]

Kozak, N., Nesin, S., Tretinichenko, V. (2022). Advanced green materials based on water soluble polysaccharide modified with latent isocyanates. Book of 5th Virtual Congress on Materials Science & Engineering. September 26-29. Outlining the Importance of Materials Science for a Better Future. P. 78. [ in English]

Lee, J.M., Subramani, S., Lee, Y.S., Kim, J.H. (2005). Thermal Decomposition Behavior of Blocked Diisocyanates Derived from Mixture of Blocking Agents. Macromolecular Research. 2005. Vol. 13. №5. P. 427-434. https://doi.org/10.1007/BF03218476. [ in English]

NIST Mass Spectrometry Data Center, NIST MS number 127545. [ in English] Saunders, J.H., Frisch, K.C. Polyurethanes. (1962). Chemistry and Technology. V.1. Chemistry. Wiley. New York. 368 pp. https://doi.org/10.1126/science.140.3571.1083-a. [ in English]

Shen, T., Zhou, D., Liang, L. et al. (2011). Synthesis and Characterization of Reactive Blocked-Isocyanate Coupling Agents from Methyl Ethyl Ketoxime, Ethyl Cellosolve/e-Caprolactam Blocked Aromatic and Aliphatic Diisocyanates. Journal of Applied Polymer Science. Vol. 122. P. 748–757. https://doi.org/10.1002/app.33862 [ in English]

Ulrich, Henri. (1997). Chemistry and Technology of Isocyanates. Wiley. 504 p. [ in English]

Wendlandt, W. Wm. (1986). Thermal analysis Wiley. 814 p. [ in English]

Wicks, D.A., Wicks, Z.W. (1999). Blocked isocyanates III: Part A. Mechanisms and chemistry. Progress in Organic Coatings. Vol. 36. №3. P. 148-172. [ in English]

Wicks, D.A., Wicks, Z.W.Jr. (2001). Multistep chemistry in thin films; the challenges of blocked isocyanates. Progress in Organic Coatings. Vol. 43. №1. P. 131–140. [ in English]

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-01-28