Полимеры на основе карборана

Огромные возможности химии карборанов практически гарантируют применение этой области химии для нужд общества. Способность бора к образованию стабильных клеточных структур, аналогичных ароматическим и включающим много различных элементов (металлов и неметаллов), позволяет смело утверждать, что эта область химии так же богата синтетическими возможностями, как и органическая химия. Представляется вполне вероятным, что волокна, масла, красители и даже медикаменты на основе карборана станут когда-нибудь важными промышленными продуктами. Однако в настоящее время практически используются только карборановые полимеры, особенно полимеры, обладающие чрезвычайно высокой стойкостью к термической и окислительной деструкциям. Действительно, основная часть опубликованных работ по химии икосаэдрических о-, м- и п-карборанов появилась в результате промышленных исследований, имеющих своей целью разработку методов синтеза таких полимеров. Это в основном объясняется тем, что карбораны не только обладают высокой термической и химической стойкостью, но могут также действовать как поглотители энергии, тем самым повышая прочность соседних связей в полимерной цепи. Свойства полимеров на основе карборанов очень разнообразны некоторые из этих полимеров являются действительно необычными материалами, способными выдерживать чрезвычайно жесткие условия, в которых обычные органические и неорганические полимеры почти полностью деструктируются. [c.191]

Многие исследования в этой области носят секретный характер и поэтому не публикуются в открытой литературе. Тем не менее опубликованные данные очень обширны и, по-видимому, химия полимеров на основе карборанов является чрезвычайно сложной областью, которая находится на стыке с такими науками, как химия, физика и материаловедение. В предлагаемом ниже кратком обзоре рассматриваются наиболее важные пути синтеза карборановых полимеров. [c.191]

В последнее время химия бора обогатилась новым классом соединений т-так называемыми карборанами (бороуглеродами). Один из представителей карборанов имеет состав В10С2Н12 (барен). Это кристаллическое вещество (т. пл. 300 °С), его молекула имеет структуру икосаэдра, в котором атомы углерода аналогичны атомам бора и принимают участие в трехцентровых связях с ближайшими атомами бора (рис. 188, б). Варен растворим в органических растворителях. Вареновое ядро очень устойчиво по отношению к окислителям, щелочам. Атомы водорода, наоборот, легко замещаются. На основе карборанов получены многочисленные производные, в том числе карборановые полимеры. Многие из них обладают ценными физико-химическими и физикомеханическими свойствами (высокая термическая стабильность, высокие диэлектрические свойства и пр.). Химия карборанов в настоящее время интенсивно изучается. [c.482]

Американская фирма ОИп в результате активного изучения химии бора разработала ряд материалов на основе карборанов [2]. По структуре эти материалы представляют собой карборановые кольца, чередующиеся с тремя диметилсилоксановыми группами. Они были исследованы в качестве высокотемпературных неподвижных фаз. Наиболее подходящей фазой оказался карборансилокса-новый полимер Дексил-300 [2, 3]. Для достижения максимальной термостойкости и стабильности разделительных характеристик была предложена методика кондиционирования полимера, включающая следующие этапы [4] [c.21]

Высокой термической и химической стабильностью обладают разнообразные полимеры, получаемые на основе карборанов. Получены полипзопронилкарборан [ПО], поливинилкарборан [111], сополимер с метнлакрилатом [110] и другие [112, 113]. Указывается на возможность получения сополимеров карбораннлметил-метакрилатов с фторсодержащими акрилатами [110]. [c.662]

Получены и другие карборансодержащие полимеры циклоцепного строения [304-309], например, полиоксадиазолы на основе 1,2- и 1,7-бис(4-карбокси-фенил)карборанов [306, 307] и полиимиды из 1,2- и 1,7-бис(3,4-дикарбокси-фенил)карборанов и различных ароматических диаминов [308, 309]. Эти полимеры теплостойки (температуры размягчения полиоксадиазолов составляют 330-350 °С, полиимида на основе 1,7-бис(3,4-дикарбоксифенил)карборана и и-фенилендиами-на - -375 °С), обладают хорошими механическими свойствами и благодаря специфическому влиянию карборановых групп хорошо растворимы в органических растворителях. [c.230]

Для получения карборансодержащих полиамидов в паре с Л1- и и-карборан-дикарбоновыми кислотами использовались различные диамины бензидин, м- и п-фенилендиамин, 4,4 -диаминодифенилоксид, 4,4 -диаминодифенилметан, 4,4 -ди-аминодифенилсульфид, гексаметилендиамин и др. Следует отметить, что в отличие от растворимых в ТГФ полиамидов л<-карборандикарбоновой кислоты большая часть полиамидов -карборандикарбоновой кислоты при синтезе выпадает из раствора сразу после добавления к реакционной смеси исходного дихлорангидрида. Вместе с тем молекулярная масса образующихся полимеров значительно выше молекулярной массы соответствующих полиамидов л<-карборандикарбоновой кислоты. Так, если у полиамида на основе 4,4 -диаминодифенилфлуорена и -карборандикарбоновой кислоты, синтезированного в среде ТГФ, молекулярная масса составляет -81 ООО, то соответствующий полиамид л<-карборандикарбоновой кислоты имеет молекулярную массу 31 ООО [40]. [c.253]

В табл. 7.2 и 7.3 приведены данные о некоторых свойствах этих полимеров. Из табл. 7.2 видно, что как акцепторно-каталитическая, так и высокотемпературная поликонденсация в среде высококипящего растворителя могут успешно использоваться для получения высокомолекулярных карборансодержащих полиарилатов на основе бис(4-карбоксифенил)карборанов. В случае же полиарилатов фенолкарбо-рана, как это следует из табл. 7.3, только с дихлорангидридами 4,4 -дифенилоксид-и 4,4 -дифенилфталиддикарбоновых кислот удалось получить полиарилаты с относительно высокими значениями приведенной вязкости [117]. Полиарилаты этих дикарбоновых кислот независимо от условий реакции обладают аморфной структурой, в то время как полимеры терефталевой и 4,4 -дифенилдикарбоновой кислот, полученные высокотемпературной поликонденсацией, согласно данным РСА, имеют кристаллическую структуру высокой степени упорядоченности и нерастворимы. По-видимому, ограниченная растворимость, обусловленная кристаллизацией полимеров в процессе их образования, явилась причиной получения таких полимеров низкой молекулярной массы. [c.261]

В ряде работ рассмотрены термические свойства приведенных выше полиарилатов на основе бис(4-карбоксифенил)карборанов [15, 30, 104, 109-111, 113]. Согласно данным ДТГА, на воздухе карборансодержащие полиарилаты при нагревании начинают изменяться в массе на 20-60° выше по сравнению с обычными полиарилатами. Для карборансодержащих полиарилатов характерно более медленное протекание процессов деструкции, причем в ряде случаев на термогравиметрических кривых наблюдаются участки замедления или прекращения деструкции в области от 600 до 650 °С. Следует отметить характерную для полиарилатов бис(4-карбоксифенил)карборана высокую массу коксового остатка (от 50 до -90% от первоначальной массы полимера) при нагревании их на воздухе до 900 °С, тогда как обычный полиарилат терефталевой кислоты и фенолфлуорена сгорает нацело уже при 650-700 °С. [c.264]

Полученные результаты оказались интересными с нескольких точек зрения [31]. Во-первых, они позволяют понять превращения в полиариленкарборанах при повышенных температурах, приводящие к образованию частосетчатых трехмерных систем, обеспечивающих материалам на их основе длительную работоспособность при повышенных температурах. Во-вторых, они показывают, что карбораны-12 можно рассматривать как ингибиторы термической и термоокислительной деструкции, так как радикальные продукты деструкции органических фрагментов полимера, взаимодействуя с карборановыми группами, переходят в неактивную форму. Карборановые группы с борцентрированными радикалами способны образовывать новые устойчивые связи типа В-С, нельзя также исключать и образование В-В-связей по реакции рекомбинации. Вообще же карборансодержащую полимерную матрицу при повышенных температурах можно представить себе как систему с определенным динамическим равновесием, в которой термический разрыв имеющихся химических связей компенсируется образованием новых. Необходимым следствием полученных результатов является также и то, что, ставя задачу получения наиболее термостойких систем, карборановые группы следует вводить в полимерные системы в сочетании с ароматическими соединениями, чтобы обеспечить условия протекания описанных выше превращений. И наконец, найденная реакция прямого арилирования карборанов-12 позволяет по-новому, значительно проще, решать проблему синтеза карборансодержащих мономеров и реакционноспособных олигомеров. Для этого необходимо вводить в реакцию термической конденсации с карбораном-12 соответствующие ароматические соединения. [c.281]

На основе производных карборанов получают жидкие вещества, термостойкие полимеры или каучукооб[пзные вещества. Стоимость карборана и его производных очень высокая, т,1К как синтез, исходящий из га. юге-пидов бора, мпогостадийньп . [c.139]

Открытие нового класса борорганических соединений — карборанов — (1962—1963 гг.) привело к созданию термостойких элемептоорганических карборансодержащих полимеров, в частности на основе арилен-карборапов. В работах В. В. Коршака и его школы большое внимание уделено синтезу исходных мономеров и карборансодержащих высокомолекулярных соединений (нолиарилатов, полиамидов, поли-1,3,4-оксадиа-золов, полиимидов и др.) [190, 191]. Исследование свойств этих полимеров показало, что при повышенных температурах и воздействии кислорода воздуха они образуют термоустойчивые сетчатые трехмерные структуры, где неорганические сетки сочетаются с органическими трехмерными макромолекулами. В связи с этим они пригодны для получения высокотермостойких материалов. [c.133]

Наиболее высокой термостойкостью из всех известных каучуков в вакууме и в атмосфере инертного газа обладают карборан-силоксановые эластомеры. Карборансилоксаны, содержащие 66 мол.% диметилсилоксановых звеньев, устойчивы в азоте п на воздухе (но потере массы) до 600 °С [15]. Термоокислительная стабильность этих полимеров повышается при замене метильных групп у атомов кремния на фенильные. Но повышение содержания в каучуке фенильных и карборановых групп сопровождается ухудшением морозостойкости резин на его основе. Пока наиболее широкий температурный интервал эксплуатации имеют резины на основе силоксановых каучуков, содержащих диметпл- н метилфенилсилоксановые звенья. [c.95]

Карбораны образуют новый класс производных гидридов бора, которые по своей структуре лежат между органическими и элементоорганическими соединениями и обладают рядом специфических свойств, интересных как для теоретической, так и для прикладной химии. Включение двух атомов углерода в структурную ячейку гидридов бора и исчезновение мостиковых В—Н—В-связей коренным образом изменяет свойства этих соедине1пп"1 повышается их термическая стабильность, снижается реакционная способность к различным реагентам (кислороду, воде, кислотам, щелочам и др.), а также их физиологическая активность. Эти свойства карборанов и их производных привлекли внимание многих исследователей, заинтересовавшихся возможностью получать новые полимеры на основе карборансилоксановых соединений, которые обладали бы повышенной термической стабильностью по сравнению с существующими полимерами. Предложены и другие пути специфического использования карборанов. [c.5]