Полібензімідазоли можна переробляти подібно до поліімідів в шаруваті пластики, спінені матеріали, волокна та інші матеріали. У порівнянні з поліімідними шаруватими пластиками полібензімідазольні пластики у меншій мірі зберігають свою міцність за підвищених температур [3].

2.6.2. Поліімідаміди

| (2.25)

Їх отримують в результаті реакції тримелітового ангідриду з ароматичними діамінами. Реакцію проводять у середовищі диполярних апротонних розчинників у дві стадії. Спочатку отримують поліамідокислоту, потім ПАК хемічним методом (обробкою сумішшю піридину + оцтовий ангідрид за кімнатної температури) або нагріванням протягом декількох годин за температури 470–520 К перетворюють на поліімідамід. У такий спосіб отримують промислові марки поліімідамідів «Torlon» фірми «Amoko» (США), волокно «Karmel» і адґезиви «Karemed» [3].

У поліімідаміди цих марок можна вводити до 50% наповнювача. «Торлон» має низький коефіцієнт тертя (0,25–0,1 під час навантаження до 7 МПа), малий знос і тому знаходить застосування у виробництві антифрикційних матеріалів.

2.6.3. Поліоксадіазоли |

(2.26)

Їх зручно отримувати з полігідразидів термічною циклодегідратацією або обробкою дегідратуючими аґентами (хлорангідриди, ангідриди кислот, сульфатна кислота). Поліоксадіазоли можна отримати в одну стадію, минувши стадію отримання полігідразиду, конденсацією гідразину і ароматичних кислот в димлячій сульфатній кислоті за температур 358–458 K. Відомий також спосіб отримання поліоксадіазолов з біс-амідоксимів і дихлорангідридів кислот з подальшою термічною циклодегідратацією за температур 443–508 К [3].

Поліоксадіазоли – термічно стійкі полімери, які не піддаються деструкції аж до 725 K, володіють надзвичайною стійкістю до кислот і лугів. Розчинність поліоксадіазолів залежить від хемічної будови. Як і полібензімідазоли, поліоксадіазоли виготовляються у вигляді волокна, яке формують з розчинів у сульфатній кислоті.

2.6.4. Поліхіноксаліни |

(2.27)

Oтримують з тетраамінів і тетракарбонільних сполук, здійснюючи реакцію в розтопі з суміші мономерів за температур до 648 К або в розчині м-крезолу, суміші м-крезол–ксилол за температури 373–473 K.

На повітрі такі полімери стабільні аж до температури 720–770а в атмосфері азоту – до 870–920 K. Поліхіноксаліни з фенільними групами (поліфенілхіноксаліни) володіють підвищеною термоокиснювальною стабільністю і добрими адгезійними властивостями до вуглецевих волокон.

Інші ароматичні полімери з гетероциклами в ланцюгу не отримали ще достатньо широкого застосування. До них відносяться полібензоксазоли, полібензімідазобензофенантролін, поліімідоазохіназоліни та інші.

2.7. Полімери зі структурою графіту |

(2.30)

Прагнення отримати більш термостійкі структури полімерів привело до отримання полімерів із структурою типу графіту шляхом конденсації 1,4,5,8-тетрааміноантрахінону з 1,3,6,8-тетракето-1,2,3,6,7,8-гексагідропіреном [3].

Форполімер після відновлення Na2S2O3 у лужному середовищі піддається остаточній циклізації, яку проводять за температури не нижче 613 К у вакуумі протягом 2–5 діб. Отримують полімер у вигляді твердих плівок і гранул, які володіють високою електропровідністю. Розчиняється в сульфатній кислоті і метилсульфокислоті, стабільний в азоті до 820 К (втрата маси за температури 1170 К складає 30%).

РОЗДІЛ 3

АРОМАТИЧНІ ПОЛІАМІДИ

3.1. Основи одержання високомолекулярних ароматичних поліамідів

3.1.1. Вихідні сполуки (мономери)

Вихідними речовинами (мономерами) для отримання лінійних ароматичних поліамідів служать різні біфункціональні сполуки ароматичного ряду, які реагують з утворенням амідного зв’язку [60].

Хемічна природа функціональних груп і їх будова. Одним з визначних факторів при виборі молекул для утворення поліаміду тим чи іншим способом є хемічна будова функціональних груп, оскільки від цього залежить їх реакційна здатність. До числа найбільш реакційноздатних мономерів відносяться [38]:

Ш ароматичні дикарбонові кислоти – ;

Ш дифторангідриди ароматичних дикарбонових кислот – ;

Ш дихлорангідриди ароматичних дикарбонових кислот – ;

Ш дибромангідриди ароматичних дикарбонових кислот – ;

Ш діангідриди дикарбонових кислот – ;

Ш діімідазоли – ;

Ш N–ароїл –біс–лактами – ;

Ш ароматичні діаміни – ;

Ш хлоргідрати ароматичних діамінів – ;

Ш біскарбодііміди – .

У ряду кислот реакційна здатність функціональних груп зменшується в наступному порядку [72]:

галогенангідрид > ангідрид > естер > кислота.

Найбільш доступні із реакційноздатних мономерів є хлорангідриди дикарбонових кислот.

Вимоги до мономерів, які використовуються для синтезу ароматичних поліамідів. Вихідний мономер не повинен вступати в побічну реакцію з іншими речовинами, які використовуються в процесі синтезу (з розчинниками, водою і т.п.). Дуже велике значення має стабільність мономерів при їх довгому зберіганні. Ароматичні діаміни при довгому зберіганні окиснюються киснем повітря і стають непридатними для синтезу поліамідів. Тому, як вихідні мономери використовують хлоргідрати діамінів, які є більш стабільними сполуками. Якщо вихідні мономери характеризуються чистотою, термостійкістю та стабільністю при тривалому зберіганні, то можна отримати ароматичні поліаміди з високою молекулярною масою.

3.1.2. Способи синтезу поліамідів

Поліконденсація в розчині. Цей спосіб забезпечує необхідний контакт між реагуючими речовинами і підтримання їх еквімолярних співвідношень в зоні реакції. Крім вихідних речовин використовують ще один компонент – розчинник, який може бути як індивідуальною хемічною речовиною, так і сумішшю декількох сполук. В залежности від реакційної здатности вихідних речовин поліконденсацію в розчині проводять або при достатньо низьких температурах, або при підвищених.

Призначення і вибір розчинника. Отримуючи ароматичні поліаміди поліконденсацією в розчині, перевагу слід віддати вибору розчинника. Це пов’язано з тим, що розчинник розчиняє вихідні сполуки, забезпечує рівномірний розподіл їх у реакційному об’ємі і полегшує можливість контакту; він розчиняє чи сприяє набуханню утвореного полімеру, внаслідок чого реакція поліконденсації протікає до кінця; розчинник забезпечує виділення низькомолекулярного продукту реакції; він полегшує відведення або рівномірне підведення тепла, завдяки чому легко підтримується температурний режим процесу. В залежности від природи вихідних речовин і властивостей вихідного полімеру функції розчинника можуть змінюватися. Ароматичні поліаміди можна отримати навіть тоді, коли одна із вихідних речовин нерозчинна (наприклад, при використанні дихлоргідратів діамінів [69]; а також, якщо при поліконденсації не виділяються низькомолекулярні продукти реакції, то розчинник не потрібен для їх відводу