СИНТЕЗ ТА ТЕРМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОРОЗЧИННОГО БЛОКОВАНОГО О-ТОЛІЛІЗОЦІАНАТУ
DOI:
https://doi.org/10.35433/naturaljournal.1.2023.143-154Ключові 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
Губина А.В., Дмитриева Т.В., Бортницкий В.И. Особенности термической диссоциации толуилендиизоцианата, блокированного ε-капролактамом. Полимерний журнал. Т. 36. №3. 2014. С. 257-261. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Polimer_2014_36_3_7
Диденко К.С., Козак Н.В., Клепко В.В. Пути блокирования о-толилизоцианата капролактамом. Вопросы химии и химической технологии. 2014. №4. С. 53-56.
Діденко К.С., Козак Н.В., Бортницький В.І., Комлякова О.М., Клепко В.В. Вплив будови і функціональності ізоціанатів блокованих ε-капролактамом, на їх термічні властивості. Український хімічний журнал. 2016. Т. 82. № 8. С. 110-116.
Козак Н.В., Шекера О.В., Нестеренко Г.М., Низельский Ю.М. Теплофізичні властивості термостійких полімерів функціонального призначення на основі. Композиционные полимерные материалы. 2001. Т. 23, №2. С. 96–102.
Козак Н.В., Низельский Ю.Н., Нестеренко Г.M. Модифікування полімерних композицій блокованими поліізоціанатами. ВХХТ. 2002. №3. С. 196-198.
Козак Н.В., Діденко К.С., Давиденко В.В., Клепко В.В. Неізотермічна кінетика термоокиснювальної деструкції поліізоціанату, блокованого е-капролактамом. Полімерний журнал. 2014. Т 36. №1. С. 33-38. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Polimer_2014_36_1_6
Хмельницкий Р.А., Лукашенко И.М., Бродский Е.С. Пиролитическая масс- спектрометрия высокомолекулярных соединений. М. Химия. 1980. 280 с.
Delebecq E., Pascault J., Boutevin B., Ganachaud F. On the Versatility of Urethane/Urea Bonds: Reversibility, Blocked Isocyanate, and Non-isocyanate Polyurethane. Chem. Rev. 2013. Vol. 113. P. 80–118.
Didenko K., Kozak N., Klepko V. Рreparation and characterization of phenol sorbents based on konjac glucomannan and water-soluble blocked isocyanates. Chem. Technol. 2017. Chemistry Vol. 11. №3. Р. 270–276. https://doi.org/10.23939/chcht11.03.270
Gedan-Smolka M., Haubler L., Fischer D. Thermal deblocking of masked low molecular isocyanates I. Aliphatic isocyanates. Thermochimica Acta. 2000. Vol. 351. P. 95-105. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(00)00408-1
Kozak N.V., Nizelskii Yu.M. Alternative reactivity of isocyanates. Ways of activation in polymerization processes. Ukr. Polym. Journ. 1994. Vol. 3. № 1-4. P. 20-38.
Kozak, N.V., Didenko, K.S., Davidenko, V.V., Klepko, V.V. Non-isothermal kinetics of ε-caprolactam blocked polyisocyanate thermal dissociation. Polym. J. 2016. Т. 38. №4. P. 297-301. https://doi.org/10.15407/polymerj.38.04.297
Kozak, N., Nesin, S., Tretinichenko, V. Advanced green materials based on water soluble polysaccharide modified with latent isocyanates. Book of 5th Virtual Congress on Materials Science & Engineering. September 26-29. 2022. Outlining the Importance of Materials Science for a Better Future. P. 78.
Lee J.M., Subramani S., Lee Y.S., Kim J.H. 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
NIST Mass Spectrometry Data Center, NIST MS number 127545.
Saunders J.H., Frisch K.C. Polyurethanes. Chemistry and Technology. V.1. Chemistry. Wiley. New York. 1962. 368 pp. https://doi.org/10.1126/science.140.3571.1083-a
Shen T., Zhou D., Liang L. et al. 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. 2011. Vol. 122. P. 748–757. https://doi.org/10.1002/app.33862
Ulrich Henri. Chemistry and Technology of Isocyanates. Wiley. 1997. 504 p.
Wendlandt W. Wm. Thermal analysis Wiley. 1986. 814 p.
Wicks D.A., Wicks Z.W. Blocked isocyanates III: Part A. Mechanisms and chemistry. Progress in Organic Coatings. 1999. Vol. 36. №3. P. 148-172. Wicks D.A., Wicks Z.W.Jr. Multistep chemistry in thin films; the challenges of blocked isocyanates. Progress in Organic Coatings. 2001. Vol. 43. №1. P. 131–140.
