CТАБИЛИЗАЦИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА И ДРУГИХ ПОЛИОЛЕФИНОВ ПРОИЗВОДНЫМИ ФЕНОТИАЗИНА
Аннотация
В данной работе приведены результаты синтеза и исследования термостабилизирующих свойств ряда новых производных, а также ранее известных производных фенотиазинa (ФТ). В качестве объектов исследования использовали: цис-10-пропенилфенотиазин (цис-10-ПФТ), 1-этил-2-метил-3-(10H-фенотиазин-10-ил)-2,3-дигидро-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин. Димер пропенилФТ (ДПФТ), 1- этил-2-метил -3-(5-oксо-10H-фенотиазин-10-ил)-2,3-дигидро-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин 7-oксид. S-окись ДПФТ (ДПФТО), 1-этил-2-метил-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин. Пиридофенотиазин (ПирФТ) и смесь двух фракций олигомеров 10-пропенилфенотиазина: 1-этил-2-метил-3-(10H-фенотиазин-3-ил)-2,3-дигидро-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин. (ОПФТ 1) и 3,7-бис(1-этил-2-метил-2,3-дигидро-1H-пиридо-[3,2,1-k,l]фенотиазин -3-ил -10H-фенотиазин. (ОПФТ 2). В качестве образца сравнения использовали известный промышленный стабилизатор - пентаэритритол тетракис (3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат (Ирганокс 1010). Ирганокс 1010 - антиоксидант на основе пространственно-затрудненного фенола c высоким молекулярным весом, обладает очень низкой летучестью, используется как антиоксидант и термостабилизатор для полипропилена, полиэтилена, ударопрочного полистирола, поли-4-метил-пентена. Для оценки стабилизирующего действия производных ФТ использовали порошок нестабилизированного темплена (сополимера поли-4-метилпентена-1 и н-гексена). Методами термогравиметрического (ТГА) и дифференциально-термического анализа (ДТА) исследовали термоокислительную деструкцию полимерных композиций на основе темплена в открытых и закрытых тиглях. Для каждого испытуемого образца стабилизатора определены: температура начала разложения полимерной композиции (Тн.р., °С), температура разложения 1% масс тестируемой полимерной композиции (Т1%, °С). На основании полученных экспериментальных данных рассчитаны: термостойкость тестируемых композиций, эффективная энергия активации (Еа). Оценку термостабилизирующего эффекта добавок в композициях на основе сополимера этилена с винилацетатом (сэвилена), полиэтилена высокого давления (ПЭВД) проводили по ТУ 301-05-91, по времени накопления в них кислых продуктов деструкции полимера в процессе старения при 180 °С и 160 °С в токе кислорода (τpH), а также по изменению показателя текучести расплава в процессе выдержки полимера на воздухе при 200 °С в течение 2 ч (для сэвилена и ПЭВД). Кроме того, эффективность действия добавок оценивали по изменению механических свойств композиций: предела текучести при растяжении (σт), относительного удлинения (ε, %). Установлено, что смесь двух фракций олигомеров (ОПФТ 1) и (ОПФТ 2), синтезированных из цис-10-ПФТ, обладают достаточно высоким стабилизирующим действием.
Для цитирования:
Журавков С.П., Бойцова Е.Л., Славинская А.В. Cтабилизация полиэтилена и других полиолефинов производными фенотиазина. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 12. С. 96-101. DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.6941.
Литература
Ehrenstein G.W., Pongratz S. Resistance and Stability of Polymers. München: Carl Hanser. 2013. DOI: 10.1007/978-3-446-43709-8.
Sukhareva K.V., Buluchevskaya A.D., Besedina V.O., Grosheva Yu.V., Lyusova L.R., Popov А.А. Effects of polychlorinated n-alkanes on the chemical structure, me-chanical and thermal properties of the styrene-butadiene styrene triblock copolymer. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 6. P. 100-108 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246706.6973.
Pritchard G., Brewis D., Briggs D. Plastics Additives: An A-Z reference. Dordrecht: Springer Netherlands. 2012.
Dhawan A., Kumar V., Parmar V.S., Cholli A.L. Anti-oxidant Polymers: Novel polymeric antioxidants for ma-terials. In: Cirilo G, Iemma F, editors. Antioxidant Polymers: Synthesis, Properties, and Applications. Hoboken: John Wiley & Sons. 2012. P. 385–425. DOI: 10.1002/9781118445440.ch13.
Rusanova S.N., Sofina S.Yu., Starostina I.A., Perelygina R.A., Stoyanov O.V. The use of oligomers and poly-mers for stabilization of polyolefins. Vestn. Tekhnol. Univ. 2022. V. 25. N 11. P. 68-76 (in Russian). DOI: 10.55421/1998-7072_2022_25_11_68.
Dopico-García M.S., López-Vilariñó J.M., González-Rodríguez M.V. Antioxidant Content of and Migration from Commercial Polyethylene, Polypropylene, and Polyvinyl Chloride Packages. J. Agricult. Food Chem. 2007. V. 55. P. 3225–3231. DOI: 10.1021/jf070102.
Hu Xie, Hongqiang Li, Xuejun Lai, Wenjian Wu, Xingrong Zeng. Synthesis and antioxidative properties of a star-shaped macromolecular antioxidant based on β-cyclodextrin. Mater. Lett. 2015. V 151. P. 72-74. DOI: 10.1016/j.matlet.2015.03.051.
Zhu Wei, Zhang Gang, Liu Bopi, Chung N.G., Mike T.C. Polyethylene containing antioxidant moieties exhib-iting high thermal-oxidative stability for high temperature applications. Polymer. 2018. P. 101–108. DOI: 10.1016/ j.polymer.2018.05.019.
Korshak V.V. Synthesis of polymers by modification methods. Usp. Khimii. 1980. V. 49. N 12. P. 2286-2313 (in Russian). DOI: 10.1070/RC1980v049n12ABEH002533.
Domnina N.S., Gorokhova L.S., Shagov V.S. A highmolecular antioxidant is a product of modification of a prepolymer with terminal isocyanate groups of β-(4-oxy-3,5-di-tert-butylphenyl)-propionic acid. Zhurn. Prikl. Khim. 1982. V. 55. N 4. P. 884-889 (in Russian).
Oleinikova G.A., Kirpichev V.P. High molecular weight antioxidants with the effect of internal synergism. Vestn. Leningr. Un-ta. 1977. Iss. 4. P. 133-139 (in Russian).
Allakhverdieva Kh.V. Physicomechanical properties of composit materials on basis of copper and polyolefins. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 10. P. 71-77. DOI: 10.6060/ ivkkt.20206310.6251.
Fialko M.B. Nonisothermal kinetics in thermal analysis. Tomsk: Izd-vo TGU. 1981. 110 p. (in Russian).
Piloyan G.O., Novikova O.S. Thermographic and thermogravimetric methods for determining the activation energy of dissociation processes. Zhurn. Neorgan. Khim. 1967. V. 12. N 3. P. 602-604 (in Russian).
Voronova O., Zhuravkov S., Korotkova E., Artamon-ov A., Plotnikov E. Antioxidant Properties of New Phe-nothiazine Derivatives. Antioxidants. 2022. V. 11. N 7. P. 14. DOI: 10.3390/antiox11071371.
Anfinogenov V.A., Domina N.G., Zhuravkov S.P., Napilkova O.A., Khlebnikov A.I. N-heterylethylenes based on phenothiazine and phenoxazine as convenient synthons for the synthesis of new heterocyclic compounds. Tr. Alt. GTU im. I.I. Polzunov. 1995. Iss. 4. P. 4-15 (in Russian).
Sirotkina E.E., Khlebnikov A.I., Napilkova O.A. Heterocyclization of N-propenyl substituted phenothiazine and phenoxazine under the action of electrophiles in anhy-drous medium. Khimiya Geterotsikl. Soed. 2008. N 12. P. 1855-1860 (in Russian). DOI: 10.1007/s10593-009-0219-5.
Burning, destruction and stabilization of polymers. Ed. by G.E. Zaikov. SPb.: Nauchnye osnovy i tekhnologii. 2008. 422 p. (in Russian).
Petryuk I.P., Gaidadin A.N., Efremova S.A. Determination of kinetic parameters of thermal degradation of pol-ymer materials according to dynamic thermogravimetry data. Volgograd: VolgGTU. 2010. p. 12 (in Russian).
Bhatia S.K., Wallis M. D. Kinetic study of the thermal degradation of high density polyethylene. Polym. Degrad. Stabil. 2006. V. 91. N 7. P. 1476-1483. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2005.10.003.
Zhuravkov S.P., Boitsova E.L., Korolev M.S. Stabilization of polypropylene with phenothiazine derivatives. Izv. Kabard.- Balkar. State. Univ. 2022. V. 12. N 3. P. 59-62 (in Russian).
