Поливинилпиридины
Наибольшее практическое значение имеют поли-2-винилпиридин, поли-4-винилпиридин и поли-2-метил-5-винилпиридин:
Они представляют собой твердые продукты аморфной или кристаллической структуры. В отличие от N-виниламинов винильная группа винилпиридинов присоединена к атому углерода, а не азота.
2- и 4-Винилпиридины получают конденсацией соответствующих метилпиридинов с формальдегидом при температуре 50—100 °С при атмосферном или повышенном давлении; одновременно образуются ди- и тригидроксиметильные продукты конденсации. Полученные 2- и 4-пиридинэтанолы дегидратируют до соответствующих винилпиридинов.
2-Метил-5-винилпиридин синтезируют дегидрированием соответствующего этильного производного в присутствии, например, оксидов Сr, Al, Th, Mo, нанесенных на различные носители.
Винилпиридины — бесцветные или желтоватые жидкости с острым характерным запахом пиридина. Они растворяются в большинстве органических растворителей, слабо растворяются в воде. При комнатной температуре они самопроизвольно полимеризуются, поэтому их хранят в присутствии ингибиторов (гидрохинона и др.). По этой же причине винилпиридины перегоняют в вакууме в присутствии ингибиторов.
В технике поливинилпиридины получают радикальной или анионной полимеризацией соответствующих винилпиридинов.
Радикальную полимеризацию проводят в массе, растворе, эмульсии или суспензии в присутствии пероксида бензоила, динитрила азобисизомасляной кислоты и других инициаторов при 50— 80 °С, а также в отсутствие инициаторов при более высокой температуре. При этом образуются аморфные полимеры. При анионной полимеризации винилпиридинов на комплексных катализаторах типа литий-N-карбазол или литийдифениламид также образуются аморфные полимеры, а в присутствии амида натрия — кристаллический поли-2-винилпиридин.
Твердый аморфный поли-2-винилпиридин, полученный в массе или эмульсии, напоминает полистирол. Он окрашен в желтоватый или красный цвет, набухает в воде. Применяется для обработки текстильных материалов. Поли-4-винилпиридин имеет более высокую температуру плавления и хуже растворяется в органических растворителях, чем поли-2-винилпиридин.
Поливинилпиридины по многим физическим свойствам аналогичны полистиролу, но размягчаются при более высокой температуре. Молекулярная масса поливинилпиридинов, полученных радикальной полимеризацией, может достигать 100000— 400 000. Поливинилпиридины растворимы в ацетоне, метиловом спирте, хлороформе и других органических растворителях, а также в разбавленных кислотах. По химическим свойствам они отличаются от полистирола, так как содержат основной атом азота в «ядре». Широко используются для получения полиэлектролитов (в особенности поли-2-метил-5-виниллиридин).
Винилпиридины легко сополимеризуются по радикальному механизму с акриловой кислотой и ее производными, стиролом, алкрилонитрилом, трифторхлорэтиленом и др. Получены также тройные сополимеры винилпиридинов и бутадиена со стиролом, акрилонитрилом и другими мономерами. Сополимеры 2-метил-5- винилпиридина с бутадиеном применяют для получения маслостойких эластомеров. Сополимер винилпиридина с акрилонитрилом может применяться для получения синтетических волокон, которые окрашиваются обычными кислотными красителями. Эти сополимеры получают из водных растворов мономеров в присутствии инициаторов — персульфатов и алифатических бисазосоединений.
Многие полимеры и сополимеры винилпиридинов хорошо растворимы в воде и применяются в качестве эмульгаторов при эмульсионной полимеризации стирола, акрилонитрила, метилметакрилата и других мономеров. Образующиеся латексы или дисперсии в кислой среде отличаются высокой текучестью. При коагуляции этих латексов основаниями получаются полимеры высокой степени чистоты.
Твердые высокомолекулярные поливинилпиридины формуются в изделия при более высокой температуре, чем полистирол.
Брацыхин Е. Л. Технология пластических масс. 2-е изд. М. — Л., Химия, 1974. 350 с.
Лосев И. П., Тростянская Е. Б. Химия синтетических полимеров. 3-е изд. М., Химия, 1971. 615 с.
Стрепихеев А. А., Деревицкая В. А., Слонимский Г. Л. Основы химии высокомолекулярных соединений. 2-е изд. М., Химия, 1966. 515 с.
Николаев А. Ф. Технология пластических масс. Л., Химия, 1977. 366 с.
Автор: Коршак В.В.
Источник: Коршак В.В., Технологии пластических масс, 3-е издание, 1985 год
Дата в источнике: 1985 год