Поликарбонат бисфенола А является полимером, чьи механические свойства (высокая устойчивость к ударным нагрузкам) не имеют аналогов среди известных термопластов.

Благодаря уникальным свойствам поликарбоната, интерес к синтезу и исследованию свойств новых поликарбонатов и сополикарбонатов на основе различных бисфенолов не ослабевает [1–4].

В последнее время значительное внимание привлекает бисфенол – 9,10-дигидро-9,10-о-бензеноантрацен-1,4-диол (триптицендиол-2,5), который легко получают из антрацена в две стадии [5].

Благодаря уникальному строению молекулы триптицена можно ожидать, что включение его звеньев в основную цель ПК приведет к появлению у них новых специфических и важных свойств [6–9]. Ранее [9] нами было показано, что наличие остатков триптицендиола-2,5 в макроцепях ароматических простых полиэфиров оказывает положительное влияние на комплекс их свойств [7–9].

Исходя из этого синтезированы ПК триптицендиола-2,5 и его сополикарбонаты с бисфенолом А (БфА) [10, 11]. ПК синтезировали фосгенированием смеси, содержащей триптицендиол-2,5, метиленхлорид, водный гидроксид натрия, триэтиламин и п-трет-бутилфенол как агент обрыва цепи [10]. Кроме того, сополикарбонаты триптицендиола-2,5 и БфА получены также акцепторно-каталитической поликонденсацией действием бисхлорформиата БфА на смесь триптицендиола-2,5 и БфА в метиленхлориде [11].

Строение поликарбоната триптицендиола-2,5 (соединение 1), сополикарбонатов соединения 1 и БфА отражают структуры, представленные ниже.

O                  O      C                      ;       O

O

CH3

C  O         C                        O                                 O CH              O

k

Состав и результаты синтеза, а также некоторые характеристики полученных полимеров представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 – Молекулярная масса и температура стеклования полимеров [11]

Таблица 2 – Результаты испытаний на одноосное растяжение пленок поликарбонатов при комнатной температуре [11]

Синтезированные сополикарбонаты хорошо растворимы в хлорированных алифатических углеводородах и методом полива из раствора образуют прозрачные гибкие прочные пленки (таблица 2).

При включении звеньев триптицена Тст. сополикарбонатов повышается относительно ПК БФА. Это обусловлено снижением сигментальной подвижности макромолекул вследствие роста жесткости макроцепей и возникновения стерических препятствий.

Присутствие звеньев соединения 1 в сополикарбонатах приводит к некоторому понижению деформационно-прочностных свойств по сравнению с ПК БфА (таблица 2): модуля Юнга в среднем на 12 %, прочности при разрыве в среднем на 35 % и удлинения при разрыве [10].

Наличие остатков соединения 1 в макроцепях сополикарбонатов способствует повышению их устойчивости в 40 %-ном водном растворе гидроксида калия. Так, например, образец промышленного поликарбоната «Дифлон» претерпевает практически полное разрушение после трех суток экспозиции в 40 %-ном водном растворе КОН, теряя 72 % от исходной массы.

Сополикарбонат, содержащий 50 мол. % соединения 1, за то же время в 40 %-ном КОН теряет 2 % массы [11].

Наиболее важной областью применения ПК БфА является прозрачная защита. В области прозрачной защиты ПК подвергается ударным нагрузкам при различных скоростях. Этим объясняется тот факт, что исследователи уделяют основное внимание изучению механических свойств известных и новых ПК.

В широком диапазоне скоростей были испытаны на растяжение и сжатие смеси промышленного ПК БфА марки Iupilon с ПК соединения 1 [12]. Содержание звеньев триптицена в испытуемых смесях регулировали молекулярной массой ПК соединения 1. Низкомолекулярный ПК соединения 1 давал низ-кое содержание звеньев триптицена, а высокомолекулярный ПК соединения 1 приводил к более высокому содержанию звеньев триптицена в смесях.

Содержание в испытуемой смеси 1,9 масс. % триптицена позволило увеличить модуль упругости на 20 %, предела текучести на 17 % при относительном удлинении более 80 % по сравнении с Iupilon. Повышение содержания звеньев триптицена до 26 масс. % приводит к увеличению модуля упругости более чем на 20 % и росту прочности при сжатии на 50 % – как при низких, так и при высоких скоростях деформации, без снижения пластичности по сравнению с Iupilon [12]. Все образцы смесей ПК, содержащие звенья триптицена, сохраняли прозрачность и не проявляли признаков кристалличности и разделения фаз [12]. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод, что ПК БфА и соединения 1 при смешивании хорошо совместимы в широком диапазоне составов.

Анализ приведенных выше результатов позволяет заключить, что включение в основную цепь поликарбоната и сополикарбонатов, а также в состав физических смесей промышленного ПК звеньев триптицена позволяет существенно улучшить весь комплекс свойств получаемых материалов, представляющих интерес для современной техники.