Фуранові сполуки. Фурфурілоксиран. Фуранові смоли. Фотополімеризація фуранових сполук. Фотоініціатори при фотохімічних реакціях, страница 3

Імовірно що, значення прямої реакції таке, що різні макромолекулярні структури можуть бути виконані, наприклад підготовка блок-кополімерів від макродіолів, можна провести привіту кополімеризацію структури полімерів з основного боку ОН-груп, подібно полівініловому спирту. Довжина блоків, що щеплюються в цих реакціях, має тенденцію до обмеження приблизно 10 одиниць ( 3.1a ), тому що певна реакція передачі ланцюгу бере своє і всі спроби мінімізувати  це  претерпіли невдачу.

Присутність у фурфурилгліцидному етері оксиранового циклу надає йому додаткові реакційноздатні властивості.

В работі [ 10 ] досліджувались реакції ЕФУ з різними спиртами (етиловим, н-пропіловим, н-бутиловим (первинним), бензиловим і фуриловим спиртом). Так як глицидні етери взаємодіють зі спиртами у присутності кислих та основних каталізаторів, утворюючи в першому випадку суміш a,b- і a,g-диетерів гліцерину, по-друге- виключно a,g-диетери, тому, враховуючи велику чутливість ЕФУ до кислотних каталізаторів, використовувались основні- алкоголяти натрію. У загальному випадку реакцію можна зобразити наступною схемою:

По наявним спостереженням видно, що виходи a,g-алкілфурилових етерів гліцерину збільшується з подовженням аліфатичного радикалу, який вводиться в реакцію спирта. a,g- бутилфуриловий етер глицерину був отриманий зустрічним синтезом із гліцидилбутилового етера та фурфурилового спирту. Це підтверджується припущенням про те, що в ЕФУ, як і в алкілгліцидних етерах розкриття a-окисного кільця відбувається у бік менш гідратованого атому вуглиця.

Також в даній роботі була досліджена реакція ЕФУ із вторичними амінами, підсумком якої є утворення аміноспиртів. Реакція прходить за схемою:

Як об’єкти дослідження були взяті диметил-, диетил-, диізопропіл-, метилфеніламіни та піперидин.

Реакцію ЕФУ з кетонами проводили в роботах [ 11, 12 ].Як кетони були взяті (ацетон, метилетилкетон та циклогексанон). Схема реакції виглядає наступним чином:

У підсумку утворюється диоксолани- безкольорові рідини зі слабким специфічним запахом, що важко розчиняються у воді та гарно- в органічних розчинниках.

На основі цих даних видно, що ЕФУ є дуже реакційноздатною сполукою та на його основі можна отримувати продукти, які отверджуючись (у певних умовах) здатні утворювати трьохмірні структури. Механізм зшивки ЕФУ розглядається нижче. 

1.3 Фуранові смоли

На сучасному етапі розвитку техніки усе гостріше відчувається необхідність у матеріалах, що володіють високою механічною міцністю й значною стійкістю до високих температур та стійких до агресивних середовищ. Щорічно росте потреба в таких матеріалах для авіа - і ракетобудування.

Фуранові смоли одержують із похідних ряду фурана - фурфуролу, фуранові смоли, фурфурилфурфураля й продуктів конденсації фурфуролу з ацетоном. Модифіковані ФС одержують шляхом поліконденсації фурфуролу з різними речовинами: фенолом, сечовиною, ароматичними й жирними альдегідами й кетонами, амінами й т.д. Смоли синтезують як безпосередньо із ФС, так і при полімеризації їх в комбінації з формальдегідом, з метилольними похідними сечовини й меламіну,    фенолами, казеїном й ін.  Після тужавіння (тобто переходу в неплавкий і нерозчинний стан) фуранові смоли мають гарну хімічну стійкість, високу теплостійкісь (до 300С0) та задовільні механічні і діелектричні властивості.  Завдяки цьому на основі фуранових смол одержують матеріали різного призначення [5].

1.3.1 Отверденення фуранових смол

Хімічна структура фуранових сполук така, що процеси утворення з них  високомолекулярних продуктів можуть відбуватися різним чином.

Ці реакції можуть протікати за рахунок подвійних зв'язків циклу або подвійних зв'язків у бічному ланцюзі, а також різноманітних функціональних груп при фурановому циклі або у бічному ланцюзі.  Нарешті, вони можуть бути пов'язані з попереднім розщепленням циклу і наступних перетворень продуктів, що утворюються при цьому.  Таким чином, тут можливі як реакції полімеризації, так і реакції поліконденсації.

У зв'язку із цим переважна більшість фуранових полімерів є термореактивними смолами, здатними в певних умовах перейти в неплавкий і нерозчинний стан з утворенням тривимірної структури.                 

Так, фурфурол у присутності мінеральних кислот, сульфокислот (бензол- або толуолсульфокислоти), галогенідів металів й інших кислих каталізаторів поступово перетворюється у неплавкий і нерозчинний полімер чорних кольорів складної будови: