Vinylidene chloride- and styrene-based sulphonate-containing copolymers

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Bare polyvinyl chloride (PVC) and polyvinylidene chloride are not commercially used due to their high softening point (185–200 ºС) and the absence of a suitable solvent for obtaining coatings (films) from their solutions.  Therefore, vinyl chloride and vinylidene chloride are mainly applied in the production of copolymers having a lower pour point and better solubility as compared to homopolymers. Polymer materials based on copolymers of vinyl chloride and vinylidene chloride are widely used in a number of industrial applications. Recent research has been focused on monomer rafting onto a vinyl chloride and vinylidene chloride copolymer base by the formation of free radicals as a result of the transfer reaction of a chlorine atom to an initiating agent followed by sulphonation. Membranes obtained from solutions of grafted copolymers possess high proton conductivity values resulting in their perspective application for fuel cell manufacture. In order to obtain such membranes, it is necessary to carry out studies on the synthesis of vinylidene chloride copolymers and the substitution of chlorine atoms with sulphonic acid groups in these copolymers. In the framework of this work, vinylidene chloride and styrene copolymers were obtained by radical copolymerisation. The substitution of chlorine atoms by sulphonic acid groups in the synthesised copolymer was studied. The composition and structure of the copolymers were characterised using elemental analysis and IR spectroscopy data. The co-polymerisation values indicate a greater reactivity of styrene in comparison with vinylidene chloride. The interaction of a vinylidene chloride copolymer and styrene with sodium sulphide is accompanied by dehydrochlorination of vinylidene chloride units. The spatial modified copolymer structures are generated by double bonds formed as a result of elimination in a macromolecule.

About the authors

A. V. Urumov

Irkutsk National Research Technical University

Email: aurum1975@yandex.ru

N. S. Shaglaeva

Irkutsk National Research Technical University

Email: ShaglaevaNS@yandex.ru

T. A. Podgorbunskaya

Irkutsk National Research Technical University

Email: tpodgor@istu.edu

V. V. Bayandin

Irkutsk National Research Technical University

Email: bayandinvv@yandex.ru

References

  1. Velasquez E., Pembouong G., Rieger J., Stoffelbach F., Boyron O., Charleux B., et al. Poly (vinylidene chloride)-Based Amphiphilic Block Copolymers // Macromolecules. 2013. Vol. 46. Issue 3. P. 664−673. https://doi.org/10.1021/ma302339x
  2. Delafresnaye L., Dugas P.-Y., Dufils P.-E., Chaduc I., Vinas J., Lansalot M., et al. Synthesis of clayarmored poly(vinylidene chloride-co-methyl acrylate) latexes by Pickering emulsion polymerization and their film-forming properties // Polymer Chemistry. 2017. Vol. 8. Issue 40. P. 6217–6232. https://doi.org/10.1039/c7py00902j
  3. Subbu C., Rajendran S., Kesavan K., Pre-mila R. The physical and electrochemical properties of poly(vinylidene chloride-co-acrylonitrile)-based polymer electrolytes prepared with different plasticizers // Ionics. 2016. Vol. 22. Issue 2. P. 229–240. https://doi.org/10.1007/s11581-015-1535-7
  4. Garnier J., Dufils P.-E., Vinas J., Vanderveken Y., Van Herk A., Lacroix-Desmazes P. Synthesis of poly(vinylidene chloride)-based composite latexes by emulsion polymerization from epoxy functional seeds for improved thermal stability // Polymer Degradation and Stability. 2012. Vol. 97. Issue 2. P. 170–177. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2011.10.019
  5. Hwang T., Pu L., Kim S.W., Oh Y.-S., Nam J.-D. Synthesis and barrier properties of poly(vinylidene chloride-co-acrylonitrile)/SiO2 hybrid composites by sol-gel process // Journal of Membrane Science. 2009. Vol. 345. Issue 1-2. P. 90–96. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.08.029
  6. Hsieh T.-H., Ho K.-S., Bi H.T., Hung J.-K., Han Y.-K., Yang S.-S., et al. Preparation and thermal and thermooxidative stability of vinylidene chloride-co-vinyl chloride copolymer/ synthetic hectorite nanocomposites // Journal of Applied Polymer Science. 2009. Vol. 113. Issue 5. P. 3171–3180. https://doi.org/10.1002/app.29916
  7. Laredo G.C., Castillo J., Cano J.L. Benzene reduction in gasoline range streams by adsorption processes using a PVDC-PVC carbon molecular sieve // Fuel. 2014. Vol. 135. P. 459–467. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.07.014
  8. Laredo G.C., Can J.L., Castillo J., Hernandez J.A., Marroquin J.O. Octane enhancement by the selective separation of branched and linear paraffins in naphthas using a PVDC-PVC carbon molecular sieve // Fuel. 2014. Vol. 117. P. 660–666. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.09.036
  9. Mathew C.M., Kesavan K., Rajendran S. Dielectric and thermal response of poly/poly(methyl methacrylate) blend membranes // Polymer International. 2015. Vol. 64. Issue 6. P. 750–757. https://doi.org/10.1002/pi.4846
  10. Fu C., Zhang T.-X., Cheng F., Cui W.-Z., Chen Y. Double-layer coating films prepared from water-borne latexes of acrylate-vinylidene chloride copolymers: Investigating their heavy-duty anticorrosive properties // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2014. Vol. 53. Issue 12. P. 4534–4543. https://doi.org/10.1021/ie403396e
  11. Zhao F., Yin Y., Zhang D., Ning P., Fu M., Yao D., et al. Preparation and characterization of novel thermal-stable vinylidene chloride–methyl acrylate–glycidyl methacrylate copolymer // International Journal of Polymer Analysis and Characterization. 2017. Vol. 22. Issue 4. P. 338–347. https://doi.org/10.1080/1023666X.2017.1295596
  12. Zhilyaeva N., Mironova E., Ermilova M., Orekhova N., Dyakova M., Shevlyakova N., et al. Facilitated transport of ethylene through the poly-ethylene-graft-sulfonated polysterene membranes. The role of humidity // Separation and Purification Technol. 2018. Vol. 195. P. 170–173. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.12.011
  13. Golubenko D.V., Safronova E.Yu., Ilyin A.B., Shevlyakova N.V., Tverskoi V.A., Pourcelly G., et al. Water state and ionic conductivity of grafted ion exchange membranes based on polyethylene and sulfonated polystyrene // Mendeleev Commun. 2017.Vol. 27. Issue 4. P. 380–381. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2017.07.020
  14. Golubenko D.V., Safronova E.Y., Ilyin A.B., Shevlyakova N.V., Tverskoi V.A., Dammak L., et al. Influence of the water state on the ion conductivity of ion-exchange membranes based on polyethylene and sulfonated grafted polystyrene // Materials Chemistry and Physics. 2017. Vol. 197. P. 192–199. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.05.015
  15. Абдрашитов Э.Ф., Крицкая Д.А., Бокун В.Ч., Пономарев А.Н. Кинетика формирования нанокомпозита методом термической полимеризации стирола в поливинилиденфторидной матрице // Химическая физика. 2015. Т. 34. N 4. С. 87–91. https://doi.org/10.7868/S0207401X15040020
  16. Zhang Z., Chalkova E., Fedkin M., Wang C., Lvov S.N., Komarneni S., et al. Synthesis and Characterization of Poly(vinylidene fluoride)-g-sulfonated Polystyrene Graft Copolymers for Proton Exchange Membrane // Macromolecules. 2008. Vol. 41. Issue 23. P. 9130–9139. https://doi.org/10.1021/ma801277m
  17. Abdrashitov E.E., Bokun V.Ch., Kritskaya D.A., Ponomarev A.N. Investigation of poly(vinylidene chloride) distribution in perfluorinated cation-exchange membranes MF-4SK upon UV- and γ-initiated graft polymerization // High Energy Chemistry. 2008. Vol. 42. Issue 6. P. 419–425. https://doi.org/10.1134/S0018143908060015
  18. Choi J.K., Kim Y.W., Koh J.H., Kim J.H. Pro-ton conducting membranes based on poly(vinyl chloride) graft copolymer electrolytes // Polymers for Advanced Technologies. 2008. Vol. 19. P. 915–921. https://doi.org/10.1002/pat.1060
  19. Doak K.W. Copolymerization. VI. The Co-polymerization of Chloroethylenes with other monomers // Journal of the American Chemical Society. 1948. Vol. 70. Issue 4. P. 1525–1527. https://doi.orq/10.1021/jaO1184a068
  20. Shaglaeva N.S., Sultangareev R.T., Zaba-nova E.A., Lebedeva O.V., Trofimova K.S. Nucleophilic substitution of chlorine atoms in polyvinyl chloride // Russian Journal of Applied Chemistry. 2008. Vol. 81. Issue 1. P. 131–134. https://doi.org/10.1134/S1070427208010291

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».