Beschreibung

Derivate vom Triazin und Heptazin sind für vielfältige Anwendungszwecke bekannt. So beschreibt die US 2,980,675 spezielle Derivate des Triazins, die Schwefel und Phosphor enthalten. Konkret handelt es sich um Thiophosphorsäureester von symmetrischen Triazinen, die zur Bekämpfung von Ungeziefer besonders geeignet sein sollen, und insbesondere eine hohe Effizienz als Insektizide haben. Ein Stand der Technik, der demjenigen nach der US 2,980,675 vergleichbar ist, ergibt sich aus der DE 29 35 560 Ai. Die darin beschriebenen Orga- nophosphorester stellen pestizide Mittel dar, insbesondere als Insektizide, Akarizide und Nematozide.

Die DE 10 2004 047 257 Al befasst sich mit Phosphor-haltigen Heptazinderivaten, die drei Substituenten tragen. Jeder dieser Substituenten kann, unabhängig voneinander, eine Azidgruppe (-N ₃ ) oder eine darstellen, in der die Reste beispielsweise geradkettige oder verzweigtkettige Alkylreste sein können. Beansprucht wird in dieser Anmeldung die Verwendung dieser speziellen Phosphor-haltigen Heptazinderivate als Flammschutzmittel, insbesondere für Kunststoffe, Textilien, Holzprodukte, Papier, Kartonagen, Verputze, Dämmstoffe oder Baustoffverbünde. Darüber hinaus sollen sie zur Herstellung polymerer Schäume geeignet sein. Nachteilig ist bei diesen Verbindungen eine mögliche Instabilität der P-N-Doppelbindung aufgrund einer hohen Oxophilie des Phosphors, was eine längerfristige Anwendung dieser Verbindungen schwierig gestaltet oder ausschließt. Gleiche Verwendungsmöglichkeiten spricht die DE 10 2005 027 399 Al für die darin beanspruchten Verbindungen an. Hierbei handelt es sich um Silizium- und Poiysilylcyamelurate sowie -cyanurate (PSCs), die monomere aber auch polymere Form haben können. Nachteilig hierbei ist die gummiartige Masse, welche bei der Isolierung erhalten wird. Dieses weiche Material eignet sich vor allem für die Verwendung in Dichtungen, ist jedoch für die Anwendung in harten Kunststoffen nicht geeignet.

Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die angesprochenen Nachteile zu beheben, insbesondere neuartige Derivate des Triazins und Heptazins vorzuschlagen, die insbesondere als vorteilhafte halogenfreie Flammschutzmittel einsetzbar sind,

Diese Aufgabe wird gelöst durch Halogen-freie Verbindungen der allgemeinen Formel A-(B) ₃ wobei A durch die Formel (I) oder (II) dargestellt ist

und B, unabhängig voneinander, eine -OPR ¹ R ² R ³ R^-GrUpPe, eine -OPOR^-Gruppe, eine -OTiR^R^Gruppe, eine -OAIR'R^Gruppe, eine -OCaR^Gruppe oder eine -OMgR^Gruppe ist, wobei R ¹ , R ² , R ³ und R ⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkylreste, Arylreste, Alkyloxyreste, Aryloxyreste, wobei die Reste jeweils Si, N, S und/oder O-Atome enthalten können, und/oder Hydroxygruppen darstellen, und a) davon abgeleitete oligomere oder polymere Formen für den Fall, dass A durch die Formel (I) dargestellt ist, b) wobei die Kombination von A gemäß Formel (I) mit B gemäß der -OPOR ^X R ² -Gruppe, wobei R ¹ und R ² einen Alkyloxyrest darstellen, ausgenommen ist. Ausgenommen ist eine Kombination "abgeleitete oligomere oder polymere Formen" mit A gemäß Formel (II). Vorzugsweise soil allerdings die Kombination von A gemäß Formel (I) mit B gemäß der -OPOR'R^Gruppe, unabhängig von der Bedeutung der Reste R ¹ und R ^z , ausgenommen werden.

Ebenso löst ein Gemisch der oben genannten Verbindungen, das sowohl A-Einheiten der Formel (I) als auch A-Einheiten der Formel (II) aufweist, die erfindungsgemäße Aufgabe. Die erfindungsgemäßen Triazin- und Heptazinderivate zeichnen sich durch ihre besondere Struktur aus, wobei die Phosphor-, Titan-, Calcium-, Magnesium- und Aluminium-Reste entsprechend dem technischen Vorschlag der Erfindung über Sauerstoffatome mit der zentralen Triazin- oder Heptazineinheit verbunden sind.

Erfindungsgegenstand ist des Weiteren ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung der beanspruchten Halogen-freien Verbindung, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass Cyanurhalogenid und/oder Trihalogeno-tri-s-triazin mit insbesondere bis zu einem Äquivalent, bezogen auf die Halogenatome, einer Verbindung des Typs PR ¹ R ² R ³ R ⁴ R ⁵ , POR ¹ R ² R ³ , TiR ¹ R ² R ³ R ⁴ , AIR ¹ R ² R ³ , CaR ¹ R ² , MgR ¹ R ² in einem Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch umgesetzt wird, wobei R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ und R ⁵ gleich oder verschieden sind, und Wasserstoff, Alkyl- reste, Aryleste, Alkyloxyreste, Aryloxyreste, wobei die Reste jeweils Si, N, S und/oder O-Atome enthalten können, und/oder Hydroxygruppen darstellen.

Alternativ lassen sich die beanspruchten Halogen-freien Verbindungen auch durch die Umsetzung von Cyanursäure und/oder Cyamelursäure, gegebenenfalls in Saizform, mit insbesondere bis zu einem Äquivalent, bezogen auf die Säureprotonen, einer Verbindung des Typs PR ¹ R ² R ³ R ⁴ R ⁵ , POR ¹ R ² R ³ , TiR ¹ R ² R ³ R ⁴ , AIR ¹ R ² R ³ , CaR ¹ R ² , MgR ¹ R ² in einem Lösungsmittel umgesetzt werden, wobei R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ und R ⁵ gleich oder verschieden sind, und Wasserstoff, Halogene, Alkylreste, Arylreste, Alkyloxyreste, Aryloxyreste, wobei die Reste jeweils Si, N, S und/oder O-Atome enthalten können, und/oder Hydroxygruppen darstellen. Dieses Verfahren ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Die verwendete Cyamelursäure kann in einfacher Weise durch basische Zersetzung von Meiern (C ₆ H ₆ Ni ₀ ) hergestellt werden, Cyanursäure ist kommerziell erhäitlich. Für den Fall, dass die Cyanursäure oder die Cyameiursäure in Salzform eingesetzt werden, handelt es sich hier vorzugsweise um Natrium- oder Kaliumsalze.

Des Weiteren ist die Erfindung gerichtet auf die Verwendung der Halogen-freien Verbindungen gemäß vorliegender Erfindung als Flammschutzmittel, insbesondere für Kunststoffe, Textilien, Holzprodukte, Papier, Kartonagen, Verputze, Dämmstoffe und Baustoffverbünde, oder zur Herstellung polymerer Schäume, Nachfolgend soll auf die bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung eingegangen werden.

Die Halogen-freien Verbindungen sind durch die vorstehend bezeichneten Formeln (I) und (II) dargestellt. Es hat sich gezeigt, dass diese für die angesprochenen bevorzugten Zwecke der Erfindung besonders geeignet sind, wenn die Gruppe B in der allgemeinen Formel A-(B) ₃ min- destens eine -OPR ¹ R ² R ³ R^-GrUpPe, eine -OPOR^-Gruppe oder eine -OAIR^-Gruppe ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gruppe B entweder eine -OPR ¹ R ² R ³ R ⁴ -Gruppe, eine -OPOR^-Gruppe oder eine -OAIR^-Gruppe ist,

Die Erfindung unterliegt im Hinblick auf die angesprochenen Gruppen R ¹ , R ² , R ³ und R ⁴ bezüglich der allgemeinen Definitionen des Anspruchs 1 keinen wesentlichen Einschränkungen. Es ist bevorzugt, dass R ¹ , R ² , R ³ und R ⁴ unabhängig voneinander einen Rest darstellen, der aus der Gruppe α ausgewählt ist, die besteht aus einem geradkettigen oder verzweigten (CrCi ₂ )-Alky!- rest, einem (C ₃ -C ₇ )-Cydoalkylrest, einem geradkettigen oder verzweigten (Q-CπJ-Alkenylrest, einem geradkettigen oder verzweigten (CrC. ₂ )-Alkyloxyrest, Furyl, Furanyi, Benzofuranyl, Thienyl, Thiazolyl, Benzothiazolyl, Thiadiazolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Triazolyl, Tetrazolyl, Pyra- zinyl, Benzothienyl, Morpholinyl, Thiomorpholinyl, Piperidinyl, Piperazinyl, Pyrroiidinyl, Pyrimi- dinyl, Imidazoiiny!, Pyrazolidinyl, Phenyl, Phenoxy, Benzyl, Benzyloxy, Naphthyl, Naphthoxy, DifCrCeJalkylamino, Tri(CrC ₆ )alkylsilyl oder Pyridyl, Die oben genannten Reste können mit jeweils 1 bis 5 Substituenten, unabhängig voneinander, versehen sein, die aus der Gruppe ß ausgewählt worden sind, die besteht aus einem geradkettigen oder verzweigten (CrC ₆ )- Alkylrest, einem (C ₃ -C ₇ )-Cycioalkylrest, einem geradkettigen oder verzweigten (CrC ₆ )- Alkylenrest, einem geradkettigen oder verzweigten (Ci-C ₆ )-Alkyloxyrest, Halogen, Hydroxy, Amino, Di(Ci-C ₆ )alky[amino, Nitro, Cyan, Benzyl, 4-Methoxybenzyl, 4-Nitrobenzyl, Phenyl, und 4-Methoxyphenyl. Ganz besonders ist es bevorzugt, wenn R ¹ , R ² , R ³ und R ⁴ jeweils ein gerad- kettiger oder verzweigter Alkyl- oder Alkyloxyrest mit 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, ist.

Weitergehend wird es im Rahmen der Erfindung bevorzugt, dass die oben angesprochene Gruppe B eine -OAIR ¹ R ² -Gruppe ist und R ¹ und R ² Wasserstoff sind.

Wie vorstehend bereits zum Ausdruck gebracht, können die erfindungsgemäßen Halogenfreien Verbindungen als Monomere vorliegen, aber auch eine oligomere oder polymere Form haben. Dabei gilt es erfindungsgemäß als bevorzugt, wenn B eine -OAIR^-Gruppe, eine -OCaR^Gruppe oder eine -OMgR^Gruppe ist und R ¹ und R ² , unabhängig voneinander, Wasserstoff oder (-O-)-Bindungen zu weiteren

-Einheiten sind.

Wenn vorstehend davon gesprochen wird, dass bestimmte Ausführungsformen bevorzugt sind bzw. für die bei der Erfindung in Betracht gezogenen Zwecke vorteilhaft sind, dann sei darauf hingewiesen, dass insbesondere als Ausgangspunkt die zugrundegelegte Aufgabe in Betracht zu ziehen ist. Dabei erstrecken sich die bevorzugten Ausgestaltungen bezüglich der B- Komponente und deren Reste auf halogenfreie Verbindungen, die als A-Komponente ausschließlich Einheiten der Formel (I) enthalten, auf haiogenfreie Verbindungen, die als A- Komponente ausschließlich Einheiten der Formel (II) enthalten, sowie auf halogenfreie Verbindungen, die ein Gemisch aus Einheiten der Formel (I) und (II) enthalten.

Auch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in vielfältiger Weise vorteilhaft ausgestalten: So ist es bei der Umsetzung des Cyanurhalogenids oder Trihalogeno-tri-s-triazins bevorzugt, dass die Verbindungen als Halogenid Brom oder Chlor enthalten. Die entsprechenden Fluoride und Iodide sind hingegen weniger bevorzugt, weil die Fluoride im Allgemeinen eine geringere Reaktivität aufweisen, wohingegen die Iodide eine geringere Stabilität haben.

Bei der Umsetzung von Cyanursäure und/oder Cyameiursäure ist es bevorzugt, dass die Verbindung des Typs PR ¹ R ² R ³ R ⁴ R ⁵ , POR ¹ R ² R ³ , TiR ¹ R ² R ³ R ⁴ , AIR ¹ R ² R ³ , CaR ¹ R ² , MgR ¹ R ² ebenfalls halogenfrei ist. Dies ist vorteilhaft, weil damit gegebenenfalls anfallende halogenhaltige Nebenprodukte, nicht aus dem Rohprodukt entfernt werden müssen, um die Zielverbindungen in haiogenfreier Form zu erhalten. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass bei Verwendung von Metallhydriden wie z.B. AIH ₃ , CaH ₂ oder MgH ₂ Wasserstoffgas entsteht, das als Treibmittel wirken kann, so dass sich auf diese Weise polymere Schäume herstellen lassen,

Die beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Hersteilung der beanspruchten Halogenfreien Verbindung sind nicht auf ein spezielles Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch ein- geschränkt. Dem Fachmann verbleibt es im Rahmen handwerklicher Bemühungen, jeweils auch das konkrete Ausgangsmaterial bedenkend, das im Einzelfall bevorzugte Lösungsmittel durch einfache Vorversuche zu ermittein. Es hat sich gezeigt, dass als bevorzugte Lösungsmittel angegeben werden können Formamid, Dioxan, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Aceton, t-Butanol, Acetonitril, Dichlormethan, Pyridin, ein tertiäres Amin, Chlorphenol, Toluol, Ester, Ether, THF und/oder Chloroform, Bei dem Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch sind halogenfreie gegenüber halogenhaltigen, wie Dichiormethan oder Chloroform, bevorzugt.

Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich ein Katalysator in Form einer Base, insbesondere Pyridin, Tri- ethylamin, KOH, Kalium-tert-butanolat, Phosphatsalze und Carbonate, einer Lewissäure, insbesondere B(OH) ₃ , BF ₃ und AICI ₃ und/oder DMAP (Diaminopyridin), verwendet wird.

Abhängig von der Wahl der jeweiligen A- und B-Reaktanden kann es bei der Herstellung gemäß den oben genannten Verfahren zur Entstehung von Haiogenwasserstoff kommen. In diesen Fällen ist es vorteilhaft, zum Abfangen der Säure stöchiometrische Mengen an Base zuzugeben.

Auch bei der Temperatur, die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingestellt werden sollte, ist der Fachmann im Wesentlichen frei. Dennoch könnte als bevorzugter weitestgehender Rahmen für die Temperatur etwa -10 bis 150 ⁰ C gelten. Hierbei läuft die Reaktion wünschenswert schnell ab und führt zu einem besonders reinen Erzeugnis.

Wie oben bereits angesprochen, verwirklicht die Erfindung durch die bezeichnete Verbindungen der angegebenen Formeln sowohl Monomere wie auch Produkte in oligomerer und polymerer Form. Es hat sich gezeigt, dass die monomeren Formen im Hinblick auf ihre Lösiichkeit besonders vorteilhaft sind, während die oligomeren und poiymeren Formen aufgrund des hohen Stickstoffgehalts der Verbindungen bei der Verwendung als Fiammhemmer Vorteile zeigen.

Für den Fall, dass die Erfindung sich in oligomeren oder poiymeren Verbindungen verwirklicht, wird es bevorzugt, dass die oben bereits angesprochenen Reste R ¹ bis R ^s der B-Komponente im Vergleich zu Halogeniden bzw. Säureprotonen der A-Komponente im Verhältnis von etwa 4 : 6 bis etwa 6 : 4 eingesetzt werden. Dabei wird jeweils auf die Gesamtsumme der Reste (R ¹ + R ² + R ³ + R ⁴ + R ⁵ ) beziehungsweise der Haiogenide und Säureprotonen abgestellt. Ganz besonders bevorzugt ist im Allgemeinen ein Verhältnis von etwa 1 : 1, weil sich damit ein möglichst hoher Polymerisierungsgrad realisieren lässt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff „abgeleitete oligomere oder polymere Formen", wie hier verwendet, ein Makromoiekül zu verstehen, das durch kovalente Verknüpfung der entsprechenden Untereinheiten hergestellt wurde. In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein oligomeres Makromolekül 2 bis 30, insbesondere 10 bis 25 Untereinheiten und ein polymeres Makromolekül mehr als 30 Untereinheiten auf.

Die erfindungsgemäßen Verwendungsmöglichkeiten wurden vorstehend bereits angesprochen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sei darauf verwiesen. Der besondere Vorteil der Erfindung erweist sich darin, dass sie in den angesprochenen Anwendungsfäiien besonders flammhemmend sind und darüber hinaus kein Halogen enthalten. Dies ist besonders bei der Verwendung als Flammhemmer wichtig, bei denen es unter hoher Temperatur zur Freisetzung von giftigem Halogenwasserstoffgas kommen kann. Darüber hinaus ist die Herstellung von halogenfreien Verbindungen für die Umwelt weniger belastend. Weiterhin belasten die Verbindungen selbst die Umwelt nicht und sind nicht gesundheitsschädlich.

Darüber hinaus hat es sich gezeigt, dass sich die erfindungsgemäßen Verbindungen vorteilhaft und einfach in die Materialien einbringen lassen, in denen sie als Flammschutzmittel wirken sollen, insbesondere in Kunststoffe beliebiger Art. So zeigen sie eine besonders vorteilhafte Löslichkeit in einem zu schützenden Kunststoff sowie eine sehr gute Anpassung an die jeweiligen Anwendungserfordernisse. Die besondere Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindung als Flammhemmmittel ist auch darauf zurückzuführen, dass sie bis zu hohen Temperaturgraden, beispielsweise bis zu 400 ⁰ C, eine sehr hohe thermische Stabilität zeigen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der folgenden nicht beschränkenden Beispiele noch näher erläutert werden.

Beispiel 1 (Aluminiumcyameluratpolymer / [(C ₆ N ₇ O ₃ )AO] _x ) 4,21 g (18.54 mmol) Cyamelursäure werden mit 3,00 g (18.54 mmol) AI(OEt) ₃ in einem Dry- bag unter Argon-Schutzgas sorgfältig miteinander innig vermörsert, bis eine sehr feinpulvrige homogene Masse entstanden ist. Diese wird sodann als möglichst kompaktes Häufchen in ein Porzellanschälchen transferiert. Das Porzellanschälchen wird in einen Edeistahlbehälter gestellt, weicher mit Schutzgasspülungsanschlüssen versehen und zum Einbringen in einen Muffelofen geeignet ist. Sodann wird die Anordnung im Muffelofen zunächst eine Stunde bei 160°, danach ca. 2 Stunden bei 200 ⁰ C Ofentemperatur gehalten, bis Gewichtskonstanz eingetreten ist. Nach der Temperaturbehandlung wird das Produkt unter Schutzgas ca. 30 Minuten in der Apparatur ausgekühlt.

Ausbeute: 4,59 g (18,28 mmol) 98.5%; Charakterisierung: IR (KBr) 3100-2800 (vw, sehr schwach strukturiert), 1614 (vs), 1451 (s), 1292 (m), 1159 (w) , 940 (w) , 779 (s), 599 (m) , 447 (s)

Beispiel 2 (Tris-(Diethoyxphosphato)-cyamelursäureester / (C ₆ N ₇ )-[O-PO-(OEt) ₂ 3 ₃ ) 8,2 g Kaliumcyamelurat-Trihydrat werden in 100 ml Toluol aufgeschlämmt und unter Rühren am Wasserabscheider bis zum Ende der Wasserseparation gekocht. Sodann wird die gewonnene Masse abfiltriert, mit PE 30/50 auf der Ritte sorgfältig vom Toiuol freigewaschen und im Vakuum bei RT endgetrocknet. Von dem so gewonnenen wasserfreien Kaliumcyamelurat werden 3,4 g (10.14 mmol) in 50 ml einer Mischung THF: DMSO 2:1 (v/v) aufgeschlämmt und sodann unter Schutzgas während 10 Minuten tropfenweise mit 5,25g (30,42 mmol) Phosphor- säurediethylesterchloid versetzt, wobei der Ansatz sich geringfügig erwärmt. Es wird 30 Minuten bei Raumtemperatur und sodann 30 Minuten bei leichtem Rückfiuss gerührt, abgekühlt und während weiterer 5 Minuten mit 100 ml Wasser versetzt. Nach Zugabe einer Spateispitze Natriumhydrogencarbonat wird weitere 30 Minuten gerührt, sodann abfiltriert und der weiße Rückstand mit Wasser, Ethanol gewaschen und abschließend bei 120° getrocknet.

Ausbeute: 2,68 g (42%); IR (KBr) : 3450-2770 (w, breit, schlecht strukturiert), 1674 (s), 1584 (vs), 1475 (s), 1430 (m), 1399 (m), 1364(m), 1294(m), 1168 (w), 949 (w), 821 (m), 627 (m), 608 (m), 448 (vs) Beispiel 3 (ßrennbarkeitsprüfung nach UL 94)

Die Substanzen [(C ₆ N ₇ O ₃ )AO] _x und (C ₆ N ₇ J-[O-PO-(OEt) ₂ J ₃ wurden zur Untersuchung ihrer Eignung als Flammschutzmittel einem Brennbarkeitsprüfung nach UL 94 (Vertikaltest) unterzogen (vgl, Jürgen Troitzsch, Piastics Flammability Handbook, 3rd Edition, Carl Hanser Verlag, München 2004). Dazu wurden entweder zu dem Polymer MOPLEN HP 501H (Polypropylen) oder PPR 3260 (Polyproylen/Poiyethyien) 10% des Ffammschutzmitteis beigemischt und extrudiert. Dabei erwiesen sich beide Verbindungen im Extruder als gut dispergierbar. Als Referenz- Fiammschutzmittei diente Aluminiumhydroxid.

Im Fall von MOPLEN sind die Ergebnisse mit Hinblick auf die Brennbarkeit für die Gesamtbrenndauer gleichauf mit der Referenzsubstanz bzw. im Fall von [(C ₆ N ₇ O ₃ )Ai)J _x sogar leicht besser. Beim PPR verhalten sich die beiden Verbindungen [(C ₆ N ₇ O ₃ )AQ] _x und (C ₆ N ₇ J-[O-PO- (OEt) ₂ J ₃ nur etwa 25% schlechter ais der ATH-Standard. Insgesamt zeigen alle Verbindungen gute Wirkung als Flammschutzmittel.

Zur Brennbarkeitsprüfung wurden Probenkörper mit 1.5 mm Dicke vertikal befestigt und nach Beflammung die Brennzeit in Sekunden überprüft. Der Test erfolgte bei einer Ofeniagerung 70°C/168h. Die bei der Brennbarkeitsprüfung ermittelten Werte werden in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Anmerkungen: Den bezeichneten Nummern der Probe sind folgende Kombinationen aus Kunststoff und Fiammschutzmitteln zuzuordnen:

1. Moplen HP 501H / [C ₆ N ₇ O ₃ )AO] _x 4. PPR 3260 / [C ₆ N ₇ O ₃ )AO] _x

2. Moplen HP 501 H / (C ₆ N ₇ HO-PO-(OEt) ₂ J ₃ 5. PPR 3260 / (C ₆ N ₇ )-[O-PO-(OEt) ₂ ] ₃

3. Moplen HP 501 H / A1(OH) _3/ ATH- 6. PPR 3260 / Al(OH) ₃ , ATH-Standard Standard

Beispiel 4 (Thermogravimetrische Untersuchung von [(C ₆ N ₇ O ₃ )AO] _x )

Die Verbindung [(C ₆ N ₇ O ₃ )AI)] _X wurde einer thermogravimetrischen Untersuchung unterzogen (vgl. Methoden der Thermischen Analyse - W.F. Hemminger/ H. K. Cammenga (ISBN 3-540- 15049-8 Springer Verlag Berlin); Principles of Thermal Analysis and Calorimetry - edited by PJ. Haines (ISBN 0-85404-610-0 The Royal Society of Chemistry 2002).

Zu der Bedeutung der Figur 2 ist Folgendes auszuführen: Vorangestellt ist die Tabelle 2 mit der Charakteristik der Zersetzungsstufen.

Tabelle 2

Die erste TG-Stufe (-1.21%) ist mit großer Wahrscheinlichkeit nur auf Wasser zurückzuführen. Bei relativ niedrigen Temperaturen schließt sich dann nahtlos die 2 TG-Stufe (-0.80%) an. Diese geringe Zersetzung der Probe ist wohl bedingt durch das frei werdende Wasser. Im zweiten Abschnitt, der sein Zersetzungsmaximum bei 397,5°C hat, sind zwei Zersetzungsstufen zu sehen. Die dritte und vierte Zersetzungsstufe gehen dabei ineinander über. Durch die unterschiedliche Zersetzungsgeschwindigkeit der zwei Abschnitte lassen sich diese in der simultanen Gasanalytik durch den Anstieg der Intensität der Banden CO ₂ /CO auch optisch voneinander unterscheiden. Da die Zersetzungsstufen durch den Anstieg der Temperatur ineinander übergehen, sind die Massenverluste mit -1.63% (Stufe 3) und -6.34% (Stufe 4) Masseverluste nur als Anhaltspunkte zu sehen. Das Verhältnis CO ₂ /CO verschiebt sich im Laufe der Zersetzung in Richtung Kohlenstoffmonoxid. Gleichzeitig wird eine Doppelbande bei 3500 cm ^"1 sichtbar. Die Stabilität der überprüften Verbindung bis zu einem Temperaturbereich von etwa 350 ⁰ C entsprechend der Figur 2 zeigt, dass diese zur Verarbeitung in Polymeren geeignet ist.

Zur Figur 1 ist auszuführen, dass sie eine 3D-Darstellung der simultanen Gasanalytik mittels IR-Kopplung (= z-Achse in sek) darstellt. Hieraus ist deutlich zu ersehen, dass am Anfang anhaftende Feuchtigkeit aus der Probe entweicht.

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