Синтез, структура и термические свойства полиарилатов на основе 2,5–фурандикарбоновой кислоты

В работе исследована возможность получения термостойких полиарилатов (ПАР) с использованием 2,5-фурандикарбоновой кислоты (ФДКК) в качестве биовозобновляемого аналога терефталевой кислоты. Синтез серии ПАР осуществляли методом низкотемпературной межфазной поликонденсации на основе дихлорангидрида ФДКК и различных бисфенолов, в том числе резорцина, гидрохинона, фенолфталеина (ФФ) и бисфенола А (БФ).

Структура полученных полимеров подтверждена методами инфракрасной (ИК) спектроскопии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса ([1] H ЯМР), которые свидетельствуют о формировании сложноэфирных связей с сохранением фуранового цикла в основной цепи. Методом термогравиметрии (ТГ) установлено, что температуры начала деструкции ( T 10) исследуемых ПАР варьируются в диапазоне от 274°C до 357°C, что сопоставимо с характеристиками традиционных нефтехимических ПАР. Показано, что выбор фенола критически определяет физико-химические свойства материалов. Использование ФФ обеспечивает наивысшую термостойкость T пл = 270–280 °C, в то время как ПАР на основе бисфенола А (БФ) демонстрирует оптимальное сочетание термостойкости и технологичности для переработки из расплава. Полученные результаты открывают перспективы создания экологичных суперконструкционных термопластов для высокотехнологичных отраслей промышленности.

1. Cai S., Deng X., Beiyuan J. [и др.] Review of synthetic polymer-based thermal insulation materials in construction and building // Journal of Building Engineering. 2024. T. 97. Р. 110846. DOI: 10.1016/j.jobe.2024.110846.

2. Wang Z., Long X., Yao W. [и др.]Study on the kinetics and mechanism of thermal decomposition of bisphenol A-type polyarylates // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2025. T. 188. Р. 107040. DOI: 10.1016/j.jaap.2025.107040

3. Zhang Y., Yan G.-m., Yang J. [и др.]. Synthesis and properties of novel polyarylates containing furan pendent groups and reversibly crosslinked structure. // Polymer. 2025. T. 319. Р. 128018. DOI: 10.1016/j.polymer.2025.128018.

4. Vinogradova S.V., Vasnev V.A., Valetskii P.M. Polyarylates. Synthesis and properties. // Russian Chemical Reviews. 1994. T. 63, N 10. Р. 833‒851. DOI: 10.1070/RC1994v063n10ABEH000121.

5. Zhang Y., Lei Z., Yan G.-m. [и др.] Syntheses and properties of novel polyarylates with ethyl units as a side group. // Materials Today Communications. 2021. T. 28. Р. 102643. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2021.102643.

6. Petrenko D., Klushin V., Zelenskaya A. [и др.] Natural fi ber reinforced biomass-derived poly(ester-urethane–acrylate) composites for sustainable engineering applications // Journal of Polymer Research. 2022. T. 29, N 12. Р. 503. DOI: 10.1007/s10965-022-03342-6.

7. Клушин В.А., Петренко Д.С., Петренко А.А., Ульянкина А.А., Смирнова Н.В. Полимерные композиционные материалы на основе связующего из возобновляемого сырья: влияние наполнителя на физико-механические свойства // Пластические массы. 2024. №1. C. 40‒43. DOI: 10.35164/0554-2901-2024-0140-43.

8. Petrenko D., Klushin V., Petrenko A. [и др.]. Sustainable polyurethanes from biomass-derived furanic polyols for adhesive applications // Iranian Polymer Journal. 2025. T. 34, N 11. Р. 1829‒1839. DOI: 10.1007/s13726-025-01477-z.

9. Klushin V., Zubkov I., Petrenko D. [и др.]. Biorenewable FDCA-Based Alkyd Resins for More Sustainable Wood Coatings // Polymers. 2025. T. 17, N22. Р. 3022. DOI:10.3390/polym17223022.

10. Liu C. Su K., Li Z. Studies on FDCA pyrolysis by TG-FTIR-MS characterization and ReaxFF-MD simulation // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2024. T. 183. Р. 106790. DOI: 10.1016/j.jaap.2024.106790

11. Wang Z., Liu Y., Wang B. [и др.]. Study on the synthesis of soluble copolymer polyarylate from asymmetric bisphenol A derivative (2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane/9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene) monomer // Journal of Applied Polymer Science. 2023. T. 140, N 28. Р. e54044. DOI: 10.1002/app.54044.

12. Liu P., Zeng L., Ye G., [и др.]. Bisphenol A-based co-polyarylates: synthesis, properties and thermal decomposition mechanism // Journal of Polymer Research. 2013. T. 20, N10. Р. 279. DOI: 10.1007/ s10965-013-0279-1.

13. Bouyahya C., Patrício R., Paço A., [и др.]. Isosorbide and 2,5-Furandicarboxylic Acid Based (Co)Polyesters: Synthesis, Characterization and Environmental Degradation // Polymers. 2022. T. 14. Р. 3868. DOI: 10.3390/polym14183868.

14. Gálvez O., Toledano O., Hermoso F. J., [и др.].Inter and intra molecular dynamics in poly(trimethylene 2,5-furanoate) as revealed by infrared and Broadband Dielectric Spectroscopies // Polymer. 2023. T. 268. Р. 125699. DOI: 10.1016/j.polymer.2023.125699.

15. Fang J., Long Y., Feng X., [и др.].Eff ect of FDCA content on the properties of bio-based polyester polyols and reactive polyurethane hot-melt adhesives // International Journal of Adhesion and Adhesives. 2026. T. 149. Р. 104359. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2026.104359.

16. Kashparova V.P., Chernysheva D.V., Klushin V.A. [и др.]Furan monomers and polymers from renewable plant biomass // Russian Chemical Reviews. 2021. T. 90, N 6. Р. 750. DOI: 10.1070/RCR5018.