Вивчення особливостей процесів парофазної хемосорбції та олігомеризації пропіленоксиду за участю активних центрів поверхні анатазу і високодисперсних титан- та алюмінійвмісних кремнеземів. Опис впливу термообробки оксидів на утворення поліоксипропілену.
Аннотация к работе
Національна академія наук України Інститут хімії поверхніРоботу виконано в Інституті хімії поверхні НАН України. Захист відбудеться "23 "листопада 2000 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 01.73.01 в Інституті хімії поверхні НАН України за адресою: 03164, Київ, вул. З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту хімії поверхні НАН України, 03164, Київ, вул. Дисертацію присвячено вивченню особливостей процесів парофазної хемосорбції та олігомеризації пропіленоксиду за участю активних центрів поверхні анатазу і високодисперсних титан-та алюмінійвмісних кремнеземів. Показано, що активними центрами полімеризації на поверхні диоксиду титату та титанвмісних кремнеземів є координаційно-ненасичені іони титану.За літературними даними, олігомеризація етиленоксиду на поверхні оксидів алюмінію, заліза, магнію відбувається за участю координаційно-ненасичених іонів металів оксидної матриці і не потребує, на відміну від інших, на приклад вінілових, мономерів, додаткового введення каталізаторів чи застосування УФ-опромінювання для утворення поверхневих полімерних сполук. Вибір наповнювачів обумовлений тим, що диоксид титану широко використовується як пігмент і наповнювач, високодисперсні титан-і алюмінійвмісні кремнеземи можуть розглядатись як перспективні наповнювачі полімерів, а хемосорбція епоксидів на їх поверхні дотепер не вивчалась. олігомеризація пропіленоксид хемосорбція титан Дисертаційна робота виконувалась згідно з планами науково-дослідних робіт Інституту хімії поверхні НАН України за темами:"Синтез, фізико-хімічні властивості та хімія поверхні багатокомпонентних оксидних систем на основі елементів IV - VI груп" (№ держ. реєстрації 0193UO 42438) та "Синтез та хімічні перетворення поверхневих структур оксидів кремнію, алюмінію, титану та їх композицій" (№ держ. реєстрації 0196UO/3073). Відповідно до поставленої мети в роботі були розвязані такі завдання: - здійснено парофазний синтез олігомерів пропіленоксиду на поверхні ТІО2, титано-і алюмокремнеземів, і встановлено залежність маси прищепленого поліоксипропілену від температури попередньої підготовки оксидів; Встановлено, що хемосорбція пропіленоксиду на поверхні ТІО 2 та титановмісного кремнезему відбувається за участю як структурних ОН-груп, так і координаційно ненасичених іонів титану, які здатні ініціювати подальше утворення прищеплених олігомерних сполук.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, викладено мету роботи, наукову новизну та практичне значення одержаних результатів.В першому розділі дисертації проаналізовано літературні дані про природу активних центрів поверхні дисперсних оксидів.В розділі описано устаткування, реактиви, методики та обладнання, що використовували у роботі. Анатаз з питомою поверхнею 20 м 2/г був одержаний рідиннофазовим гідролізом TICL4, очищеного від домішок тетрахлориду кремнію. Високодисперсні титан-та алюмокремнеземи були одержані шляхом спільного гідролізу відповідно SICL4 і TICL4, та SICL4 і ALCL3 в повітряно-водневому полумї на Калуському дослідному заводі ІХП НАН України. Вивчали зразки алюмокремнезему з питомою поверхнею 180 м 2/г і атомним відношенням Si / Al = 7,6 (9,8 % (мас.)Al2O3) та 5,7 (5,1 % (мас.) Al2O3). Досліджувані титанокремнеземи з питомою поверхнею 160 та 70 м 2/г містили 1,4 і 7 %(мас.) TIO2 відповідно.В ІЧ-спектрі термоактивованого анатазу після контакту з насиченою парою пропіленоксиду при кімнатній температурі зникає смуга 3675 см-1 структурних ОН груп і зявляються смуги валентних і деформаційних СН-коливань. Після вакуумування зразка смуга ОН-груп не відновлюється, зникає характеристичне поглинання а-кільця при 3050 см-1 і зберігаються смуги СН-коливань. Порівняння ІЧ спектрів утвореної на поверхні анатазу речовини зі спектром олігомера пропіленгліколю з молекулярною масою 1400 дає підставу вважати, що на поверхні утворюються олігомерні сполуки пропіленоксиду. Хемосорбція проходить за участю структурних ТІОН-груп за ймовірною схемою: Утворені при цьому спиртові групи є малоактивними для наступного приєднання молекул мономера, оскільки спирти приєднуються до пропіленоксиду в присутності каталізаторів. Зростання ланцюга відбувається через послідовне приєднання молекул пропіленоксиду до поверхневих координаційно-ненасичених іонів титану, причому дифузія мономеру до поверхні за отриманими нами кінетичними даними є лімітуючою стадією утворення олігомерних сполук.Модифіковані пропіленоксидом зразки анатазу та титан-і алюмокремнеземів (відповідно ТАС і АС) використовувались для наповнення полівінілхлориду. Досліджували вплив вихідних і модифікованих зразків на процес термоорієнтаційного витягування та міцність на розрив плівок полімерних композицій. При цьому в усьому діапазоні концентрацій композиції з модифікованими оксидами мають більш високі значення максимального ступеня витягування, ніж композиції з вихідними оксидами.