Анализ синтеза новых функциональных полимеров с бензазиновыми циклами на основе изатина в цепях или в боковых группах. Пути получения сочетания хороших термических, деформационно-прочностных свойств и растворимости с новыми функциональными свойствами.
Аннотация к работе
Полигетероарилены с бензазиновыми группами на основе изатинаК таким материалам можно отнести, прежде всего, полимеры, поскольку их свойства, в первую очередь, связаны с химическим составом, строением и размером макромолекул. Для того чтобы полимеры, как особый класс соединений со специфическими свойствами, могли занять те позиции, где в настоящее время применяются традиционные материалы, они должны обладать тепло-и термостойкостью, высокой прочностью, повышенной износостойкостью, химической и радиационной стойкостью и другими качествами, которые необходимы для материалов, применяющихся в авиационной и космической технике, машиностроении, электротехнике и микроэлектронике и других отраслях промышленности. В связи с развитием современной техники требования к подобным полимерным материалам резко возросли, поэтому, в настоящее время, исследования направлены на поиск способов получения новых, многофункциональных полимеров, обладающих широким дополнительным комплексом свойств (оптические, электрохимические, транспортные, электромагнитные). Другое направление связано с синтезом новых мономеров, их последующим использованием в полимеризации или поликонденсации и проведением реакций в цепях полимеров (реакции ковалентного или координационного связывания). Полимеры и сополимеры метакрилового ряда приобретают нелинейные оптические свойства путем включения в их состав боковых хромофорных групп, содержащих шестичленные азотистые гетероциклы (стирилхинолиновые звенья).В настоящей работе предложен нетривиальный и достаточно эффективный подход, предусматривающий синтез полимеров двух классов - полигетероариленов и сополимеров метакрилового ряда с высокоактивными функциональными группами (форполимеры), которые на последующих стадиях синтеза могут быть использованы для проведения реакций в цепях с целью получения металл-полимерных комплексов и полимеров, обладающих высокой светочувствительностью, фотолюминесцентными, нелинейными оптическими, окислительно-восстановительными и транспортными свойствами. Детальный анализ методов синтеза изатина и его свойств и показал, что из всего многообразия реакций с участием этого соединения для решения поставленных задач можно использовать процессы превращения и расширения азотистого гетероцикла, открывающие путь к получению соединений, выступающих в качестве новых мономеров для поликонденсации (бисантраниловые кислоты, 2,2/-бихинолил-4,4/-дикарбоновая кислота), лигандов (2-(2-пиридил)-хинолил-4-карбоновая кислота), а также хромофоров стирилхинолилового ряда. При использовании ряда диаминов (4,4/ - диаминодифенилметана, 4,4/ - диаминодифенилового эфира) по реакции Зандмейера был осуществлен синтез бис-изатинов, которые далее были окислены перекисью водорода до бис-антраниловых кислот: Синтез хинолин-карбоновых кислот и их производных. Синтез осуществлен в четыре стадии: получение 2-(2-пиридил)-хинолин-4-карбоновой кислоты (I); получение этилового эфира 2-(2-пиридил)-хинолин-4-карбоновой кислоты (II); получение гидразида (III); получение 1-метакрилоил-2-(2-пиридил-4-карбоксихинолил) гидразина (IV): Синтез 2-стирилхинолин-4-карбоновой кислоты и ее производных. Этерификацией указанных ПАИ эпоксисодержащими соединениями - глицидилметакрилатом или глицидиловыми эфирами азокрасителей, были получены полимеры с боковыми непредельными (метакрилоильными) или хромофорными группами (полимеры проявляли в первом случае свойства негативных резистов, во втором случае - нелинейные оптические свойства второго порядка).Металл-полимерные комплексы Cu(I) были получены реакцией в цепях форполимера (ПАК-ПБОИ-3) при комнатной температуре при смешении растворов (ПАК-ПБОИ-3) и CUCL в N-Метилпирролидоне: Интенсивный сигнал в спектре поглощения в области 560-580 нм (кривая 3), свидетельствует об образовании МПК лишь в случае системы ПАК-ПБОИ-3-Cu(I) (рис. При исследовании деформационно-прочностных свойств пленок МПК ПБОИ-3-Cu(I) и ПБОИ-3 (продукты термической циклизации ПАК-ПБОИ-3-Cu(I) и ПАК-ПБОИ-3, соответственно) установлено, что рост модуля упругости при формировании МПК связан с наличием в пленке ПБОИ-3-Cu(I) центров Cu(BIQ)2 , где BIQ - бихинолиловые фрагменты полимерных цепей. При исследовании фотопроводимости ПАК-ПБОИ-3-Cu(I), мерой которой служила светочувствительность S0,1 (величина, обратная экспозиции, необходимой для снижения исходного поверхностного заряда пленки на 10 % от начальной величины), было показано, что светочувствительность МПК значительно возрастает, по сравнению с аналогичной характеристикой исходного сополимера ПАК-ПБОИ-3, (S0,1=1?104 и S0,1=2?103 см2/Дж, соответственно). Проведено тестирование двухслойных композитных мембран, состоящих, соответственно, из слоя ПАК-ПБОИ-1, ПАК-ПБОИ-3 и ее комплекса с медью ПАК-ПБОИ-3-Cu(I), помещенного на пористую асимметричную подложку из поли-(2,6-диметил-1,4-фениленоксида), при разделении водно-органических и органических смесей в процессе первапорации.