Методи синтезу пористих плівкотвірних сітчастих поліціануратів, модифікованих реакційноздатним поліокситетраметиленгліколем. Взаємозв’язок між умовами синтезу поліціануратних сіток, методами формування пористої структури і пористістю отриманих матеріалів.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ХІМІЇ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНИХ СПОЛУКРобота виконана в Інституті хімії високомолекулярних сполук НАН України Науковий керівник: кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник Григорєва Ольга Петрівна, Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, старший науковий співробітник Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, старший науковий співробітник Алексєєва Тетяна Трохимівна, Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, провідний науковий співробітник доктор хімічних наук, професор Сиромятніков Володимир Георгійович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри хімії високомолекулярних сполук Захист відбудеться “17 ”березня 2010 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.179.01 Інституту хімії високомолекулярних сполук НАН України за адресою: 02160 м.Пористі полімерні матеріали використовуються у багатьох галузях промисловості як мембрани, сорбенти та фільтри у процесах розділення, очистки, фільтрації тощо. Поліціануратні сітки (ПЦС), які отримують поліциклотримеризацією диціанових естерів бісфенолів А (ДЦБА), Е (ДЦБЕ), M (ДЦБМ) та ін., привертають значний науковий і практичний інтерес оскільки вони мають унікальний комплекс фізико-хімічних властивостей: високі термостійкість (температура початку деструкції Тд > 670 К) і температуру склування (Тск > 520 К), вогнестійкість, високу адгезію до багатьох металів (алюмінію, титану тощо), вугле-і скловолокна, композиційних матеріалів, низькі значення діелектричної константи (?" ~ 2,5 ? 3,2) та незначне волого-і водопоглинання (< 2,5 %), стійкість до дії агресивних середовищ (кислот, лугів, нафтопродуктів) тощо.У другому розділі наведено характеристики вихідних реагентів для синтезу та інших хімічних речовин, що були використані в роботі, описано синтез сітчастих поліціануратів ПЦС(Е), ПЦС(А) і гібридних сіток на їх основі (ПЦС(Е)/ПКЛ і ПЦС(А)/ПТМГ) та процеси формування в них пористої структури з використанням різних методів. У четвертому розділі досліджено структуру і встановлено основні фізико-хімічні властивості синтезованих гібридних ПЦС(Е)/ПКЛ сіток та нанопористих плівкових матеріалів на їх основі, одержаних методом часткової екстракції реакційноздатного модифікатора-порогену полі-?-капролактону. Цей висновок було підтверджено даними ЯМР13С спектроскопії: знайдено, що після екстракції в спектрах присутні сигнали при ~ 64,14 м.д. та ~ 173,13 м.д., які відносять, відповідно, до атомів вуглецю в групах-OCH2-та С=О ПКЛ-складової, при чому інтенсивність цих сигналів на спектрах зразків після екстракції менша в порівнянні з відповідними сигналами для вихідних зразків, що обумовлено видаленням під час екстракції частини полі-?-капролактону. Методом ДСК було досліджено теплофізичні властивості гібридних сіток в залежності від вмісту полі-?-капролактона та пористості. 10) спектроскопії синтезованих вихідних зразків та зразків після гідролізу, підтверджено як висновок про більший ступінь деструкції ПКЛ-складової (в порівнянні зі зразками першої серії), так і факт присутності певної частини ПКЛ в зразках після гідролізу.Проте, аналіз літературних даних показав, що дослідження в області створення та вивчення структури і властивостей плівкотвірних пористих матеріалів на основі сітчастих поліціануратів практично лише починаються. Синтезовано гібридні поліціануратні сітки шляхом in situ поліциклотримеризації диціанового естеру бісфенолу Е, ДЦБЕ, в присутності реакційноздатного і гідролітичнолабільного порогена-модифікатора полі-?-капролактона, ПКЛ, та на їх основі розроблені методи одержання нанопористих плівкових матеріалів шляхом екстракції ПКЛ, що не вбудувався в структуру гібридної сітки, або селективним гідролізом ПКЛ. Визначено, що в досліджених системах переважна більшість пор має діаметр Dпор~ 22 ? 45 нм, сумарний обєм пор Vпор становить ~ 0,045 ? 0,210 см3·г-1, а кількість пор з діаметром <50 нм змінюється від ~ 80 до 96 % в залежності від вмісту порогена. Вперше методом динамічної ДСК зафіксовано зміну кінетики реакції утворення гібридних ПЦС(Е)/ПКЛ сіток, встановлено, що введення ПКЛ в ДЦБЕ прискорює процес його поліциклотримеризації, що обумовлено присутністю в ПКЛ реакційноздатних кінцевих ОН-груп, знайдено, що в залежності від вихідного складу зразків від 3 до 36 мас.% ПКЛ хімічно вбудовується в структуру гібридної сітки, що формується, ступінь вбудовування ПКЛ складає 52 ? 71 %. Вперше проведено комплексні порівняльні дослідження нанопористих та вихідних зразків складу ПЦС(Е)/ПКЛ з різним вмістом порогену і встановлено, що синтезовані зразки гібридних ПЦС(Е)/ПКЛ сіток мають мультифазну структуру, що складається з мікрофаз, збагачених індивідуальною сіткою ПЦС(Е) та гібридною сіткою ПЦС(Е)/ПКЛ, у вихідних зразках зафіксовано також присутність аморфного невбудованого ПКЛ.