Теплофізичні властивості наноструктурованих полімерів олефінів та їх кополімерів з оксидом вуглецю - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ХІМІЇ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНИХ СПОЛУКРобота виконана у відділі теплофізики полімерів Інституту хімії високомолекулярних сполук НАН України. Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор Привалко Валерій Павлович, Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, завідувач відділу теплофізики полімерів Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук Забашта Юрій Феодосійович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри молекулярної фізики доктор фізико-математичних наук, професор, чл. Захист відбудеться “_12_”_лютого____2003 р. о _16_ годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 26.179.01 Інституту хімії високомолекулярних сполук НАН України / 02160 м.Щоб задовольнити обидві згадані вимоги, дослідження фокусується саме на дешевих, легко доступних мономерах, таких як етилен, пропілен, стирол та ін. Одним з альтернативних шляхів регулювання ступеню кристалічності в таких матеріалах, який впливає на їх властивості, являється або включення мономеру іншої хімічної будови - зокрема монооксиду вуглецю - підчас кополімеризації олефінів й отримання таким чином альтернативних етилен-пропілен-СО терполімерів, або створення мікронеоднорідності в ланцюгу поліолефіну, зокрема поліпропілену, завдяки утворенню стереорегулярно - атактичних блоків. Дисертаційна робота виконувалася в рамках дослідження ІХВС НАН України згідно теми “Синтез та дослідження фізичних властивостей нових напівжорстколанцюгових полімерів класу полігетероариленів, здатних до утворення мезофаз” (1998-2000), номер державної реєстрації 01.98.U001265. та підтримана проектами INTAS-97-1936 та INTAS-OPEN-97-418, а також Відділом Міжнародної Кооперації, НАН України, Міністерством Науки Ізраїлю та грантом GA AS CR Метою роботи було доведення існування нанокристалічної структури - так званої залишкової сітки самоасоційованих впорядкованих нанодоменів - та визначення впливу молекулярної будови на здатність до її утворення й фізичні властивості термоеластопластів на основі мікронеоднорідного поліпропілену та регулярних альтернативних етилен-пропілен-СО кополімерів. Результати дисертаційної роботи були представлені на VI Всеукраїнській конференції “Фундаментальна та професійна підготовка вчителів фізики” (Миколаїв 2001); VII Всеукраїнській конференції “Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики” (Київ 2002), 21st DISCUSSION CONFERENCE OF P.M.M 9th INTERNATIONAL CONFERENCE ERPOS “ELECTRICAL AND RELATED PROPERTIES OF POLYMERS AND OTHER ORGANIC SOLIDS (Prague 2002); 4th International Conference on POLYMER-SOLVENT COMPLEXES AND INTERCALATES (Prague 2002).В режимі ізобаричного охолодження були отримані питомі значення розтопу полімеру vi при кожній ізотермі та нахил ізобар dvi/DT, що зменшуються при збільшенні тиску Р. (1) де vi0 - питомий обєм при нормальному тиску, значення якого отримано шляхом підбору мінімального відхилення параметру BT в рівн.(1) при кожній температурі в усьому експериментальному діапазоні тисків, причому температурна залежність ВТ може бути апроксимована як (2) Як можна легко перевірити, абсолютні значення питомого обєму vi0 та нахилів ізобар при нормальному тиску на Рис.1 (тобто, коефіцієнт теплового розширення dvi0/DT) так, як і коефіцієнт стискуваності при нормальному тиску, ?i0 = 0.0894/BT, мають тенденцію до зменшення при зростанні відношення етилен/СО в ланцюгу полімеру. Обмежена теплова рухливість досліджуваних терполімерів в розтопленому стані, що відображається параметром 3С/р (в порівнянні з 3С/р = 0.84-0.87 для гомополімерів етилену та пропілену) може бути пояснена наноструктуруванням розтопів завдяки боковій агрегації Ет/СО послідовностей. Головною особливістю графіків залежності ср від Т, побудованих для всіх зразків, є значний стрибок при температурі склування Tg поблизу 230 К та наступний слабкий (порядку 10-15 Дж/г) ендотермічний ефект, що простягається в досить широкому інтервалі температур (Рис.3).Термодинамічні властивості терполімерів в розтопленому рівноважному стані (такі як питомий обєм, коефіцієнт теплового розширення та стискуваності) мали тенденцію до зменшення при збільшенні співвідношення Ет/СО, однак ніякої систематичної залежності від хімічного складу не було виявлено для теплофізичних параметрів (питома теплоємність, коефіцієнт тепло-та температуропровідності) терполімерів в розтопленому стані. При кімнатній температурі альтернативні терполімери етилену, пропілену та монооксиду вуглецю є аморфними для рентгенівських променів; однак, існування слабких ендотермічних ефектів в досить широкому температурному інтервалі вище температури склування наводить на думку, що вони повинні бути класифіковані як “нанокристалічні”. Кількісний аналіз діелектричної ?-релаксації добре узгоджується з класифікацією терполімерів як гранично “крихких” склоподібних матеріалів; однак їх висока “крихкість” повинна бути повязана з стеричними обмеженнями рухливості ланцюгових диполів залишками сітки нанокристалів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ