Синтез гетерогенных систем с самоорганизующимися взаимопроникающими наноразмерными сетчатыми структурами

Для реализации процессов синтеза гетерофазных систем с самоорганизующимися взаимопроникающими наноразмерными сетчатыми структурами, на основе которых могут быть построены новые технологии формирования конструкционных и электропроводящих композиционных материалов (КМ), экспериментально и теоретически исследован новый способ создания КМ с взаимопроникающей сетчатой структурой полимер - полимер. В соответствии с ним на начальном этапе фотополимеризацией самоформируется нанопористая полимерная матрица с функционализированной поверхностью открытых связанных пор, а далее армирующая структура синтезируется в объеме пор в реакции полимеризации. Разработаны методы получения пористой полимерной матрицы фотополимеризацией композиций на основе диметакрилатов ОКМ-2, МДФ-2, ТГМ-3 и ДМПЭГ-550 и нейтральных компонентов, в качестве которых использованы спирты, 1,4-бутандиол, гексан, динонилфталат, тригексилдодецилфосфоний хлорид и хлорбензол. Установлено, что в зависимости от природы компонентов размер пор лежит в интервале 100 нм - 20 мкм. Построена термодинамическая модель процессов формирования сетчатой структуры 2-го полимеризующегося компонента с учетом особенностей протекания химических и фазовых превращений в системах с большой удельной поверхностью (нанореактор). Разработана методика введения в такие пористые матрицы смеси полиизоцианат - полиол (PM-200 и VORANOLTMCP 450, Лапрол 502) со степенью заполнения пор до 96%, что обеспечивает полидиметакрилатполиуретану высокие прочностные характеристики. Экспериментально и теоретически исследованы окислительно-восстановительные реакции в пористых полимерных матрицах, приводящие к металлизации поверхности пор или формированию трехмерных металлических структур с размерами ячеек от единиц до десятков микрон. Для создания объемно проводящих КМ осуществлена металлизация поверхности пор в реакции серебряного зеркала в проточном режиме. Методом неоднородной фотополимеризации в одну стадию получены полимерные матрицы с неоднородной концентрацией пор, обладающие анизотропными физико-механическими свойствами. Установлено, что использование таких анизотропных матриц для изготовления объемнопроводящих композитных материалов позволяет повысить их прочность.