Новые композитные, в том числе наноразмерные материалы на основе полимеров

Для создания полимерных нанопористых структур с функционализированной поверхностью и люминесцирующих полимеров методом радикальной фотополимеризации композиций на основе о-хинонов выполнен следующий цикл работ. Исследована фотополимеризация композиций на основе олигоэфир(мет)акрилатов (ОЭА), содержащих компоненты с гидрофильными свойствами для получения полимеров с селективной сорбцией по отношению к воде и бензолу или изооктану. Разработаны одностадийные методы оптического синтеза гидрофобных полимеров, которые показали высокую эффективность при сепарации водно-органических смесей. Синтезированы сополимерные плёночные и пористые материалы, содержащие о-хиноновые фрагменты и металлокомплексы на их основе. Для этого определён механизм сополимеризации ранее синтезированного хинонметакрилата с (мет)акрилатами. Изучены процессы фотовосстановления о-хиноновых фрагментов до пирокатехиновых в полимерной матрице и на поверхности пор в присутствии третичных аминов. О-бензохиноны и пирокатехины являются стартовыми соединениями при синтезе по двум различным механизмам металлокомплексов. Это позволяет создавать заданный градиент концентрации лигандов с различной хелатирующей способностью и, соответственно, комплексов различных металлов на поверхности пор или в объеме материала. Получены плёночные полимерные материалы с оптически заданным распределением комплексов молибдена и сурьмы. Разработан общий метод фотолитического синтеза пористых полимеров с заданной функционализацией поверхности пор. Получены пористые полимеры с гидроксиалкильными, о-хиноновыми и триалкиламиновыми фрагментами; исследованы их морфология, сорбционные свойства и реакционная способность функциональных групп. Предложен и реализован метод получения анизотропного пористого материала за счёт оптической гидрофобизации заданных участков объёма пористой полимерной матрицы. Для получения люминесцирующих полимеров синтезированы моно- и биметаллические комплексы на основе лигандов с пирокатехиновыми фрагментами. Синтезированы 5,7-ди-трет-бутил-8-оксихинолин и его комплекс с алюминием. Фотополимеризацией композиции, содержащей Al(5,7Q)3 получены люминесцирующие полимеры. Реализован фотосинтез люминесцирующих полимеров на основе метиленового голубого. Получены блочные и пористые полимеры на основе метакрилата родамин-гидразида, в которых родаминовый фрагмент ковалентно связан с полимерной матрицей в объёме и на поверхности пор. Методом численного моделирования диффузионных процессов в многокомпонентных ФПК выявлены механизмы перераспределения концентрации нейтральной компоненты в таких полимеризующихся средах. Исследована возможность формирования заданного градиента показателя преломления в ФПК неоднородными и нестационарными световыми потоками, а также оптического формирования объемных решеток показателя преломления и усиления в фотополимеризующейся среде с фотолюминесцирующими добавками и органическими растворителями. Построена численная модель и проведено компьютерное моделирование процессов усиления, частотной селекции и генерации излучения в таких средах с распределенной обратной связью. Созданы оптическими методами полимерные лазерные среды с распределенной обратной связью из многокомпонентных ФПК, допированных органическими красителями и металлоорганическими комплексами. Исследованы оптические свойства таких наноструктуированных материалов. Определены параметры схемы накачки и регистрации излучения распределенной лазерной системы на основе полимерной решетки с неоднородным распределением показателя преломления и концентрации красителя. Проведен анализ энергетических параметров; найдены пороговые коэффициенты усиления; выполнена оценка пороговой мощности излучения накачки; определены особенности влияния полимерной матрицы на оптические свойства активной среды с органическим красителем и пороговые условия для олигокарбонатметакрилата ОКМ-2, активированного красителем, в условиях распределенной обратной связи. Создана экспериментальная установка для оптической накачки и спектральной диагностики полимерных лазерных сред с распределенной обратной связью. Исследованы спектральные характеристики синтезированных полимерных лазерных сред с распределенной обратной связью, и оптимизированы их параметры.