Синтез функциональных фото- и электроактивных полимеров

Получены композиционные полимерные материалы на основе ПММА и оксидных наночастиц TiO₂ и ZrO₂, легированных ионами Eu³⁺. Показано, что распределение модифицированных оксидных наночастиц в матрице ПММА носит фрактальный характер. Фрактальная размерность Dv близка к 2, что указывает на гауссов характер распределения оксидных частиц в полимерной матрице. Синтезированы сополиамиды, содержащие в основной цепи фрагменты 3,7-диаминоантразолина, которые обладают необычно высокими механическими свойствами (модуль упругости 4,8 ГПа). Показано, что интенсивность люминесценции синтезированных полимеров определяется возможностью образования внутримолекулярной водородной связи между амидными и карбоксильными группами, а также наличием заместителей в антразолиновом цикле. Исследована фотопроводимость металлполимерных комплексов меди на основе сополиамидокислот с фрагментами 2,2"-бихинолил-4,4"-, 6,6"- и 7,7"-дикарбоновых кислот. Наибольшим значением подвижности обладают пленки на основе хлорида бис(поли-((4,4"-дифенилоксид-бистримеллитимидокислоты)-со-(2,2"-бихинолил-6,6"-дикарбоновой кислоты)-со-метилен-бис-антранилида)) меди (I). Изучен синтез сополифлюоренов по методу Судзуки, полученных под воздействием микроволнового нагрева. Рассмотрены различные стадии поликонденсации: образование олигомеров, рост цепи и закрытие концевых групп. Получен сополифлюорен, излучающий чистый синий цвет, содержащий способные к сшивке оксетановые группы в боковой цепи. Показано, что при выдерживании пленки этого сополимера в парах трифторуксусной кислоты при 80°С в течение 5 мин она теряет растворимость, т.е. происходит сшивание полимера, что имеет важное прикладное значение для получения стабильных светоизлучающих слоев светодиодных устройств. Созданы фотовольтаические ячейки, в которых в качестве фотоактивного слоя с объемным гетеропереходом использованы смеси сополимера битиофена с флюореном и ротаксана на основе этого сополимера и макроциклов β-циклодекстрина и кукурбит-7-урила. Показано, что макроцикл кукурбит-7-урила изолирует часть тиофеновых участков макромолекулы сополимера, вызывая бóльшие потери энергии при диссоциации экситонов, т.е. снижая фотовольтаический эффект и затрудняя транспорт носителей заряда. Разработан метод получения новых электродных материалов на основе полианилина для устройств накопления электрического заряда (суперконденсаторов) с использованием модификатора структуры п-фенилен-диамина и гелеобразующего допанта (фитиновой кислоты), имеющих удельную электрическую емкость до 645 Ф/г, что на 30% превосходит приведенные в литературе значения емкости. Получен ряд электроактивных полимерных материалов на основе поливинилового спирта, полиакриламида и сополимера анилина и п-фенилендиамина сложной архитектуры, обеспечивающей растворимость электроактивных полимеров в воде, а также возможность формирования гидрогелей в виде пленок с равномерным распределением электропроводящего полимера в матрице. Разработан способ получения гибридных мембран на основе полифениленоксида (ПФО) с добавками двенадцатилучевых звезд (центр ветвления - фуллерен С₆₀) и лучами полистирола и поли-2-винилпиридина (ПС)₆C₆₀(П₂ВП)₆. Установлено, что мембраны, содержащие 0, 1, 3, и 5 мас. % (ПС)₆C₆₀(П₂ВП)₆ в матрице ПФО, перспективны для первапорационного разделения смеси воды, уксусной кислоты, пропанола и пропилацетата, моделирующей процесс этерификации. Для всех исследуемых мембран выявлено преимущественное выделение воды в пермеате, что способствует сдвигу равновесия в сторону синтеза целевого продукта - пропилацетата. Включение в состав мембраны звездообразных макромолекул и повышение их содержания существенно увеличивают количество воды в пермеате, при этом количество других компонентов уменьшается. Удельная производительность всех мембран возрастает с увеличением содержания звездообразного модификатора.