Комплексные фундаментальные исследования новых процессов получения конструкционных и функциональных полимеров, олигомеров и создания высокоэффективных каталитических систем для этих процессов

Отчет 165 страниц, 84 рисунка, 34 таблицы, 8 схем, 274 источника. РАДИКАЛЬНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, АНИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, ИОННО-КООРДИНАЦИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, N-ВИНИЛПИРРОЛИДОН, СТИРОЛ, (МЕТ)АКРИЛАТЫ, АКРИЛОНИТРИЛ, ДИОКСИД УГЛЕРОДА, ЭПОКСИДЫ, СОПОЛИМЕРЫ, ВОДОРАЗБАВЛЯЕМЫЕ ПОЛИУРЕТАНЫ, ПОЛИОЛЕФИНЫ, КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, КООРДИНАЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРЫ, МЕТАЛ-ОРГАНИЧЕСКИЕ КАРКАСНЫЕ СТРУКТУРЫ, КРЕМНИЙ-ФТОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ, РАДИАЦИОННАЯ ХИМИЯ, ЛАЗЕРНАЯ АБЛЯЦИЯ Объекты исследования: Сополимеры N-винилпирролидона, стирола, (мет)акрилатов, акрилонитила, диоксида и монооксида углерода и эпоксидов, водоразбавляемые полиуретаны, полиолефины; каталитические системы для (со)полимеризации олефиновых мономеров; координационные полимеры, металлосодержащие полимеры и нанокомпозиты; радиационно-химически и лазерномодифицированные полимеры и композиты; кремний-фторорганические олигомеры. Цель работы: Синтез и исследование сополимеров N-винилпирролидона, н-бутилакрилата, разветвленных полистиролов, сополимеров акрилонитрила, водоразбавляемых полиуретанов, поликарбонатов, полиолефинов, металлорганических координационных полимеров, кремний-фторорганических олигомеров; синтез, характеристика и исследование свойств новых каталитических систем; радиационно-химическое и лазерное модифицирование полимеров и композитов и изучение их физико-химических свойств. Методы и методология проведения работы: Сополимеры N-винилпирролидона, стирола, (мет)акрилатов синтезируются методом радикальной полимеризации, в том числе «живой»; сополимеры акрилонитрила синтезируются методом анионной полимеризации; водоразбавляемые полиуретаны синтезируются на основе олигоизоциануратов изофорондиизоцианата; алифатические и циклические поликарбонаты синтезируются сополимеризацией диоксида углерода и эпоксидов в присутствии катализаторов; полиолефины синтезируются методом ионно-координационной полимеризации; дизайн координационных полимеров осуществляется посредством «ретикулярного синтеза»; модифицирование полимеров осуществляется методами крио-, лазерной и радиационной химии и высокотемпературным сдвиговом измельчением; кинетика полимеризации и поликонденсации исследована численными методами; исследование полимеров и каталитических систем проводится комплексом физико-химических методов. Результаты работы: Синтезированы и охарактеризованы новые сополимеры N-винилпирролидона; исследована «живая» трехмерная радикальная сополимеризация стирола и дивинилбензола в растворе н-гептана; синтезированы и исследованы композиционно-однородные сополимеры н-бутилакрилата и стирола. Экспериментально и теоретически исследована реакция анионной сополимеризации акрилонитрила с метилакрилатом и этилакрилатом с образованием высоко- и сверхразветвленных сополимеров, определены оптимальные условия синтеза, изучены свойства сополимеров. Синтезированы устойчивые водные дисперсии полиуретаны, содержащие двойные связи и способные отверждаться в результате УФ-облучения пленок с образованием покрытий с повышенной термической стабильностью. Определены оптимальные условия синтеза циклического карбоната из эпоксида и СО2 с применением нового комплекса хрома. Показано, что наибольшей активностью характеризуются комплексы с трет-бутильным заместителем. Синтезированы новые активаторы металлоценовых катализаторов, показана их эффективность в гомо-, со- и терполимеризации олефинов, изучено строение и свойства полиолефинов; проведено квантово-механическое моделирование элементарных стадий каталитической реакции; изучены теплофизические и термохимические свойства полиоксимов. Предложен «зеленый» подход для получения изоретикулярных металлорганических каркасов; разработан низкотемпературный способ получения гетерометаллических координационных полимеров на основе циркониевых МОКП/Pd; получены и охарактеризованы новые комплексы акрилатов Co(II) и Cu(II) с 4'-фенил-2,2 ': 6', 2 ″ -терпиридиновым лигандом. Осуществлена гидрофобизация меламиновой губки с помощью новых теломеров тетрафторэтилена; исследовано комбинированное воздействие гамма-радиации и последующей сдвиговой деформации на свойства изотактического полипропилена; исследованы физико-химические свойства и токсичность поливинилиденфторида после его гамма-радиолиза, ИК-лазерной абляции и термической деструкции. Методом ЯМР исследована поликонденсация метилтриметоксисилана; численными методами проанализирована кинетика роста полимерных цепей и образования геля. Разрабатываемые научные основы получения новых полимеров могут быть использованы для разработки технологии получения перспективных полимерных материалов высокопроизводительными и экологически безопасными способами.