НАПРАВЛЕННЫЙ СИНТЕЗ ГЕТЕРОЦЕПНЫХ ПОЛИМЕРОВ И СОЗДАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ ТЕХНИЧЕСКОГО И БИОМЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Отчет 61 стр., 31 рис., 8 табл., 45 источн., 4 прил. 3D-ПЕЧАТЬ; ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ КОМПОЗИЦИИ; АРОМАТИЧЕСКИЕ ПОЛИАМИДЫ; АРОМАТИЧЕСКИЕ ПОЛИБЕНЗИМИДАЗОЛЫ; ТИОЛ-ЕНОВАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ; ПОЛИГУАНИДИНЫ; СТИМУЛ-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ГЕЛИ; КОМПОЗИТНЫЕ ФТОРОПЛАСТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ; ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕН; ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА; ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ Цель проекта: разработка основ создания материалов технического и биомедицинского назначения, включая синтез соединений, получение композиционных материалов на их основе с использованием компонентов органической и неорганической природы, а также высокотехнологичных способов их переработки в изделия. Разработаны новые фотополимеризующиеся композиции (ФПК) на основе линейных ароматических гетероцепных полимеров (поли-N,N'-(м-фенилен)изофталамид или поли-2,2'-(п-оксидифенилен)-5,5'-дибензимидазол), бифункционального кросс-линкера 3,3-ди(4’-акриламидофенил)фталида и фотоактивного растворителя N,N-диметилакриламид. В результате УФ-инициированной фотополимеризации в процессе DLP 3D-печати происходит быстрое отверждение ФПК с образованием полувзаимопроникающих полимерных сеток, которые характеризуются высокой механической прочностью (прочность на разрыв до 101.1±7.1 МПа) и термостойкостью (до 408°С). Разработанные ФПК позволяют формировать трехмерные структуры сложной геометрической формы с высокой точностью. Исследованы продукты деструкции гидрогеля полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в результате его гидролиза. Методами ИК-, УФ-спектроскопии, обратного титрования и гравиметрии определена концентрация золь-фракции, показан возможный механизм реакции с высвобождением исходного полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и формальдегида в гем-диольной форме. Дана оценка биоцидного действия водорастворимых (со)полимеров гуанидинового ряда по отношению к плесневым грибам на примере Aspergillus niger. Установлено, что данные соединения эффективно подавляют их рост, биоцидная активность (со)полимеров увеличивается с ростом гидрофобности макромолекулярной цепи. Получены сополимеры поливинилового спирта (ПВС) и полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (ПГМГгх). Установлено, что полученный сополимер склонен к набуханию и не подвергается гидролизу при длительном нахождении в воде. Методом ИК-спектроскопии показано, что в сополимере присутствует гуанидиновая группа и связанная с атомами азота и кислорода метиленовая группа, свидетельствующая об образовании связи между ПВС и ПГМГгх. Путем модификации политетрафторэтилена оксифторидным стеклом состава 18CaF2-31SiO2-19B2O3-24BaO-8TiO2 получены полимерные композиты. Изучена термическая устойчивость разработанных композитов, определены термомеханические характеристики. Введение в политетрафторэтилен оксифторидного наполнителя способствует устойчивости композита при повышенных температурах и обеспечивает повышение модуля накопления на 50–65 % в сравнении с исходным политетрафторэтиленом. Методом рентгенофазового анализа установлено, что в процессе нагрева в воздушной среде и термообработки фторопластовых заготовок, наполненных дисперсными порошками свинца, наблюдается термохимическое взаимодействие полимера с неорганическим наполнителем с образованием новой фазы – PbF2. Установлено, что при использовании в качестве наполнителя порошков свинца, полученных из оксида свинца в атмосфере диссоциированного аммиака, наблюдается термохимическое взаимодействие полимера с металлом. При применении промышленных порошков свинца, полученных распылением под высоким давлением, термохимических реакций с фторопластовой матрицей не наблюдается. На термохимическое взаимодействие неорганического наполнителя с матрицей политетрафторэтилена влияют дисперсность порошков свинца и способы их получения.