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

Отчет 175 страниц, 95 рисунков, 41 таблица, 6 схем, 299 источников. РАДИКАЛЬНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, АНИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, ИОННО-КООРДИНАЦИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, N-ВИНИЛПИРРОЛИДОН, СТИРОЛ, (МЕТ)АКРИЛАТЫ, АКРИЛОНИТРИЛ, ДИОКСИД УГЛЕРОДА, ЭПОКСИД, ЦИКЛОКАРБОНАТ, СОПОЛИМЕРЫ, НЕИЗОЦИАНАТНЫЙ ПОЛИУРЕТАН, ПОЛИОЛЕФИНЫ, КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, НАФЕН, КООРДИНАЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРЫ, МЕТАЛ-ОРГАНИЧЕСКИЕ КАРКАСНЫЕ СТРУКТУРЫ, КРЕМНИЙ-ФТОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ, РАДИАЦИОННАЯ ХИМИЯ, ЛАЗЕРНАЯ АБЛЯЦИЯ Объекты исследования: Сополимеры N-винилпирролидона, N-изопропилакриламида, стирола, (мет)акрилатов, диоксида углерода и эпоксидов, полимеры акрилонитрила, неизоцианатные полиуретаны, нановолокна -Al2O3; каталитические системы для (со)полимеризации олефиновых мономеров; металл-органические координационные полимеры, металлосодержащие полимеры и нанокомпозиты; радиационно-химически и лазерномодифицированные полимеры и композиты; кремний-фторорганические олигомеры. Цель работы: Синтез и исследование сополимеров N-винилпирролидона, N-изопропилакриламида, н-бутилакрилата, разветвленных полистиролов, полимеров акрилонитрила, неизоцианатных полиуретанов, полиолефинов и их нанокомпозитов, 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, N-изопропилакриламида, стирола, (мет)акрилатов синтезируются методом радикальной полимеризации, в том числе «живой»; полимеры акрилонитрила синтезируются методом анионной полимеризации; неизоцианатные полиуретаны синтезируются по реакции бифункциональных циклокарбонатов с диаминами; полиолефины синтезируются методом ионно-координационной полимеризации; дизайн координационных полимеров осуществляется посредством «ретикулярного синтеза»; модифицирование полимеров осуществляется методами лазерной и радиационной химии; кинетика полимеризации и поликонденсации исследована численными методами; исследование полимеров и их нанокомпозитов и каталитических систем проводится комплексом физико-химических методов. Результаты работы: Синтезированы и охарактеризованы новые сополимеры N-винилпирролидона и N-изопропилакриламида; представлено теоретическое описание «живой» трехмерной радикальной полимеризации в среде с ухудшающимся термодинамическим качеством для прогнозирования молекулярно-массового распределения разветвленных полимеров; исследована последовательная радикальная полимеризация с обратимой передачей цепи метилметакрилата и н-бутилакрилата для получения блок-сополимеров – модификаторов ПММА. Исследованы особенности анионной полимеризации акрилонитрила под действием 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ена, изучены свойства полимеров. Установлено, что синтез неизоцианатных полиуретанов может быть проведен в две стадии без выделения из эпоксидов, диоксида углерода и диаминов различной химической природы под действием технологичной и недорогой каталитической системы – тетраэтиламмоний иодид/ZnBr2. Оптимизирован синтез нового титанового комплекса, который исследован как каталитический прекурсор для синтеза сополимеров этилена с пропиленом и тройных сополимеров с 5-этилиден-2-норборненом с использованием различных активаторов. Получены новые этилен/пропиленовые и этилен/пропилен/диеновые нанокомпозиты с использованием нанонаполнителя Нафена, аппретированного разными силанами. Исследованы термодинамические свойства одного из представителей полиоксимов. Показано, что полученные металлополимеры с варьированием содержания акриловой кислоты и акриламида, содержащие новый металлохелатный мономер, демонстрируют самозаживляющиеся способности и обладают высокопрочностными характеристиками. Изучено влияние гамма-излучения на гидрофобные свойства и молекулярную структуру фторсодержащих покрытий на стеклоткани, полученных из растворов теломеров ТФЭ. Проведен процесс гидрофобизации пленок из целлюлозы, выделенной из высушенных стеблей борщевика. Установлен механизм образования малоактивных, не способных к взаимной рекомбинации и продолжению цепи димерных растущих радикалов полимеризации и сополимеризации перфторалкилвиниловых мономеров; исследовано влияние дозы γ - облучения и протонной бомбардировки на состав, острую токсичность и цвет поливинилхлорида, используемого в смеси с клеящим слоем в качестве дозиметра при лучевой терапии; предложен способ количественной характеристики реактивной тяги при лазерной абляции ПС с малыми добавками фуллерена. Дан анализ возможностей создания идеального гидрофобного покрытия, предложенного Мак-Карти, и способов построения антиобледенительных покрытий (АОП). Рассмотрены вопросы, относящиеся к общей теории неупорядоченных конденсированных сред, в том числе наноструктур. Разрабатываемые научные основы получения новых полимеров могут быть использованы для разработки технологии получения перспективных полимерных материалов высокопроизводительными и экологически безопасными способами.