Вещества и материалы для обеспечения безопасности, надежности и энергоэффективности

В твердых растворах Ca9–xMnxR(PO4)7, R = РЗЭ и Sr2.98Eu0.01M0.01(PO4)2, M = Li+, Na+, K+ выявлено аномальное самовосстановление катионов Eu3+ до Eu2+. Образец Sr2.98(Eu3+/2+)0.01Li0.01(PO4)2 обладает наибольшей интенсивностью люминесценции. Цвет люминесценции твердых растворов Sr2.98Eu0.01M0.01(PO4)2 можно регулировать при изменении температуры. Это явление можно использовать для измерения температуры. Установлено влияние метода синтеза на структурные и фотолюминесцентные свойства двойного молибдата K5Eu(MoO4)4, полученного золь-гель, твердофазным методами и выращенного методом Чохральского. Показано, что твердые растворы Ca10.5-хMx(PO4)7, M2+ = Ni, Cu не обладают цитотоксичностью в отношении остеобластов, при этом демонстрируют выраженную антибактериальную активность. В сложнооксидных соединениях и твердых растворах со структурой типа перовскита изучены влияние модифицирующих добавок на морфологию, температуры сегнетоэлектрических фазовых переходов и связанные с ними диэлектрические и пьезоэлектрические параметры. Осуществлён синтез новых фталонитрильных мономеров с P-N мостиками, изучены термические и реологические свойства связующих на их основе и изготовлены полимерные композиционные материалы. Показано, что 1,3-дииминоизоиндолины, которые ранее считались промежуточными структурами при отверждении, действительно намного легче инициируют процесс поликонденсации фталонитрилов по сравнению с ароматическими аминами. Эти соединения могут применяться для формования ПКМ в более мягких условиях, а также для увеличения скорости поликонденсации в целом. Проведено детальное исследование факторов, влияющих на термоокислительную стабильность фталонитрильных полимеров. Обнаружено, что введение негорючих мономеров с фосфатным мостиком повышает термоокислительную способность смол при быстром нагреве. Однако, при длительной выдержке при повышенных температурах (300-350°С) они подвержены не окислению, а термической деструкции, что приводит к снижению срока эксплуатации материалов. Показано, что введение фторов в структуру инициаторов позволяет значительно повысить термоокислительную стабильность, что подтверждает гипотезу о том, что начинается именно с окисления ароматических колец инициаторов поликонденсации. Продолжены работы по синтезу фотоотверждаемых мономеров, несущие фталонитрильные группы. Определены константы сополимеризации новых мономеров и стандартных компонентов составов для стериолитографии. Разработаны новые огнезащитные терморасширяющиеся материалы на основе эпоксидных полимеров, а также сополимеров акрилатов и винилкарбоксилатов, обеспечивающие пределы огнестойкости защищаемых конструкций от 60 до 150 мин, изучена зависимость теплофизические свойства огнезащитных покрытий на их основе от типа используемой полимерной основы и молекулярной массы используемых полимеров. Для огнезащитных материалов на основе ПВХ-пластиката, применяемых в качестве огнестойких уплотнителей, изучена зависимость огнезащитных, физико-механических свойств и термоаналитических параметров материалов от характеристик используемого ПВХ, типа интумесцентного наполнителя и пластификатора. Получены интеркалированные соединения графита (ИСГ) с различным номером ступени из высокоориентированного пиролитического графита (ВОПГ) и азотной кислоты химическим способом. Терморасширенный графит (ТРГ) получен путем гидролиза ИСГ и последующего термоудара. Изучена зависимость внутренней пористой структуры ТРГ от глубины окисления графитовой матрицы. Методом низкотемпературной адсорбции/ десорбции азота изучена микро- и мезопористая структура. Проведена обработка экспериментальных данных современным методом 2D-NLDFT с целью расчета распределения пор по размеру и объема пор. Установлены характеристики макропористой структуры при помощи ртутной порометрии. Также изучены параметры пористой структуры путем получения при помощи сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и обработки множества изображений сечений частиц ТРГ. Создан метод, основанный на глубокой сверхточной нейронной сети, позволяющий значительно ускорить обработку изображений без существенной потери точности. Большой объем макро- и мезо-/микропор, исследованный методами ртутной порометрии и адсорбционно-десорбционного азота, приводит к высокой скорости сорбции и сорбционной емкости ТРГ до по отношению к нефти и жидким углеводородам. Исследовано влияние условий получения графитовой фольги, спрессованной из ТРГ, на газопроницаемость и термоокислительную стабильность материалов. Получены новые каталитические системы на основе металлов 4 группы с феноксииминными лигандами и краун-эфирами. Все синтезированные комплексы протестированы в реакции полимеризации этилена, показана их способность к активации модифицированными производными алкоксоалюминия и комбинированных Al/Mg активаторов, что приводит к получению, сверхвысокомолекулярного полиэтилена с молекулярными массами до 6 млн. Да, пределами прочности пленок, полученных из них безрастворным методом, до 2,3 ГПа и модулем упругости до 147 ГПа. Изучены реологические характеристики расплава полимера. Найдено, что отсутствие точки кроссовера не позволяет сравнивать значения молекулярно-массового распределения полимеров, полученных на некоторых типах катализаторов, например, использующих фторированные и нефторированные лиганды в пре-катализаторах. Молекулярные массы этилен-октеновых сополимеров (5,3–8,7·105 Да) оказались значительно ниже, чем у образцов полиэтилена (1,9·106–2,9·106 Да). Процент внедрения сомономера в этиленовую цепь составляет 1,5–4,2 моль %. Построено изотермическое сечение системы Tb-Mn-Ga при 870 К, впервые синтезировано порядка 40 новых тройных, квазибинарных и квазитройных ИМС РЗМ. Определена/уточнена их кристаллическая структура, впервые определены их магнитные свойства и магнитокалорический эффект. Изучено явление магнитного катализа марганца, заключающегося в индуцировании ферромагнитного упорядочения подрешетки редкоземельных металлов. Методом нейтронографии определена магнитная структура Tb5Si3 – антиферромагнетика в приложенном магнитом поле.