ИСТИНА

Работа направлена на разработку научных принципов создания новых типов полимерных материалов на основе широкого круга функциональных полимерных матриц и наполнителей, в том числе и наноразмерных наполнителей, с наработкой и испытанием лабораторных партий образцов; на разработку методов получения наноструктурированных полимерных и гибридных материалов с комплексом улучшенных свойств и установление возможности метода крейзинга полимеров в жидких средах как метода создания полимер-полимерных смесей.

охарактеризована структура и определены оптимальные условия деформирования промышленных пленок аморфных стеклообразных (ПЭТФ, ПВХ, ПК) и кристаллических полимеров (ПП, ПЭВП, ПВС), деформированных в адсорбционно-активных средах (ААС) по механизму классического и делокализованного крейзинга. Впервые изучен процесс деформации аморфных и частично кристаллических полимеров в сверхкритических средах различной активности - диоксид углерода (СК-СО2) и ксенон (СК-Хе) и др. Наиболее востребован сверхкритический диоксид углерода как экологически чистая и пожаробезопасная среда. Преимущество использования сверхкритических сред в качестве ААС состоит в отсутствии фазовой границы жидкость-газ и капиллярных эффектов, что позволяет сохранить фибриллярно-пористую структуру полимера после удаления среды из объема. Определены оптимальные условия деформирования полимеров в адсорбционно-активных жидких средах для получения высокопористых полимерных матриц. Оказалось, что «активность» СК-сред можно варьировать в широком диапазоне, изменяя рабочие температуру и давление. Установлено, что активность СК-СО2 как крейзующего агента определяется его плотностью. Максимальная эффективность наблюдается в сверхкритической области давлений и температур, где плотность газа приближается к плотности низкомолекулярных жидкостей. Использование СК-Хе, критические параметры которого (температура16.6оC, давление 5.9 МПа и плотность 1,155) являются близкими критическим параметрам СК-СО2, но с высоким значением плотности, дало возможность расширить круг объектов, деформация которых протекает по механизму крейзинга с образованием специфической фибриллярно-пористой структуры. Деформация ПП и ПЭТФ в СК позволила получить открыто пористые материалы со следующими свойствами: приращение объема до 45%, диаметры пор и фибрилл 11,5-14 нм, удельная поверхность фибрилл 50-120 м2/г. Явление крейзинга было использовано для создания полимер-полимерных нанокомпозитов, сочетающих свойства гидрофобных и гидрофильных полимеров. Получены смеси на основе полимеров, деформируемых по механизмам классического (ПЭТФ) и делокализованного (ПЭВП, ПП) крейзинга. В качестве второго компонента в нанокомпозите использованы полиэтиленоксид (ПЭО) и поливинилпирролидон (ПВП) с различной молекулярной массой, от 400 до 1 млн. Определены оптимальные условия деформации для создания полимерных нанокомпозитов на основе ПЭТФ, ПЭВП, ПП с высоким содержанием ПЭО. Установлено, что при деформировании ПП с исходной сферолитной структурой и ПЭТФ количество ПЭО в матрице крейзованного полимера уменьшается при увеличении скорости деформирования. В то время как для кристаллических полиолефинов со слоевой ламелярной структурой проникновение ПЭО в нанопористую структуру крейзованных полимеров происходит с высокой скоростью и состав получаемых нанокомпозитов не зависит от скорости растяжения. Проведен комплекс исследований по деформации в жидких средах волокон ПЭТФ в непрерывном режиме вытяжки, что важно для оценки возможности реализации крейзинга на промышленном оборудовании. Определены условия вытяжки при которых деформация волокон осуществляется по механизму крейзинга и позволяет вводить разнообразные модифицирующие добавки. Изготовлены лабораторные образцы нанокомпозитов на основе волокон ПЭТФ, содержащих серебро в качестве бактерицидной добавки. Вытяжка волокон ПЭТФ осуществлялась в водно-спиртовых растворах азотнокислого серебра. Последующая термическая обработка образцов или воздействие УФ-облучения приводят к восстановлению ионов серебра до нуль-валентного состояния и формированию частиц серебра в пористой полимерной матрице. Определены условия деформирования, при которых серебро оказывается полностью запечатанным в структуре деформированного волокна, при этом концентрация частиц серебра в поверхностном слое волокна выше, чем в средней части. Установлено, что предлагаемый метод модифицирования волокон полиэтилентерефталата по механизму крейзинга позволяет достичь высокого уровня диспергирования серебра в объеме полимера. Образовавшиеся наночастицы серебра характеризуются узким распределением частиц по размерам и максимальный размер частиц не превышает 10 нм. С использованием явления крейзинга разработан метод создания гибридных пленочных полимерных композиций. Получены гибридные полимерные нанокомпозиции ППTiO2 и с мезопористой TiO2. Исследована их пористая структура и сорбционные свойства. Наиболее благоприятным методом создания гибридных материалов оказался метод, в основе которого лежит реакция гидролитического разложения алкоголятов металлов, протекающая в мягких условиях (комнатная температура) с образованием макромолекулярной сетки со связями металл-кислород. Установлено, что композиция ПП TiO2 обладает открыто-пористой структурой (S уд = 5.5 м2/г, Dпор = 12, 25 и >300 нм). Гидрофильно-гидрофобный баланс аморфной двуокиси титана в нанокомпозиции ППTiO2 обеспечивает значительную сорбцию молекул красителя образцом, как из гидрофобной, так и из водной среды. Гидрофильно-гидрофобный баланс неорганического фотолитического сорбента: мезопористой кристаллической двуокиси титана (Sуд = 140 м2/г, Dпор = 24 нм) можно менять, используя обработку в водной среде.