ИСТИНА

Впервые изучено влияние микроструктуры цепи (градиентная (ГС), блочная (БС), статистическая (СС)) и относительного содержания сомономеров на поверхностные свойства водорастворимых сополимеров акриловой кислоты (АК) со стиролом (СТ) или 4-винилпиридином (4-ВП), маслорастворимых сополимеров стирола (CТ) с АК или н-бутилакрилатом (НБА) и сополимеров акрилонитрила (АН) с метилакрилатом (МА), итаконовой кислотой (ИК), СТ и акриламидом (АА). Все сополимеры синтезированы методом псевдоживой радикальной полимеризации с обратимой передачей цепи, обеспечивающей требуемый порядок чередования звеньев в макромолекулах, однородность макромолекул по составу и молекулярной массе. Установлено, что поверхностная активность сополимеров АК/4-ВП и АК/СТ на подвижных границах раздела не чувствительна к природе сомономера АК и микроструктуре цепи, поскольку даже в разбавленных растворах их молекулы находятся в агрегированном состоянии, но для сополимеров АК/СТ зависит от термодинамического качества органического растворителя по отношению к СТ на границе «водный раствор-органическая жидкость». Использование 4-ВП как сомономера с АК позволяет более эффективно варьировать агрегацию сополимеров в водных растворах и их модифицирующее действие по отношению к высокоэнергетическим поверхностям при изменении микроструктуры полимерной цепи. Показано (на примере СТ/АК и СТ/НБА), что микроструктура полимерной цепи определяет вид изотерм двумерного давления монослоев сополимеров на границе «раствор-воздух». Монослои ГС характеризуются наличием ярко выраженного жидкорасширенного состояния, переходящего в твердообразное через область фазового перехода II рода; изотермы двумерного давления СС имеют вид, характерный для пленок с низкой сжимаемостью. Полученные результаты позволяют предполагать две модели структурных перестроек макромолекул сополимеров в монослоях: образование глобулярных структур псевдофазы полистирола и образованием складчатых структур при высоком содержании полярного сомономера. Установлено, что градиентные и блок-сополимеры СТ/НБА демонстрируют микрофазное разделение при содержании СТ в макромолекулах до 60 мол. %., образуя структуру матрица (полиНБА) – включение (СТ). Определены энергетические характеристики пленок сополимеров СТ/НБА на границах с воздухом, полярной и неполярной жидкостями. Пленки СТ/НБА были сформированы на поверхности твердого носителя из растворителей, различных по своему термодинамическому качеству в отношении сомономеров (толуол, ацетон). Выявлено определяющее влияние микроструктуры полимерной цепи на чувствительность этих характеристик к природе растворителя, из которого сформированы пленки. Установлено, что СТ/НБА (30-50 мол% СТ) являются адгезивами, чувствительными к давлению. Предложен новый методологический подход к изучению влияния микроструктуры цепи и природы растворителя на адгезионные свойства пленок бинарных сополимеров. Подход основан на комплексном анализе величин работы адгезии в модельных системах «полимер-жидкость», результатов механических испытаний и ИК-НПВО в сочетании с квантово-химическими расчетами и успешно реализован для СТ/НБА (30 мол. % стирола) градиентной микроструктуры: предсказаны, экспериментально подтверждены и теоретически обоснованы различия адгезионных свойств пленок, сформированных из различных растворителей. Полученные результаты указывают на принципиальную возможность регулирования энергетических характеристик поверхностей и адгезионных свойств пленок бинарных сополимеров СТ/НБА путем изменения микроструктуры сополимера и термодинамического качества растворителя по отношению к одному из сомономеров. Выявлена взаимосвязь поверхностной энергии пленок сополимеров на основе АН с характеристиками реакции их термоциклизации, которая приводит к образованию полисопряженной гетероциклической структуры-предшественника углеродного волокна.