Методами малокутового та ширококутового розсіяння рентгенівського випромінення вивчено еволюцію особливостей ближньої впорядкованості і поруватості нанопоруватих вуглецевих адсорбентів, одержаних методом темплатного синтезу на всіх проміжних стадіях процесу отримання вуглецевих реплік, а також у результаті їх модифікації шляхом щеплення до вуглецевої поверхні різних органічних сполук. Встановлено, що модифікування внутрішньої поверхні нанопор вуглецевої репліки призводить до зниження середнього діаметра нанопор і супроводжується зменшенням числа первинних нанопор в утворюваних ними масово-фрактальних агрегатах.

Розглянуто вплив ацетилацетонатів перехідних металів на структуроутворення, розміри органічних і металовмісних гетерогенних утворень, що формуються в полімерних системах на основі поліуретану за присутності комплексних сполук металів. За даними рентгенографічних методів такі структури є нанорозмірними (3 - 4 нм). За допомогою методів електронної та радіоспектроскопії, термогравіметрії та квантово-хімічного моделювання досліджено будову, властивості та реакційну здатність органічних металовмісних мономерів хелатної будови, а також координаційних сполук металів з різною кількістю іонних центрів (Cu - Zn, Cu - Cd, Cu - Ge, олігометалокополімерні комплекси міді), які можна використовувати для формування наноструктурованих металовмісних полімерних матриць.

Наведено результати досліджень особливостей тонкої структури та морфології, діелектричних властивостей та іонної провідності органо-неорганічних полійоненвмістних золь-гель-нанокомпозитних плівок, одержаних за різних умов синтезу. Методом ширококутового розсіяння рентгенівських променів встановлено аморфний характер структури досліджуваних нанокомпозитів. Формування полійоненвмістних нанокомпозитів методом золь-гель-синтезу призводить до утворення багаторівневих фрактально агрегованих нанокомпозитів. Моделювання кривих малокутового розсіяння дозволило визначити тип фракталів, значення відповідних фрактальних розмірностей та розмірів фрактальних агрегатів. Наведені характеристики значно змінюються залежно від складу вихідних розчинів та під дією ультразвуку на стадії вихідного золя. Дані діелектричної імпедансної спектроскопії свідчать, що питома іонна провідність переважно залежить від характеру структурної організації гібридного органо-неорганічного нанокомпозита.

Створено гібридні органо-неорганічні композити на основі ізоціанатів, силікату та силікополіфосфату натрію за різних співвідношень вихідних компонентів. Дані малокутової рентгенографії свідчать, що морфологія цих матеріалів характеризується дворівневим типом фрактального упорядкування, де великі масово-фрактальні агрегати не суцільні, а складаються з менших за розмірами фракталів нижчого структурного рівня. Такі структурні особливості пояснюють визначені аномально високі значення подовження у разі розриву.

Досліджено структурні особливості формування нанокомпозитів на основі епоксидного олігомеру ЕД-20 за наявності високодисперсного аеросилу з різною природою поверхні. Показано, що нанонаповнювач характеризується дворівневим характером структури. Перший складають поверхнево-фрактальні агрегати (ПФА) часток аеросилу з розмірами близько 30 нм із шорсткуватою поверхнею, другий - масово-фрактальні агрегати великих розмірів, які складаються з агрегатів першого рівня. У разі введення такого наповнювача в епоксидну матрицю спостережений характер його просторової агрегації значною мірою зберігається, але зменшення вмісту наповнювача супроводжується синбатним зменшенням розмірів ПФА першого рівня. Механічні характеристики нанокомпозита визначаються особливостями структурної організації матеріалу і залежать від вмісту аеросилу та природи його поверхні.

Внутрішню поверхню нанопор високопоруватих вуглецевих матеріалів, одержаних темплатним синтезом на основі неорганічних молекулярних сит і полімеру з високим коксовим залишком, використано як носій каталітично активних кластерів нікелю. За допомогою методів малокутового розсіяння рентгенівського випромінювання та структурно-адсорбційних досліджень встановлено взаємозв'язок особливостей формування, структури та функціональних властивостей цієї каталітичної системи. Каталітичну активність нанокластерів нікелю, нанесеного на вуглецеві матеріали, досліджено в процесах катодного відновлення гідратованих протонів і гідрокрекінгу алкілароматичних вуглеводнів. Встановлено, що нанокластери нікелю, сформовані у вигляді дендритоподібних агрегатів всередині поруватого простору вуглецевої матриці, виявляють найбільшу каталітичну активність в обох процесах.

Досліджено структурно-морфологічні особливості та теплові переходи в сегментованих поліуретанах (ПУ) з карбоксильними та Li-, Na-, K-карбоксильними групами у складі гнучкого поліефірного (полі(тетраметиленгліколь)) сегмента та різною довжиною жорсткого сегмента, а також діелектричну релаксацію та іонну провідність в даних системах. Проведено систематичне дослідження ряду відповідних модельних ПУ з застосуванням методик широко- та малокутового розсіювання рентгенівських променів, диференціальної сканувальної калориметрії, широкополюсної діелектричної релаксаційної спектроскопії. Показано, що нейтралізація карбоксильних груп призводить до пригнічення процесів кристалізації поліетерних блоків. Визначено, що в даних ПУ іономерах, поряд з наявністю типової для сегментованих ПУ мікрофазово розшарованої структури, відбувається формування агрегатів іонних груп, яке супроводжується збільшенням ступеня сегрегації блоків різної природи та зниженням іонної провідності майже на порядок. Іонна та протонна провідність досліджених ПУ зростає за умов зменшення довжини жорстколанцюгових сегментів. Час релаксації провідності є суттєво більшим за час релаксації сегментальної рухливості поліефірних ланцюгів. Установлено, що даний ефект збільшується у разі переходу від кислотної до іонної форми ПУ.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л719.23-101

Рубрики:

Шаруваті пластмаси на основі гетероланцюгових полімерів

Шифр НБУВ: Ж16871 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Із використанням стандартного дифрактометра ДРОН-2.0 реалізовано методику вивчення особливостей близької впорядкованості матеріалу надтонких епітаксійних плівок за допомогою геометрії паралельних ковзних променів за умов цілковитого зовнішнього відбивання. Вивчено особливості близької впорядкованості полімерних і неорганічних плівок товщиною 200 - 500 нм на підложжях різної природи.

Зроблено спробу ущільнити вуглецевий каркас наноструктурованих вуглецевих матеріалів (НВМ), одержаних темплатним методом, додатковою обробкою його внутрішнього поруватого простору. Встановлено, що ущільнення вуглецевого каркасу НВМ приводить до практично повної ліквідації мікропор і збільшення механічної міцності матеріалу. Методом малокутового розсіяння рентгенівського випромінення вивчено еволюцію особливостей ближньої впорядкованості та поруватості нанопоруватих вуглецевих адсорбентів, одержаних за допомогою методу темплатного синтезу на всіх проміжних стадіях процесу, а також у результаті їх ущільнення.

За допомогою методів рентгенографічного та теплофізичних аналізів встановлено, що витримування фолатовмісних ПУС у модельних біологічних середовищах призводить до зміни структури полімерної матриці. Під впливом модельних середовищ відбувається нелінійне збільшення рівня мікрогетерогенності ПУС, що корелює з результатами теплофізичних досліджень, а саме зі зміною об'єму кооперативного руху у разі склування.

Визначено термодинамічні параметри взаємодії полімерних компонентів матриці та нанонаповнювача дєнсилу під час формування нанокомпозитів. Досліджено структуру створених нанокомпозитів за методом малокутового рентгенівського розсіювання. Виявлено залежність характеристик від вмісту складових полімерної матриці та концентрації нанонаповнювача. Показано, що нанокомпозити на основі матриці, що містить 17 % ПГЕМА, мають термодинамічну стабільність і високу адгезію полімерних компонентів до наповнювача денсилу. Ця полімерна матриця характеризується початковим рівнем мікрофазового поділу між полімерними складовими і надає змогу одержувати нанокомпозити з підвищеними фізико-механічними властивостями за рахунок гомогенного розподілу часток нанонаповнювача денсилу в об'ємі матеріалу.

Синтезовано біосумісні нанокомпозити на основі поліуретану, полі(2-гідроксіетилметакрилат)у (ПГЕМА) та нанокремнезему, модифікованого біологічно активною амінокислотою гліцин. Досліджено структуру створених нанокомпозитів методом малокутового рентгенівського розсіювання. Виявлено залежність інтенсивності розсіювання і середнього розміру частинок наповнювача від вмісту складових полімерної матриці та концентрації нанонаповнювача. Досліджено термодинамічні параметри взаємодії полімерних компонентів матриці та нанонаповнювача при формуванні нанокомпозитів. Показано, що вільна енергія змішування поліуретану, ПГЕМА і напів-ВПС з наповнювачем має від'ємне значення для систем з невисоким вмістом ПГЕМА, а отже при формуванні нанокомпозитів енергія вивільняється та формуються щільні, міцні шари полімеру на поверхні нанонаповнювача. Зі збільшенням вмісту ПГЕМА вільна енергія змішування набуває додатних значень, що є результатом конкуренції двох процесів: формування щільних поверхневих шарів на поверхні наповнювача та формування міжфазних прошарків з надлишковим вільним об'ємом.

Індекс рубрикатора НБУВ: Г712.725

Рубрики:

Блок- і прищеплені полімери

Шифр НБУВ: Ж16871 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Синтезовано та досліджено термостійкі полімерні нанокомпозити на основі розгалуженої поліімідної матриці та тетраетоксисилана. Зразки одержані на основі діангідриду піромелітової кислоти і суміші діамінів: 4,4-діамінодифенілового ефіру і 3,5-діамінобензойної кислотну співвідношенні (9:1, 7:3, 1:1) з додаванням тетраетоксисилану (ТЕОС) в кількості 2,5 - 50 %. Методами рентгеноструктурного аналізу, діелектричної спектроскопії та термогравіметричного аналізу вивчено вплив розгалуження поліімідної матрхщі та вмісту неорганічної складової на структуру та властивості нанокомпозитів. Одержані матеріали характеризуються високою термостійкістю, низькою діелектричною проникністю. Встановлено структурні залежності для цих композитів, дозволяють зробити висновок про вплив будови поліімідної матриці і кількості ТЕОС, введеного в систему для формування неорганічної складової, на структуру і, як наслідок, властивості поліімідовмісних композитів. Поєднання найбільшого розгалуження в поліімідній матриці з низьким вмістом неорганічної складової надає можливість одержувати композити з низьким значенням діелектричної проникності. Одержані нанокомпозити характеризуються високою термостійкістю. Наявність розгалуження та вміст неорганічної складової в поліімідній матриці значно не впливає на термічні характеристики, композитів. Зроблено висновок про майже однакову термічну стабільність вихідного ПІ та композитів, і можливість їх практичного застосування в умовах високих температур.

Синтезовано і досліджено термостійкі полімерні нанокомпозити на основі поліімідної матриці та суміші етоксисиланів. З використанням методу золь-гель технології одержано зразки на основі діангідриду піромелітовоїкислоти і 4,4'-діамінодифенілового ефіру та суміші тетраетоксисилану і метилтриетоксисилану за співвідношень компонентів, рівних 1:1, 1:2, в кількості 5, 20 і 50 % від маси вихідної ПАК. За допомогою методів рентгеноструктурного аналізу, діелектричної спектроскопії та термогравіметричного аналізу вивчено вплив співвідношення і вмісту етоксисиланів на структуру та властивості нанокомпозитів. Встановлено структурні залежності для цих композитів надають підставу зробити висновок про відсутність значного впливу на структуру співвідношення і кількості етоксисиланів, введених у систему для формування неорганічної складової. Одержані матеріали характеризуються високою термостійкістю та низькою діелектричною проникністю. Найбільше зниження діелектричної проникності у порівнянні з вихідним поліімідом спостерігається для зразків за різного співвідношення етоксисиланів за їх вмісту 20 %. Одержані нанокомпозити характеризуються високою термостійкістю і можуть бути використані за умов високих температур.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л716 + Г712.72

Рубрики:

Пластмаси на основі перероблення природних високомолекулярних сполук

Хімічні перетворення полімерів: зшивання полімерних ланцюгів, заміщення функціональних груп на інші та ін.

Шифр НБУВ: Ж16871 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Шифр НБУВ: Ж16871 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено вплив часу ультразвукової диспергації на структурні та теплофізичні властивості нанокомпозитів. На основі поліетиленгліколю й монтморилоніту (ММТ) виготовлено модельні системи. Всі зразки мали однаковий склад і вміст наповнювача (5 мас. %), час ультразвукової обробки становив від 5 до 12 хв. Для встановлення залежності властивостей систем від часу диспергування використані методи ширококутового розсіювання рентгенівських променів і диференціальної сканувальної калориметрії. Показано, що варіювання часу ультразвукового диспергування значно впливає на властивості полімерних нанокомпозитів. Зі зростанням часу змішування збільшується міжплощинна відстань ММТ, що вказує на підвищення ступеня інтеркаляції полімерної матриці. Разом з тим, знижується кристалічність нанокомпозиту, що відповідає збільшенню площі граничного шару полімер/наповнювач. Температура плавлення нанокомпозиту підвищується зі зростанням часу диспергування. Така тенденція є наслідком ускладнення теплового руху молекул полімеру через наявність розвинутої поверхні наповнювача. Показано, що зі зростанням часу диспергування збільшується частина іммобілізованої аморфної фракції полімеру. Це пояснюється тим, що інтеркальований у міжплощинний простір ММТ полімер втрачає здатність до кооперативного руху, тобто і до склування. Встановлено, що максимальне поліпшення властивостей системи спостерігається за часу диспергування 10 хв. У такому стані частинки ММТ найбільш розшаровані, що призводить до максимального збільшення площі граничного шару. При подальшому змішуванні відбуваються процеси агрегації частинок ММТ і деструкції молекул полімеру, що призводить до втрати бажаних властивостей нанокомпозиту. Визначення оптимального часу змішування полімерного нанокомпозиту уможливлює отримання бажаних властивостей систем визначеного складу.