Введение к работе
актуальность проблемы. Современные микроэлектроника, интегральная юлоконная оптика - быстро развивающиеся области техники. Послед-I является основой средств связи XXI века. Прогресс в этих облас-: невозможен без создания новых, высокочистых полимерных материа-), обеспечивающих стабильные характеристики различных приборов, іелий и устройств (волоконных световодов - ВС -, оптронов, волс-)нов, датчиков на основе ВС, иммерсионных переходов, монтажных и" 1KOBочных узлов и т.п.)
[аиболее перспективными для этих целей представляются различные . (позиции на основе полиорганосилоксанов, отвергающиеся по поли-[иционному механизму, которые благодаря уникальному сочетанию та-: характеристик, как адгезия к кварцу, многокомпонентным стеклам, аллам, керамике и пр.; водо-, термо- и морозостойкость, стойкость юздействию радиации; высокая прозрачность, в том числе в видимой :ти спектра и ближнем УФ-диапазоне; способны удовлетворить самые сообразные требования современной техники, [есмотря на довольно обширные литературные данные, посвященные, [ример, крёмнийорганическим полимерам, изучению температурных іисимостей оптических характеристик и их связи со строением и сос-юм композиций, а также вопросам адгезии к различным субстратам, іимосвязи реологических параметров со скоростью полимеризации и. вторым другим проблемам уделено недостаточное внимание, 'оэтому исследования различных' аспектов получения оптически чис-кремнийорганических композиций, отверждающихся по реакции по-рисоединения, и разработка на их основе новых материалов для ременных отраслей техники представляются весьма актуальными. ель работы. 1.Разработка рецептур и технологии получения оптичес-чистых кремнийорганических олигомеров, вулканизующихся по'реакции иприсоединения.
.Изучение закономерностей изменения физико-механических, физи-химических, оптических и др. характеристик вулканизатов в зави-ости от их состава и строения и условий полимеризации в широком пазоне температур.
.Разработка на основе результатов проведенных исследований крем-органических композиционных материалов для интегральной оптики кроэлектроники), работоспособных в интервале температур -90 *
+350С, и их внедрение в научно-практическую деятельность.
Научная новизна работы. На основе результатов систематически: ледований влияния вида и соотношения исходных компонентов, тип; количества комплексного катализатора на свойства полиаддициони кремнийорганических композиций (ПКК) впервые разработаны методі ческие основы создания широкого спектра материалов для интегра (волоконной) оптики.
Разработана специальная технология получения оптически чисты: лимеров, обеспечивающих высокое светопропускание (более 90Х на волны 0,85 мкм при толщине слоя ~ 100 мм) и низкое содержание : генных примесей и примесей металлов переменной валентности (не 1-Ю"6 масс %).
Реализован направленный синтез олигооргановинил- и олигоорга ридсилоксанов, содержащих в обрамлении основной силрксановой ц наряду с с диметильными, также метил-г-трифторпропильные, мети нильные, дифенильные или метилэтильные группы, и с помощью мет> математического планирования эксперимента созданы рецептуры ПК разующие после вулканизации эластомерные или стеклообразные ма лы с варьируемым показателем преломления, обеспечивающие высок термо-, морозо-, масло-', бензо- и радиационную стойкость. Впервые предложено использовать температурную зависимость по: теля преломления (по) ПКК в качестве параметра, позволяющего ос: влять целенаправленный выбор полимерного материала оптического чения.
Обнаружено явление гистерезиса на кривой по (Т) в отрицатель области температур. Дано истолкование возникновения и температу локализации гистерезиса в терминах фазово-структурных .и реологи свойств исследованных ПКК.
Разработана оригинальная методика изготовления адгезионных с нений для изучения прочности сцепления элементов ВС, благодаря рой детально исследованы адгезионные свойства соединений ПКК- а ты ВС.
Показано, что прочность сцепления кварцевых волокон и эласто ПКК, служащих первичными покрытиями'ВС, зависят от величины мол лярной массы исходного ьинилсодержащего олигоорганосилокеана, с ния в композиции сшивающего олигоорганогидридсилоксана и от вид дикалов, обрамляющих основную силоксановую цепь, а также от тем туры и продолжительности отверждения. Разрушение при этом всегд сит когезионный характер и идет по приповерхностному слою полим
бнаружено, что для высокопрочных стеклообразных ГОК независимо от ожки наблюдается адгезионный характер разрушения, при этом вели-. когезионной прочности зависит, в основном, от условий получения знойного соединения.
Изучена связь между реологическими характеристиками ПКК, пред-[аченными для оболочек ВС, и максимальной скоростью их нанесения юверхность волокна (в режиме вытяжки ВС). Показано, что формиро-іе равномерного по толщине покрытия хорошо коррелирует с крити-;ой скоростью сдвига.
Практическая ценность. На основе проведенных исследований опре-[ены общие закономерности создания оптически чистых кремнийорга-іеских компаундов ускоренной вулканизации.
'азработана специальная технология, обеспечившая получение высо-шстых полиаддиционных полимерных материалов с заданным комплексом жств.
Розданы новые марки кремнийорганических компаундов ускоренной вул-шзации СИЭЛ 159-230, СИЗЛ 159-254. СИЭЛ 159-255, СИЭЛ 159-274, ЭЛ 159-275, СИЭЛ 159-305, СИЗЛ 159-306, СТЫК 139-58, СТЫК 139-72, Ж-1,46, СТЫК-1,52; исследованы их эксплуатационные свойства. Оп-іеленьї области применения разработанных материалов. Реализация в производстве. В условиях опытного завода ГВД "ГНИИХ-X!" освоена технология производства вышеуказанных компаундов СИЗЛ. все разработанные компаунды выпущена техническая документация и кнические условия.
робация работы. Отдельные разделы диссертации доложены и обсуж-ны на IV Международном Симпозиуме по химическим волокнам (г.Кали-н, 1986г); VI Всесоюзной конференции по химии и применению кремни-рганических соединений (г.Рига, 1986 г); I Конференции по высоко-гтым материалам в технике (г.Москва, 1987г); на V Всесоюзной кон-ренции "Волоконно-оптические системы передачи" (г.Москва, 1988г.); I Всесоюзной конференции по старению и стабилизации полимеров .Душанбе, 1989г); на Международном Симпозиуме MACR0GR0UP "Кремний-держащие полимеры" (Великобритания, Кент, 1994г); МеждунарсжнЫм мпозиуме по биоматериалам и высокочистым полимерам (Ухань, питай, 94г); 35 Международном Симпозиуме (ШРАС) по макромодекулярной хи-и (США, Акрон, 1994г); XXVIII Симпозиуме по органосиликонам (США, йнсвилл, 1995г); 29 Симпозиуме по органосиликонам (США, Эванстон, 9бг) и др. Публикации. По теме диссертации опубликованы 23 статьи, получено
- 4 -36 авторских свидетельств и патентов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит ив введения обзора литературы, результатов исследования и их обсуждения, экс: риментальной части, выводов, списка цитированной литературы.