Введение к работе
Актуальность темы. Одной из важнейших задач в области физической химии полимеров является выявление связей между условиями синтеза1, особенностями структуры и свойствами полимерных материалов. Методы структурно-химического модифицирования крупнотоннажных полимеров, в частности полиэтилена (ПЭ), широко применяются для получения новых полимерных материалов. К числу наиболее эффективных методов модифицирования структуры и физико-химических свойств полимеров относится радиационная прививочная полимеризация. Значительный интерес представляют радиационно-привитые сополимеры ПЭ с акриловой кислотой (АК), используемые как основа для получения ионообменных мембран, нанесенных катализаторов, иммобилизованных ферментов, а также в качестве покрытий на металлы. Даже при небольшом содержании привитой полиакриловой кислоты (ПАК) они обладают отличными от ПЭ физико-химическими свойствами: повышенными термо- и теплостойкостью, адгезией, способностью окрашиваться.
Особенности свойств радиационно-привитых сополимеров ПЭ с АК обычно интерпретируются с позиций представлений о формировании трехмерной структуры в модифицируемой полимерной матрице при прививке. Однако природа узлов пространственной структуры до конца не выяснена. Существуют по меньшей мера две взаимоисключающие гипотезы, одна из которых предполагает формирование сетки ковалентных углерод -углеродных поперечных химических связей, а другая - сетки межмолекулярных (главным образом водородных) связей между макромолекулами, сходящими в состав частиц микрофазы привитого полимера.
Цель и запачи исследования. Цель работы состояла в выяснении природы узлов пространственной структуры в радиационно-привигых сополимерах ПЭ с АК. Задачей исследования явилось изучение термомеханических характеристик радиациоино-привитых сополимеров ПЭ с АК* и солевых вулканизатов па их основе, отличающихся особенностями макрогегерогенной сіруктурьі.
Cвязь_paц^_CJ
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с темой "Разработать методы структурно-химического модифицирования карбо- и гетероцепиых полимеров с целью получения новых функциональных полимерных материалов" (№ гос.регистрации 19942195), входящей п Республиканскую комплексную программу фундаментальных исследований "Полимер"
2 .
НауанаяіШШЗііа проведенных исследований состоит в следующем: установлена зависимость скорости прямой жидкофазной радиационной прививки АК к пленкам ПЭ из водного раствора в присутствии соли Мора от мощности дозы ионизирующего излучения, концентрации мономера и соли Мора;
впервые в широком интервале давлений, приложенных к образцу (от 0,05 до 5 МПа) изучены термомеханические свойства радиацирнно-привиты^, пленок ПЭ с АК и солевых вулканизатов на их основе, что позволило обнаружить не известный ранее эффект лабильности их трехмерной структуры, подтверждающий, что узлы пространственной сетки образованы не ковалентними углерод-углеродными связями;
обнаружено, что критическое давление, при котором проявляется Лабильность трехмерной структуры указанных выше материалов, отвечает пределу их вынужденной эластичности в области температур, соответствующих переходу сополимеров в высокоэласгическоесостояние;
показано, что характеристики трехмерной структуры пленок ПЭ с АК, неравномерно распределенной по их толщине, могут быть описаны по аддитивной схеме, исходя из экспериментально определенной или теоретически рассчитанной толщины привитого слоя.
Практическая значимость работы состоит в том, что ее результаты позволяют определить условия получения радиационно-привитых пленок ПЭ с АК с регулируемыми термомеханическими характеристиками. Результаты исследований термомеханических свойств солевых вулканизатов на основе радиационно-привитых сополимеров ПЭ с АК позволили также разработать способ получения химически сшивающегося материала на основе ПЭ, модифицированного прививкой небольших количеств (0,5 - 2,0 масс.%) АК в расплаве полимера под Действием инициаторов лероксидного типа.
На зашиту выносятся:
- возможность интерпретации;;: единых позиций термомеханических
свойств как макрооднородных, так и к'лкрогетерогенных образцов;
- эффект лабильности узлов трехмерной структуры в радиационно-
привитых сополимерах ПЭ с АК и солевых вулканизатах на их основе в
условиях воздействия повышенных температур и давлений;
- способ повышения концентрации узлов пространственной структуры
в радиационно-привитых сополимерах ПЭ с АК переводом карбоксильных
групп в макромолекулах привитой ПАК из водородной формы в солевую;
Личный вклад соискателя заключается в получении основных экспериментальных данных и их обсуждении.
Апробация._ йабагЫх Материалы диссертации были доложены на Всесоюзной студенческой конференции "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений", г. Казань, 1985 г.; Всесоюзном семинаре по радиационной прививочной полимеризации, г. Обнинск, 1007 г.; Всесоюзной научной конференции "Модификация полимерных материалоа 8 процессе их переработки и модификация формованных изделий из них", г. Ижевск, 1988 г.; II Всесоюзной конференции по теоретической и прикладной радиационной химии, г. Обнинск, 1990 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей и 3 тезиса докладов.
Обът_и^1ВУкада_7Ш4ШИащ1И. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, четырех глав, выводов и списка использованной литературы (99 работ). Работа изложена на R4 стр. машинописного текста, включая 21 рисунок и 11 таблиц.
