Введение к работе
Актуальность темы диссертации
Дизайн и создание новых полимерных материалов с комплексом определенных механических, химических, теплофизических и других свойств является важнейшей задачей современного материаловедения, ключ к решению которой лежит в понимании влияния химического строения и морфологии полимера на его свойства.
Одним из способов улучшения свойств полимеров является синтез композиционных материалов (блочных или статистических сополимеров), сочетающих в полимерной цепи мономеры различной природы -например, жесткие и гибкие сегменты. В процессе синтеза и переработки в таких системах, как правило, происходит фазовое разделение жестких сегментов и гибкой матрицы. Размер и содержанием фаз оказывают основное и принципиальное влияние на механические свойства таких фазово разделенных материалов, причем теория предсказывает значительное улучшение физико-механических свойств при переходе к нанометровым микрофазно разделенным системам, что связано с особенностями влияния жестких и гибких доменов малых размеров и переходных областей между ними на механизм деформации.
Принципиально новый метод улучшения свойств полимерных материалов связан с подавлением фазового разделения и направлен на синтез "молекулярных смесей" - молекулярных композитов, в которых молекулы наполнителя (например, длинные жесткие стержни) равномерно распределены в объеме матрицы. В таких системах можно ожидать уже не аддитивного, а синергетического эффекта в механических, термодинамических, химических и других свойствах материала. Цель работы
Исследовать влияние химического строения и композиционного состава наноструктурированных полимерных систем на их физико-механические свойства и механизм деформации. Объектами исследования служили полимеры с различным типом микрофазного разделения -полиэфиры на основе полибутилентерефталата и политетраметиленоксида, чередующиеся сополимеры этилена, пропилена и окиси углерода, тройные бдоксополимеры на основе полиимида и полиамида-6', перспективные для получения молекулярных композитов. Научная новизна
Показано, что сополимеры ПБТ/ПТМО представляют собой гетерогенные системы с непрерывной сеткой кристаллических доменов ПБ'Г, заключенной в аморфной матрице гибких цепей ПТМО, совмещенных с короткими сегментами ПБТ.
Построена модель механизма деформации, определена роль кристаллической и аморфной фаз на различных стадиях деформации
полимера. Совместным применением методов деформационной калориметрии и рентгеноструктурного анализа обнаружены эффекты ориентационной кристаллизации ІГГМО и а<-»р переход в кристаллитах ПБТ при одноосной деформации.
Определена кристаллическая структура чередующегося сополимера пропилена и окиси углерода.
Исследован механизм деформации новых тройных чередующихся сополимеров этилена, пропилена и окиси углерода. Выявлена корреляция химического строения, композиционного состава, морфологии полимера и его механического поведения.
Показана принципиальная возможность создания молекулярных композитов на основе систем трехблочных сополимеров полиимидов и полиамида-6. На защиту выносятся
Особенности деформационного поведения сополимеров ПБТ-ПТМО, связанные с изменением относительного содержания и длины жестких и гибких блоков; механизм деформации и эволюция внутренней структуры в процессе деформации.
Кристаллическая структура чередующегося сополимера пропилена и окиси углерода.
Модель деформации чередующихся сополимеров этилена, пропилена и окиси углерода. Корреляция механических свойств, химического и композиционного состава сополимеров.
Модель строения тройных блоксополимеров на основе ароматических полиимидов и полиамида-6, свидетельствующая о возможности создания на их основе молекулярных композитов. Практическая значимость работы
Результаты проведенных исследований позволили выяснить природу механических свойств ряда наноструктурированных эластомеров и термоэластопластов, что дает возможность целенаправленно регулировать строение и композиционный состав полимеров, а следовательно и их механические свойства, в зависимости от предполагаемых условий промышленного применения материалов.
Показана эффективность использования комплексного
методологического подхода (деформационная калориметрия совместно с прямыми структурными методами) при исследовании механизмов деформации различных классов сополимеров. Апробация работы
Материалы диссертационной работы докладывались на следующих научных конференциях: Международная конференция "Фундаментальные проблемы науки о полимерах" - Москва, 1997г., Ежегодная научная конференция НИХФИ им.Л.Я.Карпова - Москва, 1997г., 2000г., XVI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии - Санкт-Петербург,
1998г., Научно-техническая конференция МФТИ - Долгопрудный, 1998г., 1999г Четвертый Российский симпозиум (с международным участием) "Жидкокристаллические полимеры" - Москва, 1999г., 2-й Всероссийский Каргинский симпозиум (с международным участием) - Москва, 2000г., 38 Macromolecular IUPAC Symposium - Варшава, 2000г., Polymeric Materials 2000 - Halle/Saale, 2000г.
Основные результаты представлены в трех научных статьях и б тезисах докладов на научных конференциях. Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы из&D названий. Объем диссертации - 110 страниц. Работа содержит35" рисунков и /5"таблиц.
