Введение к работе
Актуальность проблемы.
Исследование плотных полимерных смесей в настоящее время является предметом повышенного интереса. Большое внимание уделяется теоретическому изучению структуры и свойств смесей, а также их динамических характеристик. Основой для построения теории являются результаты, полученные при исследованиях свойств гомополимеров.
В то же время поведение смесей имеет ряд качественно новых особенностей. Происходящие в них процессы, такие как диффузия, спинодальный распад, возникновение и эволюция структур и т. д. приводят к изменению физико-химических свойств смесей. Изучение этих явлений представляет собой важную основу промышленного производства композитных полимерных материалов.
Возможность направленного изменения состава и структуры смесей с помощью проведения химических реакций может быть использована для получения новых полимерных материалов с заданными свойствами. В то же время протекание в смеси реакций в значительной степени затрудняет теоретическое описание ее свойств.
Современное состояние науки о полимерах позволяет поставить вопрос о построении динамической теории реагирующих полимерных смесей. Настоящее исследование является одним из первых в данном направлении. В работе предложено теоретическое описание эволюции структуры совместимых смесей, содержащих статистический сополимер, под действием одновременно протекающих процессов взаимодиффузии и реакции с межцепным эффектом. Исследовано влияние образования водородных связей на эти процессы. Изучен также вопрос о роли свободного объема в диффузионной релаксации состава полимерных смесей.
Цель работы.
Целью диссертационной работы является построение теоретического описания влияния одновременно протекающих процессов взаимодиффузии и полимераналогичной реакции с межцепным эффектом на эволюцию структуры совместимых смесей, содержащих статистический сополимер, с учетом возможности образования в системе водородных связей различных типов.
Научная новизна.
В диссертационной работе впервые: . вычислены динамический структурный фактор и кинетические коэффициенты Онзагера для совместимой смеси статистический сополимер АВ - гомо-полимер В в режиме макроскопической диффузии; при этом показано, что неоднородность сополимера по составу приводит к возникновению дополнительной диффузионной моды;
исследовано влияние указанной моды на эволюцию структуры модельной неоднородной смеси, в которой сополимер АВ является промежуточным продуктом полимераналогичной реакции превращения звеньев А ->В, протекающей с межцепным эффектом в кинетически контролируемом режиме; изучено влияние параметров смеси на движение профилей объемных долей реагирующих цепей и звеньев А;
показана возможность протекания полимераналогичной реакции в автоволновом режиме; предсказано появление при определенных условиях специфических неоднородностей состава смеси, локализованных вблизи фронта реакции и ускоряющих его движение;
. при описании взаимодиффузии в реагирующей смеси статистических сополимеров учтено образование межцепных водородных связей;
. показано, что в сжимаемой смеси двух гомополимеров в ходе быстрого процесса релаксации полной плотности полимерной компоненты может в значительной степени произойти релаксация состава смеси.
Практическая значимость работы.
Результаты данной работы могут быть использованы для количественного описания эволюции структуры реагирующих полимерных смесей, что существенно для интерпретации свойств композитных материалов. Эти результаты могут являться основой для построения более общей теории взаимодиффузии в таких системах.
Апробация работы и публикации.
Результаты работы докладывались на рабочем совещании "Автолокали-зованные состояния в упорядоченных и неупорядоченных системах" (Пущино, 1994), I и II Международном Симпозиумах "Молекулярная подвижность и порядок в полимерных системах" (Санкт-Петербург, 1994, 1996), III Всероссийском симпозиуме по жидкокристаллическим полимерам (Черноголовка, 1995), Международной конференции "Фундаментальные проблемы науки о полимерах" (Москва, 1997), научном коллоквиуме лаборатории модификации полимеров ИНХС им. А.В.Топчиева РАН и Московском семинаре по физике позшмеров на Физическом факультете МГУ.
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из четырех глав, выводов, списка цитированной литературы (135 наименований) и приложения. Работа изложена на 120 страницах, содержит 12 рисунков.
