Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время полимеры винилацети-ленового рада представляют одну из наиболее ценных и интересных классов высокомолекулярных соединений. К числу перспективных мономеров для синтеза этих полимеров относятся винилацетиленовые спирты, содержащие в своем составе сопряженную систему из двойной и тройной связи, спиртовую группу и заместители в скелете, которые придают им высокую реакционноспособность, а также склонность к комплексообраэованию, физиологические, поверхностно-активные и другие свойства, хорошую растворимость в водной и неводной средах, и могут найти широкое применение в различных областях. Одним из представителей этого класса соединений является 1-винилэтинил-циклогексанол-1. В литературе отсутствуют данные по его полимеризации. Поэтому исследования в этом направлении представляют научный и практический интерес.
Данная работа является частью исследований, проводимых кафедрой коллоидной химии и высокомолекулярных соединений Карагандинского государственного университета им.Е.А.Букетова совместно с кафедрой физической химии Казахского политехнического института в соответствии с планом научно-исследовательских работ в области синтеза и исследования полимершх материалов, обладающих специфическими свойствами.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось исследование закономерностей радикальной гомо- и сополимеризации 1-винилэтинилциклогексанола-1 и получение растворимых полиморов с практически ценными свойствами. Гомополимеризация изучалась в массе и в различных по природе растворителей, позволяющая путем специфического взаимодействия мономер-растворитель, воздействовать на скорость реакции и молекулярную массу продуктов. Рассматривалась возможность синтеза новых растворимых сополимеров на основе 1-винилэтиншщиклогексанола-1 и некоторых виниловых мономеров с заранее заданными свойствами и нахождение местоположения в ряду активностей. Изучались конформационные и гидродинамические свойства поли-1-винилэтинилциклогексанола-1.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-исследовать кинетику радикальной полимеризации 1-винилэти-нилциклогексанола-І в различных растворителях и определить поряд-
ки реакции по мономеру и инициатору, найти константы передачи цепи на мономер и растворители;
-изучить кинетику фотоинициированной полимеризации 1-винил-этинилциклогексанола-I и определить абсолютные значения констант роста и обрыва цепей, оценить энергию активации элементарных стадий;
синтезировать новые сополимеры и изыскать возможные области их применения, установить местоположение 1-винилэтинилцикло-гс-оанола-І в ряду активностей виниловых мономеров;
исследовать гидродинамические и конформационные свойства синтезированных гоыополимеров на основе 1-винилэт,шилциклогекса-нола-1.
Научная новизна работы.Синтезированы новые растворимые полимеры с комплексообразующими и ингибирующши свойствами. Впервые найдены порядки реакции по мономеру и инициатору, константы передачи цепи на мономер и растгзритель в различных средах, абсолютные значения констант скоростей роста и обрыва полимерных цепей при полимеризации 1-винилэтинилциклогексанола-1 Вычислены константы сополимеризации, факторы активности для систем 1-винилэти-нилциклогексанол-виниловый сомономер, а также вероятностное распределение звеньев в макромолекуле. Определены молекулярные массы, константы седиментации, рассчитаны константы уравнения Марка-Ку-на-Хаувинка.
Практическая ценность работы. Получены новые растворимое (ео)полимеры на основе 1-винилэтинилциклогексанола-1. Синтезированные полимерные композиции на их основе могут быть применены в качестве собирателей при флотационном обогащении полиметаллических руд, содержащих тяжелые цветные и благородные металлы, что позволяет повысить их извлечение в концентрат. Кроме того, гомо-полимер на основе 1-винилэткнилциклогексанола-1 может быть предложен как реагент для предупреждения сер.водородной коррозии нефтепромышленного и нефтепромыслового оборудования.
Апробация работы. Основные результаты диссертациошюй работы доложены и обсуждены на Всемирном конгрессе по органической химии и высокомолекулярных соединений (Торонто, Канада, 1990 г.), конференциях профессорско-преподавательского состава Карагандинского государственного университета им. Е.А.Букетова (Караганда, 1988-1992 гг.), Туркестанского государственного университета им. Ахмеда Ясави (1992 г.), международной научно-практической конференции "Научные основы производства полимерных материалов" (г.Караганда,1993 г.).
Публикации, объем и структура диссертации. По теме диссертации опубликовано і± научных работ. Получено 5 авторских свидетельств. Диссертационная работа изложена на 4со страницах машинописного текста, содержит /Ъ таблиц и-"у- рисунков, состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы и приложения.
Во введении обоснована актуальность работы. Первая глава посвящена обзору современного состояния и перспективам развития полимеризации ацетиленовых производных. Определенное внимание уделено представлениям в отношении механизма радикальной полимеризации мономеров, содержащих сопряженную двойную и тройну» связи.
Во второй главе приводятся способы синтеза 1-винилэтинилцик-логексанола-1, в том числе усовершенствованным низкотемпературным, позволяющим повысить выход целевого продукта и исключить применение взрывоопасных растворителей как серный эфир и бензол. Даются методики очистки, характеристики и физико-химические константы использованных мононеров и растворителей, метода исследования и расчета основных кинетических параметров полимеризации и сопо-лимеризации при начальных степенях превращения.
В третьей главе рассмотрены основные кинетические закономерности полимеризации и сополимеризации, гидродинамические и кон-формационные свойства растворов полимеров. Определены порядк.. реакции по инициатору и мономеру в массе, метаноле и диметилфор-мамиде, константы передачи цепи на мономер и растворитель, абсо лютные значения констант скоростей обрыва и роста полимерных цепей. Исследованы л обсуждены, процессы сополимеризации 1-винил-этинилциклогексанола-I с некоторыми виниловыми мономерами. Методами ультрацентрифугирования и вискозиметрии найдены молекулярные массы, константы седиментации синтезированных гомополимеров І-винилзтинилциклогексанбла-І,. а также оценены параметры, характеризующие поведение макромолекул в растворе.
Определенное внимание уделено описанию специфических свойств гомо- и сополимеров 1-Еинилэтинилциклогексанола-1 и возможности привенения синтезированных (со)полимеров в гидрометаллургии и нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях.
3 конце диссертационной работы?приведены основные выводы и список использованной литературы.
