Введение к работе
Актуальность темы исследования. Изучение связи между химической структурой и физическими свойствами молекул регулярно разветвленных полимеров является одной из центральньж проблем современной физики высокомолекулярньж соединений. Дендритные системы относятся к числу наиболее важных представителей этого класса соединений, интерес к исследованию молекулярных свойств которых в последние годы значительно возрос.
Макромолекулы дендритньж систем собраны из регулярно разветвленных древоподобньж структур - дендронов. Наибольшее развитие среди дендритньж систем получили дендримеры и модифицированные дендронами полимеры. В молекулах первьж дендроны соединены друг с другом в точке, образующей центр макромолекулы. Дендронизированные полимеры содержат дендроны в качестве боковьж радикалов, присоединенных к цепи линейного полимера.
Размеры и конформация молекул дендритньж систем зависят от химической структуры и номера генерации дендрона, которые могут надежно контролироваться в процессе синтеза. Число концевьж групп в молекулах дендримеров и дендронизированньж полимеров возрастает по степенному закону при увеличении номера генерации дендрона. Это- создает возможности для широкой вариации физико-химических свойств этих соединений и лежит в основе их применения в качестве носителей лекарственных форм, каталитически активных веществ и др. Значительный интерес к исследованию этих систем обусловлен и перспективами их применения для создания новьж материалов с регулируемыми техническими характеристиками.
В настоящей работе впервые исследованы конформационные, динамические и электрооптические свойства дендритньж систем двух типов. К первому относятся карбосилановые дендримеры с различной структурой терминальных групп. Ко второму -модифицированный Frechet - дендронами 1-4 генерации полистирол. Целью работы было изучение влияния номера генерации дендронов, а также химической структуры терминальных групп на динамические, динамо- и электрооптические свойства дендримеров и дендронизированньж полимеров в растворах. Основные задачи, решаемые в работе:
изучение влияния' номера генерации и химической структуры концевьж
фрагментов на электрооптические свойства карбосилановьж дендримеров в
растворах;
исследование динамических, динамо- и электрооптических свойств молекул
модифицированного дендронами 1-4 генерации полистирола в разбавленньж
растворах;
изучение динамики ориентации молекул гребнеобразного полимера с полярными
боковыми группами в растворах. ____—
4 Научная новизна и положения, выносимые на защиту.
1. Впервые исследовано влияние номера генерации и химической структуры концевых
групп на электрооптические свойства молекул карбосилановых дендримеров в
разбавленных растворах. Установлено, что постоянная Керра дендримера
определяется электрооптическими характеристиками полярных концевых групп,
, ориентирующихся в электрическом поле практически независимо друг от друга.
Впервые изучены динамические, динамо- и электрооптические свойства модифицированного Frechet - типа дендронами 1-4 генерации полистирола в растворах. Обнаружено, что увеличение номера генерации дендрона приводит к возрастанию времен ориентационной релаксации молекул, а также абсолютной величины оптического коэффициента сдвига и постоянной Керра полимера. Оптическая анизотропия повторяющегося звена макромолекул имеет отрицательный знак и возрастает по абсолютной величине при увеличении номера генерации Frechet - дендрона.
Установлено, что молекулы модифицированного Frechet - дендронами полистирола, также как и гребнеобразного полимера с полярными боковыми группами, присоединенными непосредственно к его основной цепи, не обладают постоянным дипольным моментом. Их ориентация в электрическом поле обусловлена индуцированным дипольным моментом, возникающим вследствие вращения дипольных моментов боковых групп.
Научная и практическая значимость работы.
Полученные результаты имеют фундаментальное значение для развития представлений о динамических и электрооптических свойствах молекул сферических и цилиндрических дендримеров. Установленные в работе закономерности поведения карбосилановьж дендримеров с мезогенными концевыми фрагментами в электрическом поле позволяют ответить на вопрос о природе жидкокристаллического состояния в расплавах этих соединений. Результаты изучения молекулярных свойств гиперразветвленных макромолекул могут быть использованы для создания новьж соединений и материалов для фармакологии, микроэлектроники, медицины и др. Личный вклад автора. Автором вьшолнены измерения вязкости, динамического и электрического двойного лучепреломения растворов карбосилановьж дендримеров, дендронизированного полистирола и гребнеобразного полимера, проведена обработка полученных результатов. Автор принимал участие в обсуждении результатов и подготовке всех публикаций по теме диссертационной работы.
Апробация работы. Результаты докладывались на Втором Всероссийском Каргинском Симпозиуме (с международным участием) «Химия и физика полимеров в начале XXI века» (Черноголовка, 2000г.), конференции студентов и аспирантов (Санкт-Петербург, 2000г.), Пятой Санкт-Петербургской ассамблее молодых ученых и специалистов (Санкт-Петербург, 2000г.), конференции студентов и аспирантов (Дубна, 2002г.), 4th International Symposium "Molecular Order and Mobility in Polymer Systems" (Санкт-Петербург, 2002г.), 19th
International Liquid Cr>stal Conference (UK, Edinburg, 2002), XVI international School-Seminar
Spectroscopy of Molecules and Crystals (Ukraine, Sevastopol, 2003), 3rd International Dendrimer
Symposium (Germany, Berlin, 2003), Всероссийской Конференции "Полимеры 2004"
(Москва, 2004г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, из них 3 статьи и 4 -
тезисы докладов на Международных и Всероссийских конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и
списка цитируемой литературы (79 наименований). Работа изложена на 121 странице
текста, содержит 26 рисунков и 7 таблиц.
