Введение к работе
Актуальность темы. Современное развитие различных отраслей народного хозяйства предъявляет жесткие требования к существующим полимерным материалам, а также требует создания новых материалов, часто с необычным комплексом свойств. Начиная с 1960-1970-х гг. ароматические простые полиэфиркетоны привлекают к себе большое внимание. Эти полимеры являются перспективными термопластами благодаря высокой термо-, тепло- и хемостойкости, хорошей технологичности их переработки из расплава на существующем оборудовании, а также комплексу ценных физико-механических свойств, необходимых для создаїшя конструкционных термопластичных полимерных материалов. Исследования в области конструкционных термопластов, в частности полиариленэфиркетонов (ПАЭК), обеспечив прогресс в создании новых полимерных материалов с уникальными свойствами и продемонстрировав возможности этого научного направления, привлекли еще большее внимание многих исследователей к проблеме синтеза тепло- и термостойких термопластов. Актуальным является дальнейшее совершенствование синтеза и свойств ПАЭК и разработка на их основе материалов с новыми свойствами. Такие исследования в этом направлении являются актуальными не только с точки зрения развития научных представлений, но и для решения прикладных проблем.
Дель работы. Исходя из вышеизложенного, целью данной работы является поиск новых возможностей синтеза полиариленэфиркетонов реакцией нуклео-фильного замещения, а также путей регулирования свойств ПАЭК с помощью синтеза со-ПАЭК, в том числе имеющих блочное строение.
В связи с этим основными задачами были:
-
исследование влияния условий поликонденсации (тип фенолята, растворителя и температуры) на результаты синтеза и свойства аморфных гомо-ПАЭК;
-
синтез статистических со-ПАЭК, содержащих кардовые группировки в основной цепи макромолекулы, исследование их свойств, а также их сравнение с механическими смесями гомо-ПАЭК на основе бисфенола А и кардовых бисфенолов (в частности - фенолфталеина);
-
исследование возможности получения ПАЭК, имеющих блочное строение,
и изучение их свойств; а также важное для решїния'біШйИдачн исследование син-
теза и свойств необходимых для получения блок-сополимеров олигомерных ПАЭК, содержащих концевые функциональные группы.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые систематически исследован синтез ПАЭК, в том числе и кардових ПАЭК, реакцией нуклео-фильного замещения активированного арилгалогенида, при использовании в качестве растворителей N-ацетилпиперидина, N-бензоилпиперидина и ряда других амидных растворителей, и показана возможность получения высокомолекулярных ПАЭК (г|пр до 0.58-1.08 дл/г). Найдено, что при использовании для поликонденсации смеси К2СОз и Na2CC>3 зависимость молекулярной массы ПАЭК от состава смеси имеет сложный характер. Установлен оптимальный состав смеси КгСОз/ИагСОз -1.0 моль/0.3 моль, при котором сохраняется высокая активность мономеров, возможность получения высокомолекулярного ПАЭК и сведено к минимуму образование гель-фракции, при температурах синтеза выше 200 С.
Исследование поликонденсации и оптимизация молекулярной массы позволили получить кардовый ПАЭК на основе фенолфталеина с уникальной удельной ударной вязкостью, превосходящей ранее достигнутые показатели на 25% (удельная ударная вязкость с надрезом А = 44 кДж/м2, по сравнению с 35 кДжАг).
Синтезированы статистические кардовые со-ПАЭК. Показано, что они не разрушаются при ударе без надреза (А с надрезом до 12-18 кДж/м2).
Впервые синтезированы кардовые блок-со-ПАЭК. При этом выделены и подробно охарактеризованы основные «заготовки» блоков, а также исследованы различные варианты и способы получения блок-со-ПАЭК. Показало, что на свойства кардовых блок-со-ПАЭК влияет не только их химическое строение, но вариант и способ их получения. На основе фталидсодержащего регулярно-чередующегося блок-со-ПАЭК получен материал с высокими сенсорными свойствами (эффект переключения под давлением).
Структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы (160 наименований). Работа изложена на 148 страницах, содержит 4 рисунка и 24 таблицы.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ: 4 статьи в реферируемых научных журналах и 6 тезисов докладов на научных конференциях.
Апробация работы. Результаты работы были доложены на конференции-аттестации "Веснянка" ИНЭОС РАН (2000, 2001, 2002, 2003, 2004), на Всероссийской научно-технической конференции «Хардинские чтения» (Волгоград, 2001), Всероссийской конференции с международным участием (Улан-Удэ, 2002), XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003), 3-ей Всероссийской Каргинской конференции "Полимеры-2004" (Москва, 2004).
