Полимерные композиционные материалы с ценными свойствами

Цель работы: Разработка физико-химических основ золь‒гель процесса с участием функциональнозамещенных кремнийорганических

• изучение состава и строения сополимеров на основании данных элементного анализа,

Полимеры

ПМВП

ПВСП

ПВпир

ПВИМ

ПВТ

МВП-ВХ

ВПир-ВХ

ВИМ-ВХ

ВБИ-ВХ

ВТ-ВХ

Полимерные системы

МВП-ВА

4-ВП-ГЭМА

4-ВП-ВА

ВИМ-ВА

Впир-ВА

Впир-ММА

где R: C6H5, Cl; m = 1÷37; n = 1÷2

СТ-АГЭ

ВГЭ-ВХ

ПСК

ФБИСК

ФДСК

Прекурсоры кремниевого блока

([триэтоксисилилпропил]амино)пиридин (ТЭАП)

n Si(OC2H5)4 + 2n H2O →

Эффективные константы относительной активности ВАЗ и МВП (М1) в сополимеризации с

Сополимеризация ВАЗ (М1) с ВХ (ДМФА, ДАК-0.5 мас.%, 60°С, 6ч)

Образование промежуточного комплекса в макромолекулярной цепи

Строение сополимеров МВП-ВХ

Свойства покрытий сополимеров ВАЗ-ВХ

Исследование модифицированных сополимеров МВП-ВХ на антимикробную активность

×‒ Впир (М1)-ВА, ♦ ‒ МВП (М1)-ВА,
▲– 4-ВП (М1)-ВА,

Стадии получения композитов

– гидролиз кремнийорганического мономера с образованием силанолов и продуктов

Химический состав и некоторые характеристики композитов на основе ТЭОС и азотсодержащих

ядро

полимерная матрица

область агрегации

размер частиц 210-300 нм

ССЕ, ПСЕ и D композитов по ионам благородных металлов
в системе

4-ВП-ГЭМА

ВПир-ММА

Формирование композитов в золь-гель процессе ТЭОС
и азотсодержащих сополимеров

Зависимость Е и tgδ от температуры
композита ВПир-ММА-SiO2

Характеристика композитов на основе

а) 4-ВП-ГЭМА-SiO2, б) ВПир-ММА-SiO2, в) ВИМ-ВА-SiO2, г) 4-ВП-ВА-SiO2

СЭМ поверхности композитов

размер частиц

4-ВП-ВА-SiO2

ИК спектры композитов

ВИМ-ВА-SiO2

Характеристические полосы: 1100-1250 см-1 (Si-O-Si), смещение

СЭМ поверхности композита

Температурная зависимость модуля растяжения (E ') (1) и потерь

Сульфирование оксиранового цикла аллилглицидилового эфира (АГЭ)

1-(пропокси)пропан-2,3-дисульфоновой кислоты (АДК)

интермедиат
1,3,2-диоксатиолан-2,2-диоксид

2-гидрокси-1-(пропокси)пропан-3-сульфоновой кислоты

Композиты 4-ВП-ГЭМА/БТМ-3

размером частиц 0.2–0.4 мкм.

Характеристические полосы, см–1: 1100–1250 (Si-O-Si),

Композиты ВГЭ-ВХ/БТМ-3 и ВГЭ-ВХ/ТЭАП

где X = (CH2)3NHC(=S)NH(CH2)3 (ВГЭ-ВХ/БТМ-3), Y = (CH2)3NHC5H5N

Изотермы адсорбции Pt(IV) при 298 К (1), 318 К (2) и

Сорбционное извлечение хлорокомплексов платины (IV)

ИК-спектре композитов, насыщенного металлом, полосы поглощения

Параметры моделей адсорбции платины(IV)

Протонная проводимость полимерных пленок на основе
гомополимеров и сополимеров

Гидролиз ТЭОС в присутствии (со)полимеров из водно-спиртовых растворов в отсутствие катализатора

Золь-гель синтез композитных мембран

SiO2 : 4-ВП-ГЭМА

SiO2 : МВП-ВА

SiO2 : Впир-ВА

Удельная электропроводность полимерных пленок на основе композитов

Толщина пленок 40-50 мкм, термостойкость

Гибридные мембраны ССТ-АГЭ/SiO2

Температурная зависимость протонной проводимости мембран: нафион (1), ССТ-АДК-SiO2 (2), ССТ-АГЭ (3)

Вольтамперная характеристика мембраны ССТ-АДК-SiO2

Механический анализ ССТ-АГЭ и ССТ-АДК-SiO2 мембран

ВГЭ-ВХ/БТМ-3

где R – Cl; R’ – O-CH2-CH2-O-CH2-CH(O)-CH2

ГИБРИДНЫЕ МЕМБРАНЫ

ВГЭ-ВХ/ТЭАП

Данные ИК спектроскопии и элементного анализа мембран

Физико-химические и электрические свойства гибридных

Механические характеристики мембран

жёлтый – S; красный – O; тёмно-серый – C; светло-серый –

Ик Спектр рассчитан и полученный

ПСК

ФБИСК

Композитные мембраны SiO2:ПСК, SiO2:ФБИСК

Характеристические линии в ИК спектрах диоксида кремния, ароматических сульфокислот и гибридных

Характеристики экспериментальных и промышленных мембран (φ = 75%)