| 1 |
1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. |
Создание гибридных нанокомпозитов на основе пористых полимерных матриц, полученных по механизму крейзинга, и модифицированных форм кремнезема |
| Результаты этапа: Изучен процесс одноосной деформации пленок и волокон аморфного поли-L-лактида в среде различных функциональных кремнийорганических жидкостей – прекурсоров кремнезема. Показано, что деформация протекает по механизму классического крейзинга и сопровождается возникновением и развитием высокодисперсной нанопористой структуры с диаметром пор и фибрилл 27 нм. Предложено данный процесс использовать для получения нанокомпозитов полилактид – кремнезем, поскольку этот метод не только позволяет заполнить объем полимерной матрицы прекурсором, но и диспергировать его до наноразмеров. Последующие проведение реакции гидролитической конденсации различных прекурсоров непосредственно в объеме ПЛ приводит к формированию фазы кремнезема различного химического состава. Содержание второго компонента определяется пористостью полимера и, например, для пленок с объемной пористостью 35% составляет 30 мас.%. Структура подобных композитов определяется структурой исходной пористой полимерной матрицы, и синтез фазы второго компонента происходит только в крейзах и не затрагивает области блочного полимера.
Изучено влияние пористой структуры, сформированной по механзму крейзинга, на скорость деструкции ПЛ. Показано, что скорость гидролитического разложения и биоразложения значительно выше для пористых образцов (в 2-20 раз) и зависит от пористости полимера. Введение фазы диоксида кремния катастрофически ускоряет процесс гидролитической деструкции в щелочной среде. |
| 2 |
1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. |
Создание гибридных нанокомпозитов на основе пористых полимерных матриц, полученных по механизму крейзинга, и модифицированных форм кремнезема |
| Результаты этапа: Дальнейшее развитие работы предполагает детальное исследование особенностей протекания реакций в нанообъемах и влияния природы стенок пор на структуру полученного гибридного материала. Для полиолефиновых матриц гидрофилизация стенок пор осуществляется на стадии крейзинга за счет использования модифицированных сверхразветвленных ПЭОС в качестве ААС и самоорганизации макромолекул на стенках пор. Модификация ПЭОС проводится путем частичной переэтерификации и введения других функциональных групп (например, амино-групп). Гидролиз прекурсора приводит к образованию кремнезема различной функциональности. Возможна последующая направленная модификация кремнеземных частиц путем обработки определенными соединениями (например, гетерополикислотами) и формирование наноструктурированного гибридного материала с прогнозируемым комплексом свойств (например, протонная проводимость). Такие подходы позволят направленно регулировать морфологию нанокомпозитов в объеме и изменять поверхностные свойства полимерных пленок. После удаления полимерной матрицы (либо ее термическим разложением для полиолефиновых матриц, либо биодеградацией для пленок из полилактида) получают наноструктурированные пористые неорганические пленки, в которых сохраняется структурная организация каркаса кремнезема. Дальнейшая модификация пористого кремнезема приводит к появлению специфических свойств (каталитических, сенсорных и др.). Результаты проведенных исследований составят фундаментальную основу для получения нового типа гибридных нанокомпозитов и пористых неорганических материалов и путей их модификации. |
| 3 |
1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. |
Создание гибридных нанокомпозитов на основе пористых полимерных матриц, полученных по механизму крейзинга, и модифицированных форм кремнезема |
| Результаты этапа: Получены полимерные нанокомпозиты на основе крейзованных пористых матриц ПЭВП и модифицированных форм кремнезема с однородным распределением второго компонента по объему полимера. Показано, что содержание фазы кремнезема можно варьировать в широких пределах, максимальная степень заполнения составила около 50 мас.%. Исследована термическая стабильность нанокомпозитов. Обнаружено, что в зависимости от содержания твердого наполнителя (при содержании 20 мас.% второго компонента и выше) и химического состава форм кремнезема наблюдается сохранение геометрической формы образца выше температуры плавления полимерной матрицы, что свидетельствует о возникновении каркасной структуры кремнезема. Изучены сорбционные свойства композитов и пористой фазы кремнезема, образующейся после удаления полимерной матрицы. Оказалось, что композиты практически не поглощают азот в условиях низкотемпературной сорбции. Удельная поверхность пористых кремнеземных остатков составила 70-130 м2/г и средним диаметром пор около 15-30 нм
Показано, что на основе одной пористой матрицы ПЭВП, полученной по механизму делокализованного крейзинга, и модифицированных форм кремнеземных прекурсоров возможно получение как нанокомпозитов с различными термическими и сорбционными свойствами, так пористых пластин из кремнезема.
|
