ИСТИНА

Научное исследование направлено на решение фундаментальной проблемы физико-химии полимеров, связанной с установлением механизма зарождения и роста нанофаз в порах полимеров, полученных по механизму крейзинга, и контролем за структурным дизайном нанокомпозитов. Оно предполагает создание нового способа получения полимерных композитов с нанометровым молекулярным наполнением и возможностью тонкой настройки свойств, как полимерной матрицы, так и молекулярного наполнителя. Получение композитов с молекулярным уровнем наполнения одно из актуальных направлений, активно разрабатываемых в области новых материалов. До последнего времени подбор компонентов таких композиций осуществлялся эмпирически, при этом изменялись либо свойства полимерной матрицы, либо наноразмерного наполнителя. Задача настоящего проекта заключается в комбинации использования полимерной матрицы, свойства которой меняются в условиях крейзинга, с молекулярным наполнителем, формирование которого в значительной степени определяется структурой и размерами образовавшихся крейзов. Изучение взаимного влияния компонентов друг на друга и на свойства конечного композиционного материала должно привести к получению новых композиционных материалов и фундаментальных представлений о перспективах их дальнейшего совершенствования.

1. Изучен процесс крейзинга полимеров (ПЭТФ, ПП, ПЭ) в этоксисилоксановых жидкостях (сверхразветвленном полиэтоксисилоксане, его мономерном аналоге тетраэтоксисилане и промышленном этилсиликате) в зависимости от условий деформирования; определены характеристики пористой структуры полимеров (объемная пористость, морфология и размер пор); подобраны условия максимального содержания прекурсора в пористой структуре полимера в зависимости от степени деформации полимера. 2. Изучена кинетика процесса гидролитической конденсации этоксисилоксановых жидкостей в присутствии кислотных и основных катализаторов в порах полимерных матриц, выявлены особенности протекания этих процессов в нанопорах. 3. Исследована структура полученных полимер/силикатных композитов, установлена взаимосвязь между структурой исходной полимерной матрицы, дисперсностью формирующейся новой фазы второго компонента и структурным дизайном композиционного материала. Проводимое исследование имеет фундаментальное и прикладное значение. Изучение механизмов образования низкомолекулярных фаз в полимерных матрицах позволит установить общие принципы получения функциональных материалов с заданной структурой и комплексом определенных физических свойств (электрических, магнитных, сенсорных и др.). В частности, полученные полимер/силикатные композиты могут быть интересными конструкционными материалами. Благодаря сочетанию свойств полимерной матрицы (гибкость, низкая плотность) и силикатного наполнителя (гидрофильность, твердость), данный композит может быть интересен в качестве гибкого сенсора на пары различных полярных жидкостей. Другое применение подобных систем – получение пластин любой формы из высокопористого SiO2, остающегося при удалении полимерной матрицы, причем существует возможность регулирования характеристик пластины через регулирование параметров пористой структуры полимера, получаемого по механизму крейзинга.