Анотація до роботи:

Мартинюк Г.В. Фізико-хімічні властивості композитів спряжених поліаміноаренів з діелектричними полімерними матрицями. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 –фізична хімія.- Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2008.

Проведено комплексне дослідження умов формування та фізико-хіміч-них властивостей дисперсних та плівкових композитів спряжених поліаміноаренів-поліаніліну(ПАН), поліортотолуїдину(ПоТІ), поліортоме-токсіаніліну(ПоМА) з діелектричними полімерними матрицями поліметил-метакрилатом(ПММА), полівініловим спиртом(ПВС) та епоксидним олігомером (ЕД-20).

Встановлено зв’язок між електричними, механічними та термомеханіч-ними властивостями композитів поліаміноаренів з матрицями ПММА, ПВС та епоксидних олігомерів. Показано, що в композитах на основі ПММА, ПВС та епоксидних олігомерів зі спряженими поліаміноаренами зберігається напівпровідниковий характер провідності. і вони виявляють концентраційну залежність електропровідності, яка може бути описана перколяційною моделлю з низьким порогом перколяції (2 – 5 %). Для плівкових композитів поліаміноаренів з матрицями ПВС та ПММА вперше виявлено значну анізотропію електропровідності / На основі темпертурної залежності ЕПР в інтервалі 4,2-300 К встановлено значну делокалікацію носіїв заряду порівняно з чистими поліаміноаренами. Вперше виявлено і досліджено термохромний ефект при Т=293-473 К в плівках легованих поліаміноаренів та їх композитів з ПВС. Встановлено, що плівкові композити ПММА-ПоТІ, ПММА-ПАН зберігають електрохромні властивості поліаміноаренів.

Вперше показана можливість використання поліаніліну, легованого тетрафторборатною кислотою одночасно як електропровідного наповнювача і як отвердника епоксидних смол. Вивчено механічні та електричні власти-вості отриманих композитів, розроблено метод отримання струмопровідних епоксидних клеїв та герметиків.

1. Проведено комплексне дослідження закономірностей одержання та фізико-хімічних властивостей композитів спряжених поліаміноаренів різної будови (поліаніліну /ПАН/, поліортотолуїдину /ПоТІ/, поліортометоксіаніліну /ПоМА/) та діелектричних полімерних матриць - поліметилметакрилату (ПММА), полівінілового спирту (ПВС), епоксидного олігомеру (ЕД-20). Показано, що введення спряжених поліаміноаренів в діелектричні полімерні матриці суттєво впливає на весь комплекс характеристик композитів і характер цього впливу значною мірою залежить як від типу поліаміноарену, так і від його вмісту

2. При формуванні полімерних композитів полімеризацією аміноарену в розчині ПВС встановлено вплив матричного полімеру на кінетику почат-кових стадій процесу. Знайдено, що композити стають електропровідними тільки після досягнення порогової концентрації поліаміноарену Р_с, залежної як від його природи, так і будови полімерної матриці. Для композитів на основі ПВС Р_с =2,1% (ПАН), 1,7% (ПоМА), 2,8% (ПоТІ); для композитів ПММА-ПАН Р_с = 2%, а для композитів ЕД-20– ПАН Р_с = 2,5-5,0%

3. На основі даних спектроскопічних та термодеформаційних досліджень підтверджено наявність хімічної та фізико-хімічної міжмолекулярної взаємодії полімерних матриць ПВС, ПММА, ЕД-20 та електропровідних полімерних наповнювачів. Показано, що діелектрична полімерна матриця забезпечує збереження властивостей, притаманних як високополімерам (високоеластичності, термопластичності), так і напівпровідникового характе-ру електропровідності, властивого спряженим електропровідним полімерам.

4. Методом ЕПР підтверджено, що полімерна матриця зумовлює значний вплив на електронну структуру спряженого поліаміноарену, що може бути причиною зростання питомої провідності композитів. Збільшення ширини лінії Н_рр для композиту ПММА-ПАН (8,29 Мт) в порівнянні з ПАН (3,1 Мт) підтверджує значну делокалізацію електронної густини вздовж спряженого ланцюга поліаміноарену в матриці ПММА, що добре узгоджується з підвищенням розрахованої густини спінів. Подібний хід температурних залежностей для ширини лінії та її асиметрії в композиті може бути ознакою фазового переходу другого роду в інтервалі температур 45 – 68К.

5. Виявлено і досліджено термохромний ефект у плівках і композитах легованих поліаміноаренів з матрицями ПВС. Встановлено, що особливості термохромних змін визначаються структурою поліаміноарену (наявністю замісників), діапазоном температур, і зумовлюються як конформаційними перетвореннями, так і електронними властивостями поліаміноарену.

6. Встановлено, що плівкові композити ПММА - ПоТІ та ПММА- ПАН, отримані електрохімічною полімеризацією аміноаренів в матриці ПММА, виявляють електрохромні властивості за рахунок перебігу оборотних окисно-відновних процесів в спряженому ланцюзі поліаміноарену.

7. Встановлено, що ПАН, легований тетрафторборатною кислотою (ТФБК) діє одночасно як отвердник епоксидної композиції і як струмопровідний наповнювач. Збільшення вмісту ПАН-ТФБК в композиті від 12 до 20 % (мас.) приводить до помітного зростання електропровідності, а також мікротвер-дості, температур скловання та високоеластичності, обумовленого наявністю міжмолекулярної взаємодії ПАН-епоксидна смола. На цій основі розроблено метод отримання струмопровідних полімер – епоксидних композитів.

Публікації автора:

1. Закордонский В.П. Аксиментьева Е.И., Мартынюк Г.В. Термохимические и кинетические особенности отверждения эпоксидно-аминных покрытий в присутствии наполнителей // Композиционные полимерные материалы, 1989. Вып.43. С.25-29.

Особистий внесок здобувача: аналіз літературних даних, приготування аміно – епоксидних композицій; аналіз даних термічного аналізу, розрахунок кінетичних констант.

2 Закордонский В.П., Аксиментьева Е.И., Мартынюк Г.В. Влияние содержания отвердителя на процесс тепловыделения при отверждении эпоксидно-аминных композиций // Вестник Львов. ун-та, сер. хим. 1989. Вып.30.-С.52-54.

Особистий внесок здобувача: експериментальні роботи по синтезу аміно – епоксидних композицій, обговорення отриманих результатів,

3. Аксіментьєва О.І., Конопельник О.І., Закордонський В.П., Гриців М.Я., Мартинюк Г.В. Термохромний ефект в тонких шарах спряжених поліаміноаренів // Журнал фізичних досліджень, 2004.-Т.8, № 4 .- С. 369-372.

Особистий внесок здобувача: приготування зразків поліаміноаренів методом електрохімічної полімеризації, вивчення температурної залежності питомого опору; одержання оптичних спектрів поглинання.

4. Konopelnik O.I., Aksimentyeva O.I., Martynyuk G.V. Effect of temperature on the optical properties of conducting polyaminoarenes and their composites with elastic polymer matrix //Molec.Cryst.Liq.Cryst.-2005.-Vol. 427. P. 37-46.

Особистий внесок здобувача: формування плівок поліаміноаренів на поверхні SnO₂ методом електрохімічної полімеризації, участь в обговоренні отриманих результатів і підготовці статті до друку.

5. Аксіментьєва О.І., Конопельник О.І., Українець А.М., Гриців М.Я., Мартинюк Г.В. Анізотропія провідності і перколяційні явища в плівкових композитах поліаміноаренів з полівініловим спиртом // Фізика і хімія твердого тіла, 2004.-Т.5, №1.- С.142-146.

Особистий внесок здобувача: формування плівкових зразків і визначення товщини плівок; визначення питомої електропровідності плівок за допомогою 2-х та 4-х контактного методу.

6. Aksimentyeva O.I., Konopelnyk O.I., Grytsiv M.Ya., Martyniuk G.V. Charge transport in electrochromic films of polyorthotoluidine //Functional Materials.-2004.-Vol.11.-№2.-Р.300-304.

Особистий внесок здобувача: синтез зразків, дослідження характеристик отриманих композитів, проведення спектроскопічних досліджень.

7. Українець А.М., Аксіментьєва О.І., Мартинюк Г.В., Конопельник О.І., Євчук О.М. Термомеханічні і електричні властивості композитів спряжених поліаміноаренів з полівініловим спиртом // Вопросы химии и хим. технологии, 2004, №3.- С.132-135.

Особистий внесок здобувача: визначення питомого опору і електро-провідності полімерних композитів; вимірювання мікротвердості, термомеханічних кривих.

8. В. Юрків, О.Аксіментьєва, A.Українець, Г. Мартинюк, І.Опайнич. Електричні властивості композитів поліметилметакрилату і поліаніліну // Вісник Львівського ун-ту, сер. хім., Вип.47.- 2006. - С. 307-311.

Особистий внесок здобувача: підготовка зразків, визначення електро-провідності композитів і температурної залежності питомого опору;

9. Аксіментьєва О.І., Закордонський В.П. Мартинюк Г.В, Kрупак А.І. Cпосіб одержання струмопровідної епоксидної композиції патент України на корисну модель № 24145, опуб. 25.06.2007р., Бюл. №9. - 6с.

Особистий внесок здобувача: приготування струмопровідної епоксидної композиції, визначення електропровідності, вимірювання мікротвердості полімерного композиту.

10. ЗакордонскийВ.П, Аксиментьева Е.И., Мартынюк Г.В. Влияние наполнителей на энтальпию отверждения эпоксидных композиций // Всес.конф. по термодинамике орг. соед.- Куйбышев, 1987. С.93.

11. Аксіментьєва О.І., Конопельник О.І., Гриців М.Я., Українець А.М., Мартинюк Г.В. Анізотропія провідності і перколяційні явища в плівкових композитах на основі спряжених поліаміноаренів // Матеріали ІХ Міжнародної конференції „Фізика і технологія тонких плівок”.-19-14 травня 2003 р., Івано-Франківськ, Т.2.- С.88-89.

12. Aksimentyeva O.I., Konopelnyk O.I., Mykolaychuk O.G., Lutsyk N.Yu., Konopelnyk R.I., Martynyuk G.V. Structure of near order in conducting polyarene films // ICEPOM-5 Conference Abstracts, Kyiv, 24-29 May 2004. – Kyiv: Naukovyi Svit, 2004.-P.115-116.

13. Konopelnik O.I., Aksimentyeva O.I., Martinyuk G.V., Opainych I.Ye. Yurkiv V.V. Effect of temperature on the optical properties of conducting polyaminoarenes and their composites with elastic polymer matrix // ICEPOM-5 Conference Abstracts, Kyiv, 24-29 May 2004. – Kyiv:Naukovyi Svit, 2004.-P.118.

14. Аксіментьєва О.І., Мартинюк Г.В., Українець А.М., Конопельник О.І., Опайнич І.Є. Фізико-хімія композитів спряжених поліаміноаренів з високо- полімерними матрицями // Десята українська конференція з високомолекулярних сполук, 12-14 жовтня 2004 р., Київ.-С.87.

15. Олена Аксіментьєва, Анатолій Українець, Оксана Євчук, Оксана Конопельник, Ірина Опайнич, Галина Мартинюк. Темплатний синтез і фізико-механічні властивості композитів електропровідних поліаміноаренів з діелектричними полімерними матрицями // Львівські хімічні читання.-25-27 травня 2005. Львів.- С.Ф54.

16. O.I. Aksimentyeva, I.P. Hlushyk, P.Y. Stakhira, G.V. Martyniuk, A.V. Fechan New pH optical sensor for medicine and environment monitoring application based on the thin conducting polymer films //IX Polish-Ukrainian Symposium “Theoretical and experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Techno-logical Application” September 5-9, 2005.- Sandomerz, Poland.-Proc. - P.1.

17. Olena Aksimentyeva, Oksana Konopelnik, Anatolyi Ukrainets, Vitalyi Yurkiv, Galina Martiniyk. Percolation phenomena in nanoscale polymer blends of conducting plyaminoarened in dielectric polymer matrixes //XII-th Int. Seminar on Physics and Chemistry of Solid (28-31 May 2006, Lviv).-Book of Abstracts.-P.23.

18. Aksimentyeva O.I., Konopel’nik O.I., Shapovalov V.A., Yurkiv V.V., Martiniyk G.V. Percolation phenomena and spin dynamics PANI-PMMA blends// Int.Conf. ”ICEPOM-6”, Jalta, Cremea, Ukraine, 26-30 September 2006.- Abstracts, Nauk.Svit, 2006.-P.143-144.

19. Закордонський В.П., Аксіментьева О.І., Мартинюк Г.В., Крупак А.І. Кінетичні закономірності одержання і фізико-хімічні властивості епоксидно-поліанілінових композитів //ХІ Укр. конф. з високомолекулярних сполук, 1-5 жовтня 2007р., м. Дніпропетровськ. - Тези доп.-С.206.

20. Мартинюк Г.В., Аксіментьєва О.І. Кінетика синтезу поліаніліну в розчині полівінілового спирту // Матеріали Ш Всеукраїнській науково-методичної конференції ”Теорія і практика сучасного природознавства”.-11-14 листопада.2007р., м. Херсон, С.53-55.