Анотація до роботи:

Сиротинська І.Д. Кількісні параметри фотооксидаційної деградації поліолефінів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.06 – хімія високомолекулярних сполук. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2006.

Застосовано новий підхід до дослідження деградації полімерів – за змінами концентрацій розривів і зшивок макромолекул у тонких послідовних шарах полімерних зразків. Показано, що використаний метод комп’ютерного аналізу змін ММР придатний для кількісного порівняння деградації полімерів з різною молекулярною масою. Здійснено порівняльне дослідження фотооксидаційної деградації семи серійних поліолефінів (поліетилену низької густини, поліетилену високої густини, лінійного поліетилену низької густини, гомополімеру пропілену і кополімеру етилену-пропілену), УФ-опромінених в однакових умовах. Побудовано детальні (з кроком 0,1 мм) профілі деградації у зразках товщиною 3 мм. Досліджено розміщення продуктів деградації за глибиною зразків поліпропілену при великій тривалості тривалості УФ-експозиції (від 16 до 80 тижнів) залежно від наявності стабілізатора, пігменту, а також стабілізатора і пігменту одночасно. Запропоновано удосконалений підхід до опису захисної дії добавок – за коефіцієнтами гальмування реакцій деструкції і зшивання макромолекул по глибині полімерної речовини. Визначено захисну дію стабілізатора комплексної дії (суміш HALS і фенольного антиоксиданту) і пігменту (діоксид титану, рутил) та їх суміші за глибиною зразка поліпропілену залежно від тривалості УФ-опромінення. Встановлено, що пігмент забезпечує більш високий захисний ефект, особливо у шарах товщиною більше 0,2 мм.

Новий метод кількісного визначення швидкості деградації полімерів апробовано на семи зразках серійних поліолефінів різної структури і молекулярної маси. Отримані числові дані узгоджуються між собою, а висновки на їх основі цілком відповідають відомим закономірностям фотооксидаційної деградації поліолефінів.

1. Вперше побудовано детальний профіль фотооксидаційної деградації полімеру за концентраціями розривів і зшивок макромолекул у тонких (0,1 мм) послідовних шарах полімерної речовини. Підтверджено, що фотооксидаційна деструкція відбувається нерівномірно за глибиною полімерного зразка – концентрації розривів макромолекул у поверхневих шарах і на глибині 1,5 мм можуть відрізнятися більш ніж у 100 разів.

2. Вперше здійснено кількісне порівняння концентрацій розривів і зшивок макромолекул у поліолефінах з різною структурою макромолекул (поліетилені низької густини, поліетилені високої густини, лінійному поліетилені низької густини, гомополімері пропілену та кополімері етилену і пропілену) при їх фотооксидації в ідентичних умовах. За концентрацією розривів макромолекул у поверхневому шарі досліджені полімери розміщуються в такий ряд: ПП > КПЕП > ПЕНГ > ЛПЕНГ > ПЕВГ, що цілком узгоджується з відомими даними. Натомість за концентрацією розривів макромолекул на глибині більше 0,5 мм послідовність змінюється: ПЕНГ > ПП КПЕП > ЛПЕНГ > ПЕВГ, що є наслідком різкої зміни концентрації розривів макромолекул за глибиною зразків поліпропілену і кополімеру етилену-пропілену.

3. При тривалій фотооксидації поліпропілену виявлено відповідність між глибиною просування фронту деструкції макромолекул і глибиною проникнення мікротріщин, що свідчить про обмеження швидкості деградації дифузією кисню. У поверхневих шарах зразків поліпропілену зареєстровано утворення бімодального молекулярно-масового розподілу, що є ознакою різної швидкості деструкції макромолекул у різних областях полімерної речовини. Запропоновано схему утворення бімодального ММР з урахуванням утворення мікротріщин на поверхні полімеру.

4. Вперше визначено коефіцієнт захисної дії стабілізатора в послідовних шарах зразка поліпропілену. Коефіцієнт захисту, визначений за співвідношенням концентрацій розривів макромолекул в нестабілізованих і стабілізованих зразках, має найвищі значення в поверхневих шарах – від 46 до 80. У глибших (11,5 мм) шарах полімеру величина коефіцієнта захисту зменшується до 1,52, що є наслідком нерівномірного розміщення продуктів деградації в нестабілізованому зразку. Коефіцієнт захисту, визначений за співвідношенням концентрацій зшивок макромолекул, у поверхневих шарах набуває значень від 22 до 58.

5. Вперше визначено коефіцієнт захисної дії пігменту (діоксиду титану) в послідовних шарах зразка поліпропілену. Коефіцієнт захисту в поверхневих шарах становить величини 330470 при тривалості УФ-опромінення 16 тижнів, однак зменшується до величин 70240 при тривалості експозиції 34 тижні. У внутрішніх шарах полімерного зразка коефіцієнт захисної дії пігменту становить 1025.

6. Вперше визначено коефіцієнт спільної захисної дії стабілізатора і пігменту в послідовних шарах зразка поліпропілену. У поверхневих шарах зразків зареєстровано найвищі значення коефіцієнта захисту – 450650 залежно від тривалості експозиції.

Публікації автора:

1. Сиротинська І.Д., Уайт Дж.Р. Поліпропілен. Відмінності кінетики фотооксидаційної деградації різних партій // Хімічна промисловість України. – 2003. - №5. - С.16-19.

Особистий внесок дисертанта: обробка експериментальних даних ГПХ, визначення концентрацій розривів і зшивок макромолекул, аналіз та узагальнення результатів, написання статті.

2. Сиротинська І.Д., Шийчук О.В., Ставична Д.Я., Уайт Дж.Р. Вплив стабілізатора на швидкість молекулярних перетворень у поліпропілені при фотооксидаційній деградації // Вопросы химии и химической технологии. – 2003. - №6. – С.144-146.

Особистий внесок дисертанта: обробка експериментальних даних ГПХ, визначення концентрацій розривів і зшивок макромолекул, аналіз та узагальнення результатів, написання статті.

3. Сиротинська І.Д., Шийчук О.В., Уайт Дж.Р., Крейг І.Г. Фотооксидаційна деградація різних типів поліетилену. Порівняння швидкості // Хімічна промисловість України. – 2004. - №5. – С.38-41.

Особистий внесок дисертанта: обробка експериментальних даних ГПХ, визначення концентрацій розривів і зшивок макромолекул, аналіз та узагальнення результатів, написання статті.

4. Сиротинська І.Д., Шийчук О.В., Ставична Д.Я., Уайт Дж.Р. Вплив стабілізатора та пігменту на фотодеградацію поліпропілену // Полімерний журнал. - 2004. - №2. - С.124-127.

Особистий внесок дисертанта: обробка експериментальних даних ГПХ, визначення концентрацій розривів і зшивок макромолекул, аналіз та узагальнення результатів, написання статті.

5. Shyichuk A.V., Turton T.J., White J.R, Syrotynska I.D. Different degradability of two similar polypropylenes as revealed by macromolecule scission and crosslinking rates // . - 2004. - .- P.377-383.

Особистий внесок дисертанта: обробка експериментальних даних ГПХ, визначення концентрацій розривів і зшивок макромолекул, аналіз і узагальнення результатів, участь у написанні статті.

6. Сиротинська І. Особливості механізму оксидаційних процесів при деградації поліолефінів // Вісник Прикарпатського університету. Секція «Хімія». – 2004. – №4. – с.88-100.

Особистий внесок дисертанта аналіз і узагальнення наукової літенратури та написанні статті.

7. Shyichuk A.V., White J.R, Craig I.H., Syrotynska I.D. Comparison of UV-degradation depth-profiles in polyethylene, polypropylene and an ethylene-propylene copolymer // . - 2005. – .- P. 415-419.

Особистий внесок дисертанта: обробка експериментальних даних ГПХ, визначення концентрацій розривів і зшивок макромолекул, аналіз та узагальнення результатів, участь у написанні статті.

8. Craig I.H, White J.R, Shyichuk A.V, Syrotynska I.D. Photo-induced scission and crosslinking in LDPE, LLDPE, and HDPE // Polymer Engineering and Science. - 2005.- V45. - P.579-87.

Особистий внесок дисертанта: обробка даних, аналіз результатів, участь у написанні статті.

9. Shyichuk A, Syrotynska I., White J.R. Мacromolecule scission and crosslink concentrations under photo-oxidation of stabilized and pigmented polypropylene //Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocawskiej. - 2003.- P.591-595.

Особистий внесок дисертанта: обробка експериментальних даних ГПХ, визначення концентрацій розривів і зшивок макромолекул, аналіз та узагальнення результатів, участь у написанні статті.

10. Сиротинська І.Д., Уайт Дж.Р., Шийчук О.В., Ставична Д.Я. Зміни молекулярно-масового розподілу поліпропілену на глибоких стадіях фотохімічної деградації //ІІ Українсько-Польська наукова конференція “Полімери спеціального призначення”. – Дніпропетровськ. – 2002. – С.52.

11. Сиротинська І.Д., Шийчук О.В., УайтДж.Р. Кількісне визначення швидкості фотооксидаційної деградації поліпропілену // Всеукраїнська науково-технічна конференція “Хімія і хімічна технологія - 2002”. – Дніпропетровськ. – 2002. – С.87.

12. Сиротинська І.Д., Шийчук О.В., Уайт Дж.Р. Вплив стабілізаторів та пігментів на кількісні параметри швидкості фотоооксидаційної деградації поліпропілену // Матеріали міжнародного симпозіуму “Сучасні проблеми фізичної хімії”. – Донецьк. – 2002. – С.173.

13. Сиротинська І.Д., Уайт Дж.Р. Зміна швидкості фотооксидаційної деградації стабілізованого поліпропілену на великих термінах експозиції // V Українська конференція молодих вчених з високомолекулярних сполук. – Київ. – 2 003. – С.30.

14. Сиротинська І.Д., Шийчук О.В., Уайт Дж.Р. Порівняння деструктивних процесів у поліпропілені різних партій виробника // IV Всеукраїнська наукова конференція студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. – Київ. – 2003. – С.41-42.

15. Сиротинська І.Д., Уайт Дж.Р. Залежність кількісних параметрів фотооксидаційної деградації від типу поліетилену // І Міжнародна науково-технічна конференція студентів та аспірантів “Хімія і сучасні технології”. – Дніпропетровськ. – 2003. – С.139-140.

16. Сиротинська І.Д. Порівняння поверхневих процесів фотооксидації у гомополімерах та пропілен-етиленовому співполімері // V Всеукраїнська наукова конференція студентів та аспіранів “Сучасні проблеми хімії”. – Київ. – 2004. – С.182.

17. Сиротинська І.Д., Шийчук О.В., Мельник Д.О. Особливості деградаційних процесів у поліолефінах різної будови // Х Українська конференція з високомолекулярних сполук. – Київ. – 2004. – С.169.

18. Syrotynska I., Shyichuk A., Bruskowa D.Ya. Differences in kinetics of polyolefine photo-oxidation // III Polish-Ukrainian Conference “Polymers of Special Applications”. – Radom. – 2004. – P.74.

19. Сиротинська І.Д., Шийчук О.В. Особливості деградаційних процесів фооксидаційної деградації у поліолефінах різної будови // VІ Всеукраїнська наукова конференція студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. – Київ. – 2005. – С.200.