Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Хімічні науки / Високомолекулярні сполуки


Гафійчук Галина Василівна. Кінетична модель прищепленої полімеризації, ініційованої від поверхні твердого тіла: Дис... канд. хім. наук: 02.00.06 / НАН України; Відділення фізико- хімії і технології горючих копалин Інституту фізичної хімії ім. Л.В.Писаржевського. - Л., 2002. - 132 арк. , табл. - Бібліогр.: арк. 119-132.



Анотація до роботи:

Гафійчук Г. В. Кінетична модель прищепленої полімеризації, ініційованої від поверхні твердого тіла. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.06 – хімія високомолекулярних сполук. - Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2002 р.

Дисертація присвячена створенню кінетичної моделі прищепленої полімеризації, ініційованої від поверхні твердого тіла, яка враховує утворення закріплених до поверхні радикалів, дифузію вільних радикалів в об’єм та додаткове ініціювання в об’ємі. У роботі також проведено експериментальне дослідження кінетики прищеплення методом нуль-еліпсометрії. Модель дозволяє на кількісному рівні оцінити кінетичні характеристики процесу прищеплення і керувати ним у бажаному напрямку з метою одержання полімерних шарів. Показано, що обрив ланцюга для полімеризації на поверхні відбувається за рахунок радикалів з об’єму та передачі ланцюга на компоненти розчину. Додатковим ініціюванням в об’ємі можна регулювати як швидкість полімеризації на поверхні, так і молекулярну масу полімеру. Визначено молекулярно-масовий розподіл прищепленого полімеру. Показано, що відношення середньо-масової до середньо-числової молекулярної маси дорівнює 2 і відповідає експериментальним даним. Розраховано характерний розмір міжфазного шару (5мкм), полімеризація в якому суттєво відрізняється від процесу в об’ємі, залежно від швидкості ініціювання на поверхні та в об’ємі, коефіцієнта дифузії та часу полімеризації. Встановлено, що при відстані між частинками, меншій за визначену критичну величину, полімеризація може вважатися квазиоднорідною в об’ємі і визначатися процесом на міжфазній границі. Проведення полімеризації в умовах, передбачених кінетичною моделлю, дозволило синтезувати прищеплені полімерні моношари у стані полімерних щіток до високих значень густини прищеплення.

1. Створено кінетичну модель процесу радикальної полімеризації, ініційованої від твердої поверхні, в якій враховано утворення прищеплених до поверхні радикалів, дифузію неприщеплених радикалів в об’єм, передачу ланцюга на компонент розчину та додаткове ініціювання в об’ємі. Для різних схем радикальної полімеризації на поверхні твердого тіла проведено комп’ютерний експеримент, в рамках якого змінювалися коефіцієнти дифузії радикалів, швидкості ініціювання на поверхні та в об’ємі, швидкості передачі ланцюга і час полімеризації.

2. Методом еліпсометрії досліджено кінетику прищеплення полістиролу до поверхні кремнієвих пластин, модифікованих азо- або полімерним пероксидним ініціатором. Показано, що кінетична модель узгоджується з експериментом і дозволяє на кількісному рівні оцінити кінетичні параметри процесу. Використання різних за природою ініціаторів реалізує різні механізми обриву ланцюга на поверхні.

3. Розраховані концентраційні профілі радикалів у міжфазному шарі. Показано, що квазістаціонарний режим полімеризації спостерігається при значному вкладі передачі ланцюга на мономер чи розчинник або при додатковому ініціюванні в об’ємі. Визначено молекулярно-масовий розподіл прищепленого полімеру. Показано, що відношення середньо-масової до середньо-числової молекулярної маси дорівнює порядку 2 і відповідає експериментальним даним.

4. Показано, що швидкість прищеплення зростає пропорційно до концентрації ініціатора на поверхні, та зменшується при зростанні концентрації ініціатора в розчині. Визначено порядок реакції за ініціатором на поверхні та в об’ємі (відповідно, 1 та 0,5).

5. Визначено вплив елементарних стадій на механізм радикальної полімеризації у міжфазному шарі рідина-тверде тіло. Встановлено, що обрив іммобілізованих макрорадикалів відбувається внаслідок рекомбінації з радикалами об‘єму та передачі ланцюга на компонент розчинника. Додатковим ініціюванням в об’ємі можна регулювати як швидкість полімеризації на поверхні, так і молекулярну масу полімеру.

6. Розраховано характерний розмір міжфазного шару (5мкм), де полімеризація суттєво відрізняється від процесу в об’ємі залежно від швидкості ініціювання на поверхні, коефіцієнта дифузії, швидкості ініціювання в об’ємі та часу полімеризації. Показано, що при відстані між частинками, яка є меншою за визначену критичну величину, полімеризація може вважатися квазиоднорідною в об’ємі і визначатися процесом на міжфазній границі.

7. Досліджено прищеплення від поверхні дрібнодисперсного наповнювача. Показано, що наявність добре розвиненої поверхні забезпечує значну концентрацію іммобілізованих радикалів, що дозволяє регулювати молекулярну масу прищепленого полімеру без використання додаткового ініціатора.

8. Проведення полімеризації в умовах, передбачених кінетичною моделлю, дозволило синтезувати прищеплені полімерні моношари у стані полімерних щіток до високих значень густини прищеплення (0,3 нм.-2), що відповідає товщинам шарів порядку 100 нм.