Токарєв Віктор Сергійович. Міжфазні реакції функціональних олігомерів, як метод створення наношарів і композитних матеріалів : Дис... д-ра хім. наук: 02.00.06 / Національний ун-т "Львівська політехніка". — Л., 2006. — 360, [11]арк. : рис., табл. — Бібліогр.: арк. 313-360.
Анотація до роботи:
Токарєв В. С. Міжфазні реакції функціональних олігомерів, як метод створення наношарів і композитних матеріалів. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора хімічних наук за спеціальністю 02.00.06 – хімія високомолекулярних сполук.– Національний університет "Львівська політехніка", Львів, 2006.
Дисертаційна робота присвячена теоретичній розробці нових прецизійних методів контрольованого синтезу прищеплених полімерних наношарів на різних поверхнях, використовуючи міжфазні реакції функціональних олігомерів. Суть методів полягає у проведенні двостадійних процесів, коли на першій стадії досягається іммобілізація реакційно-здатного олігомеру на дисперсній чи планарній поверхні в результаті їхньої фізичної чи хімічної адсорбції. У подальшому, використовуючи реакції функціональних груп іммобілізованих олігомерів, здійснюється прищеплення до них полімерних ланцюгів заданої хімічної будови, формуючи в такий спосіб структуру типу "полімерні щітки". Показано, що обидва підходи "прищеплення до" і "прищеплення від" можуть бути використані для синтезу "полімерних щіток" на функціоналізованій реакційно-здатними олігомерами поверхні.
Надзвичайні можливості розроблених методів проілюстровані при рішенні широкого кола різних прикладних задач, у тому числі для створення високонаповнених і полімеризаціононаповнених полімерів, електро- і теплопровідних композитних матеріалів, композитів з підвищеною ударною міцністю, для синтезу латексів типу "ядро-оболонка" і порожнистих полімерних нано- і мікросфер, для створення "розумних" полімерних покрить і т.п.
Вперше запропонований і реалізований новий підхід до формування полімерних наношарів заданої будови і з бажаними властивостями на субстратах різної природи (мінеральних чи органічних), який базується на цілеспрямованому використанні міжфазних реакцій функціональних олігомерів. При цьому функціональні групи олігомерів, з одного боку, забезпечують іммобілізацію їхніх макромолекул на поверхні субстратів, а з другого, приймають участь у формуванні прищеплених до поверхні полімерних компатибілізуючих шарів.
На мінеральних поверхнях іммобілізація ФО досягається в результаті фізичної адсорбції, у ряді випадків, хемсорбції, зумовленої, наприклад, перебігом реакцій іонного обміну. На органічних (полімерних) субстратах іммобілізація ФО може реалізуватись за рахунок взаємодії функціональних груп олігомеру з поверхневими групами субстрату, наприклад, ангідридних груп ФО з гідроксилами целюлози. Вперше показано, що для функціоналізації органічних субстратів можуть бути використані також неспецифічні реакції передачі ланцюга за рахунок пероксидних груп, введених в макромолекули ФО. У всіх випадках, завдяки полімерній будові ФО, забезпечується багатоцентрове зв'язування їхніх макромолекул з поверхнями різноманітних субстратів, а відтак їх достатньо міцне утримування на поверхні і практично відсутність десорбції як в органічних, так і у водних середовищах.
Виявлено кінетичні і термодинамічні чинники, що контролюють процеси іммобілізації ФО на різних субстратах, з урахуванням яких запропоновані відповідні моделі, здатні адекватно описувати ці процеси. Найбільш важливим результатом іммобілізації ФО є активація модифікованої поверхні, завдяки чому стає можливим цілеспрямоване конструювання на ній полімерних шарів із застосуванням методів нанотехнології "прищеплення до" і "прищеплення від" поверхні.
На основі досліджень цих процесів виявлені основні закономірності синтезу на мінеральній поверхні полімерних наношарів щіткоподібної будови як за рахунок ініціювання радикальної полімеризації вінілових мономерів пероксидними групами, так і реакцій за іншою функціональністю іммобілізованих олігомерів. Продемонстровано широкі можливості застосування процесів адсорбційно-полімеризаційної модифікації для одержання щіткоподібних полімерних наношарів, інкапсуляції мінеральних частинок, регулювання міжфазної взаємодії в композитних матеріалах.
Розвинуто теорію та розроблено практичні підходи до синтезу полімерних наношарів на поверхні полімерних частинок “ядра” шляхом ініційованої з поверхні полімеризації мономеру, що суттєво відрізняється за природою та властивостями від мономеру, з якого синтезовано "ядро". Виявлено вплив умов проведення прищепленої полімеризації на морфологію складних за будовою частинок. На основі результатів цих досліджень одержанні полімерні частинки з пошаровою будовою типу "ядро-оболонка" необхідної морфології.
Проведені пошукові роботи з практичної реалізації результатів досліджень реакцій іммобілізованих ФО продемонстрували перспективність використання розвинутих підходів для одержання наношарів з визначеною будовою, а також створення композитних матеріалів з покращеними експлуатаційними властивостями. Найбільш важливими галузями практичної реалізації розроблених методів і технологічних прийомів є наступні:
полімерні композити з високим ступенем наповнення дисперсними мінеральними наповнювачами;
вироби і покриття з тепло-, струмопровідних матеріалів;
ударотривкі полімерні матеріали із застосуванням модифікаторів ударної в’язкості, одержаних за новою технологією "ядро-оболонка";
сучасні екологічні вододисперсійні плівкоутворювачі для широкого спектру оздоблювальних і захисних лако-фарбних матеріалів;
порожнисті полімерні мікро- та наносфери.
Публікації автора:
Voronov S., Tokarev V., Petrovska G. Heterofunctional polyperoxides. Theoretical basis of their synthesis and application in compounds.– Lviv: State University "Livivska polytechnica", 1994.– 84 p.
Shafranska O., Tokarev V., Voronov A., Bednarska O., Voronov S. Graft Polymerization from a Silica Surface Initiated by Adsorbed Peroxide Macroinitiators. I. Adsorption and Structure of the Adsorbed Layer of Peroxide Macroinitiators on a Silica Surface // Langmuir.– 2005.– Vol.21, No 8.– P.3459-3469.
Беднарська О.Р., Шафранська О.Т., Троценко С.Є., Токарєв В.С., Воронов С.А. Вплив поверхні аеросилу та білої сажі на термічну стабільність пероксидних груп макроініціаторів // Вопросы химии и химической технологии.– 2004.– № 3.– C.77-81.
Рис. 14. Напрямки практичної реалізації реакцій ПФО, іммобілізованих на твердих поверхнях, в нанотехнологіях.
Рис. 15. Напрямки використання ПФО в емульсійній технології "ядро-оболонка".
Токарєв В.С., Шафранська О.Т., Воронов А.С., Троценко С.Є., Беднарська О.Р., Воронов С.А. Будова адсорбованого шару пероксидних олігомерів на поверхні SiO2 // Доп. НАН України.– 2004.– № 1.– С.146-152.
Шевчук О.М., Букартик Н.М., Монцібович Р.О., Токарєв В.С., Воронов С.А. Формування компатибілізуючих шарів на поверхні дисперсного оксиду цинку шляхом прищепленої полімеризації вінілових мономерів // Вопросы химии и химической технологии.– 2004.– № 1.– C.154-158.
Шевчук О.М., Токарєв В.С., Вагенкнехт У., Грундке К., Монцібович Р.О., Букартик Н.М., Воронов С.А. Вплив модифікації гідроксиду магнію пероксидовмісними кополімерами на властивості поверхні наповнювача // Bісн. НУ "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та їx застосув.– Львів: Вища школа, 2004.– № 516.– C.163-165.
Чобіт М.Р., Токарєв В.С., Воронов С.А. Модифікація целюлози функціональними олігопероксидами для одержання багатокомпозиційних систем // Доп. АН України.– 2003.– № 3.–C.156-161.
Токарєв В. С., Шафранська О. Т., Беднарська О. Р., Воронов А. С., Воронов С. А. Про деякі особливості адсорбції пероксидних олігомерів на поверхні SiO2 // Вопросы химии и химической технологии.– 2003.– № 3. – C.98-103.
Шибанова О. Б., Медведевских Ю. Г., Воронов С. А., Токарев В. С., Штамм М., Антипов Е. Прививка полиэтиленгликоля на минеральную поверхность // Высокомолекуляр. соединения. Сер.А.– 2002.– T.44, № 3.– C.424-433.
Tokarev V.S., Voronov S.A., Adler H.-J.P., Datzyuk V.V., Pich A.Z., Shevchuk O.M., Myahkostupov M.V. Application of Peroxide Macroinitiators in Core-Shell Technology for the Coating Improvement // Macromol. Symp.– 2002.– V.187.– P.155-164.
Шевчук О.М., Букартик Н.М., Монцибович Р.О., Токарєв В.С., Воронов С.А. Прищеплена полімеризація вінілових мономерів, ініційована з поверхні модифікованого оксиду цинку // Bісн. Держ. ун-ту. "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 2002.– № 461. – C.165-168.
Шевчук О.М., Монцібович Р.О., Токарєв В.С. Вплив будови компатибілізуючого шару на поверхні мінерального наповнювача на механічні властивості преміксів // Bісн. Нац. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 2002.– № 488. – C.330-333.
Шевчук О.М., Букартик Н.М., Монцібович Р.О., Токарєв В.С. Пероксидна модифікація (мет)акрилатних латексів // Bісн. Нац. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 2002.– № 488. – C. 326-329.
Чобіт М.Р., Беднарська О.Р., Токарєв В.С. Кінетичні особливості модифікації целюлози функціональним олігопероксидом // Bісн. Нац. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 2002.– № 488. – C.286-290.
Шибанова О.Б., Медведевских Ю.Г., Воронов С.А., Токарев В.С., Штамм М., Антипов Е.М. Кинетика и равновесие адсорбции статистического сополимера стирола и малеинового ангидрида из хороших растворителей // Высокомолекуляр. соединения. Сер.А.– 2001.– T.43, № 11. – C.1964-1972.
Shybanova O., Voronov S., Bednarska O., Medvedevskikh Yu., Stamm M., Tokarev V. Preparation of Thin Surface Layers by Grafting of Polymers // Macromol. Symp.– 2001.– V.164.– P.211-217.
Баштанник П.І., Токарєв В.С., Кабак А.І., Шевчук О.М., Воронов С.А. Вплив пероксидних модифікаторів на властивості термопластичних композитів // Вопросы химии и химической технологии.– 2001.– № 6. – C.91-94.
Datsyuk V., Haussler L., Wagenknecht U., Voronov S., Tokarev V., Bednarska O. Polypropylene/polyperoxide interaction in the melt phase // Macromol. Symp.– 2001.– V.164.– P.357-368
Voronov S., Tokarev V., Oduola K., Lastukhin Yu. Polyperoxide Surfactants for Interface Modification and Compatibilization of Polymer Colloidal Systems. 1. Synthesis and Properties of Polyperoxide Surfactants // J. Appl. Polym. Sci.– 2000.– V.76.– P.1217-1227.
Voronov S., Tokarev V., Datsyuk V., Seredyuk V., Bednarska O., Oduola K., Adler H., Puschke C., Pich A., Wagenknecht U. Polyperoxidic Surfactants for Interface Modification and Compatibilization of Polymer Colloidal Systems. 2. Design of Compatibilizing Layers // J. Appl. Polym. Sci.– 2000.– V.76.– P.1228-1239.
Tokarev V.S., Seredyuk V.A., Voronov S.A. Synthesis of Polymer Covering on Al(OH)3 and BaSO4 Surfaces by Means of Radical Polymerization in Water Medium // Adsorption Sci. Technolog.– 2000.– V.18, № 2.– P.135-146.
Середюк В.А., Токарєв В.С., Воронов С.А. Синтез полімерного апретуючого покриття на поверхні Al(OH)3 і BaSO4 методом радикальної полімеризації у водній фазі // Доп. НАН України. Сер.Б.– 2000.– № 7. – C.148-152.
Шибанова О.Б., Токарєв В.С., Воронов С.А. Дослідження кінетики взаємодії сукцинангідриду і діетиленгліколю // Bісн. Держ. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 2000.– № 395. – C.85-89.
Троценко С.Є., Шафранська О.Т., Воронов С.А., Беднарська О.Р., Токарєв В.С. Вплив природи субстрату на термічну стійкість пероксидних груп співполімеру 5-трет-бутилперокси-5-метил-1-гексен-3-іну і малеїнового ангідриду // Bісн. Держ. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 2000.– № 395. – C.125-129.
Чобіт М., Троценко С.Є., Монцибович Р.О., Токарєв В.С. Модифікація целюлози пероксидним олігомером // Bісн. Держ. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 2000.– № 395. – C.129-132.
Токарєв В.С., Шафранська О.Т., Беднарська О.Р., Воронов С.А., Вагенкнехт У., Грундке К. Властивості поверхні дисперсного оксиду кремнію, модифікованого органічними полімерними сполуками // Bісн. Держ. ун-ту. "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 2000.– № 395. – C.140-144.
Шафранська О.Т., Токарєв В.С., Беднарська О.Р., Воронов С.А., Вагенкнехт У. Синтез полібутилакрилатного шару, прищепленого до модифікованої поліпероксидом поверхні оксиду кремнію // Bісн. Держ. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 2000.– № 395. – C.144-149.
Шибанова О.Б., Воронов С.А., Беднарська О.Р., Токарєв В.С. Кінетика адсорбції співполімеру стиролу і малеїнового ангідриду на поверхні оксиду кремнію // Bісн. Держ. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув. Львів: Вища школа, 1999.– № 361. – C.66-69.
Shybanova O., Voronov S., Tokarev V., Stamm M., Bednarska O. Modification of quartz glass by organic macromolecules // Доп. НАН України. Сер. Б.– 1999.– № 1. – C.166-169.
Voronov S., Tokarev V., Datsyuk V., Adler H.U., Pushke C., Pich A. New Approaches to the Formation of "Core-shell" Latex Particles // Доп. НАН України. Сер. Б.– 1999.– № 5. – C.145-148.
Дацюк В.В., Токарєв В.С., Воронов С.А., Троценко С.Є., Піх А.З. Електростерична стабілізація полімерних дисперсій поліпероксидними емульгаторами // Доп. НАН України. Сер. Б.– 1998.– № 6. – C.145-149.
Шибанова О.Б., Воронов С.А., Токарєв В.С., Беднарська О.Р., Субтельний Р.О., Пазяк О.А., Чобіт М.Р. Модифікація кварцового скла високомолекулярними органічними сполуками // Bісн. Держ. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 1998.– № 339. – C.58-59.
Середюк В.А., Токарєв В.С., Воронов С.А., Ластухін Ю.О., Горенчук О.В. Синтез полімерного покриття на поверхні мінеральних наповнювачів воднодисперсійною полімеризацією // Bісн. Держ. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 1997.– № 332. – C.186-189.
Voronov S., Tokarev V., Datsyuk V., Kozar, M. Peroxidation of the interface of colloidal systems as new possibilities for design of compounds // Progr. Colloid Polym. Sci.– 1996.– V.101.– P.189-193.
Tokarev V., Voronov S., Seredyuk V., Kozar M., Bednarska, O. Modification of interface by polymeric peroxides - a new approach to the creation of composites // Adsorption Sci. Technol.– 1996.– V.14, № 4.– P.239-249.
Шафранська О.Т., Дацюк В.В., Ларук М.М., Токарєв В.С. Модифікація вуглецевих волокон пероксидними кополімерами // Bісн. Держ. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 1995.– № 316. – C.32-34.
Дацюк В.В., Воронов С.А., Токарєв В.С. Активація поверхні оксиду цинку та оксиду титану поліфункціональними пероксидними полімерами // Bісн.Держ.ун-ту. "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 1995.– № 285. – C.41-44.
Дацюк В.В., Воронов С.А., Токарєв В.С. Адсорбція пероксидного емульгатора на поверхні латексних частинок // Bісн. Держ. ун-ту "Львів. політехніка". Xiмiя, технологія речовин та ix застосув.– Львів: Вища школа, 1995.–№ 316. – C.65-67.
ЮровА.М., ТокаревВ.С., БританМ.С., ВороновС.А., КиричекА.А., ШевчукС.В. Теплопроводные композиционные материалы для монтажа в РЭА // Науч.-техн. сб. "Техника средств связи" Сер. Технология производства и оборудование".– 1991.– Вып.2. – C.107-110.
Кучер Р.В., Минько С.С., Токарев В.С., Воронов С.А., Гафийчук Г.В., Голият И.Ю. О солюбилизирующей способности полимерных поверхностно-активных веществ // Докл. АН СССР.– 1989.– T. 305, № 3. – C.656-659.
Токарєв В.С., Воронов С.А., Діко Я.І., Кучер Р.В., Мінько С.С. Топохімічні закономірності утворення "якірних" полімерів на пероксидованих дисперсних наповнювачах // Доп. АН УРСР. Сер. Б.– 1989.– № 6. – C.54-58.
ТокаревВ.С.,КучерР.В.,ВороновС.А.,РябоваО.Я.,МинькоС.С.,КурганскийВ.С. Новые принципы создания реакционноопособных адсорбционных слоев в полимерных коллоидных системах // Докл. АН СССР.– 1987.– Т. 293, № 1.– C.166-169.
ВороновС.А.,ПучинВ.А.,ТокаревВ.С.,ЛастухинЮ.А.,КиселевЕ.М., ЗаиченкоА.С. Гетерофункциональные полипероксиды - новые многоцелевые модификаторы полимеров // Каталитические и инициирующие системы для синтеза и модификации полимеров: Сб.науч.тр.– Ленинград: ОНПО "Пластполимер", 1984.– C.53-61.
Васильєв В.П., Пучин В.А., Токарев В.С., Воронов С.А. Исследование кинетики термического распада олигомерного пероксида // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология.– 1983.– T. 26, № 10.– C.1246-1248.
Патент на винахід UA 64506 А. Україна, С08В3/12. Спосіб модифікації целюлозних матеріалів / М.Р. Чобіт, В.С. Токарєв, С.А. Воронов (Україна). - Опубл. 16.02.04, Бюл. № 2. - 2 с.
Патент на винахід UA 61948. Україна, C08F2/22. Спосіб одержання латексного полімеру "ядро-оболонка" / С.А. Воронов, В.С. Токарев, В.В. Дацюк, С.Є. Троценко (Україна), Х.Ю. Адлер (Німеччина), А.З. Піх (Україна), К. Пушке (Німеччина). - Опубл. 15.12.03.
Воронов С.А., Токарев В.С., Ластухин Ю.А. Гетерофункциональные олигопероксиды – новые перспективы создания полимерных материалов.– М.: 1990.– 46 с. (Препр. / АН СССР ОИХФ, Черноголовка; 90-90).
Tokarev V., Voronov S., Bednarska O., Shevchuk O., Trotsenko S., Bukartyk N. Surface Modification of Fillers with Functional Oligomers // EUROFILLERS ‘2003 Conference. Proceedings. J.M.M.Martinez, ed.– University of Alicante. Alicante, Spain, 2003.– P.67-70.
Chobit M., Tokarev V., Voronov S., Bashtannyk P., Karlsson S., Espert A. PP composites with peroxide-modified cellulose fibers // Technomer-2003. 18. Fachtagung ber Verarbeitung und Anwendung von Polymeren. Langfassungen. Chemnitz, Duetschland, 2003.– A 11.– S.1-8.
Wagenknecht U., Kretzschmar B., Tokarev V., Voronov S. Peroxidolygomere als Teilchenmodificatoren - ein Weg zu verbesserten Polyoleflncompounds // "Technomer '97". 15.Fachtagung ьber Verarbeitung und Anwendung von Polymeren. Chemniz, 1997.– B12.– S.1-7.
Voronov S., Tokarev V. Design of interphase layers in composites using peroxy macroiniriators // EUROFILLERS ‘97: Abstracts. Manchester, 1997.– P.37-40.
Tokarev V., Wagenknecht U., Voronov S., Grundke K., Bednarska O., Seredyuk V. Activation of filler surface with peroxidic oligomeric modificators // EUROFILLERS ‘97: Abstracts. Manchester, 1997.– P.61-64.
Wagenknecht U., Tokarev V., Kretzschmar B., Voronov S. Design of polyolefin compounds with fillers activated by peroxide oligomers // EUROFILLERS ‘97: Abstracts. Manchester, 1997.– P.207-210.
Voronov S., Tokarev V. Peroxide functionalization of filler surfaces // EUROFILLERS ‘95: Abstracts. Mulhouse, 1995.– P.99-102.
Tokarev V., Voronov S., Bednarska O., Kozar M. Reactions of polymers at the interface as the method of composite materials design // EUROFILLERS ‘95: Abstracts. Mulhouse, 1995.– P.317-320.
