Анотація до роботи:

Будзінська В.Л. Синтез кремній-, фосфор-, хром-, алюмінійвмісних поліуретанів та вивчення їх фізико-хімічних властивостей. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.06 – хімія високомолекулярних сполук. – Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Київ, 2003.

Дисертацію присвячено питанням синтезу органо-неорганічних полімерних матеріалів на основі водних розчинів неорганічних олігомерів та ізоціанатів. Вперше розроблено наукову концепцію щодо формування органо-неорганічних полімерних систем на основі водних розчинів неорганічних кремній-, фосфор-, хром-, алюмінійвмісних олігомерів та ізоціанатів. Концепція грунтується на уявленнях про спільну полімеризацію органічних та неорганічних олігомерів та пояснює вплив різноманітних неорганічних складових на формування органо-неорганічних систем. Розроблено умови синтезу і одержані нові Si, P, Сr, Al-вмісні олігомери у певних температурних режимах та відповідних співвідношеннях відправних реагентів, що дають можливість одержати неорганічні олігомери. Встановлено, що ці олігомери досить реакційноздатні по відношенню до ізоціанатів. Методами ІЧ спектроскопії та ДТА показано, що при взаємодії поліфосфатів з ізоціанатовмісними сполуками утворюється складна просторова структура, яка являє собою комбінацію полімерних сіток, одна з яких є органічною (полісечовина), друга – неорганічною, а між ними утворюються зв'язки Si – О – С, Р – О – С, Al – О – С, Cr – O – C, що відповідають Si, Р, Cr, Al-вмісним поліуретанам. Співвідношення цих структур та властивості кінцевих продуктів визначаються кількістю та будовою неорганічної складової. В синтезованих органо-неорганічних полімерах проявляються властивості характерні як органічній так і неорганічній складовим. На основі встановлених закономірностей формування органо-неорганічних полімерних систем розроблено ряд монолітних та пінних матеріалів з високими фізико-механічними характеристиками та підвищеною термостійкістю.

Аналіз наукової та патентної літератури показав, що дослідження по спільній полімеризації Si, P, Cr, Al-вмісних олігомерів та ізоціанатних сполук являються досить актуальними. В зв'язку з цим, доцільним було більш детально підійти до цієї проблеми, оскільки синтезовані Si, P, Cr, Al-вмісні поліуретани дають можливість розширити матеріальну базу отримання нових полімерних композитів.

1. Вперше розроблено методи синтезу реакційноздатних Si, P, Cr, Al-вмісних олігомерів в певних температурних режимах (20 – 100⁰ С) та відповідних співвідношеннях відправних реагентів. Реологічними дослідженнями доведено, що синтезовані поліфосфати є ньютонівськими рідинами.

2. При вивченні взаємодії водних розчинів алюмофосфатів, алюмохромфосфатів з ізоціанатовмісними сполуками встановлено, що основними продуктами реакції є полісечовина та уретаналюмофосфати зі зв'язками Р – О – С, Al – О – С, Cr – O – C між органічною і неорганічною складовими.

3. Виявлено, що при взаємодії силікополіфосфату, силікоалюмофосфату з ізоціанатовмісними сполуками утворюється складна гібридна полімерна сітка з уретановими, сечовинними та Si – O – C, P – O – C хімічними зв'язками.

4. Рентгенографічні дослідження показали, що для органо-неорганічних систем співвідношення органічної і неорганічної компоненти (не залежно від хімічної природи останньої) є визначальним для композиту. В присутності вмісту МДІ неорганічна складова втрачає кристалічну будову, що говорить про її хімічне зв'язування. Збільшення вмісту МДІ призводить до переходу від аморфної структури матеріалу до його багатофазного стану.

5. В синтезованих органо-неорганічних системах вперше встановлено, що при певних співвідношеннях компонентів значення електропровідності та діелектричної проникності такі, які характерні для неорганічних полімерів, та визначаються кількістю і будовою неорганічної складової - силікатом, силікополіфосфатом, силікоалюмофосфатом натрію. В той же час в цих системах без втрати міцності вдається реалізувати аномально високу еластичність (до 1000%), яка характерна для органічних полімерів.

6. На основі силікополіфосфату, силікоалюмофосфату натрію та ізоціанатовмісних сполук розроблені монолітні конструкційні матеріали з підвищеною термостабільністю. Синтезовані уретаналюмофосфатні, уретаналюмохромфосфатні піни є негорючими або здатні до самогасіння.