Анотація до роботи:

Слісенко О.В. Вплив типу сітки фізичних зв’язків на структуру та властивості полімерних сумішей на основі функціоналізованих поліуретанів та кополімерів стиролу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.06 - хімія високомолекулярних сполук. Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Київ, 2006.

В дисертації представлені результати комплексного дослідження особливостей будови сітки фізичних (водневих й йонних) зв’язків, а також визначено закономірності її впливу на фазову структуру й основні фізико-хімічні властивості нових плівкоутворювальних полімер-полімерних сумішей на основі функціоналізованих поліуретанів та кополімерів стиролу з акриловою кислотою. Встановлено, що найбільшу густину сітки міжкомпонентних фізичних зв’язків виявлено для зразків при невеликому вмісті (10-15 мол. %) кополімерного компонента, тоді як підвищення його вмісту більш 20 мас.% у системах починається процеси формування сітки фізичних зв’язків в окремих складових, що призводить до погіршення всього комплексу фізико-хімічних властивостей даних зразків. Знайдено, що зразки з максимальною густиною сітки фізичних зв’язків мають підвищену питому вагу і міцність. Показано, що утворення міжкомпонентної сітки водневих та йонних зв’язків перешкоджає процесам мікрофазового поділу компонентів у одержаних системах. Методом ІЧ-спектроскопії в дальній області вивчено особливості йонної агрегації, розраховано частки йонних агрегатів.

1. Вперше встановлено структуру сітки іntra- і іnter-молекулярних водневих і йонних зв’язків, що утворюються за рахунок протонодонорних і протоноакцепторних груп напівкристалічного поліуретану (ПУ_кр), і блоккополімеру стиролу з акриловою кислотою в кислій (Ст-б-АК) або сольовий (Ст-б-АК(К⁺)) формі. Визначено закономірності впливу специфічних взаємодій на фазову структуру й основні фізико-хімічні властивості цих сумішей. Виявлено, що при формуванні мікрофазової структури досліджених композицій відбувається руйнування димерних самоасоціатів уретанових і карбоксильних груп і формування нових іnter-молекулярних (між компонентами) водневих і йонних зв’язків.

2. Вперше встановлено перерозподіл, розупорядкування зв’язків при зміні співвідношення компонентів у досліджених системах. Найбільшу густину сітки фізичних зв’язків виявлено для зразків обох серій при вмісті Ст-б-АК (або Ст-б-АК(К⁺)) 10-15 мол. %, при цьому для сумішей складу ПУ_кр/Ст-б-АК(К⁺) цей показник істотно вище, що свідчить про активну участь йоногенних груп СОО^-К⁺ у формуванні сітки йонних зв’язків, у тому числі іnter-молекулярних.

3. Знайдено, що зразки з максимальною густиною сітки фізичних зв’язків мають підвищену питому вагу і міцність, а також стійкість до термоокиснювальної деструкції. Методами ДМТА і ДСК для них виявлене максимальне зближення температур склування Т_ск компонентів, неаддитивне підвищення значень модуля пружності Е' (при Т < Т_ск ПУ) і зниження модуля втрат Е" (при Т = Т_ск ПУ), особливо для сумішей, що містять йономер Ст-б-АК(К⁺). Показано, що відзначені зміни у властивостях композицій свідчать про те, що утворення сітки іnter-молекулярних водневих і йонних зв’язків перешкоджає процесам мікрофазового поділу компонентів у системі.

4. Для сумішей на основі йономеру ПУІ й кополимеру стиролу з акриловою кислотою в кислій (Ст-ко-АК) або сольовий (Ст-ко-АК(К⁺)) формі виявлені аналогічні закономірності, показано, що при підвищенні частки Ст-ко-АК або Ст-ко-АК(К⁺) вище 20 мас. % у системі починають переважати іntra-молекулярні водневі і йонні зв’язки, що призводить до погіршення всього комплексу фізико-хімічних властивостей цих зразків: зменшуються густина і міцність, падає стійкість до термоокиснювальної деструкції. Методами рентгенографічного аналізу, ДМТА, а також трансмісійної й скануючої електронної мікроскопії (ТЕМ, СЕМ) виявлено посилення мікрогетерогенності цих зразків.

5. Методом ІЧ-спектроскопії в дальній області вивчено особливості йонної агрегації катіонів К⁺ як в індивідуальному Ст-ко-АК(К⁺), так і в досліджених сумішах залежно від співвідношення компонентів у системі. Виявлено, що при вмісті Ст-ко-АК(К⁺) ~10-20 мас.% у системі переважає формування йонних агрегатів низького порядку і йонних мультиплетів, одночасно спостерігається руйнування йонних кластерів. Однак, при підвищенні вмісту Ст-ко-АК(К⁺) > 20 мас.% у зразках зменшується кількість йонних агрегатів низького порядку і йонних мультиплетів і неадитивно зростає частка йонних кластерів, що свідчить про посилення процесів мікрофазового поділу компонентів у цих зразках.