Вплив молекулярної та надмолекулярної структури на фотохімічну модифікацію поліолефінів і сумішей на їх основі

КИЇВСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

 

02. 00. 06 – хімія високомолекулярних сполук

 

ШИБИРИН Олена Володимирівна

УДК 541. (14+64) ; 677. 494. 742. 2; 678-19; 678. 742. (2+3) ; 678. 029. 44

 

Київ – 1999

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті біоорганічної хімії та нафтохімії Національної академії наук України.

Науковий керівник доктор хімічних наук ЗАМОТАЄВ Павло Васильович пров. н. с. Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України.

Офіційні опоненти: д. х. н. Привалко Валерій Павлович, Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, зав. відділом, к. х. н. Колендо Олексій Юрійович, Київський університет ім. Тараса Шевченка, доцент кафедри хімії високомолекулярних сполук.

Провідна установа:

Національний технічний університет “Київський політехнічний інститут” МінОсвіти України, кафедра технології поліграфічного виробництва.

Захист відбудеться ” 19 ” жовтня 1999 р. о 14. 00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26. 001. 25 Київського університету ім. Тараса Шевченка, ауд. 518 хімічного факультету, 252033, м. Київ, вул. Володимирська, 64

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського університету ім. Тараса Шевченка, 252033, Київ, вул. Володимирська, 64

Автореферат розісланий “ 15 ” вересня 1999 р.

 

 

Одним із важливих напрямків розвитку сучасної хімії високомолекулярних сполук є покращення властивостей полімерних матеріалів, які випускає промисловість, з метою розширення областей застосування. Поліолефіни (ПО) становлять вагому частку загального обсягу виробництва високомолекулярних сполук (особливо поліетилен, поліпропілен та полібутен-1), але внаслідок недостатньої міцності, термостійкості та значній холодотекучості, області їх застосування дещо обмежені. Часткове подолання цих та інших недоліків можливе за допомогою модифікації, що дозволяє розширити діапазон застосування як самих гомополімерів, так і сумішей на їх основі.

Серед відомих методів модифікації полімерів в останній час багато уваги приділяється фотохімічним методам. Це обумовлено низькою енергоємністю, простотою апаратурного оформлення, економічністю та екологічною чистотою фотоініційованих процесів. Ці переваги стають дедалі більш актуальними у зв язку з загостренням економічної та екологічної ситуацій у світі в цілому і в Україні зокрема. З іншого боку, метод фотохімічної модифікації характеризується великою селективністю внаслідок вибіркованості поглинання світла конкретною речовиною, що дозволяє підводити енергію лише в окремі зв язки або молекули, не торкаючись інших компонентів. Крім того, цей метод дає можливість здійснення таких процесів, які в умовах термічної активації не відбуваються взагалі або протікають дуже повільно. Так фотохімічний метод ефективно використовується при модифікації плівкових матеріалів та волокон.

Вивчення процесу фотохімічного зшивання ПО було започатковане у кінці 50-их – початку 60-их років у Великобританії та ФРН. Прогрес в області світлотехніки, зростаючі вимоги до енергомісткості та екологічної безпеки сприяли різкому збільшенню робіт по фотохімічній модифікації ПО, особливо поліетилену (ПЕ) та поліпропілену (ПП), які проводяться у Швеції, Японії, Китаї, Австралії, Туреччині, Чехії, Словаччині та ряді інших країн. В Україні напрям фотохімічного зшивання почали розробляти у 60-70 роках під керівництвом професора О. О. Качана. Представлена дисертаційна робота виконана у ряду наукових тематичних досліджень, які проходять в Інституті біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України під керівництвом доктора хімічних наук П. В. Замотаєва і спрямовані на створення теоретичної бази для впровадження фотохімічних методів модифікації ПО та їх сумішей з метою одержання полімерних матеріалів з покращеними властивостями.

Актуальність теми. Важливий крок на шляху створення нових полімерних матеріалів може бути зробленим у результаті формування у гомогенній або гетерогенній поліолефіновій системі трьохмірної сітки хімічних вузлів завдяки зшиванню. Доповнення традиційних методів модифікації поліолефінів (ПО) їх наступним перетворенням (зшиванням, щепленням) під дією зовнішніх джерел (УФ-світла, іонізуючої радіації) є вагомим джерелом можливостей одержання матеріалів із спеціальними властивостями на основі ПО. Таким чином, можна розширити температурний інтервал експлуатації і покращити деякі фізико-механічні показники матеріалів. Однак, у цьому напрямку існує лише обмежене число експериментальних та теоретичних робіт, в яких враховуються відмінності у молекулярних та надмолекулярних параметрах полімерів при інтерпретації результатів їх зшивання. Досі не здійснені спроби застосування методу фотохімічного зшивання до цілої групи нових об єктів у рамках одного дослідження. До теперішнього часу не встановлені закономірності впливу сформованої сітки хімічних зв язків на механічні властивості (зокрема, холодотекучість) високоорієнтованих полімерних матеріалів, які мають структуру, максимально наближену до ідеально орієнтованого стану – кристалу з витягнутими ланцюгами.

У наш час також велика увага приділяється питанню створення нових матеріалів на основі сумішей ПО різної структури, які можуть поєднувати деякі позитивні властивості кожного з компонентів. Такі суміші мають гетерофазну структуру, в якій область розділу фаз є найслабкішим місцем внаслідок недостатньої міжфазної взаємодії. Для її підвищення вводять компатибілізатори, найчастіше – блочні кополімери з мономерів обох компонентів. Підвищуючи такі властивості сумішей як пластичність, стійкість до розтріскування та інші, компатибілізатори знижують модуль еластичності, стійкість до холодотекучості, формостійкість. Окремі спроби подальшої модифікації таких систем хімічними та радіаційними методами не дали бажаних результатів перш за все завдяки деструкції окремих компонентів суміші, що у свою чергу привернуло увагу до фотохімічного методу модифікації. В