Акрилимидобразующие полимеры : синтез, свойства и применение

• Автор: Дятлов, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 496 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Основные способы синтеза полиакрилимидов из полимеров предшественников и области использования
1.1.1 Способы получения полиакрилимидов из
полиакрилимидобразующих реактопластов
1.2 Применение полиакрилимидов в органических стеклах и материалах
для оптоэлектроники
1.2.1 Экструзионные полиакрилимидные стекла, пленки и волокна
1.3 Газонаполненные полиакрилимидные пластики
1.3.1 Полиакрилимидные пены из полиэфиракрилатов
1.3.2 Пенопласты на основе сополимеров акрилонитрила
1.3.3 Полиметакрилимидные пены: основные области применения, характеристики и способы их получения
1.3.4 Конструкционная пена ЯоЬасеП и ее аналоги
1.3.5 Химические превращения при получении полиакрилимидных газонаполненных материалов
1.4 Получение акрилимидообразующих сополимеров из полимеров предшественников
1.4.1 Синтез сополимеров, содержащих нитрильные, амидные и кислотные звенья, щелочным гидролизом полиакрилонитрила
1.4.2 Синтез сополимера акриламида и акриловой кислоты щелочным гидролизом полиакриламида
1.5 Синтез полиакрилимидобразующих сополимеров сополимеризацией мономеров
1.5.1 Регулирование реакционной способности сомономеров в сополимеризации
1.5.2 Блочная сополимеризация

1.5.3 Растворный и осадительный режимы сополимеризации в водных и органических средах
1.5.4 Применение двухфазных водно-органических и двухфазных водных полимерных систем для сополимеризации бинарных мономерных смесей
1.6 Общие принципы получения пенопластов
1.6.1 Состав пенообразующей композиции
1.6.2 Методы вспенивания и отверждения акрилимидообразующих сополимеров
1.7 Алкил-2-цианакрилаты
1.7.1 Имидизация поли-2-цианакрилатов
1.7.2 Применение 2-цианакрилатов и полиакрилимидобразующих полимеров на их основе
1.7.3 Композиционные материалы медицинского назначения на основе имидизуемых акриловых полимеров и полисахаридных систем доставки
лекарств
2 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
2.1 Синтез акриловых сополимеров, содержащих карбоксильные и нитрильные группы (СПЛ-КН) имидизующихся при низкой температуре
2.1.1 Изучение закономерностей сополимеризации АН и МАК (АК) в гомогенных и гетерогенных системах и нахождение условий образования сополимеров с предпочтительно статистическим или близким к нему распределением звеньев
2.1.2 Сополимеризации акрилонитрила (АН) и метакриловой кислоты (МАК) в водной и водно-органических средах
2.1.3 Сополимеризации акрилонитрила и метакриловой кислоты в среде органических растворителей

2.1.3.1 Сополимеризация АН-МАК в осадительном
режиме
2.1.3.2 Сополимеризация АН-МАК в растворном
режиме
2.1.4 Сополимеризация в двухфазных водных полимерных средах
2.1.4.1 Концентрирование компонентов инициирующей системы в
выбранной фазе
2.1,.4.2 Перераспределение сомономеров между выбранными водными фазами
2.1.4.3 Контроль растворимости сополимеров АН-МАК в двунепрерывных водных системах
2.1.4.4 Осадительная сополимеризация АН и МАК в двунепрерывной водной полимеризационной среде
2.1.4.5 Растворная сополимеризация АН-МАК в двунепрерывных двухфазных водных системах
2.1.4.6 Дисперсионная сополимеризация АН с МАК в двухфазных водных системах
2.1.5 Молекулярно массовые характеристики и фракционная однородность сополимеров АН-МАК
2.1.6 Влияние способа синтеза на строение основной цепи сополимеров АН-МАК
2.1.7 Синтез сополимеров СПЛ-КН и СПЛ-КАН полимераналогичными превращениями
2.1.7.1 Изучение закономерностей гомогенного щелочного гидролиза полиакрилонитрила и нахождение условий образования как двойных сополимеров акрилонитрила с акриловой кислотой АН-АК, так и тройных сополимеров АН-АА-АК, содержащих звенья акрилонитрила, акриламида и акриловой кислоты

что если процесс имидизации проводить в безводных условиях при температуре 200-450 °С, то полученный ПАИ обладает лучшей растворимостью и более высокой температурой стеклования. При имидизации ПММА в экструдере в присутствии водного раствора аммиака, на выходе из фильеры экструдера вместо гомогенного экструдата образуется вспененный стренг [12]. Это вероятно первый пример получения газонаполненного вспененного ПАИ одностадийным методом в результате неудачной переработки оргстекла.
Немного позже, был разработан двухстадийный способ получения высокомолекулярного, несшитого, термопластичного
полиакрилимидобразующего оргстекла из ПММА, содержащего растворенный первичный амин [41]. Авторы предложили проводить «быструю» имидизацию за 30-1000 секунд в головке экструдера при температуре от 300 до 375 °С в присутствии безводного аммиака, подаваемого под давлением в зону пластикации. Полученный термореактивный полиакрилимидобразующий полимер не являлся сшитым и был полностью растворим в диметилформамиде. При термолизе оргстекла на воздухе ПАИ быстро отверждался образуя нерастворимый термостойкий полимер, который по данным термомеханических испытаний обнаруживал только 1 % деформации вплоть до температуры 285 °С.
Таким образом, было показано, что экструзией принципиально можно в одну стадию получать частично имидизованное органическое стекло, хотя низкое качество продукта и жесткие технологические режимы, требующие высоких давлений и температур переработки до настоящего времени остаются неразрешенной проблемой.
Использование экструзии в процессе производства полиакрилимидных волокон и пленок позволило достичь значительно лучших результатов. В недавно запатентованной технологии [42] описан процесс получения ПАИ пленок и волокон экструзей расплава ПММА в присутствии аминных отвердителей. Авторы рекомендуют проводить переработку полимеров при температурах от 230 до 250 °С. Для окраски нитей и пленок были использованы добавки флуоресцентных красителей. В отсутствие красителя волокна и пленки бесцветны