Прогнозирование молекулярно-массовых, теплофизических и диэлектрических характеристик полибутилакрилата, получаемого радикальной полимеризацией в присутствии тритиокарбонатов

• Автор: Самарин, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Матричные полимеры для оптических волноводов: материалы и комплекс предъявляемых к ним требований
1.2 Полибутилакрилат как один из самых востребованных матричных полимеров для оптоэлектроники
1.3 Контролируемая радикальная полимеризация по механизму обратимой передачи цепи как новый перспективный подход к синтезу матриц с регулируемыми молекулярно-массовыми и диэлектрическими характеристиками
1.4 Сравнение ЛАРТ-полимеризации с БЕНР и АТЛР в аспекте охвата полимеризуемых мономеров, условий проведения процесса, природы концевых групп полимеров и доступности контролирующих агентов
1.5 Управление структурой и свойствами полимеров в рамках модульного математического моделирования
1.5.1 Структурно-кинетический модуль
1.5.2 Прогностический модуль. Подходы к количественной оценке
свойств полимеров на основе их строения
Заключение к главе
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1 Исходные вещества
2.2 Методики экспериментов и обработки экспериментальных данных
ГЛАВА 3 КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ЛАРТ-ПОЛИ-МЕРИЗАЦИИ БУТИЛАКРИЛАТА
3.1 Кинетическая модель
3.2 Молекулярно-массовые характеристики ЛАРТ-полибутилакрилата
3.3 Адекватность кинетической модели

3.4 Проведение численных исследований по оценке влияния условий процесса ЛАРТ-полимеризации на молекулярно-массовые характеристики,полибутилакрилата
3.4.1 Исследование влияния начальной концентрации инициатора
3.4.2 Исследование влияния начальной концентрации мономера
3.4.3 Исследование влияния начальной концентрации тритиокарбоната
3.4.4 Исследование влияния температуры процесса полимеризации
Заключение к главе
ГЛАВА 4 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛАРТ-ПО ЛИБУ ТИ Л АКРИ ЛАТА
4.1 Формализация свойств с использованием инкрементального подхода
4.2 Формализация свойств с использованием полуэмпирического подхода
4.3 Проведение численных исследований по оценке влияния условий процесса ЛАРТ-полимеризации на теплофизические и диэлектрические
характеристики ЛАРТ-полибутилакрилата
Заключение к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
В настоящее время большой класс оптоэлектронных изделий представляют гибкие полимерные оптические волноводы, состоящие из оптоволокон, полимерной матрицы и внешней полимерной оплетки.
Основным требованием к полимерной матрице таких волноводов является низкая и стабильная во времени величина ее диэлектрической проницаемости. Из-за недостаточно низкой величины диэлектрической проницаемости полимерной матрицы происходят большие потери сигнала. Кроме того, со временем потери усиливаются из-за падения стабильности величины диэлектрической проницаемости (это обусловлено линейной топологией макромолекул в используемых полимерных матрицах). Таким образом, в сфере гибких полимерных оптических волноводов обозначилась проблема нехватки полимерных матриц с низкой, регулируемой и стабильной во времени величиной диэлектрической проницаемости.
Для увеличения стабильности во времени величины диэлектрической проницаемости создают «смесевые» полимерные матрицы, представляющие собой смесь линейных и разветвленных макромолекул (линейно-разветвленные полимерные матрицы). Диэлектрическую проницаемость как линейных, так и линейно-разветвленных матриц можно снизить за счет уменьшения их молекулярной массы, т.е. путем получения не высокомолекулярного полимера, у которого изменение длины цепей не сказывается на изменении его свойств, а олигомера, у которого изменение длины цепей на свойства влияет существенно. Помимо этого, на величину диэлектрической проницаемости полимерной матрицы влияет то, в каком физическом состоянии (стеклообразном или высокоэластическом) находится матрица в условиях эксплуатации волновода. Фактически, это означает, что такие теплофизические характеристики полимерной матрицы, как температура стеклования и коэффициенты теплового расширения (в стеклообразном и высокоэластическом состояниях), определяют величину

геном на конце; полученный комплекс переходного металла активирует галоидный алкил и контролирует процесс ATRP-полимеризации; недостаток: непригоден для получения чистого блок-сополимера, т.к. инициатор 1п2 приводит к образованию гомополимера;
использование активаторов, генерируемых одноэлектронным переносом (AGET - Activators Generated by Electron Transfer):
Продукт
окисления
Восстановитель
[Восстановитель]/[Х - Metn+1LX] < 1.
Для восстановления более окисленных состояний переходного металла используются агенты, не способные начать новые цепи: медь, 2-этилгексаноат олова, аскорбиновая кислота; образующиеся комплексы металла в низшей степени окисления катализируют ATRP-полимеризацию; достоинство - могут синтезироваться блок-сополимеры; недостатки: медленный процесс, т.к. из-за рекомбинации накапливается комплекс металла в высшей степени окисления;
- непрерывная регенерация активатора за счет инициаторов (ICAR -Initiators for Continuous Activator Regeneration) - свободные радикалы постоянно образуются из-за распада радикального инициатора (1п2) в течение всего процесса, таким образом, восстанавливая и регенерируя катализатор: