Синтез, структура и свойства моно- и дизамещенных солей 4,4`-бипиридилия и полимерных композиций на их основе

• Автор: Закиров, Марат Искандерович
• Шифр специальности: 02.00.06, 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Явление электрохромизма
1.2. Электрохромные системы
1.2.1. Неорганические системы
1.2.2. Органо-неорганичесие системы
1.2.3. Органические системы
1.2.4. Проводящие полимеры
1.2.5. Композиты
1.3. Основные характеристики электрохромных материалов
1.3.1. Цвет
1.3.2. Контраст
1.3.3. Электрохромная эффективность
1.3.4. Время отклика
1.3.5. Электрохромная стабильность
1.3.6. Время жизни
1.3.7. Эффект памяти
1.4. Постановка задачи
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Синтез и основные характеристики исследованных веществ
2.2. Физико-химические методы исследования
2.2.1. Метод ЯМР
2.2.2. Метод элементного анализа
2.2.3. Методы масс-спектрального анализа
2.2.4. Метод ЭПР
2.2.4.1. Методика электрохимического востановления
2.2.4.2. Методика фотохимического восстановления
2.2.4.3. Методика химического восстановления
2.2.5. ИК - Фурье спектроскопия

2.2.6. УФ-Вид спектроскопия
2.2.7. Метод дифференциально сканирующей калориметрии (ДСК)
2.2.8. Методика получения электрохромных композиций
2.2.9. Метод циклической вольт-амперометрии (ЦВА)
2.2.10. Методика измерения электрооптических свойств
2.3. Квантово-химические расчеты и компьютерное моделирование
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
3.1. Структура и свойства моно- и дизамещенных солей 4,4' -
бипиридилия
3.1.1. Электрохимические свойства
3.1.2. Парамагнитные свойства
3.2. Структура и свойства композиций на основе солей 4,4' -
бипиридилия и карбоксил-содержащих сополимеров
3.3. Электрооптические свойства моно- и дизамещенных солей 4,4' -
бипиридилия и полимерных композиций на их основе
Выводы
Список литературы

Введение
Современное состояние науки о полимерных материалах и ее развитие в направлении создания функциональных систем опирается на контролируемый синтез композиций, в основе свойств которых лежит четко выраженное взаимное влияние компонентов. В целом ряде случаев композиции полимеров и низкомолекулярных функциональных соединений проявляют уникальные свойства, отсутствующие у составляющих, что дает возможность решать недоступные ранее задачи материаловедения. В частности, одной из важных характеристик веществ, находящих широкое практическое применение, являются его электрооптические свойства. Одним из частных, но весьма важных проявлений электрооптических свойств является электрохромизм. Под электрохромизмом понимают обратимое изменение окраски вещества под действием электрического тока, и это явление уже находит широкое применение при создании экранов, информационных табло и др.
В настоящее время известны и описаны самые разнообразные классы электрохромных (ЭХ) веществ, таких как оксиды переходных металлов, низкомолекулярные органические соединения, электроактивные полимеры. В то же время в научной литературе достаточно мало внимания уделено композициям различных классов соединений, в которых один или несколько компонентов проявляют ЭХ свойства. Среди широкого круга известных ЭХ соединений особое место занимают органические соединения на основе дизамещенного 4,4' - бипиридилия (виологены). Структура их молекул позволяет строить композиции как с ковалентным, так и с нековалентным связыванием их с полимерной матрицей. Композиции на основе полимеров и низкомолекулярных электрохромов представляют несомненный интерес, так как потенциально могут сочетать в себе положительные качества электроактивных ЭХ систем и полимеров, таких как пленкообразование, эффект памяти, малое энергопотребление с интенсивностью окраски, чистотой цвета, а также доступность, простота получения и низкая

1.4. Постановка задачи
Анализ литературных данных позволяет сделать некоторые выводы, представленные ниже в виде табл. 1.
Таблица 1. Относительные достоинства и недостатки различных ЭХ
материалов
ЭХ материал Достоинства Недостатки
Неорганические системы Электрохимическая стабильность Долговременная эксплуатация Невысокая ЭХ эффективность Низкая скорость переключения Отсутствие механической гибкости Малая палитра цветов
Органо- неорганические системы Электрохимическая стабильность Высокая ЭХ эффективность Долговременная эксплуатация Широкая палитра цветов Высокая стоимость Низкая скорость переключения Отсутствие механической гибкости Во многих случаях- переход от одной окраски к другой, без обесцвечивания
Органические системы Высокая ЭХ эффективность Высокая скорость срабатывания Меньшая электрохимическая стабильность Меньшее время эксплуатации Недостаточный контраст в мономолекулярном слое
Проводящие полимеры Высокая ЭХ эффективность Высокая скорость срабатывания Механическая гибкость Широкая палитра цветов Высокая стоимость Меньшая электрохимическая стабильность Меньшее время эксплуатации Во многих случаях- переход от одной окраски к другой, без обесцвечивания
Композиты Электрохимическая стабильность Высокая ЭХ эффективность Долговременная эксплуатация Высокая скорость срабатывания Механическая гибкость Широкая палитра цветов Высокая стоимость
Хорошо видно, что ЭХУ на основе различных типов ЭХ материалов имеют свои достоинства и недостатки с точки зрения их ЭХ свойств, условий нанесения и эксплуатации. Одним из способов преодоления таких недостатков является создание композитов на основе различных ЭХ агентов. Подобные композиты могут быть созданы путем включения низкомолекулярных ЭХ соединений в полимерную матрицу за счет нековалентного связывания. Такие композиты могут обладать высоким контрастом, скоростью переключения, эффектом памяти и малым рабочим напряжением. Подобные покрытия должны обладать рядом технологических