Формирование оптических и пористых полимеров с функционализированной поверхностью методом фотополимеризации

• Автор: Ковылин, Роман Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Литературный обзор
1Л Понятие о пористых полимерах
1.2 Методы получения пористых полимеров
1.2.1 Радикальная полимеризация
1.2.1.1 Особенности получения пористых полимерных материалов полимеризацией в массе и в эмульсии
1.2.1.2 Получение пористых полимеров при термоинициированной полимеризации
1.2.1.3 Получение пористых полимеров при фотоинициированной
полимеризации
1.2.1.4 Получение пористых полимеров при радиационной полимеризации
1.2.1.5 Радикальная полимеризация в высококонцентрированных
эмульсиях
1.2.1.6 Радикальная полимеризация криогелей
1.2.2 Поликонденсация как метод получения пористых полимеров
1.2.3 Полимеризация с раскрытием цикла
1.2.4 Получение пористого полимера воздействием на готовый полимер
1.3 Особенности фотополимеризации как метода получения пористых
полимеров
1.3.1 Инициирование полимеризации под действием видимого света
1.3.2 Инициирование с помощью системы хинон-амин
1.3.3 Инициирование с использованием 9,10-фенантренхинона
1.4 Влияние состава композиций и условий синтеза пористых
полимерных монолитов на их строение и свойства
1.4.1 Влияние природы и концентрации порообразующих добавок
на строение и свойства пористых полимерных монолитов
1.4.2 Влияние природы сшивающих агентов на строение и свойства
пористых полимерных монолитов

1.4.3 Влияние природы функциональных мономеров на строение
и свойства пористых полимерных монолитов
1.4.4 Влияние температуры полимеризации на строение и свойства пористых полимерных монолитов
1.4.5 Влияние концентрации инициатора на размер пор
1.5 Основные области применения пористых полимерных материалов
1.6 Получение пористых полимерных материалов
с функционализированной поверхностью пор
1.6.1 Полимерные материалы с гидрофобной поверхностью пор
1.6.2 Фильтрующие элементы для очистки органических жидкостей от воды
1.7 Оптические полимеры
1.7.1 Основные характеристики оптических полимеров
1.7.2 Оптические полимеры с заданным показателем преломления
1.7.3 Области применения оптических полимеров
ГЛАВА 2. Обсуждение результатов
2.1 Синтез и исследование характеристик пористых полимеров
из диметакриловых олигомеров МДФ-2, ОКМ-2 и ТГМ-
2.1.1 Объекты и методы исследования
2.1.2 Формирование полимеров с открытыми связанными порами
из ФПК на основе МДФ-
2.1.3 Пористые монолиты на основе композиций из МДФ-
с различными спиртами нормального строения
2.1.3.1 АСМ-исследования
2.1.3.2 Определение удельной площади поверхности
2.1.3.3 Взаимосвязь параметра растворимости и пористой структуры конечного полимера
2.1.4 Пористые монолиты на основе композиций из ОКМ-
с различными спиртами нормального строения
2.1.4.1 Сорбционные свойства
2.1.4.2 Влияние природы и концентрации порообразующих спиртов
на размер полимерных неоднородностей в пористом монолите

2.1.4.3 Определение удельной площади поверхности
2.1.5 Некоторые пористые монолиты на основе ТГМ-
2.2 Макропористые полимерные монолиты с гидрофобными
свойствами поверхности пор
2.2.1 Полимеры из композиций, содержащих фторакрилаты
2.2.2 Полимеры из композиций, содержащих алкил(мет)акрилаты
2.3 Апробация разработанных гидрофобных пористых материалов
для создания фильтрующих элементов для очистки органических жидкостей от воды
2.3.1 Фильтрующие водоотделяющие элементы на основе
гидрофобных пористых полимерных монолитов
2.3.2 Опытная установка для фильтрации водно-органических смесей
2.3.3 Результаты экспериментов по фильтрации смесей вода - бензол
и вода - дизельное топливо
2.4 Синтез и свойства высокопреломляющих оптических
полимеров, содержащих ароматические фрагменты
2.4.1 Кинетические особенности фотополимеризации нафтил(мет)акрилатов в массе
2.4.1.1 Фотополимеризация под действием ультрафиолета
2.4.1.2 Фотополимеризация под действием видимого излучения
2.4.2 Высокопреломляющие полимеры на основе нафтилметакрилатов
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть
3.1 Материалы
3.2 Методы
3.2.1 Получение пористых полимерных монолитов
3.2.2 Исследование морфологии пористых полимеров
3.2.3 Исследование сорбционных свойств
3.2.4 Определение удельных площадей поверхности
3.2.5 Эксперименты по разделению водно-органических смесей
3.2.6 Синтез мономеров
3.2.7 Идентификация синтезированных мономеров

формирования пористой структуры. С одной стороны, с увеличением температуры, как правило, увеличивается скорость полимеризации, увеличивается число зародышей [67]. С другой стороны, повышение температуры приводит к изменению термодинамического состояния системы и совместимость компонентов, как правило, возрастает. Это приводит к фазовому разделению на более поздних этапах полимеризации [13]. Поэтому в большинстве работ рассматривают влияние какого-либо одного фактора, учитывая совокупность других.
1.4.1. Влияние природы и концентрации порообразующих добавок на строение и свойства пористых полимерных монолитов
Все порообразующие агенты, которые применяются в настоящее время для создания пористых структур, можно разделить [68, 69] на три типа:
1) «хорошие» растворители, которые сольватируют полимерные цепи;
2) «плохие» растворители или осадители, которые практически не взаимодействуют с полимерными цепями; 3) несовместимые с полимером вещества (полимеры, суперкритические жидкости, гранулы и частицы [53, 70-73]).
В случае использования порообразующих агентов третьего типа очевидно, что пористая структура будет зависеть от количества и размеров используемого твердого темплата (за исключением случая использования сверхкритических жидкостей, где установлены иные закономерности).
Формирование пористой структуры при использовании «хороших» и
«плохих растворителей» можно описать с помощью нескольких подходов
[74, 75], среди которых наибольшее распространение получила теория
Гильдебранда и Хансена (Hildebrand и Hansen) [75]. По предложению авторов
каждому веществу соответствует определённый параметр растворимости,
обозначаемый буквой 8, а количественная оценка взаимодействия жидкости и
полимера осуществляется с использованием этого параметра. При этом
параметр растворимости определяется как корень квадратный из плотности
энергии когезии, равной отношению энергии, необходимой для полного