Исследование влияния негомогенности микроструктуры высокопроницаемых полимерных стекол на их сорбционные и транспортные свойства

• Автор: Гокжаев, Михаил Борисович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 103 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Строение и газоразделительные свойства

поли1 триметиленлил1 пропина.

1.1.1. Полимеризация

1.1.2. Селективный транспорт н сорбция газов в ПТМС

1.1.3. Влияние старения пленок ПТМСП на их газораздслитсльные свойства

1 Структура и физикохимические свойства ПТМСП

1.2. Структура аморфных полимеров

1.2.1. Двухфазные модели строения аморфных полимеров

1.2.2. Однофазные модели строения аморфных полимеров
1.2.3. Современные представления о структуре аморфных
полимеров
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1 Основные объекты исследования
2.2 Методы исследования.
2 2.1 Определение козффициентов проницаемости газов
2 2.2 Расширенный метод гидростатического взвешивания
2.2 3. Другие физикохимические методы исследования
Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1. Исследование релаксационного поведения ПТМСП
3.2. Рентгеноструктурный анализ пленок ПТМСП
3.3. Изучение структуры ПТМСП методом ИКспектроскопни
3.4. Расширенный метод гидростатического взвешивания
3 5 Исследование газопроницаемости пленок ПТМСП
3 6. Исследование влияния структуры замещенных
полифен ил енокендов на их транспортные характеристики
Выводы
Список литературы


Предложена модель микрогетерогенного строения ПТМСП и количественно охарактеризованы ее структурные компоненты области повышенной и пониженной плотности, упорядоченные домены и элементы свободного объема Выявлено наличие сорбционных центров в ПТМСП, способных координировать вокруг себя молекулы органических соединений. Проведена оценка пороговых значений гидрофобное сорбата, определяющих предел конформационного натяжения проходных цепей и начало разворачивания цепей, составляющих упорядоченные домены. Разработанный подход к изучению микрогстсрогенности и структуры неравновесного свободного объема высокопроницасмых полимерных стекол позволил разработать принципы формования и впервые получить лабораторные образцы высокопроизводительных газоразделительных ПТМСП мембран, отличающихся высокой стабильностью газоразделительных характеристик во времени. Глава 1. Строение и газораздел и тельные свойства полн1триметилснл ил 1пропина. Однако, несмотря на возрастающее количество публикаций, мембраны на основе этого полимера не вышли еще пока на коммерческий рынок. Полимеризация. ПТМСП был впервые синтезирован в начале х годов Масудой и Хигашимурой, которые изучали полимеризацию замещенных ацетиленов 14. В качестве катализатора при полимеризации триметилсилилпропина ТМСП используют пентагалоген иды ниобия и тантала 1,2, а в качестве растворителя углеводороды и галогенсодержащие углеводороды. Обычно полимеризацию ТМСП проводят в толуоле в присутствии ТаС1 или при температуре 0С в течение часов. Данная методика позволяет количественно получать полимер с молекулярной массой М 5 и ММ 1,23. В ряде работ 3. ТМСП были использованы каталитические системы, содержащие наряду с катализатором кт и сокаталкзаторы ехт Так, авторы работы 3 проводили полимеризацию ТМСП в присутствии таких каталитических систем как ТаСиктРЬзВ1скт и МЬС1ктРМскт. Соотношение ктскт в обоих случаях составляло 11. Было показано, что использование системы ТаСЬР1ъВ1 позволяет получать полимер с высокой молекулярной массой М 6, тТ0ЛХЛ эо с ,2 длг без снижения выхода и существенно увеличивать схорость полимеризации. При полимеризации ТМСП в присутствии МЪС1Р1пВ1 образуется частично нерастворимый полимер. Высокомолекулярные образцы ПТМСП были также получены на каталитических системах ТаС1скт, где сокатализатором являлись РЬзбЬ. Пибп. Ви8о1, РЬН, ЕьЗШ, однако во всех случаях наблюдалось снижение выхода полимера 3. В ряде работ 13,5,, показано, что условия проведения полимеризации ТМСП каталитическая система, температура, растворитель и т. ПТМСП, как молекулярная масса, молекулярномассовое распределение, растворимость и т. В табл. ПТМСП, синтезированных с использованием различных каталитических систем. Как видно из табл. ПТМСП, полученные в присутствии ТаСЬ, обладают большей молекулярной массой. Проведение полимеризации ТМСП на 1 в цнклогсксанс приводит к получению болсс низкомолекулярного продукта с довольно узким молекулярномассовым распределением ММ1,2. Использование данной каталитической системы позволяет. Таблица 1. Условия синтеза ПТМСП влияют не только на молекулярномассовые характеристики получаемых образцов, но и на конформационный состав полимерных цепей. Так, авторы работ 6,7 изучали методом 3С ЯМР конформацию целей образцов ПТМСП, полученных в присутствии различных катализаторов. Найдено, что полимеры, полученные на ТаСЬ, характеризуются примерно равным содержанием цне и трансконформаций, тогда как полимеры, синтезированные на ЫЪО, отличаются более регулярной структурой с преобладанием цисформы. Также было показано, что другие условия проведения полимеризации температура, растворитель, сокаталкзатор не оказывают существенного влияния на геометрию полимерной цепи. Селективный транспорт и сорбция 1Яв в ПТМСП. ПТМСП привлекает большое внимание исследователей, благодаря необычно высоким параметрам газопереноса 8 Этот стеклообразный полимер температура стеклования выше 0С обладает наибольшими коэффициентами диффузии и проницаемости газов среди всех изученных на сегодняшний день полимеров. В частности, коэффициенты проницаемости газов , 2, Н2 и тд. ПТМСП на порядок выше, чем для полндиметилснлоксана ПДМС, прежде считавшегося наиболее проницаемым полимером.