Разветвленные поли-N-винилпирролидоны как полимеры-носители химических соединений

• Автор: Пыряев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Литерату рный обзор

1.1. Разветвленные полимеры особенности строения и свойств, методы синтеза.

1.1.1. Особенности строения и свойств разветвленных полимеров.

1.1.2. Методы синтеза разветвленных полимеров.

1.2. Мвинилпирролидон мономер и полимеры на его основе

1.3. Фуллеренсодсржащие полимеры. Строение, свойства и применение.

1.3.1. Фуллерен Сбо строение и свойства

1.3.2. Функционализация полимеров фуллереном С

1.4. Заключение.

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Объекты исследования.
2.2. Очистка исходных веществ.
2.3. Синтез линейных и разветвленных сополимеров винилпнрролидона и
метплмегакрплата, их фуллеренсодержащих аналогов
2.3.1. Синтез линейных соиолимсров винилпирролидона. метилметакрилата и их фуллеренсодержащих аналогов.
2.3.2. Синтез разветвленных поливинилпирролидонов и их фуллеренсодержащих аналогов
2.4. Инкапсулирование гидрофильных красителей в макромолекулы разветвленных сополимеров винилпирролидона различного строения и их фуллереновых производных.
2.5. Методы исследования линейных и разветвленных сополимеров
винилпирролидона и их фуллеренсодержащих аналогов.
2.5.1. Изотерм и1ч ее кая микрокалориметрия.
2.5.2. ИКспеюроскопия как метод исследования строения сополимеров винилпирролидона и кинетики сополимеризации винилпирролидона
2.5.3. Вискозимстрический метод.
2.5.4. Метод озонолиза
2.5.5. Гельпроникающая хроматография.
2.5.6. Элементный анализ
2.5.7. Термогравиметрня.
2.5.8. Электронная абсорбционная спектроскопия
2.5.9. Методы исследования молекулярной подвижности линейных и разветвленных
сополимеров винилпирролидона и их фуллеренсодержащих аналогов.
Глава 3. Разветвленные сополимеры винилпирролидона с диметакрилатами. Синтез, строение и характеристики.
3.1. Кинетические закономерности радикальной сополимеризации винилпирролидона
3.2. Строение и свойства разветвленных сополимеров, полученных методом радикальной сополимеризации.
3.2.1. Определение состава сополимеров винилпирролидона с диметакрилатам и методом ИКспектроскошш.
3.2.2. Остаточная ненасыщенность разветвленных сополимеров винилпирролидона
3.2.3. Молекулярномассовые характеристики сополимеров винилпирролидона
3.2.4. Поведение сополимеров винилпирролидона в растворе
3.2.5. Молекулярная подвижность сополимеров винилпирролидона разветвленного строения
3.2.5.1. Локальная молекулярная динамика сополимеров винилпирролидона разветвленного строения метод фотохромного зонда
3.2.5.2. Сегментальная молекулярная подвижность разветвленных сополимеров
винилпирролидона.
Глава 4. Фуллеренсодержащне сополимеры на основе винилпирролидона. Синтез, строение, свойства
4.1. Радикальная сополимсризация винилпирролидона с диметакрилатами в отсутствие и в присутствии фуллсрена
4.1.1. Кинетика расхода фуллерсиа в реакциях с радикалами инициатора, дивиниловыми мономерами и 1дскантиолом.
4.1.2. Кинетические закономерности радикальной гомополимеризации винилпирролидона и метил метакрилата в растворе в отсутствие и в присутствии Сб
4.1.3. Кинетические закономерности радикальной сополпмеризации винилпирролидона с диметакрилатами в отсутствие и в присутствии фуллсрена.
4.2. Состав и характеристики фуллеренсодержащих поливинил пирролидонов, полиметил метакрилатов и сополимеров винилпирролидона и
метил метакрилата.
4.3. Строение и свойства фуллеренсодержащих разветвленных поливинилппрролидонов.
4.3.1. Строение и состав фуллеренсодержащих разветвленных поливинилппрролидонов.
4.3.2. Свойства фуллеренсодержащих разветвленных поливинил пирролидонов
4.3.2.1. Молекулярномассовые характеристики и вязкостные свойства
4.3.2.2. Сегментальная молекулярная подвижность фуллеренсодержащих разветвленных поливинилппрролидонов.
4.3.2.3. Термическая стабильность фуллеренсодержащих разветвленных
поливинилпирролидонов.
Глава 5. Разветвленные сополимеры винилпирролидона как полимерыносители нековалентно связанных гидрофильных красителей.
5.1. Сорбция гидрофильных красителей разветвленными сополимерами винилпирролидона и их фуллереновыми производными
5.1.1. Влияние строения разветвленных сополимеров винилпирролидона и фуллеренсодержащих производных на их сорбционную способность
5.1.2. Влияние строения и химической природы красителя на сорбционную способность разветвленных сополимеров винилпирролидона
5.1.3. Влияние условий сорбции на процессы сорбции разветвленными сополимерами
винилпирролидона гидрофильных красителей
5.2. Исследование межмолекулярньтх взаимодействий в системах разветвленный сополимеркраситель.
5.3. Разветвленные полиЫвинилпирролидоны как полимерные контейнеры для
гидрофильных красителей
ВЫВОДЫ.
Список литературы


Схематичное изображение структуры разветвленных полимеров умеренноразветвленная а, гребнеобразная б, полимерная щетка в, звездообразная г и сверхразветвленная д. Особый интерес с научной и практической точки зрения представляют разветвленные полимеры различной конфигурации, прежде всего, сверхразветвленные полимеры и дендримеры. СРП представляет собой макромолекулу, состоящую из прогрессивно разветвляющихся цепей рис. Число вегвей в каждом следующем поколении больше, чем в предыдущем в определенное число раз 3. Соотношение числа ветвей последующего поколения к числу ветвей предыдущего поколения характеризуется величиной коэффициента разветвления КР. СРП с КР 2. Как правило, КР принимает целочисленные значения. Исключение составляют случаи, когда сополимеризация или сополиконденсация осуществляется из смеси мономеров разной функциональности. Тогда КР может принимать дробные значения. Рис. Разветвленность полимеров определяется, в первую очередь, их функциональное гыо числом реакционноспособных групп кратных связей для нолимеризационных мономеров карбоксильных, гидроксильных, аминогрупп и др. Т число разветвленных, линейных и концевых звеньев в молекуле СРП, соответственно. Очевидно, что всегда 1. Экспериментально определяется путем измерения концентраций атомных групп типа , и Т методом С,3ЯМР и НЯМР высокого разрешения и дополнительно когда раздельное определение атомных групп , и Т с помощью ЯМР невозможно другими аналитическими методами, включая элементный анализ, массспектроскоппю и т. Замечательные свойства СРП см. В депдримерах сверхразветвлениых полимерах с регулярным ветвлением 3, 1. Дендримеры имеют регулярную структуру и монодиспсрсны. СРП обладают не регулярной, а статистической структурой и полидисперсны. Макромолекулы СРП представляют собой совокупность ветвей, скомпонованных самыми различными способами в трехмерном пространстве в виде сферы, цилиндра или же в виде топологически более сложных макромолекул, состоящих из сфер и цилиндров, соединенных проходными цепями 3. Согласно гипотетическим концепциям дендримерпых макромолекул, впервые сформулированных Флори 7, СРП ветвящаяся симметричная макромолекула с числом разветвлений, прогрессивно возрастающим по мере удаления от центра симметрии, и практически не содержащая циклизованпых фрагментов 3. В отличие от СРП, умеренно разветвленные полимеры, в дальнейшем называемые РП, характеризуются еще менее регулярным строением, содержат циклы. Для них характерно, в отличие от СРП, наличие выраженной основной цепи см. Структурные усложнения макромолекул, вызванные их разветвлениями, сопровождаются появлением новых необычных свойств, по сравнению с линейными полимерными аналогами. В последнее время топологическое определение уступило место более прагматичному, базирующемуся на наличии или отсутствии у прогрессивно разветвляющейся макромолекулы комплекса уникальных свойств и позволяющему макромолекулам СРП содержать дефекты строения в виде циклов и несимметричной формы. К уникальным свойствам, благодаря которым макромолекулы СРП выделяют из других полимеров, относят высокую растворимость и термодинамическую совместимость с различными средами, низкую вязкость растворов и отсутствие зависимости гидродинамического объема макромолекул от молекулярного веса, а также способность макромолекул СРП служить в качестве наноконтейнеров для гостевых молекул в процессах межфазной транспортировки 3. Благодаря наличию столь ценного комплекса свойств, СРГГ находят применение во многих областях конструкционные материалы, лакокрасочные материалы, типографические краски, полимерные нанокомпозиты и мн. В настоящее время большое внимание уделяется использованию полимеров необычной архитектуры дендримеров, СРП, РП в качестве полимеровносителей полимерных контейнеров нековалентно связанных низкомолекулярных соединений красителей 9, катализаторов , объектов биологического , и фармацевтического назначения и др. Для обозначения процесса введения низкомолекулярных соединений в полимер часто используют термин инкапсулирование.