Управление синтезом, структурой и поляризацией полимерных матриц для радиопрозрачных стеклопластиковых материалов

• Автор: Улитин, Николай Викторович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 543 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 РАДИОПРОЗРАЧНЫЕ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ С РЕГУЛИРУЕМОЙ СТРУКТУРОЙ И СВОЙСТВАМИ.
1.1 Однослойные и многослойные радиопрозрачные стеклопластиковые полимерные композиционные материалы. Комплекс требований, предъявляемых к радиопрозрачным стеклопластиковым полимерным композиционным материалам.
1.2 Обзор полимерных матриц и волокон, используемых для изготовления радиопрозрачных стеклопластиковых композиционных материалов
1.3 Полимеры, синтезируемые радикальной полимеризацией в присутствии тритиокарбонатов, как новые перспективные термопластичные полимерные матрицы для радиопрозрачных стеклопластиковых композиционных материалов.
1.4 Регулирование структуры и свойств полимерных матриц для радиопрозрачных стеклопластиковых композиционных материалов в рамках модульного математического моделирования.

1.4.1 Структурнокинетический модуль.

1.4.2 Массообменный, гидродинамический и теплоообменный модули

1.4.3 Прогностический модуль. Подходы к количественной оценке свойств

полимеров на основе их строения

Заключение к главе 1.
ГЛАВА 2 УПРАВЛЕНИЕ СИНТЕЗОМ, СТРУКТУРОЙ И ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ ГУСТОСЕТЧАТЫХ ЭПОКСИАМШII1ЫХ ПОЛИМЕРОВ
2.1 Формирование эиоксиаминных полимеров. Анализ проявления структурной организации эиоксиаминных полимеров в их физических и физикомеханических свойствах
2.1.1 Реакции эпоксидных олигомеров с аминами
2.1.1.1 Основные реакции.
2.1.1.2 Побочные реакции.
2.1.2 Структура и комплекс физических и физикомеханических свойств эпоксиаминных полимеров
2.2 Современные представления теории деформационного двойною лучепреломления равновесных состояний твердых тел. Особенности влияния структурной организации полимеров на деформационное двойное лучепреломление и определяющие его характеристики
2.3 Применение теории наследственности для описания двойного лучепреломления, возникающего в густосетчатых полимерах под действием полей температуры и механических напряжений.
2.4 Экспериментальные объекты, методики экспериментов и обработки экспериментальных данных
2.4.1 Экспериментальные объекты, методики получения и очистки мономеров.
2.4.2 Приготовление композиций
2.4.3 Методы исследования.
2.4.4 Экспериментальное оборудование для поляризационнооптических измерений. Методики поляризационнооптических экспериментов. Обработка экспериментальных данных поляризационнооптических измерений.
2.5 Реализация методологии оптимального ступенчатого синтеза для получения густых эпоксиаминных сеток пространственно однородной топологической структуры
2.6 Применение инкрементального подхода для расчета параметров математического описания деформационного двойного лучепреломления в
густосетчатых полимерах.
2.6.1 Моделирование топологической структуры густосетчатых эпоксиаминных полимеров в рамках теории графов. Статистические параметры
топологической структуры густосетчатых эпоксиаминных полимеров
2.6.2 Оценка температуры структурного стеклования и коэффициентов теплового расширения густосетчатых эпоксиаминных полимеров
2.6.3 Оценка равновесных свойств густосетчатых эпоксиаминных полимеров.
2.6.4 Оценка весовых коэффициентов густосетчатых эпоксиаминных полимеров.
2.7 Применение фрактальноинкрементального подхода для расчета параметров математического описания деформационного двойного лучепреломления в густосетчатых полимерах.
2.7.1 Моделирование молекулярнотопологической структуры густосетчатых эиоксиаминных полимеров. Определение фрактальной размерности топологической структуры.
2.7.2 Оценка температуры структурного стеклования и коэффициентов теплового расширения
2.7.3 Оценка равновесного упругого коэффициента электромагнитной восприимчивости и весовых коэффициентов густосетчатых эпоксиаминных полимеров
2.8 Решение обратной задачи для нахождения параметров нормализованного релаксационного спектра. Проверка адекватности теории деформационного двойного лучепреломления густосетчатых полимеров
Заключение к главе 2
ГЛАВА 3 УПРАВЛЕНИЕ ПРОТЕКАЮЩЕЙ ПО МЕХАНИЗМУ ОБРАТИМОЙ ПЕРЕДАЧИ ЦЕПИ В ПРИСУТСТВИИ ТРИТИОКАРБОНАТОВ РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИЕЙ СТИРОЛА, СТРУКТУРОЙ И ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ ПОЛИМЕРА.
3.1 Современное состояние исследований в области радикальной полимеризации стирола в присутствии тритиокарбонатов
3.2 Исходные вещества, методики экспериментов и обработки экспериментальных данных.
3.2.1 Исходные вещества
3.2.2 Методики экспериментов и обработки экспериментальных данных.
3.3 Модульное математическое моделирование кинетики радикальной полимеризации стирола в присутствии тритиокарбонатов, топологической структуры, температуры структурного стеклования, коэффициентов теплового расширения и диэлектрической проницаемости полимера изотермическая постановка задачи.
3.3.1 Структурнокинетический модуль.
3.3.1.1 Теоретические закономерности процесса псевдоживой радикальной полимеризации стирола в присутствии тритиокарбонатов в рамках кинетического подхода.
3.3.1.2 Параметры топологической структуры полистирола.
3.3.1.3 Параметрическая идентификация структурнокинетического модуля. Адекватность структурнокинетического модуля.
3.3.1.4 Исследование влияния начальной концентрации инициатора на молекулярномассовые характеристики полистирола
3.3.1.5 Исследование влияния начальной концентрации мономера на молекулярномассовые характеристики полистирола
3.3.1.6 Исследование влияния начальной концентрации тритиокарбоната
на молекулярномассовые характеристики полистирола.
3.3.1.7 Исследование влияния температуры процесса полимеризации на молекулярномассовые характеристики полистирола
3.3.2 Разработка прогностического модуля с использованием инкрементального подхода.
3.3.3 Разработка прогностического модуля с использованием полуэмпири
ч ее кого подхода
3.4 Теоретические закономерности взаимовлияющих процессов химического превращения и теплообмена при псевдоживой радикальной полимеризации стирола, протекающей в присутствии тритиокарбонатов по механизму обратимой передачи цепи
Заключение к главе 3.
ГЛАВА 4 УПРАВЛЕНИЕ ПРОТЕКАЮЩЕЙ ПО МЕХАНИЗМУ ОБРАТИМОЙ ПЕРЕДАЧИ ЦЕПИ В ПРИСУТСТВИИ ТРИТИОКАРБОНАТОВ РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИЕЙ БУТИЛАКРИЛАТА, СТРУКТУРОЙ И ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ 1ЮЛИМЕРА
4.1 Современное состояние исследований в области радикальной полимеризации бутилакрилата в присутствии тритиокарбонатов.
4.2 Исходные вещества, методики экспериментов и обработки экспериментальных данных
4.2.1 Исходные вещества
4.2.2 Методики экспериментов и обработки экспериментальных данных.
4.3 Модульное математическое моделирование кинетики радикальной полимеризации бутилакрилата в присутствии тритиокарбонатов, топологической структуры, температуры структурного стеклования, коэффициентов теплового расширения и диэлектрической проницаемости полимера изотермическая постановка задачи.
4.3.1 Структурнокинетический модуль.
4.3.1.1 Теоретические закономерности процесса исевдоживой радикальной полимеризации бутилакрилата в присутствии тритиокарбонатов в рамках кинетическою подхода
4.3.1.2 Параметры топологической структуры полибутилакрилата.
4.3.1.3 Параметрическая идентификация структурнокинетического модуля. Адекватность структурнокинетического модуля.
4.3.1.4 Исследование влияния начальной концентрации инициатора на молекулярномассовые характеристики полибутилакрилата
4.3.1.5 Исследование влияния начальной концентрации мономера на молекулярномассовые характеристики полибутилакрилата
4.3.1.6 Исследование влияния начальной концентрации тритиокарбоната
на молекулярномассовые характеристики полибутилакрилата.
4.3.1.7 Исследование влияния температуры процесса полимеризации на
молекулярномассовые характеристики полибутилакрилата
4.3.2 Разработка прогностического модуля с использованием инкрементального подхода.
4.3.3 Разработка прогностического модуля с использованием полуэмиири
чсского подхода
4.4 Теоретические закономерности взаимовлияющих процессов химического превращения и теплообмена при псевдоживой радикальной полимеризации бутилакрилата, протекающей в присутствии тритиокарбонатов по
механизму обратимой передачи цепи
Заключение к главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Сравнительный анализ в аспекте природы и стабильности групп, поставляемых в структуру макромолекул агентами псевдоживой радикальной полимеризации. Синтезируемые методам ОПЦполимеризации полимеры содержат в своей молекулярной структуре атомы серы в составе тиокарбонильной группы, которые придают желтоватую окраску. Полимеры с тиокарбонильной группой устойчивы к повышенным температурам, но эту группу можно всегда удалить по известным методикам. Синтезируемые методом АТЯРполимеризации полимеры содержат в своей молекулярной структуре атомы галогенов. Причем по окончании полимеризации в среде находятся соединения металла и лиганд, что в итоге ведет к необходимости очистки полученного продукта. Атомы галогенов в принципе всегда можно поменять на необходимую группу за счет реакций замещения нуклеофильного или электрофильного типа. Полимеры, синтезируемые методом радикальной полимеризации по механизму обратимого ингибирования в присутствии нитроксильных радикалов, всегда содержат примесь нитроксила. В плане стабилизации полимера это бывает иногда полезным. Сравнительный анализ в аспекте доступности агентов псевдоживой радикальной полимеризации. В настоящее время ОГЩагенты необходимо синтезировать по в принципе известным методикам, но во многих последних работах активно обсуждается вопрос об организации производства эффективных ОПЦагентов с целью их коммерческой реализации. Применяющиеся в АТКРполимеризации алкилгалогениды и легко синтезируемы, и есть в свободной продаже. Синтез стабильных нитроксильных радикалов достаточно сложен, а стоимость имеющихся в продаже высока. В заключение связанного с историческим обзором исследований, механизма и основных кинетических закономерностей ОПЦиолимеризации обоснования того, что полимеры, синтезируемые методом ОПЦполимеризации в присутствии тритиокарбонатов, являются перпективными матрицами для радиопрозрачных стеклопластиков, необходимо остановиться на работах, которые посвящены моделированию кинетики ОПЦполимеризации, осуществляемого с цслыо оценки молекулярномассовых характеристик образующихся полимеров. ОПЦполимеризации в присутствии тритиокарбонатов. ОПЦполимеризации. В настоящей диссертации все указанные недочеты будут решены с использованием модульного математического моделирования, поэтому в п. Академик В. В. Кафаров совместно с И. Н. Дороховым и Л. В Дранишниковым в монографии Системный анализ процессов химической технологии процессы полимеризации 8, обобщили вес, что было сделано ими и до них в области полимеризации и сформулировали главный принцип модульного математического моделирования. Несмотря на то. Такие экспертные системы активно используются зарубежом для оценки влияния различных факторов на течение процессов синтеза полимеров, а также на свойства последних. Модульное математическое моделирование может успешно применяться для регулирования структуры и свойств как термопластичных, так и реактопластичных полимерных матриц, используемых в радиопрозрачных стеклопластиках. Разработка структурнокинетического модуля заключается в том, чтобы не только математически описать механизм процесса синтеза, но и связать кинетику процесса со структурой полимера. Принципы создания и примеры таких описаний подробно рассмотрены в монографиях В. И. Иржака. Ал. Ал. Берлина, С. И Кучанова 2, . Так, монография В. И. Иржака в соавторстве е Ь. А. Розенбергом и академиком Н. С. Ениколопяном Сетчатые полимеры синтез, структура, свойства 2 системно обобщает огромный теоретический и экспериментальный материал по методам характеристики структуры сетчатых полимеров, методам описания различных процессов формирования полимерных сеток полимеризации и поликонденсации. Сетчатые полимеры это единственная но сути на данный момент такого масштаба монография, которой могут пользоваться специалисты по созданию радиопрозрачных стеклопластиков для научнообоснованного регулирования структуры и физикомеханических свойств сетчатых полимерных матриц. В монографиях академика Ал. Ал. Берлина в соавторстве с С. А. Вольфсоном и академиком Н.