Физико-химические свойства и структурная подвижность сверхсшитых полистиролов

• Автор: Пастухов, Александр Валерианович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 390 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЕТЧАТЫХ ПОЛИМЕРОВ,

УГЛЕРОДНЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Методы расчета термических характеристик сетчатых полимеров по их химическому строению

1.2. Структура и динамика сетчатых полимеров

1.2.1. Физическое релаксационное состояние полимеров

1.2.2. Структура и деформационное поведение аморфных сетчатых полимеров.

1.2.3. Структура и деформационное поведение набухших сетчатых полимеров.

1.2.4. Свободный объем полимеров, метод аннигиляции позитронов

1.2.5. Вода в полимерах при низких температурах.

1.3. Углеродные сорбенты на основе полимеров
1.4. Магнитные и каталитические нанокомлозиты полимеров с неорганическими
соединениями.
ГЛАВА 2. ОТ РЕДКИХ ПОЛИСТИРОЛЬНЫХ СЕТОК К СВЕРХСШИТЫМ.
РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ СТЕКЛОВАНИЯ И СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПОЛИСТИРОЛЬНЫХ СЕТОК МЕТОДАМИ ТМА и ДСК.
ГЛАВА 3. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
СВЕРХСШИТЫХПОЛИСТИРОЛОВ
ГЛАВА 4. ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА СВЕРХСШИТЫХ ПОЛИСТИРОЛОВ.
4.1. Исследование пористой структуры сверхсшитых полистиролов методом позитронной аннигиляционной спектроскопии
4.2. Исследование пористой структуры сверхсшитых полистиролов методом
динамической десорбционной порометрии и низкотемпературной сорбции азота.
ГЛАВА 5. СТРУКТУРНАЯ ПОДВИЖНОСТЬ СВЕРХСШИТЫХ ПОЛИСТИРОЛОВ.
5.1. Деформация сополимеров стирола, дивинилбензола и сверхсшитых полистиролов
в процессе сорбции растворителей.
5.2. Деформирование набухших полимеров при удалении растворителя.
5.2.1. Деформация гелевых и пористых сетчатых полимеров в процессе десорбции растворителей
5.2.2. Осмотическая деформация набухших сверхсшитых полистиролов и ионитов в концентрированных растворах электролитов.
5.3. Вода в нанопорах свсрхсшитого гидрофобного полистирола при низких температурах исследования методами ЯМР и ТМА.
5.4. Деформирование набухших сверхсшитых полистиролов
5.5. Термические деформации сверхсшитых полистиролов
метод термодилатометрии
5.5.1. Структурные перестройки ССП в области 0 С.
5.5.2. Структурный коллапс пористых полистиролышх сеток в области С.
5.6. Сверхсшитый полистирол полимер в неклассическом физическом состоянии
5.6.1. Термомеханический метод анализа.
5.6.2. Деформационное поведение сверхсшитых полистиролов при одноосном
сжатии в изотермических условиях.
5.6.3. Метод всестороннего сжатия V анализ.
ГЛАВА 6. ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СВЕРХСШИТЫХ ПОЛИСТИРОЛОВ МЕТОДЫ ТГАИДТА.
6.1. Термоокислительная деструкция сверхсшитых полистиролов
6.2. Пиролиз сверхсшитых полистиролов в инертной среде.
ГЛАВА 7. КАРБОНИЗАТЫ СВЕРХСШИТЫХ ПОЛИСТИРОЛОВ НОВЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ СОРБЕНТЫ
7.1. Получение и свойства карбонизатов сверхсшитых полистиролов
7.2. Карбонизаты сверхсшитых полистиролов с парамагнитными свойствами
ГЛАВА 8. МАГНИТНЫЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ НАНОКОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ СВЕРХСШИТЫХ ПОЛИСТИРОЛОВ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.
8.1. Структурные исследования магнитных нанокомпозитов.
8.2. Сорбция токсичных органических соединений магнитными нанокомпозитами
8.3. Каталитическое окисление метанола из разбавленных водных растворов
нанокомпозитами на основе сверхсшитых полистиролов с платиной
ГЛАВА 9. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
9.1. Реактивы и промышленные сорбенты
9.2. Синтезы сополимеров стирола с дивинилбензолом и полидивинилбензолов.
9.3. Синтезы сверхсшитых полистиролов
9.4. Получение углеродных сорбентов карбо1гизатов сверхсшитых полистиролов.
9.5. Методы исследования физических свойств полимеров
9.6. Методы исследования физикомеханических свойств полимеров.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
АВТОРСКИЕ ПУБЛИКАЦИИ.
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


X. в межузловом фрагменте, объемная набухаемость в бензоле, толуоле, тетрагидрофуране или в циклогексане УУо где отношение объмов набухшего и сухого образца, плотность жидкости 5 пропорциональна степени набухания УВс1Уо снижается до нулевого значения, по линейной зависимости 5СХ3 Хо где С константа, Хо критическое значение, для 1. Подобные зависимости установлены также для сополимеров стирола, набухающих в бинарной смеси растворителей, но линейные функции 5ХШ характерны для смесей гептана, метанола или ацетона с толуолом, если содержание толуола составляет более , и об. Набухание таких частых сеток, как сверхсшитый полистирол ССП определяется структурными особенностями этих уникальных полимеров, а не свойствами поглощаемого растворителя 4. Так, например, сверхсшитыс полистиролы, полученные при сшивании линейного полистрола пксилилендихлоридом, набухают не только в средах хорошо сольватирующих полисгирольные цепи степень объемного набухания ССП в толуоле достигает 5 , но и в средах несольватирующих полисгирольные цепи степень объемного набухания ССП в этаноле, гептане, воде достигает 0, 5 и 0 соответственно. Полагают 4, что это связано с низкой энергией межцепных взаимодействий в ССП, обусловленной значительными внутренними напряжениями, релаксирующими при набухании . Для некоторых частых полимерных сеток пористых сополимеров стирола с дивинилбензолом, полученных в присутствии различных растворителей, необычная способность к набуханию в воде также объясняется наличием больших внутренних напряжений 8. Свободный объем в полимерах. Многие свойегва полимеров термические, механические, релаксационные и др. С позиций термодинамики структура и свойства полимеров могут описываться через конфигурационную свободную энергию и энтальпию, однако более удобным является использование понятия свободного объема, как характеристики упорядоченности структуры. Действительно, важнейшие свойства жидких и твердых веществ, и прежде всего вязкость, способность к стеклованию или деформированию, указывают на наличие в них свободного объема, который может быть представлен как пустоты молекулярных размеров, связанные с определенной упаковкой молекул или структурных элементов полимерной сетки. Хотя, согласно Ферри , свободный объем на 1 г вещества определить очень трудно, это полезное полуколичественное понятие. Концепция свободного объема оказалась очень полезной и используется для теоретического описания многих процессов в жидкостях и в полимерах см. На основе концепции свободного объема развита теория диффузии низкомолекулярных веществ в полимерах 1, теория теплопроводности, теория растворов и растворимости полимеров 2 и др. Известно несколько методологических подходов к расчетам свободного объема жидкостей 3 и твердых тел, определяемого как, флуктуационыый свободный объем 4, свободный объем теплового расширения 5 и геометрический или пустой объем 6. Определение фпуктуационпого свободного объема впервые введено 3 для жидкостей. Флуктуационный свободный объем представляет собой суммарный объем дырок, которые образуются при отклонении молекулы или участка цепи от се центра тяжести при тепловом движении. Для полимерных материалов флукту ационный свободный объем определяется на основании температурных и или барических зависимостей вязкости, в соответствии с теорией вязкоупругих свойств полимеров, развитой Вильямсом, Ланделлом и Ферри теория ВЛФ . Значение свободного объемапри температуре стеклования в теории ВЛФ находят из данных по динамическим механическим свойствам, когда релаксационные процессы связаны с проявлениями сегментальной подвижности. Анализ экспериментальных данных в терминах уравнения ВЛФ привел к выводу, что условием стеклования является постоянство величины флукгуационного свободного объема. В этом случае для огих полимеров величина 0. Совершенно очевидно, что движение крупных структурных элементов требует большого размера дырок или большего свободного объема. Поэтому следует принять, что, исследуя различные релаксационные механизмы, можно определить долю свободного объема, необходимую для осуществления перескоков структурных единиц разного размера. Эю следует из данных полученных в работе 7, отвечающих релаксационному механизму с большими временами, т.