Градиентные полимерные материалы на основе эпоксидных олигомеров

• Автор: Андрианова, Кристина Александровна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Градиентные полимерные материалы получение, свойства и применение.

1.1 Введение II

1.2 Методы получения градиентных полимеров

Ф 1.2.1 Градиентные взаимопроникающие полимерные сетки

ВПС.

1.2.1 Получение градиентных материалов в процессе расслоения систем.

1.2.2 Факторы, влияющие на формирование градиентных материалов.

1.3 Исследование состава и структуры градиентных материалов

1.4 Исследование свойств градиентных материалов

1.4.1 Релаксационные свойства и температуры переходов
1.4.2 Механические свойства
1.5 Применение градиентных полимерных материалов.
1.5.1 Градиентные оптические материалы.
1.5.2 Градиентные покрытия.
1.5.3 Полимеры на основе ГЭФ и перспективы получения градиентных материалов на их основе
1.6 Заключение.
2 Характеристика объектов и методов исследования.
2.1 Постановка задачи
2.2 Основные объекты исследования
2.3 Методы исследования
3 Формирование градиентных полимерных материалов на основе са
морасслаивающихся систем
3.1 Изучение совместимости ГЭФ с эпоксидными олигомерами
и описание систем в области несовместимости
3.2 Процесс расслоения смесей ограниченно совместимых эпоксидных олигомеров
3.3 Математическое описание процесса расслоения
3.4 Отверждение смесей ограниченно совместимых эпоксидных олигомеров.
4 Изучение структуры и свойств градиентных материалов на основе
эпоксидных олигомеров.
4.1 Изучение градиента распределения компонентов и структу
ры в материалах на основе саморасслаивающихся систем
4.1.1 Градиент распределения компонентов.
4.1.2 Изучение градиента структуры.
4.2 Градиент распределения свойств
4.2.1 Определение термомеханических характеристик
4.2.2 Распределение микротвердости по сечению градиентных материалов
4.2.3 Определение распределения модуля упругости и температурного коэффициента линейного расширения
5 Применение градиентных эпоксидных материалов
5.1 Применение градиентных полимеров в качестве покрытий с расслаивающимся составом.
5.2 Работоспособность градиентных покрытий.
5.3 Получение градиентных оптических материалов на основе ограниченно совместимых эпоксидных олигомеров.
Выводы.
Список литературы


К градиентным материалам относятся градиентные взаимопроникающие полимерные сетки (ВПС) — это смеси трехмерных полимеров (или смеси трехмерного и линейного полимеров). Имеется несколько обзорных статей [1, 8-], в которых рассмотрены методы получения, номенклатура, структура и свойства ВПС различных типов. Анализ литературы показывает, что градиентные ВПС являются одними из наиболее интересных и перспективных полимеров. Градиентные материалы - основа для синтеза перспективных полимерных материалов, использующихся, например, в медицине [], оптоэлектронике и волновой оптике, приборостроении, для вибро - и шумозащиты и в других областях. Существует два основных способа получения ВПС: последовательный и одновременный []. Последовательные ВПС изготавливают диффузией мономера в предварительно сформированную сетку, который затем полиме-ризуется []. Они могут формироваться как в одну, так и в две стадии, при этом мономеры добавляются одновременно, при низкой температуре, чтобы сформировалась первая сетка, и постепенно температура повышается, чтобы сформировалась вторая. Одновременные ВПС формируются в одну стадию. Однако, нужно учесть, что одновременные ВПС формируются только в том случае, если скорости полимеризации обоих компонентов ВПС близки. Это требует осторожного выбора катализатора, инициатора, температуры и давления, поэтому на практике получить такие ВПС удается редко. Первые работы по получению и исследованию градиентных ВПС были связаны с поиском и разработкой материалов для медицины [-]. Взаимопроникающие полимерные сетки, используемые для этих целей, могут быть получены только методом последовательного отверждения. Этот метод заключается в следующем: на первой стадии предварительно сформированный полимер (первый компонент) выдерживают в мономере, полимеризующемся в дальнейшем с образованием второго полимера. Набухание прерывают на определенной стадии, не доводя до равновесия, затем проводят полимеризацию и получают второй полимер, концентрация которого в матричном полимере меняется в направлении, перпендикулярном к поверхности, вследствие замедленности процессов набухания и диффузии в сетке-матрице. В результате образуются ВПС, свойства которых отличаются как от свойств индивидуальных полимеров, так и от свойств ВПС такой же химической природы, но полученных методом последовательного отверждения в условиях равновесия. Скорость диффузии мономеров в процессе получения градиентных ВПС и последующее распределение полимеров, вероятно, будут зависеть от концентрации мономера в растворителе (если таковой используется), от концентрации сшивающего агента и других факторов. Эти вопросы были подробно рассмотрены при исследовании градиентной ВПС на основе полиэфи-руретанов (ГТУ) и сшитого полиакриламида (ПАА) []. Полиэфируретаны получали двухстадийным методом дифенилметандиизоцианата и полипропи-ленгликоля с использованием диаминэтана в качестве удлинителя. Полиэфи-руретан содержал жесткие домены - физические сшивки, образующие сетку. Образцы ВПС получали набуханием пластинок ПУ в растворе, содержащем акриламид (АК), сшиватель (тетраэтиленгликольдимстакрилат) и инициатор, и последующей полимеризацией АК. Общее количество ПАА определяли по разности масс исходной пленки ПУ и полученной после насыщения ее ПАА. Для данной системы было показано, что увеличение концентрации мономера в набухающей смеси приводит к закономерному повышению концентрации ПАА в ВПС, хотя зависимость его содержания от концентрации АК в растворе нелинейна. Естественно, что увеличение содержания ПАА в ВПС приводит в дальнейшем к повышению набухания образцов воде. Увеличение концентрации инициатора в растворе АК также ведет к росту содержания ПАА в ВПС, но до некоторого предела, после которого влияние концентрации инициатора сказывается незначительно. Изменение концентрации сшивающего агента немонотонно влияет на содержание ПАА в ВПС: имеется оптимальная концентрация, обеспечивающая максимальное содержание ПАА, однако при этом способность ВПС к набуханию в воде монотонно уменьшается.