Исследование структуры полимерных винил- фенилсилсесквиоксанов и получение разветвленных полиметаллохелатосилсесквиоксанов на их основе

• Автор: Баженов, Василий Валерьевич
• Шифр специальности: 02.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Литературный обзор
Полиорганилсилоксаны
Методы исследования структуры полимеров
Обсуждение результатов
1. Исследование структуры полимерных винил*
фенилсилсесквиоксанов.
2. Синтез и исследование
полиметаллохелатоорганосилсесквиоксанов.
3. Получение и исследование проницаемости мембран на основе полихромохелатоорганосилсесквиоксанов на нетканом материале.
Экспериментальная часть
Синтез непредельных кремнийорганических полимеров
Получение мембран
Анализ продуктов
Список используемой литературы
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время активно развивается область науки, занимающаяся изучением объектов наноразмерной природы — нанотехнология. Ведутся активные исследования в поисках компонентов для создания новых наноматериалов, как для фундаментальных исследований, так и для практического применения.
Особое внимание уделяется нанокомпозитным и гибридным материалам на основе кремнийорганических соединений, в том числе на основе кремнийорганических соединений, содержащих ионы различных металлов.
Реакции гидролитической поликонденсации и реакции присоединения допускают введение органических и элементоорганических молекул в стректуру полимерной молекулы. Различные компоненты могут быть связаны в разных соотношениях, и это приводит к образованию гибридных материалов. Эти материалы, в перспективе, могут использоваться в различных областях, в том числе: в оптике, электронике, для изготовления защитных покрытий, для получения катализаторов. Структура и степень «организации» зависят от природы исходных компонентов. Так известно, что свойства полиметаллорганосилоксанов зависят от составляющих их структурных фрагментов и соотношения атомов кремния и металла в их составе. Поэтому исследование структуры и изучение зависимости строения от составляющих фрагментов полимерного композита имеет большое значение в развитии данной области.
Исследование гибридных материалов на наноуровне находится в начальной стадии развития, тем не менее, проведенные исследования уже дают практические результаты:

-изготовление электронных схем (в том числе объемных) с активными элементами, чьи размеры сравнимы с размерами единичных молекул или атомов;
-непосредственная манипуляция атомами и молекулами и сборка из них всевозможных материалов;
-воспроизведение природных материалов.
В данной работе для изучения структурных особенностей полиорганосилоксанов был выбран ряд поливинил-, полифенилсилоксанов с различным соотношением винильных и фенильных групп. Использование реакции присоединения сульфенхлоридов р-дикетонатов металлов к непредельным функциональным группам поливинилполифенилсилоксанов и реакции гидролитической поликонденсации триэтоксисилилхлорэтилтио-2,4-пентандионатов металлов позволило получить пространственные содержащие металлхелатные ядра металлохелатоорганосилоксаны, которые могут быть использованы для получения мембран или оптически активных материалов.
Цель работы: Исследование структуры полимерных винил-
фенилсилсесквиоксанов методами позитронной временной диагностики, рентгенофазового анализа (метод Миллера-Бойера), определение плотности полимеров и получение разветвленных полиметаллохелатосилсесквиоксанов на их основе.
Поставленные цели предполагают решение следующих задач:
• Исследование структуры полиорганилсилсесквиоксанов с различным соотношением винил- и фенилсодержащих фрагментов методами позитронной временной диагностики, рентгенофазового анализа (метод Миллера-Бойера), плотности полимеров.
Соотнесение свободных объемов внутри- и межцепного пространства с данными временной позитронной диагностики полиметалл охелатосилсесквиоксанов.
• Синтез и исследование гиперразветвлённых полимеров на основе полиорганилсилсесквиоксана.
Получение мембран на основе
полихромхелатоорганосилсесквиоксанов на нетканом материале и исследование проводимости полученных мембран.

№ поли- мера Соот- ноше ние Элементарное звено Рассчитано, % Фрак- ция Вы- ход, % Найдено, % РФА с), А
УІ С н УІ Яі С Н
6 УІ:РІ1 1 : 0 [УІБІО, 5]„ 34.2 35.4 30.4 4.0 6(1) 17.6 - 34.8 - - 11.
6(2) 82.4 - 35.6 - - 11.
Данные элементного состава (таблица 2) и ИК-спектроскопии
подтверждают состав и строение выделенных веществ.
Данные позитронной диагностики высокомолекулярных фракций полиорганилсилоксанов с различным соотношением Рй/Уьгрупп представлены в таблице 3.
Таблица 3. Данные позитронной диагностики сополимеров
Фракция Ті I. т2 І2 Тз Із к2 Кз Уе+ V , Ио* к,-
1(2) 169.9 87.93 304.8 6.90 1372.6 5.17 17.95 26.63 0.274 0.133 5.029 4.
2(2) 132.5 88.38 377.3 9.43 1277.8 2.19 46.21 14.79 0.145 0.329 5.225 4.
3(2) 152.2 82.64 319.0 13.22 1712.7 4.14 45.44 24.78 0.258 0.331 5.390 4.
4(2) 111.7 81.07 311.4 12.83 1365.4 6.11 73.69 50.21 0.530 0.555 5.302 4.
5(2) 115.9 87.59 415.2 7.52 1587.3 4.89 46.72 39.12 0.394 0.346 5.672 4.
6(2) 131.5 80.13 311.8 12.9! 1349.7 6.96 56.77 47,79 0.514 0.432 5.276 4.
Таблица 3 (продолжение). Данные позитронной диагностики сополимеров
Фракция Ррз Рс+ Кра 1022 см'3 Н,+ 1022см"
1(2) 0.963 0.352 0.181 0.
2(2) 0.550 0.869 0.092 0.
3(2) 1.042 0.868 0.159 0.
4(2) 2.227 1.463 0.319 0.
5(2) 1.758 0.945 0.230 0.
6(2) 1.988 1.129 0.323 0.
Исходя из значений плотности полифенилсилсесквиоксана и поливинилсилсесквиоксана, было рассчитано число объемов, отвечающих элементарным звеньям этих полимеров в 1 см ’ по уравнению:
где: А7Юі0 - число объемов элементарных звеньев; сі — плотность полимера; Ка -
число Лвогадро; М — масса элементарного звена полимера.
Также было проведено сравнение числа объемов, полученных, исходя из данных позитронной диагностики (таб. 4), с рассчитанными выше.
Полученные данные (таблицы 3, 4) свидетельствуют, что аннигиляция позитрония мало зависит от природы радикала при атоме кремния, о чем