Том 65, № 1 (2023)

Изучены реологические свойства системы поливиниловый спирт–вода в магнитном поле и в его отсутствие. Обнаружено, что магнитное поле приводит к увеличению вязкости системы и к изменению морфологии образующихся в растворах надмолекулярных частиц. Концентрационная зависимость относительной вязкости описывается кривой с максимумом.

Обсуждаются изотермы сорбции/десорбции азота при 77 К и паров бензола при 293 К на различных сверхсшитых полистирольных смолах. Форма изотерм N₂ для всех образцов идентична и характеризуется крутым подъемом адсорбционной ветви при низком относительном давлении р/р₀, а также последующим менее крутым наклоном ветви при увеличении относительного давления. Изотерма адсорбции бензола имеет слабовыраженный выпуклый начальный участок со значительным увеличением емкости сорбента при повышении относительного давления. Высказано предположение, что подъем изотермы в обоих случаях отражает релаксацию внутреннего напряжения с одновременным увеличением объема сетки. Различие между двумя типами изотерм обусловлено тем фактом, что в сетке, охлажденной до 77 К, напряжение больше и начальный объем образца сильнее сжат. Адсорбция азота и бензола при относительном давлении 0.95, – это величины одного порядка, что указывает на сходную степень набухания сверхсшитого полистирола в обоих сорбатах. Адсорбционное поведение сверхсшитых полимеров типа PIM (Рolymers of Intrinsic Microporosity) управляется теми же эффектами.

Синтезирован ряд новых анионных сополимеров блочного строения, в которых нейтральный блок образован из 2-фенилэтилметакрилата (ФЭМ), а ионный блок получен статистической сополимеризацией 1-[3-(метакрилоилокси)-пропилсульфонил]-1-(трифторметансульфонил)имида лития (LiM) и метилового эфира полиэтиленгликоль метакрилата (ПЭГМ). Изучено влияние химической структуры, состава и молекулярной массы блоков на ионную проводимость и термические свойства блок-сополимеров (поли[ФЭМ–блок–(LiM–стат–ПЭГМ)]). Методом малоуглового рентгеновского рассеяния установлено, что введение небольшого количества литийсодержащих звеньев (~7 мол. %) в структуру нейтрального сополимера поли[ФЭМ–блок–ПЭГМ] приводит к микрофазному разделению и упорядочению системы. Обобщенные данные малоуглового рентгеновского рассеяния и атомно-силовой микроскопии указывают на образование ламеллярной структуры c межплоскостным расстоянием d ~ 28 нм.

Методом ЭПР-спектроскопии исследован процесс компексообразования полиэтиленимина с катионами меди в водном растворе с последующим выделением наночастиц меди. Показано, что в избытке полимера в растворе катион меди образует комплекс с тремя атомами азота в координационной сфере и искаженной тетрагональной геометрией. При увеличении концентрации меди начинает формироваться комплекс катиона меди с водой. Добавление в исследованные растворы восстановителя NaBH₄ приводит к образованию частиц Cu(0), вызывает постепенное исчезновение ЭПР-сигнала Cu(II) и возникает сигнал ЭПР, характерный для моноядерных комплексов меди с полиэтиленимином.

Изучено влияние структуры синтетических поликислот на формирование и свойства их интерполимерных комплексов с альгинатом натрия. Установлено, что гидрогели формируются преимущественно за счет водородных связей, тип которых зависит от структуры поликислоты и количества связанной воды. Исследование поведения гидрогелей в воде и фосфатном буфере с рН 7.2 показало, что свойства гидрогелей наряду с природой поликислоты определяются соотношением компонентов и температурой их обработки. Возможность использования гидрогелей как основы систем доставки лекарственных средств изучена на примере лидокаина.

Методом аналитической сканирующей электронной микроскопии исследовано структурообразование при деформировании смеси расплавов термопластичного полимера (полисульфон) и жидкокристаллического полимера. Вязкость последнего при высокой скорости сдвига существенно меньше вязкости термопласта. Исследование проводили при задаваемом объемном расходе в условиях течения через капилляр с низкой и высокой скоростью деформирования. Основным результатом проведенных наблюдений было установление эффекта самоорганизации, выражающимся в разделении фаз и образовании областей повышенной концентрации ЖК-полимера в термопластичной матрице. Такая система представляет собой эмульсию, и при переходе от большого диаметра цилиндра капиллярного вискозиметра к малому диаметру установленного на его дне капилляра образуется конический сходящийся поток. Такая геометрия деформирования проводит к возникновению продольного течения с образованием струй (волокон) в объеме экструдата и поверхностного слоя из ЖК-полимера. Эффективная вязкость смеси понижена по сравнению с вязкостью термопласта, что определяется самоорганизацией ЖК-полимера.

Проведены лабораторные и натурные испытания стойкости композита на основе полиэтилена низкой плотности с органоминеральной биоцидной добавкой к воздействию водных сред. В качестве органоминеральной добавки использован полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (высокомолекулярный нетоксичный биоцид, применяемый в составе антисептических растворов), иммобилизованный на неорганическом носителе (монтмориллоните) для улучшения качества распределения органоминеральной добавки в термопластичном полимере (без потери биоцидных свойств полигуанидина) и для предотвращения вымывания полигуанидина из композита при эксплуатации. Состав и структура композита с органоминеральной добавкой сохраняются без изменений после экспонирования в дистиллированной воде и в модельной морской воде. Натурными испытаниями композитов в морской воде на глубине 1.5 м в тропическом климате установлено, что даже после 21 месяца экспонирования образцов вымывания полигуанидина из материала не наблюдается. При этом образцы без органоминеральной добавки подвергаются незначительному фотоокислительному старению, тогда как молекулярная структура полимера в композите с добавкой не изменяется. Таким образом, исследуемая органоминеральная добавка оказывает фотостабилизирующее действие на полиэтилен. При экспонировании образцов в морской воде происходят незначительное снижение прочности образцов и увеличение модуля упругости, что связано с повышением степени кристалличности полиэтилена при старении.