Polymer Science, Series CPolymer Science, Series CВысокомолекулярные соединения. Серия С2308-11472412-9860The Russian Academy of Sciences69911910.7868/S2412986025010016ArticlesСтатьиResearch ArticleTERMIChESKOE POVEDENIE SOPOLIMEROV AKRILONITRILA S ALKILAKRILATAMIТЕРМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СОПОЛИМЕРОВ АКРИЛОНИТРИЛА С АЛКИЛАКРИЛАТАМИTomsR. V.ТомсР. В.toms.roman@gmail.comIsmaylovD. A.ИсмайловД. А.MarinichevM. A.МариничевМ. А.Gerval'dA. Yu.ГервальдА. Ю.ProkopovN. I.ПрокоповН. И.PlutalovaA. V.ПлуталоваА. В.ChernikovaE. V.ЧерниковаЕ. В.chernikova_elena@mail.ruМИРЭА – Российский технологический университет, Институт тонких химических технологий им. М.В. ЛомоносоваМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова15122025671VOL 67, NO1 (2025)ТОМ 67, №1 (2025)41923122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://jdigitaldiagnostics.com/2308-1147/article/view/699119

Классической радикальной сополимеризацией акрилонитрила с метилакрилатом, этилакрилатом, н-бутилакрилатом, изопропилакрилатом и 2-гидроксиэтилакрилатом в растворе ДМСО в присутствии 2-меркаптоэтанола синтезированы сополимеры с Mw в диапазоне (20–90) × 103 и дисперсностью D = 1.7–2.3. Показано, что состав сополимеров практически не изменяется в ходе сополимеризации при мольной доле акрилата в исходной смеси 5–20%. Установлено, что молекулярная масса сополимеров не влияет на их термическое поведение; энергия активации циклизации практически не зависит от состава сополимера и природы алкильного заместителя в акрилате и составляет ~110 кДж/моль. С ростом длины алкильного заместителя в акрилате и содержания акрилата в сополимере развитие системы полисопряженных связей за счет циклизации нитрильных групп в инертной атмосфере замедляется. При термообработке сополимеров на воздухе влияние акрилата на образование полисопряженных связей понижается за счет протекания дополнительных реакций дегидратации и окисления. Синтезированные сополимеры акрилонитрила с Mw < 50 × 103 могут быть перспективными для получения прекурсоров полиакрилонитрила по расплавной технологии.

Классической радикальной сополимеризацией акрилонитрила с метилакрилатом, этилакрилатом, н-бутилакрилатом, изопропилакрилатом и 2-гидроксиэтилакрилатом в растворе ДМСО в присутствии 2-меркаптоэтанола синтезированы сополимеры с Mw в диапазоне (20–90) × 103 и дисперсностью D = 1.7–2.3. Показано, что состав сополимеров практически не изменяется в ходе сополимеризации при мольной доле акрилата в исходной смеси 5–20%. Установлено, что молекулярная масса сополимеров не влияет на их термическое поведение; энергия активации циклизации практически не зависит от состава сополимера и природы алкильного заместителя в акрилате и составляет ~110 кДж/моль. С ростом длины алкильного заместителя в акрилате и содержания акрилата в сополимере развитие системы полисопряженных связей за счет циклизации нитрильных групп в инертной атмосфере замедляется. При термообработке сополимеров на воздухе влияние акрилата на образование полисопряженных связей понижается за счет протекания дополнительных реакций дегидратации и окисления. Синтезированные сополимеры акрилонитрила с Mw < 50 × 103 могут быть перспективными для получения прекурсоров полиакрилонитрила по расплавной технологии.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла “Новые композиционные материалы: технологии конструкрования и производства”, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 04 июля 2023 г. номер 1789–р (соглашение от 27.02.2025 № 075–11–2025-007).Brown K.R., Harrell T.M., Skrzypczak L., Scherschel A., Wu H.F., Li X. // Carbon. 2022. V. 196. P. 422.Frank E., Hermanutz F., Buchmeiser M.R. // Macromol. Mater. Eng. 2012. V. 297. P. 493.Carbon Fibers and Their Composites / Ed. by P. Morgan. New York: Taylor and Francis, 2005.Jing M., Tan T.T., Wang C., Feng Z., Yang Y. // J. Aeronaut. Mater. 2013. V. 33. P. 78.Liu J., He L., Ma S., Liang J., Zhao Y., Fong H. // Polymer. 2015. V. 61. P. 20.Dalton S., Heatley F., Budd P.M. // Polymer. 1999. V. 40. P. 5531.Gupta A., Harrison I.R. // Carbon. 1997. V. 35. P. 809.Huang X. // Materials. 2009. V. 2. P. 2369.Edie D.D. // Carbon. 1998. V. 36. P. 345.Bajaj P., Paliwal D.K., Gupta A.K. // J. Appl. Polym. Sci. 1993. V. 49. P. 823.Bansal R.C., Donnel J.B. // Compr. Polym. Sci. 1990. V. 6. P. 501.Toms R.V., Balashov M.S., Gervald A.Yu., Prokopov N.I., Plutalova A.V., Chernikova E.V. // Appl. Sci. 2023. V. 13. P. 3734.Bhanu V., Rangarajan P., Wiles K., Bortner M., Santarpandian M., Godshall D., Wilkes G. // Polymer. 2002. V. 43. P. 4841.Tsai J.S., Lin C.H. // J. Appl. Polym. Sci. 1991. V. 43. P. 679.Bajaj P., Roopanwal A. K. // J. Macromol. Sci., Polym. Revs. 1997. V. 37. P. 97.Rwei S.P., Way T.F., Hsu Y.S. // Polym. Degrad. Stab. 2013. V. 98. P. 2072.McDonnell J.Y., Brackley C., O’Brien L. // Mater. Today Commun. 2016. V. 9. P. 22.Wiles K.B., Bhanu V.A., Pasquale A.J., Long T.E., McGrath J.E. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2004. V. 42. P. 2994.Jami S.N.A.M., Daik R., Pertanika I.A. // J. Sci. Technol. 2010. V. 18. P. 401.Jamil S.N.A.M., Daik R. // Materials. 2014. V. 7. P. 6207.Skvortsov I.Y., Kuzin M.S., Vashtchenko A.F., Toms R.V., Varfolomeeva L.A., Chernikova E.V., Shambilova G.K., Kulichikhin V.G. // Fibers. 2023. V. 11. P 65.Wiles K.B., Bhanu V.A., Pasquale A.J., Long T.E., McGrath J.E. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2004. V. 42. P. 2994.Hao J., An F., Lu C., Liu Y // J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. 2019. V. 56. P. 1012.Han N., Zhang X.X., Yu W.Y., Gao X.Y. // Macromol. Res. 2010. V. 18. P. 1060.Capek I. // Polym. J. 1992. V. 24. P. 103.Polymer Handbook / Ed. by J. Brandrup, E.H. Immergut, E.A. Grulke. New York: Wiley, 1999.Toms R.V., Balashov M.S., Gervald A.Yu., Prokopov N.I., Plutalova A.V., Chernikova E.V. // Polym. Int. 2022. V. 71. P. 646.Kissinger H.E. // Anal. Chem. 1957. V. 29. P. 1702.Ouyang Q., Cheng L., Wang H., Li K. // Polym. Degrad. Stab. 2008. V. 93. P. 1415.Odian G. Principles of Polymerization. New York: Wiley, 2004.Grassie N. // Eur. Polym J. 1972. V. 8. P. 865.Rahaman M.S.A., Ismail A.F., Mustafa A. // Polym. Degrad. Stab. 2007. V. 92. P. 1421.Hao J., Liu Y., Lu C. // Polym. Degrad. Stab. 2018. V. 147. P. 89.Bashir Z. // Carbon. 1991. V. 29. P. 1081.Томс Р.В., Исмайлов Д.А., Гервальд А.Ю., Прокопов Н.И., Плуталова А.В., Черникова Е.В., Фокин Д.С., Цыпакин А.А., Клам А.А. // Высокомолек. соед. Б. 2025. Т. 67. № 2. С. 101.