Введение к работе
Мі2ММІ21Ші_225' В настоящее время широко применяются :ізполненные полимерные материалы, представляющие собой гетерогенные система с высокоразвитыми поверхностям;! раздела фаз. Это различные композиционные материалы, армированные стеклопластики, наполненные и армированные термопласты, усиленные резины, клеи, покрытия и другие составы технического назначения. На практике постоянно возникают задачи, связанные с созданием новых композиционных систем с определенными физическими, механическими и прочими свойстве:/:;!, а также со снижением стоимости полимерных материалов за с^ет использования доступных и дешевых, наполнителей.
При создании композиционных, материалов существует <ряд проблем, обусловленных различиями в свойствах компонентов компэзп- , та. Во-первых, различия в механических '.свойствах наполнителя а матрицы приводят к возникновению значительных перенапряжений вблизи поверхности наполнителя. Во-вторых., менфазная поверхность является местом зарождения микродефектов, развитие которых зависит от механических сво:-істз связующего и энергии адгезионного взаимодействия. В-третьих, различия в поверхностных энергиях компонентов приводит к агрегации частиц наполнителя в матрице и, как следствие, к неравномерному распределению наполнителя в объеме композита. Это ухудшает физические и механические свойства материала.
единственный путь улучшения сзойств полимерных композитов -модификация поверхности наполнителей, обеспечивающая необходимый уровень меафазного взаимодействия поверхности дисперсных частиц со связующ, а также более равномерное распределение наполнителя в полимерной матрице.
К наиболее эффективным модификаторам поверхности твердого тела относятся "якорные" графтсоцолимеры с сорбционноактивядаи "якорными" цепями и привитыми полимерными блоками, хорошо совмещающимися с материалом связующего. Это, как правило, дафильные сополимеры, синтез которых ограничен растворимостью различных блоков сополимера. Кроме того, громоздкие макромолекулы "якорных" сополимеров не проникают в агрегаты мелких частиц наполнителя, а обволакивают агрегаты целиком. Эти проблемы обусловили развитие методов синтеза "якорных" сополимеров непосредственно на поверхности наполнителя путем их последовательной "сборки". "Сборка" осуществляется в две стадии. На первой.стадии на поверхности иммобилизуется "якорный" компонент с функциональными группами,спо-
- z -
собными инициировать полимеризацию. На второй стадии проводится привитая полимеризация, инициированная этими функциональными группами, в результате которой формируется вторая часть "якорного" сополимера - привитые цепи, синтезируемые под заданное связующее .
Еще одна область, в которой широко используются синтезированные таким образом полимерные покрытия на поверхности твердого тела - это высокоэффективные сорбенты для газовой и жидкостной хроматографии (в особенности, белков и других веществ природного происхождения), носители для катализаторов, запдатные оболочки.
Настоящая работа посвящена изучению первой стадии процесса "сборки" "якорного" сополимера - иммобилизации на поверхности твердого тела "якорного" компонента с инициирующими группами.
Цель работы: разработать методы модификации дисперсных неорганических материалов (наполнителе";, пигментов, адсорбентов) полимерными инициаторами радикальней полимеризации - сорбционно-активными сополимерами' пероксидного мономера - 5-трет-бутилперо-кси-5-метил—І-гексен-3-ияа.
Работа выполнялась по плану НИР АН УССР по теме B0I8700S4S84 "Пероксидная модификация полимерных коллоидных систем с цель» создания композиционных материалов".
Научная' новизна. Впервые изучена физическая адсорбция реак-ционноопособных сополимеров пероксидного мономера - 5-трет-бутал-перокси-5-метил-І-гексен-З-ина - с малеииовым ангидридом, акриловой и метакриловой кислотами на поверхности неорганических оксидов и солей. Установлено, что адсорбция обратима и равновесна,однако, ввиду высокого сродства сополимера к.поверхности тв^дого тела десорбция полимера при-ра-зйавлекяи чистым растворителем яв- ляется крайне маловероятным процессом. ути-г "факт позволяет характеризовать адсорбцию таких сополимеров как квззинеобратимув относительно растворителя и лежит в основе адсорбционной кодификации поверхности различных материалов.
Наблюдаемые в эксперименте при адсороции полимеров на поверхности високодисперсних адсорбентов отклонения от теоретических представлений (эффективная "отрицательная" адсорбция, низки;; средние значения адсорбции, экстремумы на .изотермах адсорбции) впервые объяснены с помощью гипотезы формирования в коагуляцион-ной структуре адсорбента недоступных для полимера пор. Выведено уравнение, описывающее изотерму адсорбции в таких системах. При-
ведена экспериментальные доказательства данной гипотезы.
Попользованы новые нетрадиционные методы для исследования свойств и строения адсорбционных слоез полимеров. Б "частности, обратимость адсорбции доказана с использованием глетода смачивания поверхности адсорбента водой. Впервые предложено использовать методи хщи-іесксй яинеткки для исследования степени покрытия поверхности адсорбента полимером и строения адсорбционного слоя, основанные на зондировании полимерного слоя макрорадикалами.
Практическая ценность. Разработаны методи модификации по-верхкссти дисперсных неорганических материалов полимерными иня-циаторэгди радикальной полимеризации. Установленные закономерности здсорбщи и влияние условий сорбпин на свойства модифицированных материалов тлеют практическое значение для разработки технологии получения модифицированных наполнителе:! и их последующей переработки.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шети глав, выводов, списка литературы из 117 наименований. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста,содержит 21 таблицу и 24 рисунка.
