Введение к работе
актуальность тз-tJ исслцювлния обусловлена потребностью машиностроения, оптики, электроники и других отраслей промышленности в материалах многофункционального назначения, создаваемый прежде всего на основе различных веществ с хорош отработанными технологиями получения. К таким веществам относятся, например, полимары, модифицированные соединениями меч ал лов. Они сочетают в себе как свойства полимерной матрицы, так и многообразные свойства вводимых ионов металлов и других добавок. Для целенаправленного получения подобных материалов необходимо провести комплекс Физико-химических исследований по установлению взаимосвязи между составом, условиями получения и свойствами материалов. При этом, если гомогенное модифицирование, например полиакрилатов методом "вшивания" металлов в полимерную цепь достаточно хорошо исследовано, то работ по изучению возможности управления свойствами полимерной матг-иии путем получения твердых растворов полиакрилат-соединення металлов, в том числе с сохранением оптической прозрачности полиме ра, выполнено мало.
Работа выполнялась в рамках НТП "Конструкционные материалы со специальными свойствами" С шифр 3.3.10)
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Установление взаимосвязи свойства - состав акрилатной системы на примере полиметилметакрилатСПММА)- со-леобразушие формы ионов металлов и разработка гомогенной по-лимеризуемой композиции с новыми свойствами с электропроводность, окраска и пропускание-поглощение излучения, в том числе рентгеновского) при сохранении базовых свойств полимера (прозрачность, те рмосто й кость).
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
выбрать подходящий для гомогенного модифицирования поли-метилметакрилата соли металлов путем исследования комплекса Физико-химических свойств получаемой композиции:
исследовать оптические и вентгенозащитные свойства Г1ММА в зависимости от природы и концентрации добавки модификатора:
исследовать электропроводность модифицированного 1ММА в зависимости от концентрации и природы с радиуса . заряда) вводимых ионов металла, а такте от температуры и диэлектрических свойств среды:
-выяснить механизм переноса заряда в системе "fWMA - соль металла".
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Путем исследования комплекса Фмзикп-ии-мических свойств ПММА - трифторацетаты металлов впервые пока-
- u~
заны возможности создания оргстекла многофункционального назначения за счет передачи многообразных свойств ионов металлов полимерной матрице. Это становится воз*юкным в результате высокой совместимости компонентов, благодаря наличию взаимодействия триФторацетатов металлов с полимерной матрицей по катиону металла с карбонильным кислородом и атомов Фтора карбокси-лат-аниона с атомами водорода слокнозФирной группы ПММА. Разработан прозрачный композиционный состав, эффективно поглощающий рентгеновское излучение. Впервые показана возможность создания проводящего оргстекла и исследовала электропроводность модифицированного ШМА в зависимости от концентрации и природы вволимык ионов металла, от температуры и диэлектрических свойств среды. Установлено, что лучшим вариантом для модифицирования ШМА с целыа увеличения его электропроводности является применение металлов, прежде всего щелочных, обладаниях наименьшим эарялом и большим радиусом, а также несклонный к ком-плексообразованию. Обоснован механизм электрической проводимости в композиции на основе пкМА. содержащей триФторацетаты металлов: показано, что перенос заряда описывается уравнением проводимости, аналогичным для жидких электролитов. Оценена величина константы диссоииаиии соли в метилкетакрилатеСКМА), значения чисел переноса и подвижности ионов в полимерной композиции.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. ВОЗМОЖНОСТИ управления физико-химическими свойствами Гї-B-Vv при сохранений базових свойств полимерной матрицы позволяют как расширить область его практического использования, так и создавать на основе этого материала устройства с структуры) нового типа, разработанный рентгенозагитный состав со свинцовым эквивалентом до 0,12 Сбез учета рассеяния, отражения РИ) может быть эффективен при создании легких защитных прозрачных или селективно окрашенных экранов, наличие ионной проводимости позволит использовать оргстекло в оптике, электроника по новому назначения и может послужить основой для создания датчиков С ионов, влаги и др.). НА ЗАШИТУ ВЬЙ-ЮСЯТСЯ (ЖДУЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
Возможное управления физико-химическими свойствами П-ИА путем гомогенного модифицирования солями металлов.
Состав прозрачного полимерного, материала на основе пммХ и триФторацетатов тяжелых металлов, обладающий рентгенозааитны-ми свойствами.
зависимость электропроводности модифицированного ПММА от концентрации и природы вводимых ионов металлов, а такна от
-f-
температуры и диэлектрический свойств среды.
- Механизм проводимости в полимерной композиции ПММА - соль металла.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Российской научно-технической конференции "Новье материалы и технологии машиностроения" (Москва, 1993, 1994 гг), региональной научно-практической конференции молодых ученых с Томск, 1994 г), международной конференции "фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды" с Томск, 1995 г), давалась информация в журналах "Изобретатель и рационализатор" tlS94, М7, с. 4) и "Science ana Technics" (1993. N1. с.20). а также на научных семинарах химического факультета ТГУ. Основные результаты опубликованы в 9 работах.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков, 13 таблиц: состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, списка используемой литературы, включающего 100 наименований, и приложений.