Введение к работе
Актуальность проблемы.
Полимеры широко используются во многих сферах человеческой деятельности. В настоящее время активно исследуются и применяются на практике композитные полимерные материалы. Для модификации их свойств и для получения новых полимерных композитов возможно проводить химические реакции непосредственно при смешении полимеров.
На протекание реакции в расплаве смеси заметно влияют процессы диффузии, так как реакционная способность функциональных групп макромолекулы, как правило, зависит от их мнкроокружения. В то же время изменение состава смеси в ходе реакции влияет на диффузионные процессы. Поэтому необходима теория, описывающая эволюцию структуры полимерной смеси при совместном влиянии химической реакции и взаимодиффузии.
Следует отметить, что экспериментальное исследование мелкомасштабной структуры плотных полимерных систем затруднено. Поэтому теоретические предсказания, апробированные на простейших модельных системах, могут предоставить уникальную информацию о структуре реагирующей полимерной смеси и параметрах строения макромолекул. Однако, особенности взаимодиффузии в реагирующих полимерных смесях до недавнего времени теоретически не исследовались.
Настоящая диссертация посвящена теоретическому описанию процессов диффузии и химической реакции, а также их взаимного влияния, в расплаве полимерной смеси. Исследована полимераналогичная реакция с эффектом соседа в совместимой смеси и образование диблок-сополимера в смеси несовместимых полимеров.
Целью работы является, во-первых, описание детальной структуры совместимой смеси, в которой протекает полимфаналогичная реакция с эффектом соседних звеньев и с межцепных эффектом, и, во-вторых, описание структурь: несовместимой смеси гомополимеров, в которой протекает реакция сшиванш функционализированиых концевых групп цепей, при спинодальном распаде и і конечном термодинамически равновесном состоянии.
Научная новизна.
В представленной работе впервые:
выведены уравнения, описывающие эволюцию структуры совместимой смея полимеров под влиянием полимераналогичной реакции с эффектом соседа і взаимодиффузии, для таких реакций изучено влияние взаимодиффузии на ха рактеристики строения реагирующих цепей;
выведено выражение для свободной энергии локально-равновесной смесі нерегулярного сополимера А В и гомополимера В и получены кинетически-коэффициенты в переменных, описывающих объемные доли звеньев А, диа, АА и триад AAA, а также объемную долю всех звеньев, принадлежащн реагирующим цепям;
= - показано, что в области пространственной неоднородности совместимой смесі диффузионное перемешивание приводит к увеличению дисперсии реаги рующих цепей по составу.
- получены уравнения для матрицы корреляторов флуктуации плотностей ком
понент смеси гомополимфов и диблок-сополимфа, в которой протекает р{
акция сшивания функционализированных концевых групп гомополимфны
цепей;
- описана возможность подавления спинодального распада в ходе реакци
образования диблок-сополимера ш situ;
- вычислена зависимость радиуса капель минорной фазы в несовместимой смес
гомополимфов А и В при добавлении диблок-сополимфа АВ от параметре
смеси с учетом возможности проникновения звеньев гомополимеров в слой, образованный диблок-сополимером на межфазной границе;
получено выражение для функционала поверхностной энергии плоской границы раздела фаз с учетом адсорбции диблок-сополимера.
показано, что стабильная система капель существует для диблок-сополимера симметричной структуры;
Практическая значимость работы.
Полученные результаты могут использоваться для исследования эволюции структуры полимерных смесей, в которых протекают химические превращения и процессы взаимодиффузии.
Апробация работы.
Результаты работы докладывались на рабочем совещании "Автолокализо-
ванные состояния в упорядоченных и неупорядоченных системах" (Пущино,
1994), III Всероссийском симпозиуме по жидкокристаллическим полимерам (Чер
ноголовка, 1995), II Международном Симпозиуме "Молекулярная подвижность и
порядок в полимерных системах" (Санкт-Петербург, 1996), Международной кон
ференции "Фундаментальные проблемы науки о полимерах" (Москва, 1997), науч
ном коллоквігуме лаборатории модификации полимеров ИНХС им. А.В.Топчиева
РАН и Московском семинаре по физике полимеров на Физическом факультете
МГУ. У
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, приложения, выводов и списка цитированной литературы (94 наименования). Работа изложена на 91 странице, содержит 17 рисунков.
Похожие диссертации на Макромолекулярные реакции с внутри- и межцепными эффектами в полимерных смесях
