Введение к работе
Актуальность работы. Получение сшюксануретановых блок-сополимеров является важной задачей полимерной науки и технологии. Такие сополимеры обладают газоразделительными свойствами и биосовместимостыо. Известные способы получения сшюксануретановых блок-сополимеров основаны на реакции сополиконденсации олигоорганосилоксандиолов с уретановыми преполимерами, содержащими концевые изоцианатные группы. В этом случае гидроксильная группа не должна быть непосредственно связана с атомом кремния, так как при взаимодействии такой силанольной группы с изоцианатной образуется гидролитически неустойчивая Si-0-С связь, являющаяся составной частью уретановой группы. Для придания блок-сополимерам гидролитической устойчивости необходимо, чтобы гидроксильная группа была связана с атомом кремния через атом углерода. Такой подход создает дополнительные технологические проблемы при синтезе сшюксануретановых блок-сополимеров путем сополиконденсации. Проблемой является также то, что увеличение содержания в сшюксануретановых блок-сополимерах диметилсилоксановой составляющей приводит к заметному падению их прочностных показателей. Новым направлением в области синтеза и исследования органосилоксановых полимеров, позволяющим изменить технологию их получения и найти новые области применения полимерных материалов явилось полиприсоединение диметилсилоксановых циклов к макроинициатору и создание часто-сетчатых структур.
Целью работы являлся синтез и исследование полимеров на основе ароматических изоцианатов, октаметилциклотетрасилоксана и простого полиэфира, содержащих концевые гидроксильные и калий-алкоголятные группы для исследования особенностей полимерообразования, оценки сорбционной способности полученных полимеров и исследование их в качестве твердотельных активных сред перестраиваемых лазеров.
Научная новизна работы. Установлено, что О-полиизоцианатные
группы, образующиеся при взаимодействии калий-алкоголятных групп с
ароматическими изоцианатами, инициируют раскрытие
диметилсилоксановых циклов по анионному механизму. Показано, что в зависимости от рецептурных условий в структуре полимера могут преобладать взаимопроникающие полимерные сетки или же полидиметилсилоксановая и полиэфирная составляющая могут выделяться в собственную микрофазу. Показано, что полимеры проявляют способность сорбировать полярные молекулы углекислого газа и воды и пропускать неполярные молекулы метана. Обнаружено, что при допировании полимера, полученного при высоком содержании 2,4-толуилендиизоцианата органическим красителем родамин 6G происходит сужение линии вынужденного спектра люминесцентного свечения в 10 раз, что позволяет
использовать полимерные пленки в качестве твердотельных активных сред перестраиваемых лазеров. Установлено, что полимеры, допированные родамином 6G, проявляют высокую фотостабильность. Обнаружено, что время фотостабильности молекул родамина 6G в значительной мере зависит от содержания в составе полимера диметилсилоксановой составляющей.
Практическая ценность исследований, проводимых в рамках диссертации, связана с возможностью применения синтезированных полимеров в качестве твердотельных активных сред перестраиваемых лазеров.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Санкт-Петербургской конференции молодых ученых "Современные проблемы науки о полимерах" (Санкт-Петербург, 2007, 2008), IV Всероссийской Каргинской конференции «Наука о полимерах 21 веку» (Москва, 2007), V Всероссийской Каргинской конференции «Полимеры -2010» (Москва, 2010), «III Международной школы по химии и физикохимии олигомеров» (Москва - Черноголовка - Петрозаводск, 2007), XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007), на Европейском полимерном конгрессе (Словения, 2007), XV Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» (Йошкар-Ола - Уфа - Казань - Москва, 2008), X Международной конференции по химии и физикохимии олигомеров «Олигомеры 2009» (Москва - Черноголовка - Волгоград, 2009), на II Азиатском симпозиуме по продвинутым материалам (Шанхай, 2009), на «12 и 13 Международных конференциях молодых ученых, студентов и аспирантов» Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений - IV и V Кирпичниковские чтения» -(Казань, 2008, 2009).
Работа выполнялась при финансовой поддержке аналитической ведомственной Целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» Министерства образования и науки РФ (регистрационный номер 2.1.1/3540).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 статей в журналах по перечню ВАК, 12 тезисов докладов на научных конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, включающих литературный обзор, экспериментальную часть, основные результаты и их обсуждение, выводы и список использованных источников.
Общий объем диссертации составляет 134 страницы, включая 7 таблиц, 64 рисунка, списка использованных источников из 124 наименований.
Благодарности. Автор выражает благодарность д.х.н., проф. Давлетбаевой И.М., д.х.н., проф. Парфенову В.В., к.х.н., доц. Воротынцеву И.В., к.ф-м.н., в.н.с. Самсоновой Л.Г., к.х.н., в.н.с. Красильниковой O.K. за помощь и консультации в выполнении и обсуждении работы.
