Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей Артемкина Ирина Михайловна

Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей
<
Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Артемкина Ирина Михайловна. Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.01.- Москва, 2007.- 128 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-2/345

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 8

Аллотропия фосфора 8

Теоретические основы полимеризации белого фосфора 15

Радиационно-инициированная полимеризация элементного

фосфора в неводных растворах

Ионные жидкости 30

1. Основные представления об ионных жидкостях 30

2. Синтез полимеров в ионных жидкостях 33

3. Радиационная химия и фотохимия ионных жидкостей 37

4 Ионные жидкости и сольватационные процессы 44

Заключение 51

Глава 2. Экспериментальная часть 52

Исходные реагенты 52

Очистка используемых реактивов 53

Источники излучения и дозиметрия 53

Приготовление исходных растворов 54

Облучение образцов и подготовка их для анализа 55

Методики анализа исходных реакционных систем и продуктов реакций

1. Определение элементного фосфора 55

2. Фурье - РІК - спектроскопия 56

3. Методы исследования фосфорсодержащего полимера 57

Глава 3. Основные экспериментальные результаты 58

Изучение радиационно-химического процесса полимеризации элементного фосфора в присутствии ионных жидкостей 58

1. Кинетика превращения белого фосфора в смеси ДМСО/бензол в присутствии ионных жидкостей

2. Спектральные исследования реакционных систем

Свойства фосфорсодержащего полимерного продукта полимеризации

Глава 4. Обсуждение результатов 72

Состав и структура образовавшегося продукта 73

Кинетические закономерности полимеризации элементного фосфора в присутствии ионных жидкостей

Выводы 107

Список литературы 108

Приложение 121

Введение к работе

В последние годы, в связи с расширением сфер применения, возрастает потребность в различных соединениях фосфора, в частности, красном фосфоре, обладающим комплексом полезных свойств. Отсутствие простых и безопасных способов его получения заставляет искать новые методы синтеза и управления процессом полимеризации элементного фосфора и свойствами конечного продукта - полимерного фосфора.

В настоящее время внедрение более чистых ("зеленых") технологий, в частности, использование растворителей ионного типа, рассматривается как одно из высокоприоритетных направлений снижения антропогенного воздействия химической отрасли на окружающую среду. Расплавы органических солей - ионные жидкости (РІЖ), такие как аммонийные и имидазольные соли, относятся к классам соединений, обладающих лиофильными свойствами, проявляющимися при комнатной температуре, и растворимостью во многих органических и неорганических растворителях.

В доступной литературе отсутствуют сведения об использовании ионных жидкостей в химии элементного фосфора. Выявление основных закономерностей процессов полимеризации элементного фосфора в растворе в присутствии соединений с системой разделенных зарядов позволит получить информацию, расширяющую фундаментальные представления об особенностях поведения неорганических полифункциональных мономеров в реакциях образования полимеров в присутствии ионных жидкостей.

Настоящая работа выполнена в рамках Государственной межвузовской научно-технической программы «Университеты России» (научное направление «Фундаментальные исследования новых материалов и процессов в веществе»), проекта РФФИ №03-03-32821 «Исследование реакционной способности элементного фосфора в процессах синтеза красного фосфора с регулируемыми свойствами», гранта МКНТ 1.1.58

"Синтез фосфорсодержащих соединений на основе красного фосфора с регулируемой радиационной, термической и допированной дефектностью". Цель работы заключалась в выявлении основных закономерностей процесса радиационно-инициированной полимеризации элементного фосфора в присутствии ионных жидкостей.

Научная новизна. Впервые исследован процесс радиационно-
инициированной полимеризации элементного фосфора в присутствии
соединений с разделенной системой зарядов - ионных жидкостей: 1-бутил-3 -
метилимидазолиумтрифторметансульфонат, 1 -бутил-3 -

метилпиррол идиниумбис(трифторметилсульфонил)ими д, 1 -бутил-3 -

метилимидазолиумтетрафторборат, 1 -бутил-3 -метилимидазолиум

гексафторфосфат, 1 -гексил-3 -метилимидазолиум

трис(пентафторэтил)трифторфосфат.

Методами физико-химического анализа изучены состав, структура, свойства образующегося продукта.

Определены некоторые физико-химические параметры процесса полимеризации элементного фосфора в системе ДМСО/бензол в присутствии ионных жидкостей (скорости реакций, эффективные константы, порядок реакции).

Обнаружено, что строение ионной жидкости и её концентрация в системе оказывает существенное влияние на скорость полимеризации. Практическая ценность. Выявлены основные закономерности процесса радиационно-инициированной полимеризации элементного фосфора в присутствии ионных жидкостей. Апробация работы.

Основные положения и результаты работы были представлены на IV Баховской конференции по радиационной химии (Москва, 1 - 3 июня 2005 г.), XIV Conference on the Chemistry of Phosphorus Compounds (Kazan, 27 June-1 July 2005), Международном семинаре "Химический синтез: точка

бифуркации" (Москва, 30 октября 2005 г.), Межвузовской научно-технической конференции "Современные проблемы текстильной промышленности" (Москва, 2006 г.). Публикации. По теме диссертации имеется 5 публикаций.

Теоретические основы полимеризации белого фосфора

Согласно современным представлениям о строении неорганических полимеров [33], элементный фосфор образует молекулярные группировки со свободными связями, которые обладают пространственной подвижностью. Вследствие этого структура полимерного фосфора в сильной степени зависит от параметров процесса полимеризации [18, 34-36].

Отсутствие в литературе однозначных кинетических данных не предоставляет возможности окончательно описать механизм трансформации белого фосфора в красный.

Энергии активации реакций трансформации белого фосфора в красный лежат в интервале 129-207 кДж/моль. Предложен ряд схем, объясняющих результаты экспериментов [37]. Большинство исследователей согласны с тем, что превращение БФ в красный является сложным многостадийным процессом, который можно описать уравнением первого порядка по БФ, кроме начальной стадии, характеризующейся определенным индукционным периодом.

Общий подход к механизму блочной (в массе) полимеризации белого фосфора в красный предполагает существование трех стадий: - инициирование реакции - образование активированных частиц элементного фосфора и зародышей красного фосфора (или ядер полимеризации красного фосфора); - накопление зародышей и их изотропный рост (присоединение мономерных звеньев к полимерной цепочке); - коагуляция диспергированных в расплаве белого фосфора частиц красного фосфора, в которой главную роль играют ван-дер-ваальсовые силы.

С увеличением коэффициента конверсии все три процесса сохраняют свою роль, а определяющим в реакции полимеризации является процесс зародышеобразования (образование ядер гетерогенной нуклеации). Различие подходов к механизму реакции полимеризации белого фосфора состоит, в основном, в описании стадии зародышеобразования.

Авторы [38] считают, что молекула Р4 в процессе превращения не диссоциирована и цепные реакции не происходят, а процесс образования КФ заключается в перераспределении связей между молекулами и образовании структуры КФ [27]. Авторы [16] считают, что в тетраэдрах Р4 рвется одна связь и эти тетраэдры выстраиваются в цепь.

Авторы [39, 40], получившие в своих исследованиях высокие значения энергии активации (Еа= 172-207 кДж/моль), считают, что началом процесса полимеризации является появление низкомолекулярных форм с кратными связями и межъядерным расстоянием 0,18 нм вследствие диссоциации молекул белого фосфора, требующей больших затрат энергии. Энергия диссоциации равна 214 кДж/моль, то есть немного превосходит определенные авторами энергии активации процесса. Р4- 2Р2 (6)

На этом основании исследователи предположили, что активированным состоянием являются молекулы Р4, обладающие энергией, достаточной для диссоциации. Образующиеся по данной модели молекулы Р2 дают начало образованию полимерных форм фосфора, а процесс зародышеобразования продолжается до тех пор, пока в реакционном объеме есть БФ.

Следует отметить, что при таком подходе к описанию процесса полимеризации фосфора не прослеживается связь между инициирующими фрагментами и конечным продуктом реакции, а химизм процесса выражен в термине "изотропный рост" зародышей красного фосфора.

Принципиально иной подход к описанию процесса образования КФ предлагается в работе [41]. Авторы описывают превращение белого фосфора в красный как топохимическую реакцию. Образование красного фосфора связано с активацией молекулы Р4 и присоединением ее как целого к растущей цепочке Рп, содержащий неспаренный электрон. Высокая энергия активации свидетельствует о том, что для начала процесса требуется не возбуждение молекул Р4, а разрыв связей между атомами фосфора. На границе раздела фаз БФ-КФ происходит образование центров гетерогенной нуклеации - возбужденных молекул Р4. Это лимитирующая стадия. Затем происходит образование радикалов Р8. Такой механизм помогает объяснить ускоряющее действие таких добавок как Sg, h, о которых упоминается ещё в работе [38], образованием дополнительных центров нуклеации.

В работах [42, 43] также указывается на эффективное ускорение полимеризации при вводе в систему перед нагреванием небольшого количества готового КФ. Это, вероятно, связано с наличием на первой стадии полимеризации БФ агломератов КФ, на которых и идет полимеризация. В подтверждение предложенной модели авторами [44] сделаны оценки скорости образования первичных зародышей КФ при последовательном присоединении молекул Р4. Среднее число центров формирования частиц красного фосфора в расплаве в начале превращения оказалось равным 9,3х1015 част.хсм"3. В [45] исследовано распределение частиц КФ по размерам в ходе процесса (при степенях конверсии а=6-60%) седиментационными и газоадсорбционными методами. По адсорбционным данным размер частиц получился значительно меньшим, чем по седиментационным, что подтверждает гипотезу о пористом строении красного фосфора. Показано, что размер частиц растет с ростом а, но общая поверхность остается примерно одной и той же. Пористые, губкообразные частицы образуются как за счет образования КФ на поверхности, так и за счет связывания мелких частичек друг с другом. Присутствие относительно крупных частиц КФ при низких а и быстрое увеличение размера частиц с ростом а показывает, что механизм конверсии включает реакцию полимеризации. Коагуляция зародышей в крупные частицы красного фосфора характеризуется меньшей энергией активации и приводит к образованию пористой структуры даже для частичек очень малого диаметра. Кинетические данные позволяют сделать предположение об отсутствии цепного механизма при коагуляции зародышей. Результаты многочисленных исследований, обобщенные авторами [44, 46], свидетельствуют об экспоненциальном распределении частиц КФ по минимальному размеру. Отсюда сделан вывод о постоянном образовании мелких частиц и их непрерывной коагуляции с образованием конгломератов, растущих за счет присоединения мелких частиц.

Источники излучения и дозиметрия

Очистку белого фосфора проводили по модифицированной методике [109] раствором бихромата калия в разбавленной серной кислоте при нагревании до 338-353 К в течение минимум двух часов. Затем фосфор многократно промывали дистиллированной водой. Бензол сушили кипячением с металлическим натрием и перегоняли (Ткип=353,5 К) над натрием [110]. Для очистки диметилсульфоксида от воды, примесей диметилсульфида и сульфона его держали в течение 12 часов над свежим активированным оксидом алюминия, ВаО или NaOH. Затем перегоняли под уменьшенным давлением ( 1.6 кПа, т. кип. 343 К) над гранулами NaOH или ВаО и хранили над молекулярным ситом 4 А [110]. Радиационную полимеризацию в растворе инициировали у-излучением радионуклида 60Со на установке МРХ-у-100 [111]. Для расчета мощности поглощенной дозы использовали данные ферросульфатной дозиметрической системы [112]. Для приготовления дозиметрического раствора использовали дистиллированную воду и реактивы марки ХЧ. Стандартный дозиметрический раствор имел следующий состав: FeS04x7H20 - 0.4 г; NaCl - 50-60 мг; H2S04 (95-98%) - 22 мл; Н20 до 1 л..

В соответствии с [112] величина молярного коэффициента экстинкции иона Fe в 0,4М H2SO4 в максимуме поглощения =304-305 нм при Т=293 К была принята 2130 М см"1.

Для построения калибровочной кривой была приготовлена стандартная серия из 10 образцов с дозиметрической системой с различной поглощенной дозой ионизирующего излучения. Время облучения было выбрано таким образом, чтобы оптическая плотность облученных растворов при данной длине кюветы попадала в область S=0,1-1,0. Определение оптической плотности облученных растворов на спектрофотометре проводили по отношению к эталону, содержащему необлученный дозиметрический раствор.

Мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения определяется как величина, пропорциональная тангенсу угла наклона на линейном участке зависимости оптической плотности от времени. 2.4. Приготовление исходных растворов Раствор фосфора в бензоле

Расчетное количество очищенного белого фосфора перемещали в круглодонную колбу с бензолом, которую затем нагревали с обратным холодильником в течение часа. Полученный раствор отфильтровывали и помещали в темное место до использования. Концентрацию фосфора в растворе определяли титриметрическим методом. Раствор фосфора в ДМСО

Очищенный белый фосфор перемещали в колбу с ДМСО, закрывали и нагревали при температуре 313 -323 К в течение 4 часов до получения насыщенного раствора. Концентрацию фосфора в растворе определяли титриметрическим методом. Раствор фосфора в смешанном растворителе ДМСО/бензол

Для приготовления насыщенных растворов фосфора в смешанных растворителях ДМСО/бензол с различным соотношением ДМСО и бензола смешивали растворы фосфора в ДМСО и фосфора в бензоле в нужных пропорциях. Полученный раствор отфильтровывали от осадка белого фосфора. Концентрацию фосфора в растворе определяли титриметрическим методом.

Вторая стадия реакции протекает в спиртбензольном растворе при рН=5-8. Для поддержания рН в указанных пределах к раствору добавляют кристаллический ацетат натрия. Избыток йода оттитровывают раствором тиосульфата натрия. Индикатором при этом служит сам йод.

Ход анализа. В бюкс для титрования приливают 2-3 мл изопропилового спирта. Затем отбирают пипеткой 0,1 мл бензольного раствора и помещают в бюкс. Далее добавляют в раствор 5 мл йода ([12]=0,1н) и, закрыв бюкс пробкой, выдерживают в темноте 10-15 мин. После этого добавляют 0,01-0,05 г ацетата натрия. Избыток йода оттитровывают 0,1н раствором тиосульфата натрия до исчезновения желтой окраски раствора. Если в момент окисления фосфора наблюдается расслоение раствора, то приливают еще изопропиловый спирт до прекращения расслоения.

Содержание элементного фосфора рассчитывают по следующей формуле: [Р] = ((V,x С, - V2) х К х Т х V3 х 1000 ) / (V4 х V0) (47) где: V0 - объем анализируемого раствора, мл; V] - объем раствора йода, мл; V2 - объем тиосульфата натрия, мл; V3 — объем бензола для экстракции фосфора, мл; V4 - аликвотная часть бензола, взятая для титрования, мл; К - поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора тиосульфата натрия точно к 0,1 или 0,05 н ; Т - эмпирический титр раствора тиосульфата натрия по фосфору, 0.68 мг/л.

ИК - спектры получали на Фурье - ИК спектрометре Tensor 27. Спектральный диапазон прибора - 7500-370 см"1 со стандартным КВг светоделителем, разрешение - 1 см"1, скорость сканирования -1,6-12,7 мм/сек Фурье - ИК спектрометр Tensor 27 - полностью управляемый компьютером прибор. Для управления прибором и обработки данных используется спектроскопический пакет программ OPUS. 2.6.3. Методы исследования фосфорсодержащего полимера

В работе применялись следующие методы исследования: элементный анализ, электронная микрофотография, ИК-спектроскопия, спектроскопия ЯМР 31Р в твердой фазе, рентгеноструктурный анализ.

Кинетика превращения белого фосфора в смеси ДМСО/бензол в присутствии ионных жидкостей

Для исследования кинетических закономерностей протекания радиационно-химической реакции полимеризации белого фосфора в присутствии ионных жидкостей были приготовлены растворы белого фосфора в смешанном растворителе ДМСО/бензол (объемное соотношение 1:1), состав которых приведен в таблице 3.1. Введение в раствор ионной жидкости предусматривало потенциальную возможность ускорения процесса радиационно-химической полимеризации. Выбор ионных жидкостей проводили на основании литературных данных. В качестве ионных жидкостей использовали: 1-бутил-З-метилимидазо лиумтрифторметансульфонат (I), 1-бутил-З-метилимидазолиум тетрафторборат (И), 1-бутил-З-метилимидазолиум гексафторфосфат (III), 1-этил-3-метилимидазолиумбис-(трифторметилсульфонил)имид (IV), 1 -бутил-3-метилпирролидиниумбис(трифторметилсульфонил)имид (V), 1 -гексил-3-метилимидазолиум трис(пентафторэтил)трифторфосфат (VI)

Изучение формы и морфологии частиц фосфорсодержащего полимерного продукта было проведено на сканирующем электронном микроскопе «Tesla BS 340». В качестве образца сравнения использовали фосфорсодержащий полимер, полученный при облучении элементного фосфора в бензоле. На рис.3 Л 0-3.13 представлены микрофотографии, результаты морфологического анализа и рентенограммы образцов ФСП, полученных при облучении раствора белого фосфора в бинарном растворителе ДМСО/бензол с добавлением ионной жидкости [BMPyr]+[N(S02CF3)2]".

Как показал анализ литературных данных, выбор реакционной среды является одним из основных факторов, определяющих эффективность протекания радиационно-инициируемой полимеризации белого фосфора в растворе, а фрагменты растворителя, включенные в состав полимера, определяют некоторые свойства фосфорсодержащего полимера.

Зависимость растворимости элементного фосфора в смешанном растворителе бензол-диметилсульфоксид от мольной доли ДМСО в системе, 298К [132]. такой состав растворителя характеризуется высокой проводимостью и наибольшим отклонением диэлектрической проницаемости от аддитивного значения: Бензол и диметилсульфоксид являются одними из наиболее устойчивых к действию ионизирующих излучений органических растворителей. 4.1. Состав и структура образовавшегося продукта

Продуктом реакции радиационно-инициированной полимеризации белого фосфора в бинарном растворителе ДМСО/бензол в присутствии ИЖ является фосфорсодержащее вещество, выпадающее в осадок в виде мелкодисперсного желто-оранжевого порошка. Полученный продукт не растворим ни в одном доступном полярном или неполярном растворителе, что является характерным для полимерного фосфора. Исследование продукта методом рентгеноструктурного анализа показало его рентгеноаморфность. По данным элементного анализа, проведенного методом сжигания в кислороде, в продукте в зависимости от поглощенной дозы в среднем содержится (в массовых процентах): 70-80 % Р, 5-7 % С, 2-3 % Н, 10-20 % О. В зависимости от типа использованной ИЖ в образцах присутствуют N, S, F с общим содержанием не более 1% масс. Для всех фосфорсодержащих образцов наличие в ИК-спектрах (рис. 4.2) полос поглощения, соответствующих связям Р-О-Н (1460 см " ), Р-0 (1380 см"), Р-Н (1150 и 970 см"1), Р-С (720 см"1), свидетельствует о том, что органические фрагменты растворителя химически связаны с фосфором. На спектрах также присутствует полоса слабой интенсивности (500 см"1), которую можно отнести к колебаниям связи Р-Р. Все вышеперечисленные полосы поглощения характерны также для фосфорсодержащих полимеров, полученных ранее при у-инициированной полимеризации белого фосфора в бензоле.

Кинетические закономерности полимеризации элементного фосфора в присутствии ионных жидкостей

Как известно, кинетика процессов радикальной полимеризации определяется реакционной способностью участвующих в них мономеров. Классический вариант оценки реакционной способности мономеров, исходя из их строения без учета воздействия реакционной среды и условий проведения процесса, не позволяет в полной мере проанализировать особенности исследуемой системы. За годы, прошедшие после создания классической теории радикальной полимеризации, опубликованы сотни оригинальных работ, авторы которых отмечают отдельные случаи проявления влияния реакционной среды на кинетику изучаемых полимеризационных процессов. Причем под средой в данном случае можно понимать совокупность всех реагентов, участвующих в реакции: мономеров, инициаторов, растворителей, каталитических добавок и т.д. Их совместное влияние может оказывать очень сильное воздействие на реакционную способность мономеров, кинетику процесса, свойства полимера. Сущность подхода к проблеме влияния среды на реакции полимеризации сформулирована в монографии [141]. Она заключается в добавлении в полимеризационную систему веществ, способных образовывать различного типа комплексы с мономерами и макрорадикалами и влиять на их реакционную способность. В настоящей работе использовались такие добавки как ионные жидкости I-VI. Существует много исследований, где авторами предпринята попытка связать влияние растворителя на полимеризацию с его полярными свойствами [142, 143]. При этом исходят из того факта, что увеличение диэлектрической проницаемости растворителя увеличивает его сольватирующую способность. Сольватация полимерных радикалов молекулами растворителя приводит к снижению их реакционной способности. Однако при полимеризации мономеров в растворителях, обладающих электронодонорными или сильнополярными свойствами (например, ДМСО), которые сольватируют радикалы, часто наблюдается увеличение константы скорости роста цепи [142].

Проведенные ранее исследования в области радиационно инициированных процессов полимеризации белого фосфора в различных растворителях (как в полярных, например, вода, так и в неполярных, например, сероуглерод, бензол, бромоформ, четыреххлористый углерод) не ставили задачу систематического изучения влияния полярности среды на такие процессы. Применение в качестве растворителя смеси бензола и ДМСО позволяет моделировать характеристики растворителя от неполярного (100% бензол) до полярного (100% ДМСО), при этом в процессе участвуют одни и те же активные интермедиаты - продукты радиолиза.

Очевидно, что первичные продукты радиолиза бензола и ДМСО могут явиться инициирующими агентами при проведении полимеризации в этих системах.

Введение в исследуемую реакционную среду (белый фосфор - бензол -ДМСО) ИЖ - амфильных соединений, обладающих способностью вступать в межмолекулярные взаимодействия, приводит к увеличению скорости процесса и увеличению степени конверсии при прочих равных условиях по сравнению с таковой в отсутствие ИЖ.

Зависимость эффективной константы скорости полимеризации белого фосфора от соотношения реагентов (для ИЖ IV-VI). Т=298 К, D = 0,59 Гр/с. Систематическое варьирование катиона ионной жидкости и его влияние на полимеризацию было проведено в [114]. В качестве эталона сравнения был использован 1-н-алкил-З-метилимидазолий гексафторфосфат. В работе отмечено, что эффективность процессов олигомеризации олефинов практически не зависит от катиона ионной жидкости.

Наблюдаемая нами сложная зависимость эффективной константы скорости полимеризации белого фосфора от концентрации ИЖ и ее природы может быть связана с рядом явлений. 1. Явление диссоциации. В настоящее время в литературе практически полностью отсутствуют данные о поведении ИЖ в органических растворителях. Авторы [115] при исследовании моделей растворов электролитов в присутствии ИЖ предсказывают появление структурных изменения в области концентраций ИЖ около 0.02 М, и температурах вблизи 314 К. При исследовании частотной зависимости комплексных диэлектрических функций чистых ацетонитрила, 1-эти л-3-мети л имидазолий N(S02CF3)2 и смеси этих двух жидкостей показано, что при низких концентрациях ИЖ, раствор ИЖ в ацетонитриле ведет себя подобно растворам сильных электролитов. При более высоких концентрациях ИЖ, система представляет собой смесь двух жидкостей [116]. 2. Образование комплексов [Рд-ИЖІ. Наблюдаемое увеличение скорости полимеризации фосфора в присутствии ионной жидкости, также вероятно, является следствием образования комплекса [Р4-ИЖ]. Как было показано ранее [132], при 31Р ЯМР исследованиях было обнаружено, что в растворах фосфора в ДМСО с эквимолярным количеством ионной жидкости происходит смещение полосы спектра на величину 1 м.д. в сторону сильного поля. Данное смещение сигнала говорит об образовании комплекса [Р4-ИЖ]. При увеличении полярности среды процесса (повышение содержания ДМСО в бинарном растворителе ДМСО/бензол) радиационно-инициированной полимеризации элементного фосфора в присутствии ионной жидкости растет степень превращения фосфора [132]. 3. Образование водородной связи. При исследовании методом инфракрасной спектроскопии ИЖ 1,3-диметилимидазолий метил сульфат и 1-бутил-3-метилимидазолий гексафторфосфат в [98] обнаружены сдвиги частот, которые авторы связывают с образованием водородной связи (С-Н... О). Результаты указывают на то, что С-Н связь в кольце имидазолия легче вступает в образование водородной связи, чем С-Н связь метильной группы в чистом 1,3-диметилимидазолий метилсульфате. Однако, как С-Н связь в метиле, так и С-Н связей имидазолия участвуют в образовании С-Н....О водородной связи в смеси 1,3- диметилимидазолий метилсульфат/Б20. Образование водородной связи С-Н... F наблюдалось также между PF6" и атомами Н алкилов боковой цепи и имидазольного кольца 1-бутил-3 -метилимидазолий гексафторфосфата. При анализе ИК спектров исследованных ИЖ и их растворов (Приложение) в системе бензол/ДМСО/Р4 наблюдаются полосы поглощения, обусловленные формированием водородных связей.

Похожие диссертации на Радиационно-химический синтез фосфорсодержащих полимеров в присутствии ионных жидкостей