- •Гусакова Кристина Геннадиевна
- •Введение
- •Глава 1 Современные представления о способах получения, структуре и свойствах пористых полимерных материалов (Литературный обзор)
- •1.1. Классификация синтетических пористых материалов и методы характеристики пористой структуры
- •Характеристика некоторых методов порометрии [3, 4].
- •1.2. Способы получения пористых полимерных материалов
- •1.3. Термостойкие пористые полимерные материалы
- •1.4. Пористые сетчатые полицианураты
- •2.1. Характеристика исходных реагентов для синтеза и других химических веществ, использованных в работе
- •2.2. Синтез гибридных пцс in situ с реакционноспособным порогеном поли-ε-капролактоном и формирование пористой структуры методами экстракции или гидролиза порогена
- •2.3. Синтез пцс in situ с инертным высококипящим порогеном и формирование пористой структуры методом экстракции порогена
- •2.4. Синтез гибридных полициануратных сеток состава пцс(е)/пкл и пцс(а)/птмг и формирование пористой структуры с применением радиационных технологий
- •Глава 3 Методы и методики исследований
- •3.1. Фурье трансмиссионная инфракрасная (фтик) спектроскопия
- •3.2. Дифференциальная сканирующая калориметрия (дск)
- •3.4. Термогравиметрический анализ (тга)
- •3.5. Сканирующая электронная микроскопия (сэм)
- •3.6. Ямр 13с и ямр 1н спектроскопия
- •3.7. Эксклюзионная жидкостная хроматография
- •3.8. Диэлектрическая релаксационная спектроскопия (дрс)
- •3.9. Методика определения плотности и химстойкости образцов
- •3.10. Методика расчета параметров пористости пленочных образцов
- •Глава 4 Структура и свойства нанопористых гибридных пцс(е)/пкл сеток, полученных методом частичной экстракции реакционноспособного порогена пкл
- •4.1. Исследование химической структуры исходных и пористых гибридных полициануратных сеток методом Фурье трансмиссионной ик-спектроскопии
- •4.2. Исследование структуры гибридных сеток методами ямр 13с, ямр 1н спектроскопии и золь-гель анализа
- •4.3. Изучение морфологических особенностей и пористости пленочных материалов методом сэм
- •4.4. Определение изменения плотности и общей пористости образцов в зависимости от содержания порогена
- •4.5. Теплофизические свойства исходных и нанопористых гибридных сеток
- •Теплофизические характеристики для исходных образцов гибридных пцс(е)/пкл сеток
- •Данные динамической дск для исходного дцбе и смесей дцбе/пкл с разным содержанием пкл, отвержденных при скорости нагрева 1 к/мин
- •4.6. Определение стойкости исходных и нанопористых гибридных сеток к термической и термоокислительной деструкции
- •Термические характеристики (в инертной среде) исходных и пористых образцов гибридных пцс(е)/пкл сеток и индивидуальных компонентов
- •4.7. Определение параметров пористой структуры методом дск-термопорометрии
- •Глава 5 сТруктуРа и физико-химические свойства нанопористых гибридных пцс(е)/пкл сеток, полученных методом селективного гидролиза реакционноспособного порогена пкл
- •5.1. Изучение химической структуры гибридных сеток
- •5.2. Определение параметров пористости гибридных сеток методами сэм и дск-термопорометрии
- •5.3. Теплофизические свойства гибридных сеток
- •5.4. Влияние селективного гидролиза пкл на стойкость гибридных сеток к термической и термоокислительной деструкции
- •Глава 6 нанОпористые сетчатые полицианураты, полученнЫе с использованием инертных высококипящих порогенов
- •6.1. Исследование методом Фурье трансмиссионной ик-спектроскопии химической структуры исходных и пористых пленочных образцов
- •6.2. Определение пористости образцов пцс(е) методами сэм и дск-термопорометрии
- •6.3. Теплофизические характеристики исходных и нанопористых образцов и их зависимость от содержания и типа инертного порогена
- •6.4. Термостойкость исходных образцов состава пцс(е)/дмф и пцс(е)/дбф и соответствующих нанопористых пленок
- •Глава 7 Структура и свойства нанопористых сетчатых модифицированных полициануратов, полученных с применением радиационной технологии
- •7.1. Определение химической структуры пленок пцс(е)/пкл и пцс(а)/птмг после бомбардирования потоком a-частиц и химического травления треков
- •7.2. Морфологические особенности и определение размеров пор по данным сэм
- •7.3. Определение характеристик пористой структуры методом дск-термопорометрии
- •Характеристика пористой структуры трековых нанопористых образцов (по данным дск-термопорометрии)
- •Некоторые характеристики пористой структуры трековых нанопористых образцов (по данным по набуханию)
- •7.4. Сравнительная характеристика нанопористых сетчатых пленкообразующих полициануратов, полученных разными методами
- •Список библиографических ссылок
6.4. Термостойкость исходных образцов состава пцс(е)/дмф и пцс(е)/дбф и соответствующих нанопористых пленок
Мы провели оценку влияния пористой структуры на термостойкость исследуемых образцов ПЦС(Е), при этом для исследований были выбраны образцы с наибольшим исходным содержанием порогена – 30 %, соответствующие данные приведены на рис. 6.12 и в табл. 6.3. Установлено, что исходные образцы ПЦС(Е)/ДМФ и ПЦС(Е)/ДБФ в отличие от индивидуальной ПЦС(Е) имеют дополнительную стадию деструкции с максимумом при Т = 483 К для образца ПЦС(Е)/ДМФ или при Т = 523 К для образца ПЦС(Е)/ДБФ. Безусловно, эта
Рис. 6.12. ТГА кривые (в инертной среде): а, б – потери массы; в, г – дифференциальные кривые; 1 – исходные образцы ПЦС(Е)/пороген; 2 – нанопористые образцы ПЦС(Е) после экстракции 30 мас.% порогена; а, в – пороген ДМФ; б, г – пороген ДБФ.
Таблица 6.3 -
Термические свойства (данные ТГА) исходных образцов ПЦС(Е)/пороген и нанопористых ПЦС(Е), полученных после экстракции порогена
Состав образца, мас. % |
Tд(5%), К |
Tд(50%), К |
Tд1, К |
∆m1, мас.% |
Tд2(max), К |
∆m2, мас.% |
Tд3, К |
∆m3, мас.% |
mкокс, мас.% |
ПЦС(Е)/ДМФ = 70/30 ПЦС(Е) (пористый) |
449 578 |
707 852 |
483 - |
11 - |
702 713 |
23 27 |
808 816 |
44 45 |
30 43 |
ПЦС(Е)/ДБФ = 70/30 ПЦС(Е) (пористый) |
471 567 |
707 844 |
523 - |
14 - |
699 711 |
44 26 |
826 814 |
63 45 |
30 42 |
ПЦС(Е) индивид. (после экстракции) |
583 |
862 |
- |
- |
708 |
27 |
820 |
46 |
44 |
стадия обусловлена термодеструкцией молекул ДМФ или ДБФ, соответственно. Обнаружено, что во всем исследованном температурном диапазоне термостойкость исходных образцов ПЦС(Е)/ДМФ и ПЦС(Е)/ДБФ существенно ниже, чем у образцов ПЦС(Е). Найдено, что термостойкость пористых образцов сетчатых ПЦС(Е), полученных после экстракции ДМФ или ДБФ, находится практически на уровне термостойкости образца индивидуальной ПЦС(Е). Расчеты показали, что у пористых образцов ПЦС(Е) в области температур Т ~ 430 ÷ 700 К и Т ~ 810 ÷ 1100 К потеря массы больше всего на 1,5 ÷ 2,5 % в сравнении с индивидуально синтезированным ПЦС(Е), а в диапазоне температур Т ~ 700 ÷ 810 К – потеря массы у них даже меньше на ~ 3 %, чем у индивидуальной ПЦС(Е). Установлено, что стойкость к термодеструкции обоих полученных пористых образцов ПЦС(Е) (после экстракции ДБФ и ДМФ) практически одинаковая, т.е. отличия в химической структуре использованных порогенов не оказывает существенного влияния на термические свойства полученных пористых образцов ПЦС(Е).
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что нанопористые образцы ПЦС(Е), полученные путем синтеза in situ сетчатого полицианурата в присутствии высококипящих пластификаторов-порогенов ДМФ или ДБФ, с последующим их удалением методом экстракции, не уступают по термостойкости индивидуальной сетчатому полицианурату, синтезированному в отсутствии порогена. Найдено, что в пористых образцах подавляющее большинство пор имеет диаметр ~ 29 ÷ 50 нм. Также можно заключить, что в отличие от ранее изученных образцов гибридных сеток состава ПЦС(Е)/ПКЛ (см. гл. 4 и 5), у данных нанопористых образцов ПЦС(Е) основные характеристики находятся практически на уровне свойств индивидуальной сетчатой ПЦС(Е).
