LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Синтез і властивості поверхнево-активних пероксидів і мономерів

колоїдних системах з застосуванням нових ПАР.

Об'єкт досліджень. Основними об'єктами досліджень є нейоноґенні і йоноґенні (катіонні і аніонні) поверхнево-активні мономери, у тому числі пероксидовмісні, – похідні ненасичених карбонових кислот або стирену.

Предмет досліджень. Предметом досліджень є синтез поверхнево-активних нейоноґенних і йоноґенних мономерів.

Методи дослідження. Органічний синтез, спектральні методи дослідження – ЯМР1Н, ІЧ-спектроскопія, спектроскопія у видимій області, динамічне і статичне світлорозсіювання, функціональний і елементний аналіз, газорідинна, рідинна тонкошарова і препаративна колоночна хроматоґрафія, атомно-силова мікроскопія, віскозиметрія, вимірювання контактних кутів змочування і поверхневого натягу.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено закономірності перебігу реакції поліетиленґліколів з хлорангідридами моноестерів малеїнової кислоти, що дозволило розробити методи синтезу й одержати нові типи нейоноґенних поверхнево-активних мономерів. Уперше синтезовано пероксидовмісні мономери, які проявляють поверхнево-активні властивості. Одержано нові катіонактивні пармери з четвертинними амонійними групами – похідні (мет)акрилової кислоти і стирену. Синтезовано нові класи аніонактивних пармерів, що містять трет-бутилпероксиалкільні, оліґосилоксанові або флуоралкільні групи як гідрофобні складові молекули. Показано можливість використання отриманих поверхнево-активних мономерів для контролю стабільності і розміру частинок латексів у процесі їхнього синтезу, а також для створення інверсійноздатних покрить на твердих поверхнях.

Практичне значення отриманих результатів. Запропоновано методи синтезу поверхнево-активних мономерів на основі промислових продуктів. Це дає змогу використовувати одержані пармери як доступні комономери для синтезу латексів з контрольованим розміром і стабільністю латексних частинок, для створення полімерних покрить, а також для модифікації міжфазних поверхонь мінеральних наповників полімерних композиційних матеріалів. Такі наповники забезпечують можливість конструювання міжфазних компатибілізуючих шарів і одержання на їхній основі полімерних композитів з проґнозованими властивостями.

Особистий вклад співшукача. Пошук і аналіз літературних джерел з наукової проблеми, підготовка і проведення синтезів, обробка результатів виконані автором особисто. Аналіз і обговорення результатів дослідження проведені разом з науковим керівником – д.х.н., проф. Вороновим С.А., к.х.н., п.н.с. Гевусем О.І. Планування експерименту – спільно з к.х.н., п.н.с. Гевусем О.І. Дослідження можливості використання одержаних сполук здійснено спільно з к.х.н., доц. Токарєвим В.С., к.х.н., н.с. Мітіною Н.Є., к.х.н., доц. Заіченком О.С., к.х.н., доц. Будішевською О.Г. Співавторами публікацій є також к.х.н., н.с. Флейчук Р.І., к.х.н., с.н.с. Шевчук О.М., асп. Каніщев О.С., які брали участь в окремих експериментах. Автор вдячний н.с. Мусянович А.В. (Університет м. Ульм) і п. Вінцер Б. (Університет м. Ерланґен-Нюрнберґ) за допомогу в проведенні спектральних і АСМ-досліджень.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідались на VII Науковій конференції "Львівські хімічні читання-99" (Львів, 1999), Польсько-українській конференції "Полімери спеціального застосування" (Радом, Польща, 2000), XIX Українській конференції з органічної хімії (Львів, 2001), V Конференції молодих учених та студентів-хіміків (Одеса, 2002), V Українській конференції молодих вчених з високомолекулярних сполук (Київ, 2003), XI Міжнародній конференції з хімії органічних і елементогранічних пероксидів (Москва, Росія, 2003), ІІ Міжнародній конференції з колоїдної хімії і фізико-хімічної механіки (Мінськ, Білорусь, 2003), 2nd International Symposium on "Reactive Polymers in Inhomogeneous Systems, in Melts and at Interfaces" (Dresden, Germany, 2003), ІІІ Польсько-українській конференції "Полімери спеціального застосування" (Радом, Польща, 2004), Європейському полімерному конґресі (Москва, Росія, 2005), IХ Міжнародній конференції з хімії і фізикохімії оліґомерів (Одеса, 2005).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 12 статей у фахових наукових журналах і 15 тез доповідей на наукових конференціях.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків, списку літератури, який нараховує 230 джерел, і додатків. Роботу викладено на 160 сторінках друкованого тексту, вона містить 24 рисунки, 12 схем, 22 таблиці і 2 додатки.



Основний зміст роботи

Перший розділ містить огляд літератури, у якому розглянуто і систематизовано дані щодо методів синтезу поверхнево-активних мономерів і пероксидів.

Другий розділ присвячений обговоренню результатів досліджень із синтезу нейоноґенних поверхнево-активних мономерів і вивчення їхніх колоїдних властивостей і полімеризаційної здатності. Розроблено методи одержання малеїнатних пармерів, що містять розділені подвійним зв'язком гідрофільну і гідрофобну частини молекули, макромономерів з альтернатними гідрофільними і гідрофобними фраґментами, пероксидовмісних пармерів, наведено характеристики й описано властивості отриманих сполук.

Малеїнатні мономери (1.3а, б) синтезували двома шляхами. За першим методом при взаємодії моноалкілмалеїнатів (1.1а, б) з оксираном при 100-110С у присутності каталітичної кількості триметилцетиламіну з виходом 90% і 73% одержували відповідно малеїнати (1.3а, б). За другим методом цільові мономери отримували при взаємодії еквімольних кількостей моноалкілмалеїнату (1.1а, б), триетиламіну і 2-хлоретанолу при 120-160С. Вихід малеїнатів (1.3а, б) 63% і 78% відповідно. В умовах, аналоґічних до другого методу, з моноалкілмалеїнату (1.1а, б), триетиламіну і 2-[2-(2-хлоретокси)етокси]етанолу були синтезовані мономери (1.4а, б) з виходом 81% і 76% відповідно. Проте недоліками цих методів синтезу є жорсткі умови проведення реакції (висока температура і тривалість процесу), а в першому методі також необхідність роботи з оксираном, який при звичайних умовах є газоподібною речовиною.

Схема 1















де R = Me (а), Bu (б), н-C7H15 (в), н-C16H33 (г);

n = 1 (1.3), 3 (1.4), 6.4 (1.5), 13.2 (1.6).

Мономери (1.5б-г, 1.6б-г), що містять у молекулі відносно довгі ланцюги поліетиленґліколю (ПЕҐ), синтезували у дві стадії. На першій обробкою моноалкілмалеїнатів (1.1б-г) тіонілхлоридом одержували хлорангідриди (1.2б-г). При взаємодії останніх з ПЕҐами, взятими в надлишку, у розчині бензену при 5С в присутності триетиламіну (мольне співвідношення 1 : 4 : 1,05, відповідно) одержували малеїнати (1.5б-г, 1.6б-г). Цільові мономери відділяли від надлишку ПЕҐу екстракцією бутаноном з водного розчину при 80С. Вихід малеїнатів (1.5б-г, 1.6б-г) 65-88%.

Макромономери, що містять альтернатні гідрофільні і гідрофобні блоки, синтезували у дві стадії (схема 2). На першій поліконденсацією аліфатичних дикарбонових кислот (себацинової або додекандикарбонової) з ПЕҐами з молекулярною масою 300 або 600 г/моль одержували відповідні поліестери (2.1а-в). Реакцію проводили в толуені як