Анотація до роботи:

Больбух Ю.М. Кремнійгідридні групи поверхні кремнезему у реакціях гідросилілювання та полімеризації олефінів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18. – фізика і хімія поверхні. – Інститут хімії поверхні НАН України, Київ, 2004.

Дисертаційну роботу присвячено дослідженню перебігу реакції гідросилілювання олефінів за участю хемосорбованих на поверхні кремнезему кремнійгідридних груп у середовищі мономера та впливу поверхневих SiH груп на процес полімеризації та структуроутворення в композиціях на основі 2-гідроксіетилметакрилату (НЕМА).

Визначено, що гідросилілювання дивінілтетраметилдисилоксану перебігає за псевдопершим порядком із залученням в реакцію всіх кремнійгідридних груп поверхні кремнезему протягом 300 хв. при 80С. При взаємодії НЕМА з поверхневими кремнійгідридними групами ступінь залучення у реакцію кремнійгідридних груп у діапазоні температур 20-60С становить 90% від їхньої вихідної концентрації; реакція має другий порядок і завершується за 30 хв.; швидкість реакції мало залежать від температури проведення процесу.

Встановлено, що введення високодисперсного кремнезему сповільнює термічну, і, навпаки, прискорює процес ініційованої полімеризації НЕМА. Присутність на поверхні неорганічних частинок кремнійгідридних груп сприяє прискоренню як термічної, так і ініційованої полімеризації НЕМА. Встановлено, що поверхневі кремнійгідридні групи наповнювача сприяють структуруванню композиції, ступінь якого залежить від вмісту функціональних груп та природи взаємодії центрів поверхні з компонентами системи.

1. З аналізу літературних джерел випливає, що дослідження закономірностей перебігу твердофазного гідросилілювання вінілвмісних мономерів та впливу поверхневих кремнійгідридних груп наповнювача на структуру композицій є важливим для синтезу нових полімерних матеріалів, зокрема на основі 2-гідроксіетилметакрилату.

2. Встановлено, що реакція гідросилілювання дивінілтетраметилдисилоксану за участю кремнійгідридних груп у середовищі мономеру має псевдоперший порядок. Оптимальною температурою проведення реакції є 80С, процес завершується за 300 хв. із залученням у реакцію всіх поверхневих кремнійгідридних груп.

3. Твердофазне гідросилілювання HEMA в інтервалі 20-60С задовільно описується кінетичним рівнянням другого порядку, реакція проходить за 30-60 хв. та мало залежить від температури проведення процесу. Ступінь залучення в процес кремнійгідридних груп становить 90% від їхнього вихідного вмісту.

4. Виявлено, що використання як наповнювача високодисперсного кремнезему (аеросилу) сповільнює термічну полімеризацію НЕМА, і, навпаки, прискорює процес, ініційований акриламідним комплексом нітрату кобальту. Присутність на поверхні кремнезему кремнійгідридних груп прискорює як ініційовану, так і термічну полімеризацію НЕМА.

5. Показано, що при концентрації поверхневих кремнійгідридних груп 0,25 ммоль/г в процесі термічної полімеризації НЕМА досягається не тільки хімічне структурування матеріалу, а й посилення композиції за рахунок утворення каркасу з частинок наповнювача. Зі збільшення вмісту SiH груп композиція розрихлюється через екранування поверхні наповнювача хемосорбованими макромолекулами, що призводить до руйнування каркасу з частинок наповнювача.

6. Встановлено, що акриламідний комплекс нітрату кобальту в процесі ініційованої ним полімеризації 2-гідроксіетилметакрилату у присутності гідридвмісних кремнеземів забезпечує формування розгалуженого щільно зшитого каркасу з жорсткими полімерними ланцюгами.

7. Виявлено, що присутність кремнійгідридних груп на поверхні наповнювача сприяє структуруванню матеріалу, а варіюючи їхнім вмістом можна регулювати ступінь зшивання та жорсткість полімерних ланцюгів.

Публікації автора:

1. Tertykh V., Yanishpolskii V., and Bol’bukhYu. Synthesis and characterization of functional chemically modified silica fillers // Macromol. Symp. – 2003. –V. 194. – P. 141-146.

Здобувачем здійснено модифікування кремнезему та досліджено перебіг процесу каталітичного гідросилілювання 2-гідроксіетилметакрилату кремній-гідридними групами поверхні в середовищі мономера.

2. Больбух Ю.М., Тьортих В.А. Реакція гідросилілювання в системі гідридкремнезем-2-гідроксіетилметакрилат // Хімія, фізика та технологія поверхні: Міжвід. зб. наук. пр./Ін-т хімії поверхні НАН України; гол. ред. О.О. Чуйко. – К.: Вид. Дім. “КМ Академія”. – 2003. – Вип. 9. – С. 37-43.

Здобувачем досліджено реакцію гідросилілювання НЕМА SiH групами поверхні кремнезему у присутності каталізатора Спейєра та ініціатора.

3. Больбух Ю.Н., Янишпольский В.В., Тертых В.А. Гидридсодержащие кремнеземыв процессах гидросилилирования олефиновых мономеров // Журнал прикладной химии. – 2004. – Т. 74, № 11. – С. 1826-1832.

Здобувачем досліджено реакцію твердофазного гідросилілювання олефінів у присутності каталізатора та ініційовану термічно при полімеризації олефінових мономерів.

4. Больбух Ю.М., Мамуня Є.П., Тьортих В.А. Вплив кремнійгідридних груп поверхні на структуру полігідроксіетилметакрилату // Хімія, фізика та технологія поверхні: Міжвід. зб. наук. пр./ Ін-т хімії поверхні НАН України; гол. ред. О.О. Чуйко. – К.: Вид. Дім. “КМ Академія”. – 2004. – Вип. 10. – С. 51-56.

Здобувачем проведено синтез та дослідження наповнених композицій методами термомеханічного аналізу та набухання.

5. Больбух Ю.М., Тьортих В.А. Модифіковані кремнеземи з кремнійгідридними групами та їхня взаємодія з олефіновими мономерами // Наукові записки НаУКМА, сер. хім. науки і техн. – 2002. – Том 20. – С. 29-33.

Здобувачем здійснено каталітичне гідросилілювання дивінілтетраметил-дисилоксану. Проведено спектральні та термогравіметричні дослідження.

6. Tertykh V., Yanishpolskii V., and Bol’bukh Yu. Effect of initial and modified fumed silicas on polymerization of 2-hydroxyethylmethacrylate. In: “Proceedings of Eurofillers2003” J.M.Martin-Martinez (Ed.) – University of Alicante, 2003. – P. 383-386.

Здобувачем проведено дослідження перебігу полімеризації 2-гідроксіетилметакрилату у присутності аеросилу та синтезованих на його основі гідридкремнеземів із різним вмістом кремнійгідридних груп.

7. Tertykh V.A., Yanishpolskii V.V., and Bol’bukh Yu.N., Functional chemically modified silica fillers in polymer composites // Abstracts of the 14^th Bratislava International Conference on Modified Polymers. – Bratislava: October 1-4, 2000. – Р. 124-125.

Здобувачем досліджено процес каталітичного гідросилілювання дивінілтетраметилдисилоксану гідридвмісними кремнеземами.

8. Больбух Ю.М., ЯнишпольськийВ.В., ТьортихВ.А. Взаємодія гідридвмісних кремнеземів з дивінілтетраметилдисилоксаном // Сб. трудов 2^ой Международной научно-технической конференции “Композиционные материалы”. – Киев. – 5-7 июня 2001. – С. 58.

Здобувачем проведено реакцію твердофазного гідросилілювання та проаналізовано результати титриметричного, ІЧ-спектроскопічного та термогравіметричного аналізів.

9. TertykhV.A., Bol’bukh Yu.N., and YanishpolskiiV.V. Synthesis and characterization of functional chemically modified silica fillers // Abstracts of the Euro-fillers’01 Conference “Fillers for the New Millennium”. – Lodz . – July 9-12, 2001. – Р. 84.

Здобувачем синтезовано наповнювач з кремнійгідридними групами у поверхневому шарі та досліджено процес полімеризації 2-гідроксіетил-метакрилату у його присутності.

10. Больбух Ю.Н., Янишпольский В.В., Тертых В.А. Реакция гидросилилирования в системе гидридкремнезем-2-гидроксиэтилметакрилат // Тезисы Межд. конф. “Функционализованные материалы: синтез, свойства и применение”. – Киев. – 24-29 сентября 2002 г. – С. 110.

Здобувачем проведена реакція гідросилілювання, побудовані кінетичні криві та здійснена математична обробка одержаних результатів.

11. Больбух Ю.М. Дослідження термомеханічних властивостей композицій на основі 2-гідроксіетилметакрилату та гідридкремнезему // Тези доповідей V Української конференції молодих вчених з високомолекулярних сполук. – Київ, 20-21 травня
2003 р. – С. 72.

Здобувачем синтезовано наповнені композиції, проведено термомеханічні дослідження, розраховано термомеханічні та структурні характеристики.

12. Больбух Ю.М., Мамуня Є.П., Полімеризація 2-гідроксіетилметакрилату у присутності високодисперсного кремнезему // Тези доповідей Всеукраїнської конференції молодих вчених з актуальних питань хімії. – Київ. – 26-30 травня 2003 р. – С. 74.

Здобувачем досліджено полімеризацію мономера у присутності наповнювачів.

13. Tertykh V., Bol’bukh Yu., Yanishpolskii V., Interaction of pristine and chemically modified disperse silicas with some vinyl monomers // Abstracts of VII Polish-Ukrainian Symposium on Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Applications. – Lublin. – 15-18 September, 2003. – P. 289-290.

Здобувачем досліджено взаємодію груп поверхні вихідного та гідридвмісного кремнеземів з олефінами у процесах гідросилілювання та полімеризації.

14. Bolbukh Y.N. Tertykh V.A., Gawdzik B. Silicas with surface silicon hydride groups in porous polymeric composites // Abstracts of III Polish-Ukrainian Conference “Polymers of Special Applications”. – Radom. – 15–18 June, 2004. – P. 22-23.

Здобувачем синтезовано та досліджено методами термогравіметричного аналізу та диференційної скануючої калориметрії наповнені пористі полімери.

15. Больбух Ю.Н., Тертых В.А., Гавдзик Б. Влияние гидридсодержащих кремнеземов на полимеризацию олефиновых мономеров // IV Международная конференция “Химия высокоорганизованых веществ и научные основы нанотехнологии”. Авторефераты докладов. – С.-Петербург, 2004. – С. 149-150.

Здобувачем проведено блочну та емульсіонно-суспензійну полімеризацію в присутності наповнювачів та досліджено властивості одержаних матеріалів.

16. Тьортих В.А., Больбух Ю.М., Янишпольский В.В. Кремнійгідридні групи в процесах гідросилілювання та полімеризації олефінів // Міжнародна конференція “Сучасні проблеми фізичної хімії”. – Донецьк, 2004. – С. 105.

Здобувачем вивчено кінетичні особливості перебігу процесів полімеризації наповнених модифікованими кремнеземами вінілвмісних мономерів.

17. Больбух Ю.М., Тьортих В.А. Дослідження структури наповнених гідридвмісним кремнеземом композицій на основі 2-гідроксіетил-метакрилату // Х Українська конференція з високомолекулярних сполук. – Київ, 2004. – С. 92.

Здобувачем здійснено синтез та вивчено особливості структурування наповнених композицій.