Анотація до роботи:

Сухий К.М. Структура, молекулярна рухливість та іонна провідність оксіетиленвмісних полііоненів. – Рукопис.

Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.06 – хімія високомолекулярних сполук. – Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ , 2002.

Дисертація присвячена синтезу полііоненів (полімерних четвертинних амонієвих солей) з високими показниками іонної провідності, визначенню характеру іонної агрегації і його впливу на морфологію і релаксаційну поведінку полііоненів.

Розроблено методики синтезу ряду нових оксіетилен-аліфатичних і оксіетилен-алкілароматичних полііоненів різної іонної концентрації.

Для синтезованих полііоненів характерний тільки один температурний перехід – склування – у діапазоні температур від –45 до 71^оС. Значення температури склування зростає зі зменшенням довжини оксіетиленового фрагмента.

Полііонени з короткими етиленоксидними фрагментами (n=2–9) є аморфними, а при зростанні кількості елементарних ланок в оксіетиленовому фрагменті до 20 формується кристалічна структура, характерна для поліетиленоксиду. Оксіетилен-аліфатичні полііонени є мікрофазово-розшарованими системами, тоді як для оксіетилен-алкілароматичних полііоненів це не характерно.

У діелектричних спектрах оксіетилен-алкілароматичних полііоненів і оксіетилен-аліфатичних полііоненів з низькою іонною концентрацією виявляється дипольна релаксація, зв'язана з локальним рухом молекулярних ланцюгів і релаксація провідності.

Для розглянутого ряду полііоненів характерний високий рівень іонної провідності, який збільшується зі збільшенням концентрації іонних центрів (10^-3 Ом^-1см^-1 - 10^-5 Ом^-1см^-1 ).

Вперше встановлено, що акустичні спектри оксіетилен-аліфатичних полііоненів характеризуються наявністю двох областей структурної релаксації.

Полііонени характеризуються аномально низьким рівнем стискнення – величина швидкості ультразвуку збільшується зі збільшенням іонної концентрації і складає 1800-2100 м/с.

При використанні полііоненів як прекурсорів в золь-гель синтезі, було встановлено, що введення полііоненів сприяє протіканню процесів гелеутворення в золь-гель системах.

1. Розроблені методики синтезу ряду нових оксіетилен-аліфатичних і оксіетилен-алкілароматичних полііоненів різної іонної концентрації з високими значеннями молекулярної маси, здійснені синтези й охарактеризовані 25 різних полімерів з відповідними молекулярними структурами.

2. Встановлено, що для синтезованих полііоненів характерний тільки один температурний перехід – склування – у діапазоні температур від –45 до 71^оС, при подальшому підвищенні температури полііонени розкладаються при температурах від 177 до 336^оС. Значення температури склування зростає зі зменшенням довжини оксіетиленового фрагмента. Для оксіетилен-алкілароматичних полііоненів характерні набагато більші, ніж для оксіетилен-аліфатичних температури склування при рівних іонних концентраціях і довжині оксіетиленових фрагментів. Заміна Cl аніона на Br аніон призводить до зменшення температури склування.

3. Показано, що полііонени з короткими етиленоксидними фрагментами (n=2–9) є аморфними, а при зростанні кількості елементарних ланок в оксіетиленовому фрагменті до 20 формується структура, характерна для полиетиленоксиду. Оксіетилен-аліфатичні полііонени є мікрофазово-розділені системи, тоді як для оксіетилен-алкілароматичних полііоненів це не характерно. Рівень мікрофазового поділу оксіетилен-аліфатичних полііоненів зростає зі збільшенням довжини оксіетиленового фрагменту.

4. У діелектричних спектрах оксіетилен-алкілароматичних полііоненів і оксиетилен-аліфатичних полііоненів з низькою іонною концентрацією виявляється дипольна релаксація, зв'язана з локальним рухом молекулярних ланцюгів і релаксація провідності.

5. Показано, що для розглянутого ряду полііоненів характерний високий рівень іонної провідності, що збільшується зі збільшенням концентрації іонних центрів. Для оксіетилен-алкілароматичних полііоненів питома провідність при кімнатній температурі складає 10^-5 Ом^-1см^-1 - 10^-6 Ом^-1см^-1 , а для оксіетилен-аліфатичних полііоненів – 10^-3 Ом^-1см^-1 - 10^-4 Ом^-1см^-1.

6. Вперше встановлено, що підвищення концентрації іонних груп у випадку оксіетилен-аліфатичних полііоненів супроводжується суттєвим зростанням надлишкового поглинання звуку для області дисперсії, що відповідає за великомасштабну (низькочастотну) рухливість полімерних ланцюгів. Даний ефект пов’язується з тим, що зростання концентрації іонних груп сприяє формуванню так званої “підгратки” іонних центрів з високою інтенсивністю міжіонних взаємодій.

7. Показано, що полііонени з високою концентрацією іонних груп характеризуються аномально низьким рівнем стискнення. Відповідно до цього величина швидкості звуку збільшується (зі збільшенням іонної концентрації) до 1800-2100 м/с.

8. При використанні полііоненів як прекурсорів в золь-гель синтезі, було встановлено, що введення полііоненів сприяє протіканню процесів гелеутворення в золь-гель системах.

Публікації автора:

1. Бурмістр М.В., Сухий К.М., Шевченко В.В., Шилов В.В., Гомза Ю.П., Дорофеєв В.Т. Структура та властивості етиленглікольвмісних полііоненів // Вопр. химии и хим. технологии. – 1998. - №3. – С.24-26.

2. Burmistr M.V., Tugolukov A.V., Gvozdenko A.V., Shevchenko V.V., Sukhoi K.M. End unit effect on the molecular mobility of low-molecularweight poly(ethylene oxide)s // Вопр. химии и хим. технологии. -1999. -№4. - С.34-36.

3. Бурмистр М.В., Липатов Ю.С., Шилов В.В., Сухой К.М., Шевченко В.В., Земцов В.В. Синтез и исследование физико-химических свойств полиионенов // Вопр. химии и хим. технологии. – 2000. - №2. – С.77-84.

4. Бурмистр М.В., Туголуков А.В., Сухой К.М., Сперкач В.С., Шилов В.В., Гомза Ю.П., Писсис П. Акустическая релаксация в растворах системы полиэтиленгликоль-ионен // Вопр. химии и хим. технологии. – 2000. - №3. – С.32-36.

5. Бурмістр М.В., Туголуков А.В., Гвозденко А.В., Сухий К.М. Акустична релаксація в аніонопровідній системі “низькомолекулярний іонен-поліетиленгліколь” // Збірник наукових праць полтавського державного педагогічного універсітету. – 2000. – Вип.1,№9. – С.127-130.

6. Шилова О.А., Кузнецова Л.А., Гармонова Т.Н., Хашковский С.В., Шилов В.В Бурмистр М.В, Сухий К.М. Золь-гель синтез стеклокерамических покрытий из модифицированных щелочесиликатных прекурсоров // Труды XVIII совещания «ТЕМПЕРАТУРОУСТОЙЧИВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ», г. Тула, 15-17 мая 2001 г.. Тула: ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. 34-38

7. Бурмістр М.В., Сухий К.М. Вивчення фізико-хімічних властивостей етиленглікольвмістних полііоненів // Тези доповідей ХІ Української конференції з високомолекулярних сполук. Київ 2000. С.183.

8. Сухий К.М., Сухий М.П., Сперкач В.С., Несін С.Д. Акустичні і діелектричні дослідження полііоненів з етиленоксидними фрагментами у складі полімерного ланцюга // Тези доповідей ХІ Української конференції з високомолекулярних сполук. Київ 2000. С.192.

9. Сперкач В.С., Бурмістр М.В., Туголуков А.В., Сухий К.М., Гвозденко А.В., Піссіс П. Особливості діелектричної та акустичної релаксації, провідності та теплофізичних характеристик аніонпровідних систем поліетиленгліколь-іонен // Тези доповідей ХІ Української конференції з високомолекулярних сполук. Київ 2000. С.194.

10. Бурмістр М.В., Туголуков А.В., Гвозденко А.В., Сухий К.М., Комплекси іонен-поліетиленгліколь як системи для моделювання аніонпровідних поліефірів на основі полііоненів: синтез, провідність і акустична релаксація // Тези доповідей ХІ Української конференції з високомолекулярних сполук. Київ 2000. С.195.

11. Burmistr M.V., Tugolukov A.V., Sperkach V.S., Shevchenko V.V., Dacko P.V., Sukhyy K.M., Sukhyy M.P. Acoustic and dielectric relaxation and conductivity features of anionically conducting polyionene-poly(ethylene glycol) complexes // Polish-Ukranian conference “Polymer of special application”. Abstract. Radom, Poland 2000. P.63-64.

12. Burmistr M.V., Sperkach V.S., Shevchenko V.V., Dacko P.V., Sukhyy K.M., Sukhyy M.P. Ultrasonical investigation of ion-conducting polyionene based on ethylene oxide units // Polish-Ukranian conference “Polymer of special application”. Abstract. Radom, Poland 2000. P.65-66.

13. Burmistr M.V., Sukhyy K.M., Sukhyy M.P., Sperkach V.S., Dacko P.V., Shilov V.V. Acoustic and dielectric investigation of the polyionene with ethylene oxide units in the main chain // VI International conference “Dielectric and related phenomena”. Abstract. Spala, Poland 2000. P.108.

14. Бурмистр М.В., Сухой К.М. Аппретирование натуральных волокон в композиционной системе лен-полипропилен // Тезисы докладов ХХ Международной конференции “Композиционные материалы в промышленности (Славполиком-2000)”. Киев 2000. С24-25.

15. БурмістрМ.В., Сухий К.М., Земцов В.В., Шилов В.В. Синтез a,w - біс(диметиламіно)олігоетиленоксидів та полііоненів на їх основі // Тези доповідей XIX Української конференції з органічної хімії. Львів 2001.С.111.

16. Сухий К.М., Бурмістр М.В., Сперкач В.С., Шилов В.В. Структура та особливості акустичної релаксації поліелектролітів, які містять поліоксиетиленові фрагменти // Тези доповідей Міжнародноі науково-практичної конференції “Екологічні аспекти застосування природних розчинів та мінералів”. Полтава 1999. С.99.

17. Бурмістр М.В., Туголуков А.В., Сухий К.М., Гвозденко А.В. Комплекси іонен-поліетиленгліколь, як ефективні моделі аніон-провідних полііоненів: синтез, провідність, акустична релаксація // Тези доповідей Міжнародноі науково-практичної конференції “Екологічні аспекти застосування природних розчинів та мінералів”. Полтава 1999. С.100.

18. Sukhyy K.M., Burmistr M.V., Shilov V.V., Sperkach V.S., Pissis P., Polizos G. Morfology features and thermal and dielectric properties of polyionene based on ethyleneoxide units // XLIV Scientific conference of Polish chemical society and association of engineers & technicians of chemical industry. Abstract. Katowice, Poland 2001. P.56.