Янова Кароліна Валентинівна. Синтез та вивчення властивостей поліаміногуанідинів : Дис... канд. наук: 02.00.06 - 2003.
Анотація до роботи:
Янова К.В. Синтез та вивчення властивостей поліаміногуанідинів. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.06 – хімія високомолекулярних сполук. – Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2002.
Дисертаційна робота присвячена розробці метода та оптимальних умов синтезу раніше неописаних у літературі поліелектролітів – поліаміногуанідинів (ПАГ) та вивченню їх фізико-хімічних властивостей. Показано, що досягнення максимальних величин приведеної в’язкості синтезованих ПАГ відбувається при еквімольному співвідношенні вихідних мономерів (амінів, (ЕДА, ДЕТА, ТЕТА та ТЕПА) та солей гуанідину (гідрохлориду, карбонату та фосфату)) при оптимальній температурі, яка збільшується з 130оС до 200оС (при переході від ЕДА до ТЕПА) та тривалості процесу ~6 годин. Встановлена доцільність використання в процесі поліконденсації солей гуанідину, а не його основи, що сприяє зменшенню температури на початковій стадії реакції. Показана перспективність проведення поліконденсації у водному розчині в порівнянні з синтезом у розплаві. Проведене фракціонування синтезованного в оптимальних умовах гідрохлориду полідіетиленаміногуанідину, визначені Mw»11000 (n=67), Mw/Мn=1,1, та коефіцієнти К та a в рівнянні Куна-Марка-Хаувінка для його метанольного розчину, показано, що даний полімер є кристалічним. Визначені Тg одержаних ПАГ-гідрохлоридів, які знаходяться в інтервалі -10+46,5оС, та збільшуються при переході від ЕДА до ТЕПА. Вивчено кінетику вологопоглинання в умовах 10-98%-ної вологості. Виявлений аномальний криволінійний характер концентраційних залежностей приведеної в'язкості в області малих концентрацій. Показано, що синтезовані ПАГ є досить термостабільними, Т0 та Т30 відповідно знаходяться в межах 180225оС та 370390оС. Проведені реакції модифікації гідрохлориду полідіетиленаміногуанідину з галогеналкілами, акриловою кислотою та її похідними. Виявлена стабілізуюча активність синтезованих поліаміногуанідинів при захисті гум від старіння, антикорозійні, комплексоутворюючі та бактерицидні властивості.
Вперше синтезовані раніше неописані у літературі поліелектроліти загальної формули [-((CH2)2-NH)m-C(=NHHА)-NH-]n, де m=14, А=Cl, HCO3, H2PO4 шляхом поліконденсації відповідних солей гуанідину та амінів загальної формули H2N-[-(СН2)2-NH]m-Н, де m=14. Вивчений фазовий та фізичний стани синтезованих поліаміногуанідинів, їх вологопоглинання, в’язкісні властивості водних розчинів в області малих концентрацій та термостійкість. Проведені реакції модифікації їх з галогеналкілами, акриловою кислотою, акрилонітрилом та акриламідом. Визначені можливі шляхи практичного застосування синтезованих поліелектролітів.
Розроблені оптимальні умови процесу поліконденсації амінів загальної формули H2N-[-(СН2)2-NH]m-Н, де m=14 та солей гуанідину. Визначено, що досягнення максимальних величин hприв синтезованих полімерів відбувається при еквімольному співвідношенні вихідних мономерів (c=1), а з ростом числа m в амінах від 1 до 4 підвищується оптимальна температура процесу при незмінній його тривалості. Показано, що в процесі поліконденсації доцільно використовувати солі гуанідину, а не гуанідин-основу, причому з підвищенням сили кислоти знижується температура реакції поліконденсації на початковій стадії. Показана перспективність здійснення поліконденсації ГГХ та амінів у водному розчині в порівнянні з проведенням синтезу у розплаві.
Методом ексклюзійної хроматографії проведене фракціонування гідрохлориду полідіетиленаміногуанідину, визначено його середньомасову молекулярну масу, розраховані коефіцієнти К та a в рівнянні Куна-Марка-Хаувінка для його метанольного розчину, та показано, що синтезований у оптимальних умовах полімер має досить вузький ММР (Mw/Мn=1,1).
Методом рентгеноструктурного аналізу показано, що полідіетиленаміногуанідингідрохлорид являє собою кристалічний полімер з індексом кристалічності близько 30%. Методом диференціально-скануючої калоріметрії визначені температури склування (Тg) ПАГ-гідрохлоридів, які збільшуються з ростом числа m від 1 до 4.
Вивчене вологопоглинання синтезованих поліаміногуанідингідрохлоридів. Показано, що в умовах 75%-ної вологості та нижче досліджені ПАГ-гідрохлориди мають практично однакову поглинальну здатність, а при 98%-ній вологості сорбційні властивості полімеру з числом m=1 вищі. Віскозиметричні дослідження концентраційних залежностей приведеної в’язкості розведених водних розчинів синтезованих ПАГ-гідрохлоридів показали аномальний криволінійний характер кривих в області малих концентрацій, максимум яких зменшується та зсувається у область більших концентрацій з ростом числа m від 1 до 4. Методом термогравіметричного аналізу показано, що з ростом m від 2 до 4 спостерігається збільшення температури початку втрати маси (То) одержаних ПАГ-гідрохлоридів.
Синтезовані модифікати гідрохлориду полідіетиленаміногуанідину шляхом алкілування галогеналкілами та приєднанням до нього акрилової кислоти акрилонітрилу та акриламіду. Підтверджена будова синтезованих поліфункціональних похідних.
Показано, що одержані поліелектроліти виявили високу стабілізуючу активність при захисті гум від теплового, озонового та атмосферного старіння і динамічного втомлення, антикорозійну дію в умовах кислотного травлення сталі, комплексоутворюючу та бактерицидну активність.
