Vol 66, No 2 (2024)

Проанализированы процессы модификации полимеров в среде сверхкритического диоксида углерода, приводящие к получению новых материалов, предназначенных прежде всего для медицины, фармакологии и проводящих полимерных систем. Рассмотрены процессы импрегнации полимеров в среде сверхкритического диоксида углерода углеродными нанотрубками с получением тепло- и электропроводящих полимерных материалов, процессы микронизации полимеров, использующиеся при разработке композиционных материалов типа полимер–полимер. Описаны процессы получения аэрогельных материалов на основе полисахаридов (альгинат натрия) для использования в качестве матриц для биосовместимых гетерогенных каталитических систем, процессы импрегнации термопластов фотохромными и люминесцентными соединениями, приводящие к соответствующим фотоактивным полимерным материалам, процессы иммобилизации в природных полисахаридных матрицах биологически активных соединений, позволяющие получать пролонгированные лекарственные препараты. Особое внимание уделено особенностям графт-сополимеризации, позволяющей получать биосовместимые продукты для аддитивных технологий и полностью нетоксичные материалы с высокой адгезией к клеткам.

На основе фурфурилглицидилового эфира – продукта, получаемого из фурфурола, синтезированы диольные удлинители цепи. С использованием этих удлинителей и бисмалеимидного отвердителя получены полиуретаны с эффектом термического самовосстановления посредством обратимой реакции Дильса–Альдера. Строение синтезированных полимеров доказано методом ИК-спектроскопии. Также определены термические и физико-механические свойства материалов. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии показан циклический характер протекания прямой и обратной реакции Дильса–Альдера. С помощью метода сканирующей электронной микроскопии проведена визуальная оценка способности материала к самовосстановлению. Количественная оценка (эффективность самовосстановления модуля Юнга и предела прочности) проведена при помощи динамометрического анализа исходных и восстановленных образцов полимеров. Показано влияние содержания динамических связей на свойства полиуретанов, а также эффективность самозалечивания.

Методом полимеризационного наполнения синтезированы композиционные материалы с двуслойным покрытием из сверхвысокомолекулярного ПЭ и ПЭ более низкой молекулярной массы на поверхности частиц наполнителя (Al₂O₃/сверхвысокомолекулярный ПЭ/ПЭ пониженной молекулярной массы) путем двустадийной последовательной полимеризации этилена. В композитах варьировали соотношение сверхвысокомолекулярный ПЭ : ПЭ пониженной молекулярной массы (полиэтилен) при постоянной молекулярной массе ПЭ, а также молекулярную массу полиэтилена при постоянном соотношении сверхвысокомолекулярный ПЭ : полиэтилен. При этом ПЭ пониженной молекулярной массы является внешним слоем на поверхности частиц композитов, а сверхвысокомолекулярный ПЭ находится непосредственно на поверхности частиц наполнителя. В прессованных композитах с увеличением доли полиэтилена в двуслойном покрытии в обоих случаях наблюдается повышение степени кристалличности и изменение параметров ламелей. Изменяется подвижность полимерных цепей в межкристаллическом аморфном слое. Создание двуслойных покрытий сверхвысокомолекулярный ПЭ/ПЭ пониженной молекулярной массы позволяет модифицировать деформационно-прочностные свойства композитов. Увеличение содержания полиэтилена в композите сопровождается значительным повышением относительного удлинения и модуля упругости композитов, предел прочности при этом снижается.

Рассмотрено современное состояние исследований композиций, содержащих в качестве нанонаполнителей производные графена. Обобщены результаты работ, проведенных в Федеральном исследовательском центре химической физики Российской академии наук по получению наполненных композиций на основе полилактида и углеродных нанонаполнителей – восстановленного оксида графена и нанопластин графита с использованием двух независимых методов – экологически чистого твердофазного смешения компонентов под действием сдвиговых деформаций и жидкофазного синтеза. Проведено сравнительное изучение механических, термических и электрических свойств композиций в зависимости от метода получения и природы используемых нанонаполнителей и установлено их влияние на структуру и комплекс свойств образующихся композиционных материалов.