Том 65, № 3 (2023)

Свободнорадикальной сополимеризацией в массе синтезированы сополимеры N-винилкапролактама и N-винилимидазола (40–60 мол. %). Методами динамического и статического рассеяния света и высокочувствительной дифференциальной сканирующей калориметрии исследовано термочувствительное поведение водных растворов сополимеров в широкой области pH. При изменении pH среды от щелочного до кислого обнаружены три области термоиндуцированного конформационного поведения: I – область фазового расслоения, II – область конформационного перехода в состояние мезоглобул, III – область стабильного молекулярного раствора полиэлектролита. Для растворов сополимеров в отсутствие добавленной соли выявлены значительные полиэлектролитные эффекты, проявляющиеся в наличии быстрой и медленной диффузионных мод на распределениях по временам релаксации. Умеренное повышение ионной силы при добавлении низкомолекулярной соли приводит к экранированию полиэлектролитных эффектов, но не меняет принципиально набор областей конформационного поведения при разных pH. Существование различных типов термоиндуцированного конформационного поведения в разных областях pH объясняется изменением баланса между гидрофобными взаимодействиями звеньев N-винилкапролактама и электростатическими взаимодействиями слабоосновных звеньев N-винилимидазола.

Предложен способ получения нетканых углеродных материалов путем постадийной термической обработки целлюлозного войлока. В качестве нетканых прекурсоров использовали полотна, сформированные иглопробивным методом из волокнистой льняной целлюлозы и вискозных волокон. Выбраны оптимальные соотношения компонентов для получения прекурсоров углеродных полотен на основе результатов по формированию нетканых полотен и термического анализа для различных смесевых составов. Показано, что содержание льняных волокон в системе должно быть не менее 50%. Вискозные волокна играют роль армирующего материала и на данный момент не могут быть полностью исключены из системы. С увеличением содержания льняной целлюлозы величина углеродного остатка возрастает. Механические свойства углеродного войлока обеспечиваются физической сеткой фрикционных и дисперсионных контактов между индивидуальными волокнами. При температурной обработке композиционного нетканого материала морфологические особенности прекурсорных волокон сохраняются. С помощью рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии определены межплоскостные расстояния углеродных слоев в углеродном материале. Доля углерода при температурной обработке до 1700°С составляет не менее 90%, после графитации до 2400°С чистота продукта превышает 99%. Максимальные значения углеродного остатка при этой температуре могут достигать 25–27%. Измерены коэффициенты теплопроводности углеродного войлока, полученные значения на 30% меньше по сравнению с показателями для углеродных тканей.

На основе фиброина, выделенного из коконов шелкопряда Bombyx mori, получены полифункциональные гемосорбенты для детоксикации крови и сыворотки крови. Проведены их физико-химические и морфологические исследования, изучены сорбционные свойства. Показано, что полученные гемосорбенты имеют высокую сорбционную активность. По сорбционной активности гемосорбент на основе фиброина, обработанного ультразвуком и сверхвысокочастотным облучением, превосходит серийно выпускаемый “Научно-производственным предприятием Биотех-М” гемосорбент ВНИИТУ-1 в колонке для гемосорбции “Гемос^®-КС”.

На основе пленок ПП, деформируемых в растворах ПВС по механизму крейзинга, получены новые полимер-полимерные нанокомпозиты. Методами АСМ, ДСК, гравиметрии, механических испытаний, измерения краевых углов смачивания и объемной пористости исследованы механизм деформации ПП в растворах ПВС, структура, состав, теплофизические свойства и смачиваемость композитов. Cтепень растяжения ПП и концентрация ПВС в растворе позволяют контролировать состав нанокомпозитов. Содержание ПВС может достигать 45 мас. % при степени вытяжки ПП 300%. После удаления летучей жидкой среды ПВС кристаллизуется в затрудненном пространстве мезопористой матрицы ПП с понижением степени кристалличности до 12‒14%. Введение гидрофильного компонента приводит к улучшению смачивания ПП, и краевой угол снижается с 98° для исходного ПП до 42° для композита. Гидрофилизацию с использованием явления крейзинга можно рассматривать как способ модификации, переработки и вторичного использования крупнотоннажного полимера.

Получены композиционные пленки метилцеллюлозы с полиуретанимидом. При содержании в пленках полиуретанимида больше 50% наблюдается фазовое разделение полимеров. Методами динамического механического анализа и рентгеноструктурного анализа изучены структурная организация пленок и определены температуры релаксационных переходов, а также исследованы механические характеристики композиционных пленок.

Методом полимеризации in situ получены композиты с содержанием графенового наполнителя в образцах от 0.014 до 0.05 мас. %. Исследовано влияние сверхнизкого содержания графена на комплекс износостойких и трибологических характеристик синтезированных композитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Проведено исследование износостойкости синтезированных материалов при высокоскоростном воздействии водно-песчаной суспензии, износа в режиме микрорезания, фрикционной износостойкости. Также найдены значения коэффициента трения по стали. Введение графена в матрицу сверхвысокомолекулярного ПЭ приводит к увеличению стойкости к абразивному износу в режиме микрорезания, а также к увеличению стойкости к износу при воздействии водно-песчаной суспензии (износ по свободному абразиву).