Відділ хімії олігомерів і синтетичних каучуків

Основний науковий напрям керованого професором Ю.Л. Спіріним і кандидатом хімічних наук В.К. Грищенком відділу олігомерів і синтетичних каучуків передбачав розробку та наукові основи створення і фотохімію реакційноздатних олігомерів і синтетичних каучуків; вивчення закономірностей формування полімерних та еластомерних матеріалів на їх основі.

Вивчено питання зв’язку природи вінільних груп мономерів і їхньої здатності до радикальної гомополімеризації, а також вплив на швидкість олігомеризації мономерів реакційного середовища і комплексоутворювачів. Отримані у відділі дані дали змогу прийти до висновку, що в будь-яких радикальних реакціях реакційна здатність радикала зростає, а субстрату (мономеру) зменшується при збільшенні електронегативних властивостей замісників у молекулі.

Показано, що реакційна здатність радикалів і мономерів у радикальній полімеризації і кополімеризації описується емпіричною залежністю, яка дає змогу зрозуміти причини зміни швидкостей полімеризації при зміні природи радикалів і мономерів, а також при введенні комплексоутворювачів.

Досліджено деякі питання реакційної здатності ізоціанатів і окислів в аніонній і координаційно-аніонній полімеризації. Зокрема, виявлена здатність ізоціанатів кополімеризуватися з альдегідами під дією основ і комплексних сполук Со, Ni, Сu, Fе і Sn. Розвиток хімії реакційноздатних олігомерів і можливість отримання на їх основі технічно цінних полімерних матеріалів сприяв проведенню у відділі досліджень з вивчення таких методів синтезу реакційноздатних олігомерів як:

– радикальна олігомеризація дієнових і вінілових мономерів з використанням біфункційних ініціаторів, у т. ч. фотополімеризація з розробкою і отриманням олігомерів, які містять функційні кінцеві групи;

– хімічні перетворення кінцевих груп олігомерів у групи іншої природи, в т. ч. отримання полімеризаційноздатних уретанвмісних олігомерів;

– розробка біфункційних азоініціаторів і їх використання для отримання макроазоініціаторів і олігомерних поліазоініціаторів, які були використані для синтезу блок-кополімерів різної хімічної природи типу АВА та (АВ)_n.

Співробітниками відділу розроблено методи синтезу ініціаторів радикальної полімеризації – біфункційних азосполук, які містять аміно-, гідразидні, гідразонні, β-гідроксіамідні та інші функційні групи, отримано олігомери з вказаними кінцевими групами на основі дієнових і вінілових мономерів. Вивчена олігомеризація цих мономерів при ініціюванні процесу пероксидом водню в середовищі осаджувача. Запропоновано механізм процесу за участі полярних розчинників (спирти та ін.) в реакції ініціювання, який пояснює вплив розчинника на розподіл олігомерів за типами функційності. Методами кінетичного ацетилювання і ІЧ-Фурьє спектроскопії встановлена різна реакційна здатність гідроксильних груп в олігодієнах, які синтезовано в розчинах спиртів під дією пероксиду водню. Ця різниця визначається наявністю гідроксильних груп, що вводяться в олігодієни гідроксильними радикалами пероксиду водню та радикалами гідроксилвмісних фрагментів спиртів.

Вивчено реакційну здатність олігодієнів з функційними кінцевими групами у реакціях з діізоціанатами, епоксидами і малеїнімідами, розроблено композиції, перспективні для отримання еластомерів, покриттів, клеїв, герметиків, заливочних компаундів і композиційних матеріалів із наповнювачами різної хімічної природи. Створено еластомерні покриття для захисту технологічного обладнання від корозійноабразивної дії розчинів і пульп у хімічній, суднобудівній, гірничодобувній промисловості. Спільно з рядом галузевих інститутів розроблено методи синтезу рідких каучуків з кінцевими функційними групами і способи модифікації реакційноздатними олігодієнами синтетичних каучуків, що дає змогу підвищити динамічні та експлуатаційні характеристики шинних гум.

Набули розвитку дослідження (разом з відділом полімерних композитів) в області використання реакційноздатних рідких каучуків і вторинної полімерної сировини (вторинні термопласти та гумова крихта) в створенні нових композиційних полімерних матеріалів – гумопластів; дослідження наноструктурованих еластомерів з використанням модифікованих реакційноздатними олігомерами шаруватих силікатів (разом з ДВНЗ “Український державний хіміко-технологічний університет”).

Співробітниками відділу розроблено методи синтезу полімеризаційноздатних уретанвмісних олігомерів, розвинено новий і важливий з практичної точки зору напрям хімії олігомерів – фотохімічно ініційована полімеризація олігомерів та їх композицій. Вивчено механізм пошарового фотоініційованого твердіння олігомерів під дією УФ-опромінення, визначено вплив хімічної природи компонентів композиції на її світлочутливість, створено олігоуретанакрилати, які містять як полімеризаційноздатні так і інші функційні та фоточутливі групи. Здатність цих олігомерів кополімеризуватися з мономерами вінілового ряду під дією температури і УФ-опромінення зумовила широкі можливості їх практичного використання в різних областях техніки при виготовленні фотополімерних друкарських форм, покриттів, оптичних клеїв, гібридних зв’язуючих двостадійного отверднення та інших матеріалів.

Розроблені відділом функційні олігомери, термо- і фотоініціатори для їх синтезу та композиційні полімерні матеріали на основі реакційноздатних олігомерів і способи їх виробництва захищено 85 авторськими свідоцтвами СРСР, а також патентами України.

Співробітниками відділу підготовлено і захищено 4 докторські і 14 кандидатських дисертацій. Результати досліджень узагальнено в 3 монографіях і викладено у майже 600 наукових публікаціях, удостоєно Державної премії України в галузі науки і техніки (1996 р.) і премії імені А.І. Кіпріанова НАН України (1990 р.).

Вагомий внесок у дослідження відділу зробили: доктор хімічних наук, професор, член-кореспондент НАН України В.В. Шевченко, доктори хімічних наук Ю.Л. Спірін, Ю.П. Гетьманчук, В.В. Магдинець, А.Ф. Маслюк, В.А. Храновський та кандидати хімічних наук В.К. Грищенко, А.В. Баранцова, Г.К. Березницький, В.П. Бойко, Н.А. Бусько, Ф.Р. Гриценко, С.С. Гудзера, Н.В. Гудзенко, П.В. Дацко, М.П. Дорошенко, Р.І. Дрягілева, Д.П. Кочетов, В.Г. Сисюк, О.І. Федоренко, А.Ю. Філіпович, А.К. Чайко та інші співробітники.

Література:

Інститут хімії високомолекулярних сполук. 1958-2008 роки. 50 років [Текст] / НАН України ; голов. ред. Є. В. Лебедєв. – К. : [Київоргтех], 2008. &

На попередню сторінку