научный журнал по физике Высокомолекулярные соединения. Серия А ISSN: 2308-1120

АЛИЕВ А.Д., ВОКАЛЬ М.В., ЧАЛЫХ А.Е., ЩЕРБИНА А.А. — 2015 г.

Методами электронно-зондового рентгеноспектрального микроанализа исследована диффузия в системах поливинилхлорид–статистические сополимеры винилхлорида и винилацетата. Определены коэффициенты взаимодиффузии и энергия активации диффузии сополимеров. Показана возможность расчета коэффициентов самодиффузии гомо- и сополимеров.

БАКЕЕВ Н.Ф., ВОЛЫНСКИЙ А.Л., ГРОХОВСКАЯ Т.Е., МОСКВИНА М.А., НИКОНОРОВА Н.И., ПОЛЯНСКАЯ В.В., СТРЕМБИЦКАЯ А.Л., ТРОФИМЧУК Е.С. — 2015 г.

Рассмотрено влияние высокодисперсной структуры, созданной по механизму делокализованного крейзинга, на процессы термоокислительной деструкции изотактического полипропилена. Показано, что до относительно низких значений температуры (155°C) термостабильность пористых пленок понижается, они становятся хрупкими. При температуре выше 400°C, напротив, скорость их деструкции в 2 раза ниже, чем для исходных непористых пленок, благодаря формированию пространственно сшитых структур и коксованию. Формирование наночастиц диоксидов титана и кремния путем гидролитического разложения их алкоголятов непосредственно в объеме пор матрицы полипропилена существенно изменяют ее термостабильность в зависимости от концентрации прекурсора, глубины процессов гидролиза и структуры композитов. Наибольшее увеличение температуры начала и максимальной скорости потери массы (на 80–100°C) наблюдалось для композитов с 40 мас. % диоксида титана. Выдвинуто предположение, что повышение термостабильности происходит, благодаря значительному содержанию продуктов неполного гидролиза алкоксипроизводных титана. Ощутимое влияние частиц диоксида кремния на процессы термоокислительной деструкции полипропилена, напротив, наблюдается при их низком содержании (до 5 мас. %), что связано со структурными особенностями таких композитов.

АСКАДСКИЙ A.A., МАТВЕЕВ Ю.И. — 2015 г.

Проанализировано влияние небольшого количества полярной жидкости, введенной в растворитель, на растворимость в нем полимера. На примере системы полиарилат Ф-1–диоксан показано, как можно улучшить растворяющие свойства диоксана при добавлении незначительного количества воды, обусловленные пластификацией полимера по механизму Журкова. На примере систем полисульфон–хлороформ и полисульфон–метиленхлорид рассмотрено влияние на процесс растворения полимеров пластифицирующих эффектов, связанных с изменением диполь-дипольного взаимодействия.

ВИНОГРАДОВА Л.В., КРАСНОПЕЕВА Е.Л., КУЛЬВЕЛИС Ю.В., ЛЕБЕДЕВ В.Т., ОРЛОВА Д.Н. — 2015 г.

Методом малоуглового рассеяния нейтронов исследованы пленочные композиты на основе поли(2,6-диметил-1,4-фениленоксида), модифицированного введением гибридного звездообразного полимера (1, 3 и 5 мас. %) с центром ветвления фуллереном С60 и лучами полимерными цепями различной природы (неполярный полистирол и полярный диблок-сополимер поли-2-винилпиридин-блок-поли-трет-бутилметакрилат). Анализ данных для исходных сухих, насыщенных дейтерометанолом и высушенных после набухания образцов матричного полимера и композитов показал, что дейтерометанол, заполняя диффузионные каналы, обеспечивает высокий контраст между ними и протонированной матрицей. Это позволило изучить распределение метанола в набухших мембранах и определить геометрию диффузионных каналов. Установлено, что матричный полимер обладает сильно разветвленными каналами, однако удаление растворителя из набухшего полимера ведет к частичному исчезновению каналов и превращению полимера в более однородный материал. Напротив, в композитах по мере увеличения доли звездообразного полимера в матрице формируется развитая система линейных каналов, сохраняющихся и после удаления растворителя.

ДОБРОВОЛЬСКАЯ И.П., ЕЛОХОВСКИЙ В.Ю., ИВАНЬКОВА Е.М., КАСАТКИН И.А., ЮДИН В.Е. — 2015 г.

Методами рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии исследована структура нанофибрилл хитина в качестве перспективного наполнителя для биорезорбируемых шовных материалов, а также матриц для клеточных технологий и тканевой инженерии. Показано, что микрочастицы порошка, полученного лиофилизацией водной дисперсии нанофибрилл хитина, имеют ленточное строение с поперечным размером около 30 мкм и толщиной 0.1 мкм. Ленты состоят из наночастиц шириной 25 нм и длиной 400–500 нм. Нанофибриллы хитина состоят из двух кристаллитов с поперечными размерами 11–12 нм, b-оси которых расположены перпендикулярно оси нанофибриллы. Нанофибриллы хитина имеют склонность к образованию плоских элементов со слоевой структурой как на микро-, так и наноуровне. Добавление нанофибрилл хитина в раствор хитозана приводит к росту его вязкости. Однако в поле сдвиговых напряжений происходит существенное снижение вязкости смеси раствора хитозан–хитин, что обусловлено наличием плоских анизодиаметричных наночастиц хитина.

ИЗУМРУДОВ В.А., ПАРАЩУК В.В. — 2015 г.

Впервые проведено систематическое изучение фазового поведения продуктов взаимодействия олигомерных и высокомолекулярных стиролсульфонатных анионов с олигомерными и полимерными N-этил-4-винилпиридиниевыми катионами в водно-солевых средах. Обнаружены неожиданные и существенные различия в стабильности образующихся зеркально симметричных полиэлектролитных комплексов, состоящих из длинной катионной или анионной матрицы и анионных (соответственно катионных) олигомеров одинаковой степени полимеризации. Предложен механизм этого явления, основанный на разном конформационном поведении взаимодействующих полиионов в концентрированных растворах соли.

ГРУНИН Л.Ю., ГРУНИН Ю.Б., МАСАС Д.С., НИКОЛЬСКАЯ Е.А., ТАЛАНЦЕВ В.И. — 2015 г.

Проведен анализ современных представлений о структурной организации целлюлозы и характере формирования ее внутри- и межмолекулярных водородных связей. Предложена схема строения микрофибриллы целлюлозы, предусматривающая наличие щелевидных микропор в ее структуре. На основе исследований сорбционных процессов с применением протонной магнитной релаксации установлено, что при влагосодержании целлюлозы 7–10% происходит заполнение ее микропор, сопровождающееся возрастанием их поперечных размеров и уменьшением степени кристалличности образцов.

ЛИНЕЦКИЙ Б.Л., НИКЕРОВ А.В., САЕНКО В.С., ТЮТНЕВ А.П. — 2015 г.

Модель транспорта носителей заряда, основанная на квазизонной теории многократного захвата с гауссовым распределением ловушек по энергии, использована для теоретического анализа температурно-полевой зависимости подвижности дырок в типичном молекулярно допированном полимере. Показано, что учет предписанной полевой зависимости частотного фактора по закону Пула–Френкеля в условиях неравновесного транспорта позволяет объяснить наблюдаемое снижение эффективной энергии беспорядка с ростом электрического поля при сохранении неизменным исходного энергетического распределения прыжковых центров.

АДАМОВА Л.В., БЛОХИНА А.С., КАМАЛОВ И.А., САФРОНОВ А.П., ШАБАДРОВ П.А. — 2015 г.

Методами изотермической равновесной сорбции и микрокалориметрии исследовано взаимодействие с водой полиэлектролитных сеток полиакриловой и полиметакриловой кислот в зависимости от степени ионизации. На основании этих данных рассчитаны значения интегрального параметра Флори–Хаггинса, а также его энтальпийной и энтропийной компонент. Показано, что при всех показателях степени ионизации вода является хорошим растворителем для гелей полиакриловой кислоты и плохим для гелей полиметакриловой кислоты. При низких показателях степени ионизации сетки термодинамическое качество среды набухания ухудшается для обоих рядов гелей по сравнению с незаряженной сеткой. При увеличении степени ионизации геля полиакриловой кислоты свыше 10% качество растворителя улучшается и при высоких показателях степени ионизации параметр Флори–Хаггинса становится близок к нулю. Для гелей полиметакриловой кислоты улучшение качества растворителя происходит при степени ионизации выше 40%. Анализ энтальпийной и энтропийной компонент бинарного параметра взаимодействия показал, что основной причиной наблюдаемых тенденций являются потери энтропии в результате процессов структурообразования в гидрогелях полиакриловой и полиметакриловой кислот. Для гелей полиметакриловой кислоты рост степени ионизации приводит к увеличению отрицательных значений некомбинаторной энтропии и положительных значений энтропийного параметра взаимодействия, что, вероятно, связано с развитием процессов гидрофобной ассоциации. Для гидрофильных гелей полиакриловой кислоты энтропийный параметр взаимодействия монотонно понижается до нуля с ростом степени ионизации, что и обеспечивает улучшение термодинамического качества среды.

АНАНЬЕВА Т.Д., ИМАНБАЕВ Р.Т., НЕКРАСОВА Т.Н., ПАУТОВ В.Д., СМЫСЛОВ Р.Ю., ТЕНЬКОВЦЕВ А.В. — 2015 г.

Методом поляризованной люминесценции изучены структурно-динамические характеристики звездообразного полимера с центральным трет-бутилкаликс[8]ареновым звеном и лучами поли(N-изобутироилэтиленимин)- -пиперазина в водных растворах. Для проведения исследований к полимеру была присоединена люминесцирующая метка антраценовой структуры. Показано, что в воде макромолекулы полимера находятся в агрегированном состоянии. Агрегат состоит примерно из 5 макромолекул. При смешении звездообразного полимера с макромолекулами неионизованной полиметакриловой кислоты формируется мицелла со смешанной оболочкой, в которой звенья полиметакриловой кислоты взаимодействуют как со звеньями поли(N-изобутироилэтиленимин)- -пиперазина, так и с изобутильными звеньями, входящими в ядро мицеллы.

ДАРМАЕВ М.В., МАНТАТОВ В.В., САНДИТОВ Д.С. — 2015 г.

Постоянство отношения параметров уравнения Бартенева для зависимости температуры стеклования от скорости охлаждения стеклообразующих расплавов тесно связано с критерием перехода жидкость–стекло в модели делокализованных атомов. Установлена линейная корреляция между отношением параметров известного уравнения Вильямса–Ландела–Ферри и температурой стеклования ряда аморфных веществ, тем самым позволив записать это уравнение в модифицированной форме, где фигурируют две безразмерные практически “универсальные” постоянные. Получена взаимосвязь между параметрами уравнений Бартенева и Вильямса–Ландела–Ферри. В рамках развиваемых представлений переход аморфного вещества из жидкого (высокоэластического) в стеклообразное состояние объясняется замораживанием процесса делокализации кинетических единиц (типа мостикового атома кислорода в мостике Si–O–Si в неорганических стеклах и группы атомов в соединительном звене макромолекулы в аморфных полимерах).

АНТОНОВ С.В., БРАНЦЕВА Т.В., ИГНАТЕНКО В.Я., КОСТЮК А.В., СМИРНОВА Н.М., ХАРЕНКО A.В. — 2014 г.

Исследованы адгезионные свойства чувствительного к давлению адгезива на основе ЖК-системы при изменении условий формирования соединения. При этом впервые изучено влияние шероховатости поверхности субстрата на адгезионную прочность соединений с ЖК-адгезивом – смесью гидроксипропилцеллюлозы с пропиленгликолем. Показано, что для такой системы влияние шероховатости на прочность адгезионных соединений проявляется в большей степени, чем для традиционных чувствительных к давлению адгезивов. Получены высокие значения работы разрушения адгезионных соединений (до 280–330 Дж/м2), оказывающиеся на уровне или даже превышающие аналогичные параметры для типичных чувствительных к давлению адгезивов.

БАЛАБАЕВ Н.К., МАЗО М.А., ОЛЕЙНИК Э.Ф., СТРЕЛЬНИКОВ И.А. — 2014 г.

Проведено компьютерное молекулярно-динамическое моделирование низкотемпературной (примерно на 100 К ниже температуры стеклования) пластической деформации стеклообразного полиметилена. Рассматривали модельную систему из 64 цепочек по 100 объединенных атомов (групп СН2) в каждой расчетной ячейке (всего было рассмотрено 32 ячейки) с периодическими граничными условиями. Деформацию осуществляли при постоянной температуре 50 К в режиме активного одноосного сжатия до = 30%. Проанализировали конформационные перестройки в цепях и неаффинные атомные смещения, происходящие при деформации. Показано, что локальные перестройки в стеклообразном полиметилене связаны в основном не с конформационными переходами, а со смещениями (“проскальзываниями”) фрагментов цепей, состоящих из 11–13 звеньев СН2 . Анализ свободного объема деформированного полимера с помощью разбиения Вороного–Делоне не обнаружил связи между ним и локальными деформационными перестройками.

ВОЛКОВ В.С. — 2014 г.

Сформулирована теория, описывающая поведение жидкостей с анизотропными временами релаксации на основе расширенной (локально-неравновесной) термодинамики необратимых процессов. Предлагаемая теория создает основу общего подхода к исследованию анизотропии реологических свойств ориентируемых полимерных жидкостей. Рассмотрены одноосные течения сдвига и растяжения вязкоупругой жидкости с одним предпочтительным направлением. Характер полученных вискозиметрических функций указывает на важную роль макроскопических ориентационных эффектов в реологии полимерных сред.

ДАРИНСКИЙ А.А., ЛАРИН С.В. — 2014 г.

С использованием методов компьютерного моделирования исследовано взаимодействие между полиэлектролитными комплексами, образованными линейным полиэлектролитом и дендримером или сферической частицей с противоположным зарядом. Изучено влияние состава комплексов на эффективную силу взаимодействия между ними. Показано, что в окрестности изоэлектрической точки между комплексами на малых расстояниях возникает эффективное притяжение. Это притяжение имеет корреляционную природу и сильнее для комплексов линейного полиэлектролита со сферическими частицами, чем для его комплексов с дендримерами.

ДАРИНСКИЙ А.А., МИХАЙЛОВ И.В. — 2014 г.

Методом ланжевеновой динамики с применением крупнозернистой модели исследованы статистические свойства дендримеров второй–шестой генераций с симметричным и асимметричным ветвлением в разбавленном растворе. Рассмотрены случаи заряженных и нейтральных концевых групп. Объемные взаимодействия задавали посредством сил отталкивания, что отвечает атермическому растворителю. Электростатические взаимодействия учитывали по методу Эвальда. Определены размер и форма макромолекул, профили плотности их мономерных звеньев и отдельно концевых групп, эффективный заряд дендримера как функция числа поколений. Показано, что равновесные характеристики дендримеров с асимметричным и симметричным ветвлением близки, если их средняя длина спейсеров совпадает. Асимметрия ветвления проявляется лишь в большей “развернутости назад” коротких спейсеров по сравнению с их более длинными соседями, исходящими из той же точки ветвления.

БАЖЕНОВ С.Л., ГОНЧАРУК Г.П. — 2014 г.

Ткани на основе высокопрочных органических волокон обладают прекрасной способностью рассеивать энергию баллистического удара. По этой причине их используют в защитных шлемах и гибких бронежилетах. Основным механизмом поглощения энергии в тканях при поперечном ударе является работа сил трения. Силу трения нитей исследовали путем вытягивания нескольких соседних нитей и путем поперечного вдавливания индентора. Изучено влияние воды на силу индентации и силу вытягивания нитей “Армос” и “Русар” из тканей. Вода увеличивает силу трения при выдергивании нитей в несколько раз. Как следствие, при поперечном воздействии изменяется способность рассеивать энергию удара. В тканях “Армос” без гидрофобного покрытия влияние влаги необратимo, и высушивание не приводит к полному возврату сил трения нитей. В тканях “Русар 56319” с гидрофобным покрытием крупные капли воды скатываются с ткани, и влияние на силы трения оказывают только мелкие капли. Отмечен значительный разброс силы индентации, свидетельствующий, видимо, о нестабильности плотности ткани. Проведен анализ механизмов диссипации энергии. В одиночном волокне энергия упругой деформации волокна втрое меньше кинетической энергии волокна. Работа сил трения может на порядок величины превышать сумму кинетической энергии и энергии деформации. Проведена оценка величины увеличения температуры волокна при ударе. При ударе по одиночной нити в случае образования поперечной волны при неупругом ударе тепло не выделяется. В процессе распространения продольной и поперечной волн диссипация энергии пропорциональна скорости удара в степени 8/3.

АСКАДСКИЙ А.А., КОНДРАЩЕНКО В.И., МАЦЕЕВИЧ Т.А., САМОРЯДОВ А.В. — 2014 г.

Представлены результаты длительных изотермических испытаний при 60–150°C образцов стеклонаполненного ПА-6 и показано, что необратимое изменение его прочностных свойств наблюдается при Т 150°C. Подробными исследованиями релаксационных механических характеристик установлено, что при 140°C в полиамиде происходит смена механизма процесса релаксации, вследствие чего максимальная температура проведения климатических испытаний изделий из стеклонаполненного ПА-6 не должна превышать 140°C.

ДУБРОВСКИЙ С.А., ЗЕЛЕНЕЦКИЙ А.Н., УСПЕНСКИЙ С.А., ХАБАРОВ В.Н. — 2014 г.

Исследованы реологические свойства водных растворов гиалуроната натрия и влияние на них добавки буры. Показано, что при низких концентрациях гиалуронат натрия ведет себя как типичный линейный полиэлектролит в пределе высокой концентрации соли как в 0.1 М водном растворе NaCl, так и в бессолевом растворителе. Введение в раствор гиалуроната натрия одного моля буры на осново-моль полимера заметно понижает удельную вязкость раствора без добавленной соли и практически не изменяет вязкость раствора в 0.1 М NaCl. Вязкость полуразбавленного раствора гиалуроната натрия без добавленной соли уменьшается с ростом скорости сдвига, варьируемой в интервале 1.5 656 с-1. Повышение температуры понижает вязкость и несколько ослабляет ее зависимость от скорости сдвига. Добавление буры приводит к таким же результатам. Свойства бессолевых растворов объяснены наличием в них примесей низкомолекулярных ионов, которые экранируют кулоновское отталкивание зарядов, связанных с цепью гиалуроната натрия, а влияние буры – экранирующим действием ионов, образующихся в результате гидролиза буры.

КАРГИНА О.В., КОМАРОВА О.П., КОРОЛЕВ Ю.М. — 2014 г.

Изучено влияние исходного соотношения компонентов в реакции образования трехкомпонентных интерполимерных комплексов с низкомолекулярными основаниями различной химической природы на состав и строение поликомплексов. Исследованы комплексы на основе анилина, 4,4-дипиридила, лизина, полиакриловой кислоты и натриевой соли полифосфорной кислоты. Показано, что увеличение доли полиакриловой кислоты в исходной реакционной системе приводит к относительному повышению ее содержания в продукте реакции.