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

БЕРЛИН А.А., ГРАЧЕВ А.В., ЗУЕВ К.В., ЛАЛАЯН В.М., ПАТЛАЖАН С.А., СТЕГНО Е.В., ШАУЛОВ А.Ю. — 2014 г.

Исследованы особенности течения расплавов смесей ПЭНП и олигомера оксида бора в процессе экструзионного смешения. Установлено, что давление на стенки экструдера и вращающий момент шнека монотонно уменьшаются при увеличении содержания олигомера оксида бора вплоть до 25 об. %. Превышение этого концентрационного порога приводит к скачкообразному падению указанных характеристик в несколько раз. Полученный результат объясняется в рамках представлений о спонтанной перестройке структуры смеси, сопровождающейся увеличением удельной поверхности фаз, и скольжением на границе раздела компонентов смеси, обусловленным планарной структурой молекул олигомера оксида бора.

КОЛЕСОВ С.В., КУЛИШ Е.И., ШУРШИНА А.С. — 2014 г.

Исследованы процессы сорбции паров воды лекарственными хитозановыми пленками и кинетика высвобождения антибиотиков цефалоспоринового ряда из этих пленок. Установлено, что структурные изменения в полимерной матрице, в том числе и вследствие ее химической модификации при взаимодействии с лекарственным веществом, являются наиболее вероятной причиной отклонения закономерностей массопереноса от классического фиковского механизма.

АНТОНЕНКО О.И., БАБИЧ О.В., БУСЬКО Н.А., ГРИЩЕНКО В.К., ИГНАТОВА Т.Д., КОСЯНЧУК Л.Ф., МАСЛАК Ю.В., СИЛЬЧЕНКО Ю.А., ШУМСКИЙ В.Ф. — 2014 г.

Исследован процесс формирования in situ смеси линейный полиметилметакрилат–сшитый полиуретан в присутствии разного количества олигомерного азоинициатора, содержащего фрагменты полиуретановой цепи и группы, способные инициировать радикальную полимеризацию метилметакрилата. Показано, что использование такого азоинициатора, приводящее к образованию в системе блоксополимеров, замедляет фазовое разделение и способствует образованию более тонкой структуры смеси с размерами доменов в несколько раз меньшими, чем в исходной смеси без азоинициатора. Определена оптимальная концентрация азоинициатора для достижения лучшего диспергирования полиуретана в полиметилметакрилате.

БОНДАРЕНКО Г.Н., ГЕРАСИМОВ В.К., КОСТИНА Ю.В., ПЕТРОВА Т.Ф., ХАСБИУЛЛИН Р.Р., ЧАЛЫХ А.Е., ЧУВАЕВ В.Ф. — 2014 г.

Методами статической сорбции, ДСК, ТГА, ИК-фурье-спектроскопии, ПМР и квантово-химического моделирования исследовано состояние сорбированных молекул воды в матрице поливинилового спирта. Показано, что сорбция воды поливиниловым спиртом, характеризующаяся S-образной изотермой, описывается моделью двойной сорбции. Установлено, что в области малых активностей пара низкие коэффициенты диффузии и крайне низкие скорости процессов десорбции определяются смещением равновесия в сторону образования водородно-связанных комплексов молекул воды с гидроксильными группами полимера. Предложен механизм поведения остаточной воды в гидрофильных полимерах, согласно которому различия между полимерами состоят только в количестве иммобилизованной в “ловушках” остаточной воды и энергии образования водородных связей.

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

Проведено компьютерное молекулярно-динамическое моделирование пластической деформации стеклообразного полиметилена при температуре 50 К, что на 140 К ниже температуры стеклования. Выполнено две серии для образцов с различным ММР. Каждый образец содержал 12288 мономерных звеньев - СН2 - (всего 36864 атомов) в расчетной ячейке. Деформацию осуществляли в режиме активного одноосного сжатия до = 30%. Проанализированы неаффинные смещения атомов углерода и конформационные перестройки в цепях по ходу деформации. Основным механизмом пластической деформации являются смещения и сдвиговые перестройки, затрагивающие участки цепей протяженностью до 16 - 20 - СН2 - звеньев и рядом расположенные цепи на расстоянии от 1 до 2 нм. Относительно большие неаффинные смещения наблюдаются уже в области малых деформаций, которые обычно считают гуковскими. В области зуба текучести и стационарного пластического течения число таких смещений возрастает, увеличивается и их амплитуда. С ростом деформации также возрастает число конформационных перестроек. Однако конформационный состав цепей изменяется незначительно. Расчеты показали, что хотя транс-гош-переходы вносят вклад в структурные перестройки при деформации полиметилена, они не играют определяющей роли даже в области развитого пластического течения.

ЖЕРЕНКОВА Л.В., КОМАРОВ П.В. — 2014 г.

Показана принципиальная возможность использования теории интегральных уравнений для исследования фазового поведения диблок-сополимера в ионной жидкости с учетом структуры растворителя. Рассмотрены особенности микрофазного разделения на примере расчета среднеполевой температуры спинодали и температуры перехода порядок–беспорядок в зависимости от концентрации сополимера при двух различных показателях длины катионного хвоста ионной жидкости. Обоснована необходимость учета структуры растворителя при построении теории фазового поведения блок-сополимеров в ионной жидкости.

БУРЦЕВА Е.И., ИВАНОВА В.Т., ИВАНОВА М.В., ИСАЕВА Е.И., КИРИЛОВА Е.С., КУРОЧКИНА Я.Е., МАНЫКИН А.А., САПУРИНА И.Ю., ТРУШАКОВА С.В., УРЫВАЕВ Л.В. — 2014 г.

Получены полианилин и его композиты с углеродными нанотрубами или с наночастицами серебра, которые охарактеризованы методами электронной микроскопии, спектроскопии, кондуктометрии и БЭТ-анализа. Изучена in vitro и in vivo токсичность материалов, после чего они использованы в качестве сорбентов вирусов гриппа А и В. Показано, что наилучшей сорбционной способностью по отношению ко всем штаммам вирусов обладает композит полианилина с серебром, который обеспечивает практически полное удаление вирусов из водного раствора.

КОЗЛОВА Н.В., КОЧЕРВИНСКИЙ В.В., ПАВЛОВ А.С., ШМАКОВА Н.А. — 2014 г.

Исследованы процессы поляризации ориентированных пленок сегнетоэлектрического сополимера винилиденфторида и тетрафторэтилена в синусоидальном электрическом поле. При низких полях сополимер ведет себя как линейный диэлектрик, у которого диэлектрическая проницаемость нелинейно повышается с ростом амплитуды переменного поля. Это связывается с преимущественной ориентацией дипольных моментов цепи вдоль нормали к поверхности и c формированием, таким образом, текстуры “монокристалла”. При более высоких полях гистерезис обнаруживает поведение, формально совпадающее с поведением, характерным для антисегнетоэлектриков. Отмечена важная роль проходных напряженных цепей в аморфной фазе для инициирования доменов нового направления в полярных кристаллах. Обнаружена повышенная адсорбция молекул воды на поверхности поляризованной пленки, что объясняется формированием на ней конечной плотности стабильного поляризационного заряда.

ИЛЬИН С.О., КУЛИЧИХИН В.Г., МАЛКИН А.Я. — 2014 г.

Результаты исследования нелинейных вязкоупругих свойств, получаемые методом создания больших амплитуд деформаций, интерпретируются с помощью построения фигур Лиссажу в двух различных координатных системах: напряжение–деформация и производная напряжения по фазовому углу–деформация. Первая из них дает интегральную характеристику диссипативных потерь в цикле деформации, а вторая – меру упругости материала. Общность такого нового подхода к анализу больших деформаций, даже при очень сложной форме нелинейного отклика, обусловлена тем, что он не связан с априорным выбором какого-либо реологического уравнения состояния. Развиваемый метод апробирован для супрамолекулярных структур, растворов и расплавов полимеров. Новые результаты позволяют судить о характере развития нелинейности – псевдопластичности, дилатансии, отверждении или размягчении среды в зависимости от деформации. Сопоставление предлагаемых мер нелинейности с описанными в литературе характеристиками нелинейности при больших деформациях показывает, что интегральные характеристики качественно согласуются с иными мерами нелинейности. Однако в ряде случаев предложенный подход дает более объективные и непротиворечивые оценки по сравнению с иными мерами нелинейности.

ГАВРИЛОВ Ю.А., КРАШЕНИННИКОВ В.Г., МЕШКОВА И.Н., ОПТОВ В.А., ПЛЕТНЁВА И.В., СИЛКИНА Е.Н. — 2014 г.

Для разработки материалов на основе известных полиолефинов, сверхвысокомолекулярного полиэтилена и полиэтилена высокой плотности средней молекулярной массы с новыми физико-механическими и улучшенными реологическими свойствами проведено модифицирование полиэтилена низкомолекулярными добавками – кристаллическими органическими дисульфидами (дитиаалканами), жидкими олигомерным фенилметилсилоксаном и олигооксипропиленгликолем. Показано, что исследованные дисульфидные добавки при низкой концентрации (до 10% от массы полиэтилена) не оказывают существенного влияния на содержание и качество кристаллической фазы полиэтилена высокой плотности (степень кристалличности, энтальпия и температура плавления мало меняются). При этом модифицированный полиэтилен становится более пластичным: снижаются модуль упругости при растяжении и динамический модуль упругости, величина же предельного удлинения при разрыве увеличивается. В присутствии органических дисульфидов эффективная вязкость расплава полиэтилена уменьшается. Дитиаалканы в отличие от олигомерного фенилметилсилоксана и олигооксипропиленгликоля инертны по отношению к компонентам металлокомплексных катализаторов. В связи с этим модифицирование полиэтилена такими добавками может осуществляться введением их как в готовый полимер, так и в процессе синтеза полимера.

АСЛАМАЗОВА Т.Р., ЛОМОВСКОЙ В.А., ЦИВАДЗЕ А.Ю. — 2014 г.

Показана возможность качественного анализа изменения релаксационной микронеоднородности латексных полимеров при вариации их метода получения и модификации ионным фталоцианином. Продемонстрирована вероятность оценки ширины непрерывных спектров времен релаксации путем сопоставления температурных зависимостей приведенных спектров внутреннего трения с температурной зависимостью изменения дискретного времени релаксации -процесса. Рассмотрена корреляция между температурно-частотными изменениями модуля сдвига систем в режиме свободных колебаний систем и степенью их релаксационной микронеоднородности.

БЕСЛАНЕЕВА З.Л., МАГОМЕДОВ Г.М., МИКИТАЕВ А.К., РАМАЗАНОВ Ф.К., ХАШИРОВА С.Ю. — 2014 г.

Исследованы нанокомпозиционные материалы на основе полиэтилена низкого давления и новых гуанидинсодержащих органоглин. Установлены основные закономерности в изменении релаксационных свойств полиэтилена низкого давления при введении гуанидинсодержащих органоглин различного состава и содержания. Показано, что гуанидинсодержащие органомодификаторы монтмориллонита в зависимости от своего строения и сродства к полимеру оказывают различное влияние на структуру и релаксационные свойства материала.

АЛЕШИНА Л.А., МЕЛЕХ Н.В., ФРОЛОВА С.В. — 2014 г.

Методом рентгенографии установлено, что получение порошковых форм целлюлозы при воздействии кислотами Льюиса на волокнистую лиственную целлюлозу сопровождается изменением ее кристаллографических характеристик. Определены степень кристалличности, размеры кристаллитов, периоды и угол моноклинности элементарной ячейки полученных порошковых целлюлоз.

АРТЕМОВ М.В., БЕРКОВИЧ А.К., КАРПУШКИН Е.А., СЕРГЕЕВ В.Г. — 2014 г.

Изучены реологические характеристики дисперсий углеродных нанотрубок в растворах полиакрилонитрила в диметилсульфоксиде при разной концентрации компонентов. Вязкость всех изученных дисперсий существенно зависит от скорости сдвига. Для ряда систем определена энергия активации вязкого течения. Обсуждается связь вязкости и энергии активации течения с составом и возможными структурными особенностями дисперсий. Охарактеризован концентрационный режим существования термообратимой смешанной сетки, узлы которой образованы физическими контактами полимера с нанотрубками.

ГОНЧАР А.Н., ГРИНШПАН Д.Д., МАКАРЕВИЧ С.Е., САВИЦКАЯ Т.А., ЦЫГАНКОВА Н.Г. — 2014 г.

Изучены реологические свойства 7.0–9.1%-ных целлюлозно-хитозановых суспензий, растворов и студней в водной ортофосфорной кислоте в различных режимах сдвигового течения в области 0.15 100 c-1 при 268–323 К. При установившемся режиме течения в интервале скоростей сдвига от 20 до 40 c-1 обнаружено появление квазиньютоновского участка, обусловленное ориентационным упорядочением макромолекул в потоке. В условиях неустановившегося течения при постоянной скорости сдвига зафиксирована реопексия как для растворов целлюлозы, так и для ее совместных растворов с хитозаном. Охарактеризовано тиксотропное поведение целлюлозно-хитозановых суспензий, прядильных растворов и студней при резком перепаде скоростей сдвига от 0.15 до 10 с-1, т.е. в условиях, моделирующих процессы транспортировки и экструзии прядильных растворов.

БОНДАРЕНКО Г.Н., ДЕНИСОВА Ю.И., ИЛЬИН С.О., КРЕНЦЕЛЬ Л.Б., КУДРЯВЦЕВ Я.В., КУЛИЧИХИН В.Г., ЛИТМАНОВИЧ А.Д., МАЛКИН А.Я., ШАНДРЮК Г.А. — 2014 г.

Проведено сравнительное исследование вязкоупругих свойств расплавов сополимеров винилацетат–виниловый спирт эквимольного состава с различной статистикой распределения звеньев в цепи. Показано, что принцип температурно-частотной суперпозиции выполняется для сополимера, близкого к случайному, но нарушается для сополимера с блочным распределением звеньев. В отличие от аморфного случайного сополимера мультиблочный сополимер характеризуется слабой кристалличностью, отсутствием текучего релаксационного состояния и более выраженной тенденцией к образованию межцепных водородных связей как между двумя гидроксильными группами, так и между гидроксильной и сложноэфирной группами.

АГАЛАКОВА Д.Ю., КОТЕЛЬНИКОВА А.П., САФРОНОВ А.П., ТЮКОВА И.С. — 2014 г.

Методами динамического и электрофоретического светорассеяния исследован процесс стабилизации хитозаном (М = 12 ? 104 и 44 ? 104, степень деацетилирования 65 и 70%) золей наночастиц оксида железа в диапазоне рН 1.8–6.5 и концентрации NaCl до 1 моль/л. Дисперсную фазу золей составлял нанопорошок сферических деагрегированных наночастиц оксида железа со средневзвешенным размером 14 нм, полученный методом лазерного испарения. Показано, что в кислой среде хитозан эффективно стабилизирует золь оксида железа по электростатическому механизму, обеспечивая электрокинетический потенциал +30 мВ. При последующей деионизации хитозана эффективность стабилизации значительно повышается за счет стерической стабилизации вплоть до концентрации электролита 1 моль/л. Последовательное проявление электростатической и стерической стабилизации макромолекулами хитозана капсулирует наночастицы внутри его клубков. Отмечен новый эффект самопроизвольного деагрегирования таких наночастиц при хранении золей с характерным временем около 5 суток.

АБАЛОВ И.В., БОЧЕК А.М., ГАВРИЛОВА И.И., ГОФМАН И.В., ЗАБИВАЛОВА Н.М., ЛАВРЕНТЬЕВ В.К., ПАНАРИН Е.Ф., ПОПОВА Е.Н., ЮДИН В.Е. — 2014 г.

Изучены реологические свойства разбавленных и умеренно концентрированных растворов смесей метилцеллюлозы с поли-N-метил–N-винилацетамидом в воде и диметилацетамиде, а также деформационно-прочностные характеристики композиционных пленок из этих смесей. Методами ДСК-, рентгеноструктурного и термомеханического анализа изучена структурная организация композитных пленок, определена температура релаксационных переходов и установлены области составов, в которых полимеры совместимы и формируют смешанные структурные образования.

БЕЛЯЕВА Е.В., БОГОРАД Н.Н., ИЛЬГАЧ Д.М., КРАСОВА А.С., МЕЛЕШКО Т.К., СИМОНОВА М.А., ТАРАБУКИНА Е.Б., ФИЛИППОВ А.П., ЯКИМАНСКИЙ А.В. — 2014 г.

Методами молекулярной гидродинамики и оптики в разбавленных растворах в хлороформе и этилацетате исследованы привитые сополимеры с полиимидной основной и полиметилметакрилатными боковыми цепями. Образцы сополимеров получали способом “прививки от” мультицентрового полиимидного макроинициатора, проводимой методом радикальной полимеризации с переносом атома. В растворах сополимера с низкой степенью функционализации Z (40%) в результате взаимодействия полиимидных хребтов формируются надмолекулярные структуры. В образцах с Z 100% основная цепь хорошо экранирована боковыми цепями, и в обоих растворителях образуются молекулярные растворы. Гидродинамическое и конформационное поведение образцов с высокой степенью функционализации изменяется при переходе от этилацетата к хлороформу, что объясняется различием в термодинамическом качестве растворителей по отношению к компонентам сополимеров. В обоих растворителях основная цепь стремится уйти от плохого растворителя, однако в этилацетате этот эффект выражен сильнее. Макромолекулы изученных привитых сополимеров характеризуются высокой равновесной жесткостью (более 40 нм), в десятки раз превосходящей соответствующую характеристику для ароматических полиимидов.

ОЗЕРИН А.Н., ПЕТРОВА Т.Ф., ХАСБИУЛЛИН Р.Р., ЧАЛЫХ А.Е. — 2014 г.

Методами статической сорбции, термогравиметрии, рентгеноструктурного анализа исследована кинетика сорбции паров воды порошками крабового хитина и хитозана. Получены изотермы сорбции в интервале влажности от 10 до 95%. Показано, что для всех исследованных образцов хитинов и хитозанов изотермы сорбции S-образны и могут быть аппроксимированы суперпозицией изотерм Лэнгмюра и Флори–Хаггинса. Определены парные параметры взаимодействия полисахаридов с водой и предельная сорбционная емкость локализованной моды воды в хитине и хитозане. Рассчитан интеграл кластеризации и найдены значения влажности, при которых в полисахаридах образуются кластеры молекул воды. Определены коэффициенты диффузии воды и эффективная энергия активации диффузии воды, которые для хитозана составляют 70, а для хитина 60 кДж/моль. Обобщены данные по концентрационной зависимости коэффициента диффузии воды в порошках хитинов и хитозанов.