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

КОБЯКОВА Н.К., КУРСКИЙ Ю.А., ПАШКИНА Е.П., РОДИОНОВ А.Г., РЯБИНИНА М.Ю., ФАЕРМАН В.И., ШАВЫРИН А.С. — 2014 г.

Методами ЯМР 1, ЯМР 13 и двумерной ЯМР-спектроскопии определены состав и строение образцов поливинилбутиральфурфураля, полученных на разных стадиях ацеталирования поливинилового спирта. С использованием одномерной и двумерной диффузионной ЯМР-спектроскопии установлено строение низкомолекулярных и олигомерных примесей, которые могут образоваться в процессе синтеза сополимера или при его растворении в спирте.

МАХИЯНОВ Н. — 2014 г.

С помощью спектроскопии протонного магнитного резонанса на рабочей частоте 600 МГц изучены промышленные образцы сополимера изобутилена и изопрена (бутилкаучука), полученного при катионной полимеризации по традиционной “суспензионной” технологии (соинициатор – кислота Льюиса (AlCl3), разбавитель – хлорметил). Спектры снимали с варьированием типа дейтерорастворителя и концентрации исследуемых растворов. При математической обработке сигналов применялось селективное улучшение разрешения и отношения сигнал–шум. Использование этих методических приемов в сочетании с конформационными представлениями позволило повысить информативность спектров.

РАШИДОВА С.Ш., САРЫМСАКОВ А.А., ЮНУСОВ Х.Э. — 2014 г.

Cинтезированы наночастицы серебра, стабилизированные в растворе натрий-карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения 0.85 и степенью полимеризации 600. Изучены структура, физико-химические, механические свойства и микробицидная активность пленок, полученных из растворов натрий-карбоксиметилцеллюлозы, содержащих наночастицы серебра. Методами просвечивающей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии и УФ-спектроскопии, определены форма, количество и размеры наночастиц серебра, присутствующие в пленках натрий-карбоксиметилцеллюлозы. Установлено, что с возрастанием концентрации нитрата серебра в растворах натрий- карбоксиметилцеллюлозы, а также в пленках в процессе фотооблучения изменяются размер и форма наночастиц серебра. Форма, размер и количество наночастиц серебра определяют их биологическую активность. Установлено, что увеличение количества наночастиц серебра с размерами 5–25 нм способствует повышению микробицидной активности пленок карбоксиметилцеллюлозы.

АСКАДСКИЙ А.А., АФАНАСЬЕВ Е.С., БАРАБАНОВА А.И., ГОЛЕНЕВА Л.М., КОНДРАЩЕНКО В.И., ПЕТУНОВА М.Д., ФИЛИППОВА О.Е. — 2014 г.

Проведен теоретический анализ влияния наночастиц на температуру стеклования Tg и модуль упругости циклоалифатической эпоксидной смолы, отвержденной метилгексагидрофталевым ангидридом. Принимали во внимание следующие факторы: химическое строение полимера, химическое строение наночастиц и их поверхности в случае ее модификации, концентрацию наночастиц, их форму (сферические, пластины, цилиндры), концентрацию функциональных групп на поверхности наночастицы, энергию межмолекулярного взаимодействия между полимером и наночастицей, возможность химического взаимодействия между полимером и поверхностью наночастицы. Наибольшее влияние на изменение Tg оказывают цилиндрические нанотрубки, поверхность которых модифицирована ОН-группами, приводящими к образованию водородных связей; наименьшее – сферические наночастицы. Модуль упругости нанокомпозитов при введении SiO2-наночастиц возрастает в 1.15 раза при их массовом содержании до 20%.

БАРАШКОВА И.И., ВАСИЛЬЕВ В.Г., ВАССЕРМАН А.М., ВАССЕРМАН Л.А., ПАПКОВ В.С., САЛАЗКИН С.Н. — 2014 г.

Методом светорассеяния определены размеры ассоциатов, образующихся в водных растворах полидифениленсульфофталида (ПДФСФ) и продуктов его обработки гидроокисями щелочных металлов. Методом ЭПР-спектроскопии спиновых зондов показано, что ассоциаты являются гидрофобными образованиями. Локальная подвижность у ассоциатов полидифениленсульфофталида меньше, чем у ассоциатов полимера, обработанного гидроокисями щелочных металлов, но во всех случаях она сопоставима с локальной подвижностью твердого полистирола.

ГОВОРУН Е.Н., ЛАРИН Д.Е. — 2014 г.

В работе теоретически исследуется образование цилиндрической микроструктуры в плоской полимерной щетке в присутствии ПАВ. Предполагается, что щетка может быть неоднородна в направлении вдоль плоскости пришивки, при этом имеются области с постоянной концентрацией мономерных звеньев и области только с ПАВ. Молекула ПАВ моделируется димером, части которого по-разному взаимодействуют со звеньями полимера. На поверхности раздела областей димерные молекулы ориентируются преимущественно перпендикулярно поверхности, а поверхностное натяжение уменьшается. Если при этом поверхностная энергия становится отрицательной, то образование структурированной щетки оказывается энергетически более выгодным, чем однородной. В результате может возникнуть цилиндрическая микроструктура, в которой привитые макромолекулы объединены в нити, перпендикулярные плоскости пришивки. Вытяжка макромолекул и их взаимодействие с растворителем в нитях описываются в рамках модели Александера–де Жена, а поверхностная энергия рассчитывается с учетом кривизны поверхности нитей для большой степени амфифильности молекул ПАВ. Показано, что возникающие нити имеют радиус порядка длины молекулы ПАВ, а количество макромолекул в нити пропорционально поверхностной плотности их пришивки. С повышением плотности пришивки длина нитей сначала увеличивается, а объемная доля полимера в нити остается постоянной. В дальнейшем нити начинают укорачиваться, а их плотность – расти. Рассчитаны характеристики структуры в зависимости от параметра, характеризующего степень амфифильности молекул растворителя, от их размера и усредненной энергии взаимодействия с мономерными звеньями.

ВАСИЛЬЕВ В.Г., ВАССЕРМАН Л.А., КОМАРОВА Л.И., НИКИФОРОВА Г.Г., ПАПКОВ В.С., ПЛАЩИНА И.Г., САЛАЗКИН С.Н., ТИМОФЕЕВА Г.И. — 2014 г.

Путем полимераналогичных превращений получены новые производные полидифениленсульфо-фталида: его соли щелочных металлов и интерполимерные комплексы с катионным ПАВ. Установлено, что в зависимости от типа растворителя растворы солей полидифениленсульфофталида могут проявлять свойства полиэлектролита или иономера. Из данных динамического лазерного светорассеяния оценены размеры ассоциатов, образующихся в растворах солей полидифениленсульфофталида и его комплексов с цетилпиридиний хлоридом. Методом динамической капельной тензиометрии измерено поверхностное натяжение водных растворов литиевой соли полидифениленсульфофталида и ее комплекса с цетилпиридиний хлоридом и определены вязкоупругие характеристики адсорбционных слоев, формирующихся на границе раствор–воздух.

БЕЛЬНИКЕВИЧ Н.Г., ЗООЛШОЕВ З.Ф., ЛИТВИНОВА Л.С. — 2014 г.

Изучено влияние температуры на характеристическую вязкость и степень набухания макромолекулярных клубков полиметилметакрилата в бинарных растворителях, используемых в качестве элюентов в адсорбционной хроматографии в критических условиях. Показано, что данные величины мало изменяются при вариации температуры. Это позволяет предположить, что вклад изменений размеров макромолекул в растворах полиметилметакрилата в температурную зависимость характеристик удерживания минимален.

КЛЕПКО В.В., КОЛУПАЕВ Б.Б., ЛЕБЕДЕВ Е.В., ЛЯШУК Т.Г. — 2014 г.

Приведены результаты исследований теплоемкости композиций на основе поливинилхлорида, содержащих в качестве наполнителя наночастицы меди, которые были получены в результате электрического взрыва проводника. В области температуры 303T468 K в диапазоне концентраций меди 0 0.10 об. % наблюдаются нелинейные изменения температурной и концентрационной зависимости теплоемкости композиций. С помощью гармонического приближения оценен вид спектральной функции распределения частот колебаний структурных элементов системы и отмечена их роль в формировании характеристических свойств материала.

БЕКЕТОВ И.В., ПАНТЕЛЕЕВА М.В., ПЕТРОВ А.В., САФРОНОВ А.П., ТЕРЗИЯН Т.В. — 2014 г.

Методом изотермической микрокалориметрии исследована термодинамика межфазного взаимодействия в композициях на основе нанодисперсного оксида никеля и полимерных матриц метакрилового ряда. С использованием термохимического цикла определены концентрационные зависимости энтальпии смешения оксида никеля с полиметилметакрилатом, полибутилметакрилатом, полиакриловой и полиметакриловой кислотой, а также сополимерами бутилметакрилата с 1 и 5 мол. % звеньев метакриловой кислоты. Из полученных данных рассчитаны предельная энтальпия адгезии и параметры стеклообразной структуры полимеров. Показано, что увеличение абсолютных значений предельной энтальпии адгезии связано с возрастанием доли карбоксильных групп в макромолекулярной цепи. Усиление межфазного взаимодействия для стеклообразных полимеров коррелирует с увеличением доли метастабильных вакансий и толщины адгезионного стеклообразного слоя.

КОКУРИНА Н.Ю., ЛАРИНА В.Н., УРЬЯШ В.Ф., ЧУПРОВА С.В. — 2014 г.

В вакуумном адиабатическом калориметре измерена теплоемкость в области 80–325 К полиметакриловой кислоты, содержащей 2.5 мас. % воды. Рассчитана теплоемкость безводной полиметакриловой кислоты, определены ее стандартные энтальпии сгорания и образования. Калориметрическим методом по энтальпии плавления фазы “свободной” воды найден предел ее растворимости в полимере при 273 К. Методом дифференциального термического анализа в области 80–550 К определена температура релаксационных переходов (стеклования, и ) смесей полиметакриловой кислоты с водой. Экстраполяцией концентрационных зависимостей температуры релаксационных переходов на нулевое содержание воды найдена температура переходов безводной полиметакриловой кислоты.

НИКЕРОВ А.В., САЕНКО В.С., ТЮТНЕВ А.П., ЧЕТВЕРИКОВ В.М. — 2014 г.

Рассмотрены общие вопросы транспорта дырок и бимолекулярной рекомбинации носителей заряда в молекулярно допированном поликарбонате с низкой концентрацией допанта (10 мас. %). Эксперимент выполнен с использованием радиационно-индуцированного метода времени пролета с объемной генерацией носителей заряда. Проведены численные расчеты кривых переходного тока с помощью модели многократного захвата. Достигнуто хорошее совпадение расчетных и экспериментальных результатов по форме переходного тока. Показано, что в исследованном молекулярно допированном полимере наблюдается неравновесный транспорт дырок, а бимолекулярная рекомбинация близка к ланжевеновской при ее описании в рамках модели многократного захвата.

АЛЬ-ХАУЛАНИ Я., БАРАГУНОВА Л.В., ПШИХАЧЕВ А.Г., ТХАКАХОВ Р.Б. — 2014 г.

Показано, как наполнение композиции поливинилхлорид–нитрильный синтетический каучук ПВХ/СКН-26 наноразмерными частицами сажи ДГ-100 влияет на плотность, прочность и релаксационные свойства композиции.

АБРАМЧУК С.С., ГОРКУНОВ М.В., ДЕРИКОВ Я.И., ЕЖОВ А.А., КУТЕРГИНА И.Ю., МЕРЕКАЛОВ А.С., ШАНДРЮК Г.А. — 2014 г.

На основе сополимеров 4-метоксифенил-4-(6-(акрилоилоксигексилокси)бензоата с 4-(6-акрилоилоксигексилокси)бензойной кислотой синтезированы неравновесные композиты, содержащие наночастицы (квантовые точки) селенида кадмия в концентрациях, многократно превышающих предел их растворимости в жидкокристаллической фазе. Получен материал, полимерная матрица которого претерпевает переход в жидкокристаллическое состояние до того, как происходит разделение на фазы с концентрацей наночастиц, соответствующих термодинамически равновесным значениям. При обычных условиях полученные композиты устойчивы на протяжении по крайней мере нескольких месяцев.

ИВАНОВА А.Н., КУЧАНОВ С.И., МАНЕВИЧ Л.И., ШАГИНЯН Ш.А. — 2014 г.

В рамках предложенной ранее модели, на основе бифуркационного анализа с последующим использованием продолжения по параметру, характеризующему отклонение температуры рассматриваемой системы от ее значения на спинодали, исследованы особенности фазового поведения марковских полидисперсных сополимеров с учетом их сжимаемости. К таким особенностям относится, прежде всего, конкуренция между микрофазным и макрофазным разделением в условиях, когда локальная неустойчивость однородного состояния при достижении спинодали соответствует лишь макрофазному разделению. В зависимости от структурных параметров глобальная неустойчивость, характеризуемая гиперповерхностью точек помутнения, может иметь следствием как макрофазное, так и микрофазное разделение. При этом микрофазное разделение реализуется в окрестности критической точки. В этом случае полученные результаты согласуются с выводами теории фазовых переходов Ландау, пределы применимости которой по отклонению от критической точки оценены в данной статье. Вне области применимости этой теории кривые точек помутнения, соответствующие гомогенному и микрофазному разделению, оказываются весьма близкими. Эти выводы остаются справедливыми в широком диапазоне изменения сжимаемости, оценка влияния которой выполнена впервые. Обнаружено, что рассматриваемый класс сополимеров характеризуется не отмечавшейся ранее особенностью – математическим образом распределения плотности в зародыше новой фазы может стать пространственно локализованный профиль солитонного типа.

БУДКОВ Ю.А., КИСЕЛЕВ М.Г., КОЛЕСНИКОВ А.Л., НОГОВИЦЫН Е.А. — 2014 г.

Сформулирована модель раствора полиэлектролита, основанная на формализме термодинамической теории возмущений. Макромолекулы описаны в рамках модели гибкой цепи с исключенным объемом и переменным электрическим зарядом. При построении термодинамической теории возмущений в качестве базисной системы взята совокупность трех независимых подсистем: макромолекулы полиэлектролита, помещенные в бесструктурный фон заряда противоионов; противоионы, помещенные в бесструктурный фон заряда макромолекул; кулоновский газ ионов низкомолекулярной соли. В рамках модели получено фазовое расслоение жидкость–жидкость, обусловленное сильным корреляционным притяжением. Изучено поведение степени ионизации в широкой области изменения концентрации мономеров, включая область фазового расслоения как в бессолевом растворе, так и при наличии в растворе одновалентных ионов низкомолекулярной соли. Показано, что макромолекулы в сосуществующих фазах должны иметь различную степень ионизации. Предсказано существование фазового расслоения при нормальных условиях для случая, когда в качестве растворителя берется диметилформамид, и его отсутствие в случае водных растворов гибких полиэлектролитов.

ИЛЬИН С.О., КАРПУХИНА Е.А., КУЛИЧИХИН В.Г., МАКАРОВА В.В., МЕШКОВ И.Б. — 2014 г.

Исследована совместимость линейного полиизобутилена и наночастиц оксида кремния с модифицированной децильными группами поверхностью. Фазовое состояние этих систем отвечает аморфному равновесию и описывается бинодалью с ВКТС. С увеличением радиуса неорганического ядра наночастиц и молекулярной массы полиизобутилена область несовместимости на фазовой диаграмме расширяется. Введение наночастиц в полимер приводит к снижению вязкоупругих характеристик гомогенных сред, а в двухфазной области обусловливает неньютоновское поведение композиции. Деформация сдвига смещает положение линий фазового равновесия системы в направлении, зависящем от размера наночастиц.

КУТЕРГИНА И.Ю., МЕРЕКАЛОВ А.С., ТАЛЬРОЗЕ Р.В., ТИМОШЕНКО В.Ю., ЦЕЛИКОВ Г.И., ШАНДРЮК Г.А., ШАТАЛОВА А.М. — 2014 г.

Роль специфических взаимодействий между полимерной матрицей и внедренными квантовыми точками является одним из критических вопросов для понимания влияния полимерной матрицы на оптические свойства квантовых точек в композитном наноматериале, а также с точки зрения создания новых фотонных материалов и приборов на их основе. В настоящей работе квантовые точки CdSe внедрены в структуру ЖК-полимера благодаря взаимодействию карбоксильных групп полимера с поверхностью квантовых точек через ионные связи. На основании данных просвечивающей электронной спектроскопии показано, что это обусловливает локализацию квантовых точек в окружении ЖК-фазы полимера. Наблюдаемые различные явления в фотолюминесцентных свойствах интерпретированы в терминах излучательной рекомбинации экситонов в квантовых точках CdSe, перепоглощения света квантовыми точками, влияния электронных состояний на поверхности CdSe–жидкий кристалл и переноса энергии от квантовых точек к полимерной ЖК-матрице.

FRIEDERIKE SCHMID, HANS BEHRINGER, STEFAN DOLEZEL — 2013 г.

A coarse-grained model for studying the phase behavior of rod-coil block copolymer systems on mesoscopic length scales is proposed. The polymers are represented on a particle level (monomers, rods) whereas the interactions between the systems constituents are formulated in terms of local densities. This conversion to density fields allows an efficient Monte Carlo sampling of the phase space. We demonstrate the applicability of the model and of the simulation approach by illustrating the formation of typical micro-phase separated configurations for exemplary model parameters.

KURT BINDER, TAYLOR MARK P., WOLFGANG PAUL — 2013 г.

The Wang-Landau (WL) algorithm is a Monte Carlo simulation technique providing a direct computation of the density of states of a many-body system. The temperature independent density of states function encodes all thermodynamic information about a system, and thus, its construction allows for a very efficient determination of phase behavior. Here we describe the application of the WL approach to continuum interaction-site polymer chains and compute single-chain phase diagrams for three specific models (flexible and semi-flexible homopolymer chains built from square-well sphere monomers and a flexible AB-heteropolymer comprised of alternating square-well and hard-sphere monomers). We provide details on the implementation of the WL algorithm, the underlying Monte Carlo move set, and the subsequent thermodynamic and structural analysis required to characterize phase behavior.